解振強,韓柏明,吳偉民*
(1. 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術學院,江蘇句容 212400;2. 江蘇省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所,江蘇南京 212214)
夏黑葡萄(Summer Black)由‘巨峰’和‘トム’雜交而成三倍體無核品種,早熟[1]。‘陽光玫瑰’(Shine Muscat)葡萄是‘安蕓津21號’與‘白南’雜交而成的新品種,歐美雜種,由于其具有特殊的玫瑰香味,風味優(yōu),近幾年推廣面積越來越大[2]。‘魏可’(Wink)是‘Kubel Muscat’與‘甲斐路’的雜交種,極晚熟歐亞種[3]。這3個品種成為多個地方早中晚熟葡萄搭配種植的優(yōu)良品種。在栽培過程中常使用赤霉素(GA3)和氯吡脲(CPPu)處理果實。
GA3和CPPu是2種植物生長調節(jié)劑,國內(nèi)外已經(jīng)長期而廣泛地應用于葡萄拉長花序、提高坐果率和果實膨大等方面[4-7]。全世界范圍內(nèi)對兩種植物生長調節(jié)劑研究不斷深入,不同品種對它們使用濃度、使用時間、果實品質及生理反應等不盡相同[8-10]。
目前,各地區(qū)應用GA3和CPPu對葡萄果實處理千差萬別,一些地區(qū)盲目地追求大果粒,不合理使用植物生長調節(jié)劑,在一定程度上造成了果實品質的下降。為了規(guī)范二者使用方法,本研究以‘夏黑’(早熟)、‘陽光玫瑰’(中熟)、‘魏可’(晚熟)3個不同成熟期和生態(tài)類型的品種為研究對象,探討不同濃度的GA3和CPPu混合液處理葡萄果實后,二者在果實中的殘留動態(tài)規(guī)律以及對果實品質的影響,為在生產(chǎn)實踐中科學合理地使用植物生長調節(jié)劑提供指導和借鑒。浸蘸對照,分別記為WKⅠ、WKⅡ、WKⅢ、WKⅣ。
每處理3株,重復3次。處理后第7天、14天、21天以及果面完全著色后第15天分4次取樣,分別記為1、2、3、4。
1.2.2 檢測方法
以乙腈/水/甲酸提取方法提取樣品中植物內(nèi)源激素[11],以waters ACQuiTY uPLC高效液相色譜儀串聯(lián)Xevo TQ質譜儀測定GA3及CPPu。GA3或CPPu含量低于儀器定量限(GA3為0.2 μg/kg,CPPu為0.1 μg/kg)用0 mg/kg表示。
果實品質于第4次采樣后立即測定。游標卡尺測量果實縱徑、橫徑,1%電子天平測量單果重。采用折光儀法測定可溶性固形物含量[12]。采用酸堿滴定法測定可滴定酸含量[13];鉬藍比色法測定VC含量[14];采用硫酸消解,微量凱氏定氮法測定植物粗蛋白含量[15]。
試驗數(shù)據(jù)用Excel軟件處理,并對果實品質的影響采用最小顯著差法(LSD)進行多重比較。
以‘夏黑’‘陽光玫瑰’‘魏可’3種不同生態(tài)型和成熟期的主栽品種為研究對象,分別選擇樹勢一致、生長健壯的5年生成齡樹為試驗材料。GA3為美商華侖生物科學公司生產(chǎn)的奇寶(含量20%,1 g裝),CPPu(為四川省蘭月科技有限公司生產(chǎn)的福美特?氯吡脲(含量0.1%,10 mL裝)。
1.2.1 花(果)穗處理
‘夏黑’盛花期用濃度為20 mg/kg GA3浸蘸花穗保果,謝花后第10天,用GA3+CPPu分別為25 mg/kg+6 mg/kg、50 mg/kg+4 mg/kg、75 mg/kg+2 mg/kg的混合溶液膨大,清水浸蘸對照,分別記為XhⅠ、XhⅡ、XhⅢ、XhⅣ?!柟饷倒濉x花后第3天,用25 mg/kg的GA3保果,第2次于保果后第12天用GA3+CPPu分別為15 mg/kg+6 mg/kg、20 mg/kg+4 mg/kg、25 mg/kg+2 mg/kg的混合溶液膨大處理,清水浸蘸對照,分別記為YGⅠ、YGⅡ、YGⅢ、YGⅣ?!嚎伞谥x花后第10天用GA3+CPPu分別為30 mg/kg+6 mg/kg、40 mg/kg+4 mg/kg、50 mg/kg+2 mg/kg的混合溶液膨大處理,清水
2.1.1 ‘夏黑’果實中GA3、CPPu殘留規(guī)律
目前,我國對無公害果品GA3殘留尚未規(guī)定最高限值,本試驗最高限值采用日本規(guī)定其在水果中最高限值GA3(0.2 mg/kg)[16],我國葡萄中CPPu最高殘留限值0.05 mg/kg作為最高限值。
圖1A表明,不同濃度GA3處理后,果實中GA3殘留量均呈下降趨勢。不同濃度GA3處理14天后,果實中的GA3殘留量均低于最高限值。其中,低濃度GA3處理7 d后的殘留量已經(jīng)處于最高限值以下。隨著GA3處理濃度的增高,果實中GA3消解速率相應加大。
圖1B顯示,不同處理后,CPPu在果實中的殘留量呈現(xiàn)整體下降趨勢,第2次處理后的第21天其殘留量幾乎可忽略不計。XhⅠ處理的前14天CPPu消解緩慢,但14天后加速消解;XhⅡ、XhⅢ處理分別于21天、14天后CPPu殘留接近0 mg/kg。
2.1.2 ‘陽光玫瑰’果實中GA3、CPPu殘留規(guī)律
圖2A揭示不同處理7 d后,果實中GA3殘留均在最高限值以下。在處理后的14 d內(nèi),隨著GA3濃度的增加,其消解速率呈現(xiàn)增大趨勢。
圖2B顯示,各品種第2次處理7 d后果實中CPPu的殘留量均低于最高限值。YGⅠ、YGⅡ處理的果實成熟后,CPPu殘留量接近于0.1 μg/kg,而YGⅢ處理后第14天CPPu殘留量即小于0.1 μg/kg,說明CPPu濃度越高消解越慢。
2.1.3 ‘魏可’果實中GA3、CPPu殘留規(guī)律
圖3A表明,‘魏可’成熟后GA3、CPPu在果實中的殘留量均遠遠低于最高限值,其消解規(guī)律總體上與‘夏黑’‘陽光玫瑰’類似。WKⅠ、WKⅡ、WKⅢ處理后的7 d內(nèi),GA3在果實中的殘留量均高于最高限值,14 d后GA3殘留量才達到最高限值以下。試驗結果說明,GA3處理濃度越高,其在‘魏可’前期果實中的殘留越多。
圖1 ‘夏黑’果實中GA3、CPPU消解規(guī)律(A為GA3,B為CPPU。下同)Figure 1 Digestion regular pattern of GA3 and CPPU in 'Summer Black' (A was GA3, B was CPPU, the same as below)
圖2 ‘陽光玫瑰’果實中GA3、CPPU消解規(guī)律Figure 2 Digestion regular pattern of GA3 and CPPU in 'Shine Muscat'
圖3 ‘魏可’果實中GA3、CPPU消解規(guī)律Figure 3 Digestion regular pattern of GA3 and CPPU in 'Wink'
圖3B揭示W(wǎng)KⅠ、WKⅡ、WKⅢ處理后的7 d內(nèi),CPPu隨著處理濃度增高,其在果實中的殘留也隨之增多。WKⅠ、WKⅢ處理于14 d后CPPu在果實中的殘留量小于0.1 μg/kg,而WKⅡ處理后CPPu的殘留量在果實成熟后才低于0.1 μg/kg,說明該處理不利于果實中CPPu的消解。WKⅣ果實著色15 d后,圖中顯示對照采收時期CPPu濃度略微升高,但遠低于標準限值,可能是由于儀器檢測誤差造成的。
3個處理都顯著增大‘夏黑’葡萄果粒質量,降低蛋白質含量,XhⅢ處理蛋白質降低最明顯;XhⅡ降低果實VC含量,達到顯著性差異;3個處理后葡萄果形指數(shù)為1.02~1.04、可溶性固形物19.2%~19.7%、果實可滴定酸0.402%~0.416%均與對照相比影響較小,均沒有產(chǎn)生顯著性差異(表1)。
3個處理影響‘陽光玫瑰’葡萄蛋白質含量,YGⅢ處理降低最明顯,達到顯著性差異;3個處理后葡萄單果重5.96~7.79 g、果形指數(shù)為1.14~1.18、可溶性固形物17.1%~18.6%、果實可滴定酸0.268%~0.316%、果實VC為5.27~5.54 mg/g均與對照相比影響較小,均沒有產(chǎn)生顯著性差異(表2)。
對‘魏可’葡萄的3個處理,增加了單果重,WKⅠ分別增加了蛋白質含量和降低了維生素C含量,WKⅠ、WKⅢ增加了可滴定酸,達到顯著性差異;3個處理果果形指數(shù)為1.41~1.55、可溶性固形物16%~19.9%與對照相比影響較小,均沒有產(chǎn)生顯著性差異(表3)。
GA3、CPPu在葡萄果實膨大中已經(jīng)得到廣泛應用,外源GA3增強了酸性轉化酶(Ai)和中性轉化酶(Ni)以及蔗糖合成酶(SS)活性,參與葡萄糖積累及代謝的調控[17]??茖W合理地使用GA3、CPPu,其在葡萄果實中的殘留符合果品安全要求。本研究結果表明,不同濃度GA3、CPPu的混合液對不同品種果實生長及品質的影響表現(xiàn)各異。
表1 不同處理對‘夏黑’葡萄果實品質影響Table 1 Effect of different treatment on the quality of 'Summer Black' grapevine berries
表2 不同處理對‘陽光玫瑰’葡萄果實品質影響Table 2 Effect of different treatment on the quality of 'Shine Muscat' grapevine berries
表3 對‘魏可’葡萄果實品質影響Table 3 Effect of different treatment on the quality of 'Wink' grapevine berries
外源GA3、CPPu在‘夏黑’‘陽光玫瑰’‘魏可’3個品種中的殘留規(guī)律表現(xiàn)為:二者在果實中的殘留呈下降趨勢,在果實成熟后其含量均低于最高限值。隨著GA3濃度的升高,果實前期殘留量相應增加,且濃度越高消解速率越快;外源性CPPu濃度越高,其前期(處理后的14天內(nèi))在‘夏黑’‘魏可’果實中的殘留越低,說明高濃度(6 mg/kg)的CPPu處理后前期消解速度遠大于低濃度(2 mg/kg、4 mg/kg)處理。
前人許多研究表明,使用植物生長GA3、CPPu能夠顯著增加葡萄果實的粒質量、穗質量[18-19]。本研究發(fā)現(xiàn),‘陽光玫瑰’無核化后,再用15 mg/kg GA3+6 mg/kg CPPu混合液處理,其單粒重比對照小,可能與處理時間、濃度不適宜有關。各處理對不同品種的果實品質影響表現(xiàn)存在差異。陳婷等[20]研究表明,GA3、CPPu混合液處理后,‘夏黑’的可溶性固形物含量顯著提升,張靜等[21]認為GA3、CPPu處理的果實著色緩慢,成熟期推遲本,降低了可溶性固形物含量。本研究發(fā)現(xiàn),2種植物生長調節(jié)對3個品種的可溶性固形物影響較小,說明處理濃度、時間、方法不同,對不同品種的可溶性固形物含量的影響存在差異,具體影響機理需要進一步研究。史文婷[22]研究表明,不同處理不僅能提高‘陽光玫瑰’的滴定酸含量,也能降低其含量。本研究發(fā)現(xiàn)不同配比混合液以提高‘魏可’果實的滴定酸含量,對‘夏黑’‘陽光玫瑰’沒有影響,可能與二者所采用的濃度或品種不同有關。不同處理對‘夏黑’‘陽光玫瑰’果實VC含量影響未達到顯著差異水平。30 mg/kg GA3+6 mg/kg CPPu處理后,‘魏可’果實VC含量極顯著降低,因此生產(chǎn)中應謹慎選擇配比。各處理對不同品種葡萄果實蛋白質的影響不盡相同,在‘夏黑’‘陽光玫瑰’上總體表現(xiàn)為抑制其合成或促進其降解。30 mg/kg GA3+6 mg/kg CPPu混合液處理雖然極顯著提升了‘魏可’的蛋白質含量,但同時極顯著降低了VC含量、提高了滴定酸含量,不利于果實品質提升。
由此可見,外源性GA3、CPPu對葡萄可溶性固形物、滴定酸、VC以及蛋白質的相關代謝基因表達的影響極其復雜,其分子生物學、代謝動力學等機理需進一步研究。