鄧永輝，郭世澤，劉平潤，程湘鈺，王 燁，唐天睿，劉宏斌，彭奇慧，李 琦，楊學(xué)虎

（1 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，昆明650100）（2 昭通市邵陽區(qū)園藝技術(shù)推廣中心）（3 華寧縣柑桔產(chǎn)業(yè)發(fā)展辦公室）（4 鶴慶縣茶桑果藥站）

柑橘是云南省的第二大水果[1]，由于獨(dú)特的山地氣候，特早熟柑橘8 月即可上市[2]，具有較高的商品價(jià)值。但特早熟柑橘生長期短，普遍存在含糖量低的問題。研究特早熟柑橘果實(shí)的糖酸變化規(guī)律和提高果實(shí)含糖量對云南省柑橘品質(zhì)提升有著更為重要的意義。果實(shí)中糖分積累主要來源于“源”葉片光合產(chǎn)物，光合作用固定的碳轉(zhuǎn)變?yōu)檎崽呛偷矸?，其中主要以蔗糖的形式向“庫”果?shí)運(yùn)輸。早熟柑橘果實(shí)中糖分主要有蔗糖、葡萄糖和果糖，其中以蔗糖積累為主[3]。蔗糖從葉片向果實(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)和蔗糖在果實(shí)中的積累都受到蔗糖代謝酶的影響，與蔗糖代謝密切相關(guān)的酶主要有催化蔗糖分解為單糖的酸性轉(zhuǎn)化酶（AI）、中性轉(zhuǎn)化酶（NI）以及催化蔗糖合成的蔗糖合成酶（SS）、蔗糖磷酸合成酶（SPS）[4]。已有的研究表明，覆膜[5]、果實(shí)遮光[6]、施肥[7]、改換砧木[8]、干旱[9]、水分脅迫[10]及病害[11]等栽培措施和生態(tài)因子的改變，對果實(shí)蔗糖代謝酶活性均有顯著的影響，進(jìn)而影響糖分轉(zhuǎn)運(yùn)、果實(shí)中糖的積累和組成成分變化。柑橘果實(shí)成熟往往伴隨著AI 活性的下降和SPS 活性的上升[4]，SPS 活性直接反映著蔗糖的合成能力[12]，SPS 活性降低會導(dǎo)致同化產(chǎn)物對蔗糖的分配減少，影響葉片和果實(shí)中的糖組成成分[13-14]。

根據(jù)源庫理論物質(zhì)的就近運(yùn)輸原則[15]，結(jié)果枝著生葉片數(shù)對果實(shí)糖分積累有著更為直接的影響。前人研究發(fā)現(xiàn)，隨著結(jié)果枝著生葉片數(shù)的增加，單果重增加[16-17]，果實(shí)總糖含量[18]顯著增加。疏去結(jié)果枝著生葉片數(shù)少的果實(shí)，能夠提升果實(shí)的品質(zhì)[19]。董雪潔等[18]對柑橘葉片和果實(shí)中的酶活性與糖含量相關(guān)性進(jìn)行了分析，但忽略了源葉光合產(chǎn)物合成能力和另一種重要的蔗糖代謝酶NI 活性對果實(shí)生長和糖分積累的影響。已有的研究對作為“源”的葉片數(shù)究竟如何影響果實(shí)發(fā)育和糖分積累的生理基礎(chǔ)還不夠清楚，本試驗(yàn)通過測定不同時(shí)期葉片碳水化合物、果實(shí)汁胞中糖組成成分、葉片和果實(shí)蔗糖代謝酶活性等指標(biāo)，從庫源關(guān)系方面來探索結(jié)果枝著生葉片數(shù)對云南特早熟柑橘品種果實(shí)糖分積累的影響及糖酸變化規(guī)律，以期為提升云南特早熟柑橘果實(shí)品質(zhì)和栽培技術(shù)創(chuàng)新提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2019 年5 月至2020 年11 月在云南省玉溪市華寧縣亞熱帶果樹示范園內(nèi)進(jìn)行。在同一地塊選取3 株樹勢相近的9 年生‘枳殼’砧木的特早熟柑橘‘大浦早生’為試材。

1.2 樣品采集和處理

于每年5 月以結(jié)果枝著生葉片數(shù)為指標(biāo)對‘大浦早生’果實(shí)進(jìn)行標(biāo)記，在冠層的中部外圍分別標(biāo)記出1 片葉、3 片葉和5 片葉的果實(shí)。分別于2019年5 月16 日、6 月23 日、7 月17 日、8 月7 日、8月23 日和9 月8 日采集標(biāo)記果實(shí)和結(jié)果枝葉片，裝入密封袋中，用干冰盒運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測定，包括果實(shí)汁胞中糖含量、葉片中碳水化合物含量、果實(shí)和葉片中蔗糖代謝相關(guān)酶活性。

2020 年7—9 月，在果實(shí)膨大期和成熟期采集標(biāo)記果實(shí)，測定果實(shí)有機(jī)酸含量，果實(shí)成熟后進(jìn)行品質(zhì)分析，具體采樣時(shí)間為7 月22 日、8 月4 日、8 月29 日。

1.3 生理指標(biāo)的測定

果實(shí)中葡萄糖、果糖、蔗糖的提取和含量測定參考李云康等[20]的方法，使用安捷倫1260 Infinity高效液相色譜儀，Agilent Zorbax Carbohydrate（4.6 mm×250 mm，5 μm）糖分析柱。色譜條件：進(jìn)樣量10 μL，流動(dòng)相為乙腈∶水＝75∶25，流速1.4 mL/min，時(shí)間15 min，柱溫30 ℃。使用視差折光檢測器，檢測池溫度為30 ℃。

葉片的淀粉含量和可溶性糖含量采用蒽酮硫酸法，TECAN infinite M200 PRO 多功能酶標(biāo)儀測定。

果實(shí)中的檸檬酸、蘋果酸含量的測定采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.157—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品有機(jī)酸的測定》的方法，使用ZORBAX SB-C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）柱，VWD 檢測器。

果實(shí)和葉片中的蔗糖合成酶（SS）、蔗糖磷酸合成酶（SPS）、酸性轉(zhuǎn)化酶（AI）、中性轉(zhuǎn)化酶（NI）活性通過購買蘇州格銳思生物科技有限公司試劑盒，使用多功能酶標(biāo)儀進(jìn)行測定。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2010 和SPSS 19 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，利用最小顯著差法（LSD）（P＜0.05）進(jìn)行單因素顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)糖分組成成分變化

由圖1 可知，結(jié)果枝著生葉片數(shù)對果實(shí)糖分積累有一定的影響，隨著葉片數(shù)的增多，果實(shí)成熟時(shí)糖含量增加，其中以蔗糖含量的增加為主。5 月中旬果實(shí)發(fā)育早期，結(jié)果枝著生1 片葉的果實(shí)蔗糖含量顯著（P＜0.05）高于3 片葉和5 片葉。由總糖含量的變化可知，6 月下旬至8 月下旬是果實(shí)糖分快速積累的時(shí)期，8 月初果實(shí)進(jìn)入著色期，結(jié)果枝著生不同葉片數(shù)的果實(shí)糖分增長開始出現(xiàn)分化。葡萄糖、果糖和總糖含量均于8 月下旬達(dá)到最大值。8月下旬至9 月初果實(shí)成熟，葡萄糖和果糖含量略有下降，蔗糖含量繼續(xù)升高達(dá)到最大值，總糖含量變化不大，此時(shí)蔗糖與葡萄糖、果糖含量比例接近2∶1∶1。果實(shí)成熟時(shí)，結(jié)果枝著生5 片葉的果實(shí)葡萄糖和果糖含量均顯著（P＜0.05）高于1 片葉和3 片葉；結(jié)果枝著生5 片葉和3 片葉的果實(shí)蔗糖含量均顯著（P＜0.05）高于1 片葉。

圖1 不同結(jié)果枝著生葉片數(shù)的果實(shí)糖組成及含量變化

2.2 果實(shí)有機(jī)酸組成成分變化

由圖2 可以看出，不同結(jié)果枝著生葉片數(shù)對果實(shí)有機(jī)酸含量影響顯著?！笃衷缟麑?shí)中有機(jī)酸積累以檸檬酸為主，結(jié)果枝著生1 片葉和3 片葉果實(shí)成熟過程中檸檬酸含量逐漸下降，蘋果酸含量呈先升高后下降的趨勢；結(jié)果枝著生5 片葉的果實(shí)檸檬酸和蘋果酸含量均呈先下降后上升的趨勢。8月初，結(jié)果枝著生3 片葉和1 片葉的果實(shí)檸檬酸和蘋果酸含量均顯著高于5 片葉。在果實(shí)成熟時(shí)，不同結(jié)果枝著生葉片數(shù)的檸檬酸含量無顯著差異，蘋果酸含量表現(xiàn)為5 片葉＞3 片葉＞1 片葉，差異均達(dá)顯著水平。

圖2 不同結(jié)果枝著生葉片數(shù)的果實(shí)有機(jī)酸組成及含量變化

2.3 葉片碳水化合物含量變化

如圖3 所示，在果實(shí)發(fā)育和糖分積累的過程中，不同結(jié)果枝著生葉片數(shù)的葉片淀粉和可溶性糖含量存在差異。特早熟柑橘葉片碳水化合物積累以可溶性糖為主，結(jié)果枝著生3 片葉和5 片葉的葉片淀粉含量變化不明顯，1 片葉在8 月上旬有明顯增加；結(jié)果枝著生3 片葉和5 片葉的葉片可溶性糖含量呈先升高后下降的趨勢，1 片葉的葉片可溶性糖含量僅在8 月下旬有明顯的增加。8 月上旬即果實(shí)糖分快速積累的中后期，葉片的碳水化合物含量達(dá)到最大值，結(jié)果枝著生1 片葉的葉片淀粉含量顯著高于3 片葉和5 片葉；可溶性糖含量則相反，結(jié)果枝著生5 片葉和3 片葉的葉片可溶性糖含量顯著高于1片葉。8 月上旬葉片碳水化合物含量達(dá)到最大水平，此時(shí)正是果實(shí)糖分快速積累的中后期，可溶性糖含量對葉片光合產(chǎn)物合成能力具有一定代表性。說明，果實(shí)糖分快速積累的中后期，結(jié)果枝著生葉片數(shù)多的葉片自身光合產(chǎn)物合成能力增強(qiáng)。

圖3 不同結(jié)果枝著生葉片數(shù)的葉片碳水化合物組成及含量變化

2.4 蔗糖代謝酶活性變化

2.4.1 葉片中蔗糖代謝酶活性變化

由圖4 可以看出，不同結(jié)果枝著生葉片數(shù)對葉片中的4 種蔗糖代謝酶活性的影響差異不大。在果實(shí)不同發(fā)育時(shí)期葉片中的SS 均保持較高的活性；葉片中SPS 活性隨著果實(shí)糖分的積累波動(dòng)升高，至8 月上旬活性達(dá)到最大值。在果實(shí)糖分快速積累期即6 月下旬至8 月下旬，結(jié)果枝著生1 片葉和3 片葉的葉片SS、SPS 活性基本高于5 片葉。葉片中的AI、NI 活性總體呈現(xiàn)先下降再升高的趨勢；在果實(shí)糖分快速積累期，葉片中的AI、NI 活性基本保持較低的水平。6 月下旬至8 月上旬，結(jié)果枝著生3片葉的葉片NI 活性高于1 片葉和5 片葉；8 月中旬至果實(shí)成熟時(shí)，結(jié)果枝著生5 片葉的葉片AI、NI活性均高于1 片葉和3 片葉。說明，SS 和SPS 是影響特早熟柑橘葉片碳水化合物組成的主要蔗糖代謝酶，尤其是葉片中的SPS 在果實(shí)糖分快速積累期發(fā)揮著重要的作用。

圖4 不同結(jié)果枝著生葉片數(shù)的葉片蔗糖代謝酶活性變化

2.4.2 果實(shí)中蔗糖代謝酶活性變化

由圖5 可知，不同結(jié)果枝著生葉片數(shù)對果實(shí)汁胞中的SS、SPS、AI、NI 活性均有一定的影響。在果實(shí)糖分快速積累的過程中，汁胞中的SS 和SPS活性整體表現(xiàn)出先升高再下降的趨勢；結(jié)果枝著生5 片葉的SS 活性和SPS 活性整體高于3 片葉和1 片葉，且差異顯著（P＜0.05）。果實(shí)汁胞中AI 活性整體表現(xiàn)為先升高后下降的趨勢，6 月下旬果實(shí)發(fā)育的早期，表現(xiàn)極高的活性水平；6 月下旬至8 月下旬，結(jié)果枝著生1 片葉的汁胞AI 活性整體高于5片葉和3 片葉；7 月中旬至果實(shí)成熟，結(jié)果枝著生1 片葉的汁胞NI 活性始終高于3 片葉和5 片葉，8月上旬表現(xiàn)出顯著（P＜0.05）差異。說明，早期果實(shí)的發(fā)育與AI 活性有著極大的相關(guān)性，結(jié)果枝葉片數(shù)的增多降低了果實(shí)汁胞NI 活性，同時(shí)提高了SS 和SPS 活性，促進(jìn)糖分向蔗糖合成方向進(jìn)行。

圖5 不同結(jié)果枝著生葉片數(shù)的果實(shí)汁胞中蔗糖代謝酶活性變化

2.5 果實(shí)品質(zhì)分析

由表1 可知，結(jié)果枝著生葉片數(shù)對特早熟柑橘果實(shí)品質(zhì)有顯著影響。結(jié)果枝著生5 片葉的果實(shí)橫徑、單果重、果肉重均顯著高于3 片葉和1 片葉，其中單果重的增加主要源于橫徑的增長。但與結(jié)果枝著生1 片葉相比，結(jié)果枝著生5 片葉的果形指數(shù)和可食率均顯著降低。隨著結(jié)果枝著生葉片數(shù)的增加，果實(shí)可溶性固形物含量和固酸比均隨之增加，結(jié)果枝著生5 片葉的可溶性固形物含量顯著高于1片葉，但三者的固酸比差異不顯著。

表1 不同結(jié)果枝著生葉片數(shù)的果實(shí)品質(zhì)

3 討 論

果實(shí)中的糖分主要來源于葉片光合產(chǎn)物，“源”的數(shù)量和質(zhì)量是影響作物產(chǎn)量的基礎(chǔ)[21]。結(jié)果枝著生葉片數(shù)是影響“源”的數(shù)量的重要指標(biāo)，已有研究表明，隨著結(jié)果枝葉片數(shù)的增多，單果重[16-17]和果實(shí)總糖含量[18,22]增加。本試驗(yàn)研究結(jié)果與前人相似，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)不同結(jié)果枝葉片數(shù)單果重的增加主要來源于橫徑的增長，糖分增加以蔗糖為主。5 月中旬果實(shí)發(fā)育的早期，結(jié)果枝著生5 片葉的果實(shí)汁胞中的蔗糖含量較1 片葉和3 片葉低。這可能與早期葉片快速生長需要消耗更多的光合產(chǎn)物有關(guān)，此時(shí)葉片葉綠素含量低光合產(chǎn)物少，葉片數(shù)越多結(jié)果枝葉片自身生長消耗能量增加，使得運(yùn)輸向果實(shí)的糖分減少。很多研究發(fā)現(xiàn)，果實(shí)庫容變大能提高葉片光合速率[23]，本試驗(yàn)中源葉片數(shù)多的果實(shí)單果重顯著增加、庫容增大，可能是引起果實(shí)糖分快速積累中后期的葉片可溶性糖含量即光合產(chǎn)物增加的原因。綜上所述，“源”的質(zhì)量即葉片光合產(chǎn)物的增加和“源”的數(shù)量即結(jié)果枝葉片數(shù)的增加，促使葉片合成更多的糖分向果實(shí)運(yùn)輸，是葉片數(shù)多的果實(shí)糖分積累增多的主要原因。

蔗糖代謝酶活性影響著葉片與果實(shí)之間的糖分轉(zhuǎn)運(yùn)和積累。SPS 活性與葉片中的蔗糖含量呈正相關(guān)[12]，然而本試驗(yàn)中果實(shí)糖分快速積累前中期7月中旬至8 月中旬，結(jié)果枝著生1 片葉的葉片SS和SPS 活性均高于5 片葉，但可溶性糖含量卻顯著低于5 片葉。這可能是為了維持果實(shí)發(fā)育，結(jié)果枝著生1 片葉的葉片輸出了更多的蔗糖到果實(shí)中，同時(shí)果實(shí)汁胞中的NI 活性顯著提高，也加快了果實(shí)蔗糖分解和蔗糖濃度下降，進(jìn)一步促使蔗糖從葉片向果實(shí)運(yùn)輸。SS 和SPS 活性水平的高低是衡量果實(shí)庫強(qiáng)的重要生理指標(biāo)[4-6]，本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，7 月中旬至果實(shí)成熟，結(jié)果枝著生5 片葉果實(shí)汁胞中的SS 活性和SPS 活性整體高于3 片葉、1 片葉，結(jié)果枝著生1 片葉果實(shí)汁胞的AI 和NI 活性高于3 片葉、5片葉，結(jié)果枝著生葉片數(shù)的增多提高了果實(shí)合成蔗糖的能力，即庫強(qiáng)增強(qiáng)。說明果實(shí)糖分的增加主要受源葉的數(shù)量和質(zhì)量影響，同時(shí)果實(shí)汁胞中的蔗糖合成酶活性提高使果實(shí)內(nèi)糖分轉(zhuǎn)化向有利于蔗糖積累的方向進(jìn)行。

有機(jī)酸含量也影響果實(shí)的風(fēng)味。本試驗(yàn)中結(jié)果枝著生葉片數(shù)多的果實(shí)檸檬酸和蘋果酸含量均高于葉片數(shù)少的果實(shí)，這與前人研究隨結(jié)果枝著生葉片數(shù)的增多可滴定酸含量增加的結(jié)果相符[16]。但在本試驗(yàn)中結(jié)果枝著生葉片數(shù)多的果實(shí)糖分顯著提高，固酸比增加，這使得果實(shí)風(fēng)味更濃，口感更佳。

4 結(jié) 論

綜上所述，隨著結(jié)果枝著生葉片數(shù)的增多果實(shí)含糖量增加，其中以蔗糖含量的增加為主。含糖量增加的主要原因是源葉數(shù)量和源葉自身光合產(chǎn)物增加，產(chǎn)生更多糖分，進(jìn)而促進(jìn)果實(shí)膨大和糖分積累。另一方面，結(jié)果枝著生葉片數(shù)多的果實(shí)中的NI活性降低，SS 和SPS 活性增強(qiáng)，有利于糖分轉(zhuǎn)化向蔗糖合成方向進(jìn)行，使果實(shí)積累更多的糖分。