沈甜，許澤華，牛銳敏，黃小晶，陳衛(wèi)平

（寧夏農(nóng)林科學(xué)院園藝研究所，寧夏銀川 750002）

在植物生長和發(fā)育的各個(gè)階段，任何一種生理效應(yīng)都是各種植物激素相互作用的結(jié)果[1-2]。植物激素通過合成、代謝（失活）、轉(zhuǎn)運(yùn)、響應(yīng)和轉(zhuǎn)導(dǎo)來調(diào)節(jié)果實(shí)的生長發(fā)育過程，其中脫落酸、茉莉酸甲酯、吲哚乙酸和水楊酸等可調(diào)控葡萄漿果的成熟。研究發(fā)現(xiàn)，脫落酸是觸發(fā)葡萄果實(shí)成熟過程的主要信號(hào)，外源脫落酸處理可促進(jìn)果實(shí)內(nèi)源脫落酸合成，提高果實(shí)品質(zhì)，縮短成熟期[3]。外源水楊酸處理可能通過抑制果實(shí)組織中乙烯的合成延緩蘋果、梨、桃、香蕉和獼猴桃等果實(shí)的成熟衰老[4]；茉莉酸甲酯可以延緩植物果實(shí)成熟過程，影響植物次級(jí)代謝的積累[5]。

近年來，對(duì)葡萄噴施外源激素以提高果實(shí)品質(zhì)的報(bào)道甚多，如噴施茉莉酸甲酯有利于果皮中類黃酮、總花色苷等酚類化合物的積累[6-10]，改善了葡萄果實(shí)品質(zhì)；噴施水楊酸不同程度誘導(dǎo)總酚、黃烷醇類多酚和黃烷-3-醇[11]、類黃酮和白藜蘆醇的積累[12-14]，而在葡萄上噴施吲哚乙酸的研究鮮見報(bào)道。

賀蘭山東麓金山產(chǎn)區(qū)因其獨(dú)特的地理環(huán)境，土壤富含礫石，地面輻射反照增強(qiáng)，致使果際溫度增高，造成果實(shí)干癟發(fā)皺，成熟期提前。本研究通過噴施外源激素及其組合，比較不同處理的果實(shí)品質(zhì)差異，以期為該地區(qū)釀酒葡萄果實(shí)品質(zhì)的提升提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于銀川市西夏區(qū)金山葡萄試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，106°8'42''～106°8'45''E，38°38'48''～38°38'57''N。土壤類型為粗骨灰鈣土，供試材料為6年生‘赤霞珠’葡萄，廠形樹形，水平架式，南北行向，株行距0.8 m×3.5 m，冬剪以短梢修剪為主。

1.2 試驗(yàn)處理

從葡萄轉(zhuǎn)色前1周（7月20日）對(duì)果實(shí)進(jìn)行噴施處理，T1：20 mg·L-1水楊酸[15]；T2：100 mg·L-1吲哚乙酸；T3：60 mg·L-1茉莉酸甲酯[16]；T4：20 mg·L-1水楊酸＋60 mg·L-1茉莉酸甲酯；T5：60 mg·L-1茉莉酸甲酯＋100 mg·L-1吲哚乙酸；T6：20 mg·L-1水楊酸＋100 mg·L-1吲哚乙酸；以同體積的95%乙醇溶液（含1%吐溫80）為對(duì)照。間隔1周處理1次，共處理3次。每個(gè)處理選取長勢相對(duì)一致的30株葡萄進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。待3次處理結(jié)束后1周開始取樣，1周一次，共3次，并在果實(shí)成熟時(shí)即處理結(jié)束后7周再次取樣。每個(gè)處理分別在不同方位果穗上摘取100粒果?；靹颍瑤Щ貙?shí)驗(yàn)室用液氮速凍后置于﹣80 ℃超低溫冰箱中保存，待測。

1.3 測定指標(biāo)

1.3.1 果實(shí)基本理化指標(biāo)測定

采用手持糖度計(jì)（TD-45）測定可溶性固形物；參照《葡萄與葡萄酒實(shí)驗(yàn)技術(shù)操作規(guī)范》測定可滴定酸，結(jié)果以酒石酸計(jì)；采用BOXBIO試劑盒測定可溶性總糖、葡萄糖、果糖、蔗糖含量。

1.3.2 果實(shí)酚類物質(zhì)測定

采用福林-肖卡法[17]測定總酚，結(jié)果以沒食子酸計(jì)；采用福林-丹尼斯法[18]測定單寧，結(jié)果以單寧酸計(jì)；pH示差法[19]測定花色苷，結(jié)果以矢車菊素-3-葡萄糖苷計(jì)；總類黃酮采用PEINADO等[20]的方法測定，結(jié)果以蘆丁計(jì)；采用p-DMACA-鹽酸法[21]測定總黃烷-3-醇，結(jié)果以兒茶素計(jì)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和制圖，使用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，通過描述統(tǒng)計(jì)的方法將數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，然后降維進(jìn)行主成分分析。根據(jù)相關(guān)系數(shù)矩陣對(duì)葡萄的4個(gè)性狀進(jìn)行相關(guān)性分析，在主成分提取表中，主成分按照特征根從大到小進(jìn)行排列，根據(jù)特征根＞1確定主成分的數(shù)量，主成分的特征根用λ表示。

主成分系數(shù)等于各變量因子載荷向量除以各自主成分的特征根的算術(shù)平方根，見公式（1）。

因子載荷值是指確定各個(gè)指標(biāo)對(duì)各成分的影響，在成分矩陣中表示。計(jì)算各品種的綜合得分，見公式(2)。

Fi表示主成分的特征根對(duì)應(yīng)的特征向量的和，Wi為主成分提取表中的方差貢獻(xiàn)率。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)果實(shí)可溶性固形物的影響

由圖1A可知，隨著果實(shí)發(fā)育成熟，不同處理的可溶性固形物不斷增加，其中T6處理的可溶性固形物高于其他處理。在處理結(jié)束后1～2周，T2處理的可溶性固形物增加量高于其他處理，比CK增加2.2個(gè)百分點(diǎn)。處理結(jié)束后2～3周，T1處理的可溶性固形物比CK降低0.63個(gè)百分點(diǎn)和0.66個(gè)百分點(diǎn)，處理結(jié)束后2周和3周時(shí)，果實(shí)中可溶性固形物最高的均是T6處理，其次是T4處理。處理結(jié)束后7周時(shí)，T6處理的可溶性固形物為25.18%，其他處理果實(shí)的可溶性固形物在24.36%～24.74%，各處理間無顯著差異。吲哚乙酸＋水楊酸組合可顯著提高果實(shí)可溶性固形物，其次是水楊酸＋茉莉酸甲酯的組合。

2.2 不同處理對(duì)果實(shí)可滴定酸的影響

由圖1B可知，不同處理果實(shí)中的可滴定酸含量隨著果實(shí)成熟逐漸降低。處理結(jié)束后1～7周，可滴定酸含量降低最多的是T5處理，降低了4.57 mg·g-1；其次是CK，降低了4.53 mg·g-1，其他處理可滴定酸含量的降低量在4.21～4.30 mg·g-1。

圖1 各處理對(duì)果實(shí)可溶性固形物和可滴定酸的影響Figure 1 Effects of different treatments on soluble solids and titratable acids of fruit

2.3 不同處理對(duì)果實(shí)糖組分的影響

由圖2可知，不同處理果實(shí)中的可溶性總糖、葡萄糖、果糖和蔗糖含量在不同時(shí)期差異顯著，可溶性總糖隨著果實(shí)的成熟呈逐漸上升的趨勢，葡萄糖和果糖含量隨著果實(shí)成熟表現(xiàn)出先降低后增加的趨勢，而不同處理果實(shí)中的蔗糖含量在結(jié)束處理后1～3周表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢；在結(jié)束處理后3～7周時(shí)，T1、T2和T3處理的蔗糖含量降低，其他處理的增加。

由圖2A可知，除結(jié)束處理后2周，各激素處理的可溶性總糖含量均顯著高于CK。在結(jié)束處理后1周和7周時(shí)，T4處理果實(shí)中的可溶性總糖含量分別高于CK 43.13、35.21 mg·g-1。也就是說噴施水楊酸、吲哚乙酸和茉莉酸甲酯及其組合均可提高果實(shí)中的可溶性總糖含量。

圖2 不同處理對(duì)果實(shí)不同糖組分含量的影響Figure 2 Effect of different treatments on the content of different sugar components in fruit

由圖2B可知，結(jié)束后處理后1周，T1和T2處理果實(shí)中的葡萄糖含量分別比CK低12.30%、2.44%，最高的是T4處理，高于CK9.81%。在結(jié)束處理后2周時(shí)，所有處理果實(shí)中的葡萄糖含量顯著高于CK，T4處理最高為78.63 mg·g-1。在結(jié)束處理后3周時(shí)，T1、T2、T3處理果實(shí)中的葡萄糖含量均高于CK，分別高9.12、2.70、1.22 mg·g-1，T4、T5、T6處理則均低于CK，最低的是T5處理，葡萄糖含量為68.89 mg·g-1。在結(jié)束處理后7周時(shí)，除T5處理，其他處理果實(shí)中的葡萄糖含量均高于CK。由此分析，噴施水楊酸、吲哚乙酸和茉莉酸甲酯及其組合可提高果實(shí)中的葡萄糖含量。

由圖2C可知，在結(jié)束處理后1周時(shí)，T1處理的果糖含量顯著低于其它處理，低于CK 26.62 mg·g-1；最高的是T3處理，高于CK 18.06 mg·g-1。結(jié)束處理后2周時(shí)，噴施激素處理的果糖含量均高于CK，其中T4處理最高，比CK高26.12%。處理后7周時(shí)，只有T1、T2處理果實(shí)中的果糖含量高于CK，以T2處理最高，為105.93 mg·g-1。

由圖2D可知，在結(jié)束處理后1周時(shí)，T3、T6處理果實(shí)中的蔗糖含量高于CK，分別比CK高10.11%、4.14%。T3處理在不同時(shí)期果實(shí)中的蔗糖含量均顯著高于CK，T4、T5處理在結(jié)束處理后2周至7周時(shí)果糖含量均高于CK。噴施茉莉酸甲酯及其與水楊酸和吲哚乙酸的組合均提高了果實(shí)中的蔗糖含量。

2.4 不同處理對(duì)果實(shí)酚類物質(zhì)的影響

由圖3可知，不同處理果實(shí)中的酚類物質(zhì)具有明顯差異。由圖3A可看出，T4處理的總酚含量在結(jié)束處理后1～3周顯著高于其他處理。在結(jié)束處理后2周時(shí)，所有激素處理的總酚含量均高于CK，其中最高的是T4處理，總酚含量為8.30 mg·g-1。在結(jié)束處理后3周時(shí)，T3、T4、T5處理的總酚含量均高于CK，分別為18.60%、31.34%、4.37%。但在結(jié)束處理后7周時(shí)，所有激素處理總酚含量均低于CK；T3處理與CK間差值最大，為1.36 mg·g-1；其他處理與CK的差值在0.68～0.31 mg·g-1。

圖3 不同處理對(duì)果實(shí)酚類物質(zhì)的影響Figure 3 Effects of different treatments on phenolic compounds in fruit

由圖3B可知，T2、T4處理在結(jié)束處理后2～7周果實(shí)中的單寧含量均顯著高于CK，T5、T6處理在結(jié)束處理后3周時(shí)分別低于CK0.04、0.10 mg·g-1，在結(jié)束處理后2周和7周時(shí)均顯著高于CK。T3處理在結(jié)束處理后2～3周單寧含量均顯著低于CK，T6處理在結(jié)束后2周和7周時(shí)單寧含量最高。因此，吲哚乙酸及其組合，以及水楊酸＋茉莉酸甲酯組合可提高果實(shí)中的單寧含量。

由圖3C可知，在結(jié)束處理后1周時(shí)，T2、T5處理果實(shí)總類黃酮含量分別低于CK 0.17、0.18 mg·g-1，其他處理均高于CK。在結(jié)束處理后2周時(shí)，噴施激素處理的總類黃酮含量均顯著高于CK。除T3處理在3周時(shí)總類黃酮含量高于CK 0.03 mg·g-1，其他處理在結(jié)束處理后3～7周均顯著低于CK。

由圖3D可知，在結(jié)束處理后1～2周，所有噴施激素處理果實(shí)中的黃烷-3-醇含量均高于CK，其中較高的是T6處理和T4處理。在結(jié)束處理后3周時(shí)，T1處理果實(shí)中的黃烷-3-醇含量顯著低于CK，其他處理與CK無顯著差異。至7周時(shí)，所有噴施激素處理的黃烷-3-醇含量均顯著低于CK。

由圖3E可知，除T1處理的總花色苷含量隨著果實(shí)成熟表現(xiàn)出先增加后降低，其他處理均呈先降低后增加再降低的趨勢。在結(jié)束處理后1～7周，T3處理的總花色苷含量均顯著高于CK?？梢?，噴施茉莉酸甲酯能有效提升果實(shí)中的總花色苷含量。

2.5 主成分分析評(píng)價(jià)不同處理對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響

將不同處理在4個(gè)時(shí)期分別測定的11個(gè)指標(biāo)進(jìn)行降維因子分析。前6個(gè)主成分的特征值均＞1，貢獻(xiàn)率分別是33.457%、20.236%、18.758%、12.333%、8.181%、7.035%，累積貢獻(xiàn)率為100%，即這6個(gè)主成分已經(jīng)代表了處理的品質(zhì)特性指標(biāo)的全部信息，因此選擇提取6個(gè)主成分適宜（表1）。4個(gè)采樣時(shí)期不同品質(zhì)指標(biāo)對(duì)6個(gè)主成分的影響程度見表1。

表1 6個(gè)主成分的成分載荷矩陣Table 1 Component loading matrix of six principal components

根據(jù)綜合得分的方法計(jì)算得出不同處理的得分（F），得分越高說明該處理效果最優(yōu)，不同處理綜合得分結(jié)果見表2。排名第一的是水楊酸＋茉莉酸甲酯組合（T4），其次是茉莉酸甲酯單獨(dú)噴施處理（T3），然后是吲哚乙酸＋水楊酸組合（T6），噴施吲哚乙酸、水楊酸分別排名第6和第7位，CK排名第5（表2）。

表2 外源激素處理測定品質(zhì)指標(biāo)的主成分分析綜合分值及排序Table 2 Principal component analysis and ranking of quality indexes by exogenous hormone treatment

3 討論與結(jié)論

轉(zhuǎn)色期是漿果發(fā)育的關(guān)鍵點(diǎn)，自此糖和香氣化合物增加，酸和硬度降低，直至成熟結(jié)束[5,22]，因此選用轉(zhuǎn)色初期開始試驗(yàn)處理。從葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色開始，果實(shí)糖積累進(jìn)入快速時(shí)期。本研究從轉(zhuǎn)色期開始噴施3種外源植物激素及其組合，結(jié)果表明，噴施水楊酸、吲哚乙酸和茉莉酸甲酯及其組合均可提高果實(shí)中的可溶性總糖和葡萄糖含量，噴施茉莉酸甲酯及其與水楊酸和吲哚乙酸的組合均提高了果實(shí)中的蔗糖含量。有研究指出，茉莉酸甲酯的外源應(yīng)用改變了草莓中多個(gè)與成熟相關(guān)基因的表達(dá)譜，包括與茉莉酸和乙烯生物合成相關(guān)的基因[23]。噴施外源植物激素可能觸發(fā)糖合成基因的表達(dá)，從而誘導(dǎo)葡萄果實(shí)糖的積累。劉曉峰等[24]利用不同濃度的水楊酸浸果得出，1 mmol·L-1的水楊酸使果實(shí)中總糖含量上升，有機(jī)酸含量下降。李蔚等[5]通過測定外源茉莉酸甲酯引起‘貴人香’葡萄基因表達(dá)差異，推測茉莉酸甲酯延遲果實(shí)成熟與果皮中JMT基因上調(diào)有關(guān)。

本試驗(yàn)得出，噴施吲哚乙酸及其組合、以及水楊酸＋茉莉酸甲酯組合可提高果實(shí)中的單寧含量，噴施茉莉酸甲酯能有效提升果實(shí)中的總花色苷含量；除吲哚乙酸和其與茉莉酸甲酯的組合在結(jié)束處理后1周時(shí)，果實(shí)中總類黃酮的含量低于其他處理，其他處理果實(shí)中的總類黃酮和黃烷-3-醇含量在結(jié)束處理后1～2周均高于CK，這也印證了前人的研究結(jié)果[5-6,25-27]。在結(jié)束處理后3～7周，不同處理果實(shí)中的總類黃酮和黃烷-3-醇含量低于CK，這一現(xiàn)象有待進(jìn)一步驗(yàn)證。研究指出，茉莉酸甲酯通過誘導(dǎo)酚類化合物的相關(guān)合成酶促進(jìn)葡萄果皮中酚類物質(zhì)的積累[28]。本試驗(yàn)應(yīng)用主成分分析得出噴施水楊酸＋茉莉酸甲酯的組合處理的‘赤霞珠’的果實(shí)品質(zhì)最好。

該研究只測定分析了不同外源激素處理對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響，要闡明其對(duì)糖和酚類物質(zhì)積累的誘導(dǎo)機(jī)理，還需開展不同外源激素調(diào)控果實(shí)品質(zhì)及對(duì)果實(shí)成熟進(jìn)程影響的研究，后期應(yīng)從代謝途徑和基因表達(dá)方向進(jìn)行更深入的研究，重點(diǎn)關(guān)注葡萄生長發(fā)育過程中外源激素對(duì)糖酸代謝、類黃酮代謝及花色苷代謝的差異物質(zhì)及其基因的差異表達(dá)。