苏明申,叶正文,刘 盼,杜纪红,周慧娟,李雄伟,李宏义
(上海市农业科学院林木果树研究所/上海市设施园艺技术重点实验室,上海 201403)
白蟠桃和黄桃果实发育的果形和色泽变化分析
苏明申,叶正文*,刘 盼,杜纪红,周慧娟,李雄伟,李宏义
(上海市农业科学院林木果树研究所/上海市设施园艺技术重点实验室,上海 201403)
研究了早中熟白肉蟠桃‘沪蟠1号’和黄肉圆桃‘锦香’果实发育中后期的果形和色泽变化。结果表明:‘沪蟠1号’的果形变化较小,‘锦香’逐步从椭圆形变为近圆形;‘沪蟠1号’和‘锦香’红果皮L*值、B*值和C*值低于同发育期的绿果皮,红果皮A*值高于同发育期的绿果皮;‘沪蟠1号’和‘锦香’的果皮A*值呈先下降后上升趋势,果皮B*值与C*值呈上升趋势;‘沪蟠1号’和‘锦香’的果肉L*值呈先上升后下降的趋势,果肉A*值呈上升趋势,果肉B*值和C*值呈下降趋势。
蟠桃;圆桃;果实发育;果形;果色;果肉
果实的外观品质包括大小、形状和色泽等要素,生长过程中不断发生着变化[1]。果实发育过程中,葡萄[2]、越桔[3]、猕猴桃[4]、油桃[5]果实不断增大,但果形指数变化因品种而异[2-3]。桃按果实形状区分为圆桃和蟠桃,属质量性状遗传。圆桃的果形介于扁圆形至长圆形之间,蟠桃的果形为扁平形[6-7]。蟠桃和圆桃两种类型的果实,增大过程中果形变化是否存在特征性差异,仍有待阐明。
桃[8]、李[9]、杨梅[10]、猕猴桃[4]的果实颜色是区分生长阶段的重要参考。桃和油桃果实成熟度影响桃果实口感和贮运性[11-13],较熟的果实具有较好的口感品质和较短的保质期,较生的果实一般具有更长的保质期[12]。果皮底色为判别桃果实成熟度水平,提高果实采收质量的重要依据[13-15]。果实发育后期,根据果皮底色评估成熟度,可提高果实采收质量[13-15],但果皮底色与成熟度的关系存在基因型差异[13,15]。桃果肉和果皮的底色一致,分为白色和黄色两种色泽类型[6]。果皮是由表皮细胞和角质层基质组成,适应着果实的生长[16],在抵御果实水分损失和病虫害中起着重要作用[17]。果实增大过程中,着色苹果[18]、着色红梨[19]、着色油桃[5]的果皮底色和红色着色部位的色泽变化有所差异。白桃和黄桃两种类型的果实增大过程中,果肉、果皮底色和着红色部位的色泽变化是否存在特征性差异,仍有待阐明。
‘沪蟠1号’和‘锦香’分别为白肉蟠桃和黄肉圆桃,在上海地区果实成熟期为6月下旬至7月上旬。‘沪蟠1号’和‘锦香’果实增大过程中,未套袋果实果皮约着25%—50%的紫红色,余下75%—50%的果皮未明显着色,基本保持果皮底色,是研究红色果皮与底色果皮色泽变化差异的较适材料。通过研究‘沪蟠1号’和‘锦香’果实发育过程的果形及果肉、着色果皮和底色果皮的色泽变化,可对比两类果形和两类肉色桃果实发育过程中的主要外观品质变化,以期为相应的果实管理和调控提供参考。
1.1 试验果实样品的选取
试验品种为早中熟白肉蟠桃品种‘沪蟠1号’和黄肉桃品种‘锦香’,2007年春定植于上海市农业科学院庄行综合试验站果树试验场。株行距为4 m×4.75 m,树形为三主枝自然开心形。2013年2个品种各选5株生长势较为一致的植株作为试验树,5月中旬将约40%的果实进行了套袋,留约60%的果实未套袋,其余田间管理为常规管理。2013年供试‘沪蟠1号’和‘锦香’品种的主要物候期、果形、果皮色泽和果肉色泽见表1。
表1 ‘沪蟠1号’和‘锦香’桃的盛花期、成熟期、果实生育期、果形和果色Table 1 Full-blossom,maturing and fruit grow th stages and fruit shape and color of‘Hupan 1’and‘Jinxiang’peach cultivars
2013年5月6日、6月6日、6月25日和7月3日,在2个供试品种试验树的树冠外围分别随机采9个无机械和病虫害损伤的未套袋果实运至实验室,测定每个果实的纵、横、侧径和色差。
1.2 果实纵、横、侧径的测定
采用游标卡尺测定。纵径为果柄至果顶的距离,横径为有缝合线的两个果面之间的距离,侧径为无缝合线的两个果面之间的距离[5]。
1.3 果实色泽的测定
1.4 数据分析
采用SPSS 15.0软件进行显著性分析,Excel 2003进行线性相关分析。数据以平均值±标准误差(SE)表示。
2.1 果实发育期间的膨大生长变化
2.1.1 果实发育期间的纵、横、侧径变化
随着‘沪蟠1号’果实的发育,纵径、横径和侧径分别从5月6日的1.56 cm、2.44 cm和2.57 cm上升至7月3日的3.83 cm、6.38 cm和7.05 cm,侧径一直大于横径,横径一直大于纵径。随着‘锦香’果实的发育,纵径、横径和侧径分别从5月6日的2.96 cm、2.32 cm和1.95 cm上升至7月3日的7.14 cm、7.14 cm和7.89 cm,横径和侧径的生长速率大于纵径(图1-A和1-B)。
2.1.2 果实发育期间的纵横径、纵侧径和横侧径比值变化
‘沪蟠1号’果实5月6日—7月3日的纵横径比、纵侧径比和横侧径比分别在0.64—0.58、0.61—0.53和0.95—0.88,变化不明显,果实形状一直为扁平形。‘锦香’果实5月6日的纵横径比、纵侧径比和横侧径比分别为1.28、1.52和1.19,至7月3日分别下降至1.00、0.91和0.91。‘沪蟠1号’果实形状变化较小,而‘锦香’果实逐步从椭圆形变为近圆形(图2-A和2-B)。
图2 ‘沪蟠1号’(A)与‘锦香’(B)果实发育期间的纵横径、纵侧径和横侧径比值变化(P=0.05)Fig.2 Variations of longitudinal/transverse diameter ratio,longitudinal/lateral diameter ratio and transverse/lateral diameter ratio during fruit development of‘Hupan 1’(A)and‘Jinxiang’(B)(P=0.05)
2.2 果实发育期间的果皮色泽变化
2.2.1 果实发育期间的果皮L*值变化
‘沪蟠1号’红果皮和绿果皮的L*值分别从5月6日的55.12和69.14逐渐上升至7月3日的73.50和82.06。‘锦香’绿果皮的L*值从5月6日的69.46逐渐上升至7月3日的80.11,红果皮L*值在57.17—58.94,变化不明显。‘沪蟠1号’与‘锦香’绿果皮L*值均显著高于同发育期的红果皮(P<0.05)(图3-A和3-B)。
图3 ‘沪蟠1号’(A)与‘锦香’(B)果实发育期间红果皮与绿果皮L*值的变化(P=0.05)Fig.3 Variations of red and green peels’L*values during fruit development of‘Hupan 1’(A)and‘Jinxiang’(B)(P=0.05)
2.2.2 果实发育期间的果皮A*值变化
‘沪蟠1号’红果皮和绿果皮的A*值分别从5月6日的1.24和-12.46下降至6月25日的-12.86和-15.23,再上升至7月3日的2.88和-7.08。‘锦香’红果皮和绿果皮的A*值分别从5月6日的4.26和-11.27下降至6月6日的-2.85和-15.48,再上升至7月3日的27.63和-0.66。‘沪蟠1号’与‘锦香’的红果皮和绿果皮A*值均呈先下降后上升趋势,红果皮A*值均高于同发育期的绿果皮(图4-A和4-B)。
图4 ‘沪蟠1号’(A)与‘锦香’(B)果实发育期间红果皮与绿果皮A*值的变化(P=0.05)Fig.4 Variations of red and green peels’A*values during fruit developm ent of‘Hupan 1’(A)and‘Jinxiang’(B)(P=0.05)
2.2.3 果实发育期间的果皮B*值变化
‘沪蟠1号’红果皮和绿果皮的B*值分别从5月6日的24.70和32.47缓慢上升至7月3日的35.29和38.65。‘锦香’红果皮和绿果皮的B*值分别从5月6日的19.96和28.95快速上升至7月3日的39.72和52.65。‘沪蟠1号’与‘锦香’绿果皮的B*值均高于同发育期的红果皮(图5-A和5-B)。
图5 ‘沪蟠1号’(A)与‘锦香’(B)果实发育期间红果皮与绿果皮B*值的变化(P=0.05)Fig.5 Variations of red and green peels’B*values during fruit developm ent of‘Hupan 1’(A)and‘Jinxiang’(B)(P=0.05)
2.2.4 果实发育期间的果皮C*值变化
‘沪蟠1号’红果皮和绿果皮的C*值分别从5月6日的24.81和34.80缓慢上升至7月3日的36.75和39.42。‘锦香’红果皮和绿果皮的C*值分别从5月6日的20.54和31.09快速上升至7月3日的46.13和52.73。‘沪蟠1号’与‘锦香’黄桃绿果皮的C*值均高于同发育期的红果皮(图6-A和6-B)。
2.3 果实发育期间的果肉色泽变化
‘沪蟠1号’果肉L*值从5月6日的73.68上升至6月25日的82.39,随后下降至7月3日的78.12;‘锦香’果肉L*值从5月6日的74.61上升至6月6日的84.21,随后下降至7月3日的66.61。‘沪蟠1号’果肉A*值从5月6日的-20.73快速上升至7月3日的-3.39,‘锦香’果肉A*值从5月6日的-21.04快速上升至7月3日的13.95。‘沪蟠1号’的果肉B*值和C*值分别从5月6日的43.81和48.47下降至7月3日的18.10和18.60;‘锦香’的果肉B*值和C*值分别从5月6日的46.32和50.88下降至7月3日的39.14和42.92。‘沪蟠1号’与‘锦香’果实5月6日至7月3日的发育期间,果肉L*
值均呈先上升后下降的趋势,果肉A*值均呈上升趋势,果肉B*值和C*值均呈下降趋势,具有一定相似性(图7-A和7-B)。
图6 ‘沪蟠1号’(A)与‘锦香’(B)果实发育期间红果皮与绿果皮C*值的变化(P=0.05)Fig.6 Variations of red and green peels’C*values during fruit developm ent of‘Hupan 1’(A)and‘Jinxiang’(B)(P=0.05)
图7 ‘沪蟠1号’(A)与‘锦香’(B)果实发育期间果肉L*、A*、B*和C*值的变化(P=0.05)Fig.7 Variations of flesh L*,A*,B*and C*values during fruit developm ent of‘Hupan 1’(A)and‘Jinxiang’(B)(P=0.05)
3.1 ‘沪蟠1号’果实发育过程中侧径一直大于横径,横径一直大于纵径,纵横径比、纵侧径比和横侧径比变化较小
据报道,‘英格尔’、‘早露’2个蟠桃品种果实生长发育过程中,横径增幅大于纵径增幅[21-22],与本文‘沪蟠1号’果实生长发育状况一致。‘锦香’纵横径比、纵侧径比和横侧径比一直呈下降趋势,果实形状逐步从椭圆形变为近圆形(图1—2),与油桃品种‘沪油桃018’果实的纵、横、侧径生长趋势一致[5]。本研究‘沪蟠1号’与‘锦香’果实生长过程中,果形指数变化存在很大差异,推测主要与蟠桃与圆桃这两种果形类型有关,此外可能与猕猴桃[4]、葡萄[2]类似,基因型的不同对果形指数变化也有一定影响。
3.2 A*值反应了红绿色差,B*值反应了黄蓝色差、L*值是亮度值,C*值是色饱和度[20,23]
果实发育期间,2个品种的红果皮L*值、B*值和C*值均低于同发育期绿果皮,而A*值均高于同发育期绿果皮(图3—6),与‘沪油桃018’的结果一致[5]。据报道推测油桃[5]、苹果[18]、红梨[19]果皮红色部位的花色素含量较非红色部位高的主要原因,与两者之间的光照和温度胁迫差异有关。果实的颜色是反映杨梅[10]、李[9]、‘Calanda’桃[8]果实发育成熟程度的重要参考。由于叶绿素含量降低和胡萝卜素含量增加的原因,桃果实膨大过程的果皮颜色发生着变化[15]。果皮色泽是判别桃果实成熟度的重要方式[11,13-14,24]。本研究‘沪蟠1号’与‘锦香’果实膨大过程中,红果皮与绿果皮的色泽均存在较大差异(图3—6)。生产栽培桃大部分是部分着色的品种,因此判别桃果实成熟度应选取一致的果皮,如统一使用底色果皮判断更合适。
3.3 ‘沪蟠1号’和‘锦香’2个品种果实发育期间的色泽变化趋势相似
本研究果实发育期间,2个品种红、绿果皮A*值均呈先下降后上升趋势,与‘沪油桃018’[5]基本一致;2个品种果肉L*值也均呈先上升后下降的趋势;但果皮A*值及果肉L*值变化的转折点‘沪蟠1号’和‘锦香’有所不同,分别为6月25日和6月6日(图4和图7)。果实发育期间,两个品种红、绿果皮B*值与C*值均呈上升趋势,与‘沪油桃018’[5]相似;2个品种果肉A*值均呈上升趋势,果肉B*值和C*值均呈下降趋势;但2个品种间上升或下降的幅度不同(图5—7)。表明供试白肉桃与黄肉桃的色泽参数变化以相似性为主,相异性为辅。2个品种色泽变化不完全一致的原因,推测主要与花期、成熟期不完全一致有关,与肉色不同可能也有一定关系,有待于更广泛的验证。
[1]马凯,克里木·伊明,闫鹏,等.南疆日光温室油桃果实发育及品质形成规律研究[J].中国农学通报,2015,31(19):54-57.
[2]奚晓军,蒋爱丽,程杰山,等.优质葡萄品种‘申丰’的果实发育特性研究[J].上海农业学报,2013,29(6):56-58.
[3]KONARSKA A.Development of fruitquality traits and comparison of the fruit structure of two Vɑccinium corymbosum(L.)cultivars[J].Scientia Horticulturae,2015,194:79-90.
[4]张慧琴,谢鸣,肖金平,等.毛花猕猴桃‘华特’果实发育特性研究[J].果树学报,2015,32(2):238-246.
[5]SU M S,CHEN K S,YE ZW,et al.Physical changes and physiological characteristics of red and green peel during nectarine(cv.Hu018)maturation[J].Journalof the Science of Food and Agriculture,2012,92:1448-1454.
[6]赵剑波,梁振昌,杨君,等.三个类型桃及其杂种后代糖酸含量的差异[J].园艺学报,2009,36(1):93-98.
[7]俞明亮,汤秀莲,马瑞娟,等.蟠桃主要性状的遗传倾向[J].园艺学报,1995,22(4):389-390.
[8]FERRER A,REMÓN S,NEGUERUELA A I,et al.Changes during the ripening of the very late season Spanish peach cultivar Calanda Feasibility of using CIELAB coordinates asmaturity indices[J].Scientia Horticulturae,2005,105:435-446.
[9]USENIK V,ŠTAMPAR F,VEBERIC R.Anthocyanins and fruit colour in plums(Prunus domesticɑL.)during ripening[J].Food Chemistry,2009,114:529-534.
[10]ZHANGW S,CHEN K S,ZHANG B,et al.Postharvest responses of Chinese bayberry fruit[J].Postharvest Biology and Technology,2005,37:241-251.
[11]BONORA E,NOFERINIM,STEFANELLI D,et al.A new simple modeling approach for the early prediction of harvest date and yield in nectarines[J].Scientia Horticulturae,2014,172:1-9.
[12]MATTEOLIS,DIANIM,MASSAIR,et al.A spectroscopy-based approach for automated nondestructive maturity grading of peach fruits[J]. IEEE Sensors Journal,2015,15:5455-5464.
[13]SHINYA P,CONTADOR L,PREDIERIS,et al.Peach ripening:Segregation at harvest and postharvest flesh softening[J].Postharvest Biology and Technology,2013,86:472-478.
[14]BONORA E,NOFERINIM,VIDONIS,et al.Modeling fruit ripening for improving peach homogeneity in planta[J].Scientia Horticulturae,2013,159:166-171.
[15]PINTO C,REGINATO G,SHINYA P,et al.Skin color and chlorophyll absorbance:Indices for establishing a harvest date on non-melting peach[J].Scientia Horticulturae,2015,192:231-236.
[16]GINZBERG I,STERN,R A.Strengthening fruit-skin resistance to growth strain by application of plant growth regulators[J].Scientia Horticulturae,2016,198:150-153.
[17]WANG JQ,SUN L,XIE L,et al.Regulation of cuticle formation during fruit development and ripening in‘Newhall’navel orange(Citrus sinensis Osbeck)revealed bytranscriptomic and metabolomic profiling[J].Plant Science,2016,243:131-144.
[18]AWAD M A,WAGENMAKERSPS,JAGER A D.Effects of lighton flavonoid and chlorogenic acid levels in the skin of‘Jonagold’apples[J]. Scientia Horticulturae,2001,88:289-298.
[19]LIPM,CHENG L L.The elevated anthocyanin level in the shaded peel of‘Anjou’pear enhances its tolerance to high temperature under high light[J].Plant Science,2009,177:418-426.
[20]苏明申,叶正文,周慧娟,等.‘锦绣’桃果实25℃贮藏的硬度与色泽变化及相关性分析[J].果树学报,2015,32(3):487-493.
[21]李银,袁海英,昝天彪.新疆英格尔蟠桃果实发育过程中品质相关因子的变化研究[J].中国农学通报,2009,25(7):198-201.
[22]李银,袁海英,缪秀琴,等.新疆早露蟠桃果实的生长发育特性[J].新疆农业科学,2009,46(3):480-483.
[23]张安宁,刘伟,李桂祥,等.8种不同类型果袋对‘岱妃’桃果实品质的影响[J].山东农业科学,2014,46(3):33-36.
[24]LURIE S,FRIEDMAN H,WEKSLER A,et al.Maturity assessment at harvest and prediction of softening in an early and late season melting peach[J].Postharvest Biology and Technology,2013,76:10-16.
(责任编辑:程智强)
Changes of fruit shape and color during fruit development of white flat peach and yellow peach
Field experiments with both early/mid varieties white flat peach‘Hupan 1’and yellow round peach‘Jinxiang’were carried out to study changes of their fruit shape and color atmiddle and later stages of fruit development.The results showed that the fruit shape of‘Hupan 1’varied less while that of‘Jinxiang’changed gradually from ellipsoid to near round during fruit development;The red peels’L*,B*and C*values were lower than the green peels’,but the red peels’A*valuewas higher than the green peels’at the same stage during fruit developmentof both‘Hupan 1’and‘Jinxiang’;The peels’A*value firstly decreased and then increased,while the peels’B*and C*values presented a upward trend;The flesh L*value firstly rose and then fell,the flesh A*value presented a upward trend,but the flesh B*and C*values presented a downward trend.
Flat peach;Round peach;Fruit development;Fruit shape;Fruit color;Fruit flesh
S662.1
A
1000-3924(2017)01-093-06
2016-02-14
上海市农委攻关项目[沪农科攻字(2012)第1-3号];上海市科委攻关项目[15391901400];上海市农委农业基础性研究项目[沪农科基字(2014)第2-2号];上海市农委推广项目[沪农科推字(2011)第4-1号];上海市果业产业技术体系[沪农科产字(2014)第7号]
苏明申(1972—),男,博士,研究员,主要从事果树育种与栽培技术研究。E-mail:sumingshen2010@163.com
*通信作者,Tel:021-62203902,E-mail:yezhengwen1300@163.com
SU Ming-shen,YE Zheng-wen*,LIU Pan,DU Ji-hong,ZHOU Hui-juan,LIXiong-wei,LIHong-yi
(Forestryɑnd Pomology Reseɑrch Institute,Shɑnghɑi Acɑdemy of Agriculturɑl Sciences/Shɑnghɑi Key Lɑborɑtory of Protected Horticulturɑl Technology,Shɑnghɑi201403,Chinɑ)