牛艳丽,董燕梅,张鹏飞,牛铁泉,温鹏飞
(山西农业大学园艺学院,山西太谷030801)
叶面喷施水杨酸对极早蜜葡萄果实有机酸含量的影响
牛艳丽,董燕梅,张鹏飞,牛铁泉,温鹏飞
(山西农业大学园艺学院,山西太谷030801)
以鲜食葡萄极早蜜为试材,探讨了不同浓度水杨酸对葡萄果实有机酸含量的影响。葡萄盛花20,40,70,100 d后喷施不同浓度(0,1,3,5 mmol/L)的水杨酸,采用HPLC法测定果实中有机酸含量。结果表明,极早蜜成熟果实总酸含量为19.15 mg/g,以酒石酸为主,占总酸含量的48.41%;酒石酸含量随极早蜜果实发育呈下降趋势,苹果酸则表现为先升高再降低。叶面喷施3个浓度水杨酸导致果实中总酸分别比对照增加5.36%,0.55%,6.05%,但差异不显著。3 mmol/L水杨酸处理花后60 d酒石酸降低15.05%,苹果酸降低18.09%;5 mmol/L水杨酸处理花后80 d酒石酸增加17.07%,花后100 d苹果酸增加30.06%。
极早蜜;葡萄果实;水杨酸;有机酸
水杨酸(Salicylic acid,SA)是植物体内的一种内源信号传导物质[1],对植物的生长发育、成熟衰老及抗逆诱导等具有一定的生理作用[2]。研究表明,SA对采后果实代谢具有重要的调控作用,从而对果实品质产生明显的影响。而且SA的作用具有浓度依赖性。朱玉燕[3]研究表明,1.5 mmol/L SA可以有效延缓硬度下降,保持较低的糖酸比,维持果实较高的Vc和叶绿素含量,从而延缓果实成熟衰老进程,提高果实采后品质。蔡慧等[4]研究表明,水杨酸能够延缓可滴定酸和Vc的流失,有效延缓果实衰老。刘玲等[5]研究表明,喷施水杨酸后提高了库尔勒香梨果实的硬度,降低了可溶性固形物的含量,增加了可滴定酸的含量。付丽娜等[6]研究表明,SA处理可以减缓金艳猕猴桃果实品质下降,同时可以减缓细胞壁多糖的降解,延长贮藏期。
果实的味感大部分取决于甜味、酸味和苦味之间的平衡[7-8],因而,有机酸种类和含量对果实品质具有决定性作用[9-11],而且赋予不同类型果实独特的风味[12]。前人研究表明,葡萄果实中有较多的有机酸,其中最多的是酒石酸和苹果酸,其次是柠檬酸[13]。酒石酸是葡萄果实的特征酸,是葡萄、葡萄酒酸度的最主要贡献者[14]。前人对SA调控果实衰老已进行了大量的研究[2],但是有关果实发育过程中SA对果实品质形成的调控报道较少。
本试验在极早蜜葡萄果实发育的不同阶段进行叶面喷施SA,以期探明SA对果实中有机酸积累的影响,为SA调控果实品质形成提供一定的理论依据。
4年生极早蜜葡萄,种植于山西农业大学园艺站。篱架,南北行,株行距1.0 m×2.0 m。
试验设4个水杨酸浓度,即0,1,3,5 mmol/L,其中,0 mmol/L为对照(喷施清水)。盛花后20,40,70,100 d进行水杨酸处理。处理时分别将配好的不同浓度的水杨酸均匀喷洒在葡萄的叶面上,正反面都进行喷施,以叶面均匀布满小水滴为准。跟踪果实发育进程,每20 d取样一次,共5次。取样时,随机选择3株葡萄植株,分别在上、中、下部分采集果穗各1穗,共36穗,迅速带回实验室,-80℃贮藏备用。
参照徐玉涛等[15]的研究方法稍作修改,利用高效液相色谱法测定极早蜜葡萄果实中6种有机酸的含量。
1.3.1 标准溶液的制备 分别精确称取酒石酸、苹果酸、柠檬酸、莽草酸、草酸和乳酸的标准品,用蒸馏水配制成1 mg/mL的标准母液,再稀释成不同浓度的工作液。
1.3.2 色谱条件 Themo Fisher UltiMate3000色谱仪,Syncronis C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm),流动相0.01 mol/L KH2PO4(pH=2.5),流速0.8 mL/ min;检测波长为210 nm,柱温为40℃,进样量为20μL。
1.3.3 标准曲线的建立 各有机酸的回归方程如表1所示,相关系数为0.942 4~0.999 6,表明线性关系良好。
表1 6种有机酸的线性回归方程
1.3.4 样品测定 葡萄果实去籽后,液氮下快速研磨至粉末状,准确称取0.2 g,加入2 mL 0.2%盐酸,超声波提取20 min,12 000 r/min离心10 min,取上清液进行果实有机酸的测定。
由图1可知,极早蜜葡萄成熟果实中空白对照的总酸含量为19.15 mg/g,水杨酸处理促进了葡萄果实中总酸的积累,但浓度不同其效应有所不同。1,3,5 mmol/L水杨酸处理后总酸分别比0 mmol/L增加5.36%,0.55%,6.05%。方差分析表明,不同浓度水杨酸处理对葡萄果实中总酸含量影响差异不显著。
极早蜜葡萄果实中有机酸有酒石酸、苹果酸、柠檬酸、莽草酸、草酸和乳酸(图2)。成熟葡萄果实中酒石酸含量最多,苹果酸、柠檬酸和莽草酸次之,草酸和乳酸含量最少,平均含量分别为9.27,3.01,3.82,2.71,0.12,0.201 mg/g。酒石酸含量为总酸含量的48.41%。不同浓度水杨酸处理对葡萄果实中酒石酸、柠檬酸和莽草酸积累的差异不显著。不同浓度水杨酸促进苹果酸的积累,1,5 mmol/L水杨酸处理对葡萄果实中苹果酸积累达到极显著水平,3 mmol/L水杨酸处理对葡萄果实中苹果酸积累不显著。不同浓度水杨酸处理对葡萄果实中草酸积累达到极显著水平。
在极早蜜葡萄果实发育过程中,果实中有机酸含量的动态变化如图3所示。葡萄果实发育过程中,有机酸含量随着果实生长发育逐渐降低,到达成熟时降到最低。酒石酸和苹果酸含量比较高,变化也比较明显。在果实发育过程中,酒石酸含量呈下降趋势,范围9.27~32.2 mg/g。苹果酸含量先升高再降低,范围3.01~17.68 mg/g。柠檬酸、莽草酸含量比较低,范围2.71~5.28 mg/g。草酸发育过程中含量一直很低,只有0.1 mg/g左右。乳酸含量低,且只能在个别时期检测到。
由图4可知,极早蜜葡萄果实中酒石酸的含量在幼果期最高,随着葡萄果实的成熟,酒石酸含量逐渐降低,成熟期达到最低。与喷施0 mmol/L水杨酸相比,喷施1,3,5 mmol/L水杨酸处理后并没有改变葡萄果实中酒石酸的积累规律,水杨酸处理抑制幼果期(20,40,60 d)葡萄果实中酒石酸的积累,促进花后80,100 d酒石酸的积累,60 d达到极显著水平,80 d达到显著水平,其中,1 mmol/L水杨酸处理,酒石酸在花后60 d降低7.34%,花后80 d增加8.51%;3 mmol/L水杨酸处理,酒石酸在花后60 d降低15.05%,花后80 d增加12.99%;5 mmol/L水杨酸处理,酒石酸在花后60 d降低14.26%,花后80 d增加17.07%。
极早蜜葡萄果实中苹果酸的含量先增加再降低,成熟时苹果酸的含量降到最低(图5)。与喷施0 mmol/L水杨酸相比,喷施1,3,5 mmol/L水杨酸处理后并没有改变葡萄果实中苹果酸的积累规律,花后20,40 d差异不显著;花后60 d差异达到极显著水平,1,3,5 mmol/L处理分别降低5.88%,18.09%,13.08%;花后80 d,1,3 mmol/L处理差异不显著,5 mmol/L处理差异达到显著水平,增加13.83%;花后100 d,1,5 mmol/L处理差异达到极显著水平,分别增加29.77%,30.06%,3 mmol/L处理差异不显著。
本研究结果表明,极早蜜葡萄成熟果实中主要是酒石酸,其次是苹果酸,而其他有机酸含量极低,与前人研究结果[14,16]一致。而且随果实发育极早蜜葡萄果实中酒石酸和苹果酸含量总体下降,这与张军等[17]研究一致,可能是酸转化为糖和酸合成能力降低或酸分解能力增强造成的[12,18]。此外,极早蜜葡萄果实中酒石酸含量随着果实的生长发育逐渐降低,苹果酸含量随着果实的生长发育先升高再降低,发育中期含量达到最大值,这与LAMIKANRA等[19]的研究结果一致。
水杨酸对植物的生理作用是多方面的,并且不同浓度的水杨酸对不同植物种类、不同品种和不同器官作用存在差异[20]。本试验结果表明,叶面喷施SA能促进成熟极早蜜葡萄果实中总酸的积累,但差异不显著。通过比较发现,叶面喷施SA后,极早蜜葡萄果实发育过程中酒石酸在花后20 d含量减少,差异达到显著水平;花后40 d变化不明显;花后60 d含量减少,差异达到极显著水平;花后80 d含量增加,差异达到显著水平;花后100 d变化不明显。叶面喷施SA后,极早蜜葡萄果实发育过程中苹果酸在花后20,40 d变化不明显;花后60 d含量降低,差异达到极显著水平;花后80 d含量变化不明显;花后100 d含量增加,差异达到极显著水平。由此可以得出,叶面喷施水杨酸可以抑制极早蜜葡萄果实花后60 d酒石酸和苹果酸积累;促进其果实花后100 d苹果酸积累。
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Effect of Foliar Spraying SA on the Organic Acids Content of Grape Jizaomi during Berry Development
NIUYanli,DONGYanmei,ZHANGPengfei,NIUTiequan,WENPengfei
(College ofHorticulture,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu 030801,China)
In this paper,the effects ofsalicylic acid(SA)on the organic acids contentof Vitis vinifera L.cv.Jizaomiduring berry developmentwere studied.The differentconcentration of SA(0,1,3,5 mmol/L)were sprayed respectively at20,40,70,100 days after fullbloom(DAFB),and the concentration oforganic acid were determined by HPLC.The results showed thatthe totalacids in mature berry reached 19.15 mg/g,and tartaric acid was the main organic acid.The concentration of tartaric acid decreased during berry development,whereas the concentration of malic acid increased firstly and then decreased.The concentration of total organic acids was increased respectively 5.36%,0.55%,6.05%by different concentration of SA,but the difference was not significant.The tartaric acid decreased 15.05%at 60 DAFB by 3 mmol/L SA,and the malic acid decreased 18.09%.The tartaric acid and malic acid increased 17.07%at80 DAFB,and 30.06%at100 DAFB.
Jizaomi;grape berry;salicylic acid(SA);organic acid
S663.1
:A
:1002-2481(2017)09-1426-04
10.3969/j.issn.1002-2481.2017.09.08
2017-07-08
国家自然科学基金项目(31372013);山西省科技重点研发(指南)项目(201603D21105-8)
牛艳丽(1989-),女,山西长治人,在读硕士,研究方向:果树栽培与生理。温鹏飞为通信作者。