GA3和CPPU在葡萄果实中消解规律研究及对果实品质的影响

解振强，韩柏明，吴伟民*

（1. 江苏农林职业技术学院，江苏句容 212400；2. 江苏省农业科学院果树研究所，江苏南京 212214）

夏黑葡萄（Summer Black）由‘巨峰’和‘トム’杂交而成三倍体无核品种，早熟[1]。‘阳光玫瑰’（Shine Muscat）葡萄是‘安芸津21号’与‘白南’杂交而成的新品种，欧美杂种，由于其具有特殊的玫瑰香味，风味优，近几年推广面积越来越大[2]。‘魏可’（Wink）是‘Kubel Muscat’与‘甲斐路’的杂交种，极晚熟欧亚种[3]。这3个品种成为多个地方早中晚熟葡萄搭配种植的优良品种。在栽培过程中常使用赤霉素（GA3）和氯吡脲（CPPu）处理果实。

GA3和CPPu是2种植物生长调节剂，国内外已经长期而广泛地应用于葡萄拉长花序、提高坐果率和果实膨大等方面[4-7]。全世界范围内对两种植物生长调节剂研究不断深入，不同品种对它们使用浓度、使用时间、果实品质及生理反应等不尽相同[8-10]。

目前，各地区应用GA3和CPPu对葡萄果实处理千差万别，一些地区盲目地追求大果粒，不合理使用植物生长调节剂，在一定程度上造成了果实品质的下降。为了规范二者使用方法，本研究以‘夏黑’（早熟）、‘阳光玫瑰’（中熟）、‘魏可’（晚熟）3个不同成熟期和生态类型的品种为研究对象，探讨不同浓度的GA3和CPPu混合液处理葡萄果实后，二者在果实中的残留动态规律以及对果实品质的影响，为在生产实践中科学合理地使用植物生长调节剂提供指导和借鉴。浸蘸对照，分别记为WKⅠ、WKⅡ、WKⅢ、WKⅣ。

每处理3株，重复3次。处理后第7天、14天、21天以及果面完全着色后第15天分4次取样，分别记为1、2、3、4。

1.2.2 检测方法

以乙腈/水/甲酸提取方法提取样品中植物内源激素[11]，以waters ACQuiTY uPLC高效液相色谱仪串联Xevo TQ质谱仪测定GA3及CPPu。GA3或CPPu含量低于仪器定量限（GA3为0.2 μg/kg，CPPu为0.1 μg/kg）用0 mg/kg表示。

果实品质于第4次采样后立即测定。游标卡尺测量果实纵径、横径，1%电子天平测量单果重。采用折光仪法测定可溶性固形物含量[12]。采用酸碱滴定法测定可滴定酸含量[13]；钼蓝比色法测定VC含量[14]；采用硫酸消解，微量凯氏定氮法测定植物粗蛋白含量[15]。

试验数据用Excel软件处理，并对果实品质的影响采用最小显著差法（LSD）进行多重比较。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以‘夏黑’‘阳光玫瑰’‘魏可’3种不同生态型和成熟期的主栽品种为研究对象，分别选择树势一致、生长健壮的5年生成龄树为试验材料。GA3为美商华仑生物科学公司生产的奇宝（含量20%，1 g装），CPPu（为四川省兰月科技有限公司生产的福美特®氯吡脲（含量0.1%，10 mL装）。

1.2 方法

1.2.1 花（果）穗处理

‘夏黑’盛花期用浓度为20 mg/kg GA3浸蘸花穗保果，谢花后第10天，用GA3＋CPPu分别为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，清水浸蘸对照，分别记为XhⅠ、XhⅡ、XhⅢ、XhⅣ。‘阳光玫瑰’谢花后第3天，用25 mg/kg的GA3保果，第2次于保果后第12天用GA3＋CPPu分别为15 mg/kg＋6 mg/kg、20 mg/kg＋4 mg/kg、25 mg/kg＋2 mg/kg的混合溶液膨大处理，清水浸蘸对照，分别记为YGⅠ、YGⅡ、YGⅢ、YGⅣ。‘魏可’于谢花后第10天用GA3＋CPPu分别为30 mg/kg＋6 mg/kg、40 mg/kg＋4 mg/kg、50 mg/kg＋2 mg/kg的混合溶液膨大处理，清水

2 结果分析

2.1 GA3、CPPU残留规律

2.1.1 ‘夏黑’果实中GA3、CPPu残留规律

目前，我国对无公害果品GA3残留尚未规定最高限值，本试验最高限值采用日本规定其在水果中最高限值GA3（0.2 mg/kg）[16]，我国葡萄中CPPu最高残留限值0.05 mg/kg作为最高限值。

图1A表明，不同浓度GA3处理后，果实中GA3残留量均呈下降趋势。不同浓度GA3处理14天后，果实中的GA3残留量均低于最高限值。其中，低浓度GA3处理7 d后的残留量已经处于最高限值以下。随着GA3处理浓度的增高，果实中GA3消解速率相应加大。

图1B显示，不同处理后，CPPu在果实中的残留量呈现整体下降趋势，第2次处理后的第21天其残留量几乎可忽略不计。XhⅠ处理的前14天CPPu消解缓慢，但14天后加速消解；XhⅡ、XhⅢ处理分别于21天、14天后CPPu残留接近0 mg/kg。

2.1.2 ‘阳光玫瑰’果实中GA3、CPPu残留规律

图2A揭示不同处理7 d后，果实中GA3残留均在最高限值以下。在处理后的14 d内，随着GA3浓度的增加，其消解速率呈现增大趋势。

图2B显示，各品种第2次处理7 d后果实中CPPu的残留量均低于最高限值。YGⅠ、YGⅡ处理的果实成熟后，CPPu残留量接近于0.1 μg/kg，而YGⅢ处理后第14天CPPu残留量即小于0.1 μg/kg，说明CPPu浓度越高消解越慢。

2.1.3 ‘魏可’果实中GA3、CPPu残留规律

图3A表明，‘魏可’成熟后GA3、CPPu在果实中的残留量均远远低于最高限值，其消解规律总体上与‘夏黑’‘阳光玫瑰’类似。WKⅠ、WKⅡ、WKⅢ处理后的7 d内，GA3在果实中的残留量均高于最高限值，14 d后GA3残留量才达到最高限值以下。试验结果说明，GA3处理浓度越高，其在‘魏可’前期果实中的残留越多。

图1 ‘夏黑’果实中GA3、CPPU消解规律（A为GA3，B为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)

图2 ‘阳光玫瑰’果实中GA3、CPPU消解规律Figure 2 Digestion regular pattern of GA3 and CPPU in 'Shine Muscat'

图3 ‘魏可’果实中GA3、CPPU消解规律Figure 3 Digestion regular pattern of GA3 and CPPU in 'Wink'

图3B揭示WKⅠ、WKⅡ、WKⅢ处理后的7 d内，CPPu随着处理浓度增高，其在果实中的残留也随之增多。WKⅠ、WKⅢ处理于14 d后CPPu在果实中的残留量小于0.1 μg/kg，而WKⅡ处理后CPPu的残留量在果实成熟后才低于0.1 μg/kg，说明该处理不利于果实中CPPu的消解。WKⅣ果实着色15 d后，图中显示对照采收时期CPPu浓度略微升高，但远低于标准限值，可能是由于仪器检测误差造成的。

2.2 GA3、CPPU对果实品质的影响

3个处理都显著增大‘夏黑’葡萄果粒质量，降低蛋白质含量，XhⅢ处理蛋白质降低最明显；XhⅡ降低果实VC含量，达到显著性差异；3个处理后葡萄果形指数为1.02～1.04、可溶性固形物19.2%～19.7%、果实可滴定酸0.402%～0.416%均与对照相比影响较小，均没有产生显著性差异（表1）。

3个处理影响‘阳光玫瑰’葡萄蛋白质含量，YGⅢ处理降低最明显，达到显著性差异；3个处理后葡萄单果重5.96～7.79 g、果形指数为1.14～1.18、可溶性固形物17.1%～18.6%、果实可滴定酸0.268%～0.316%、果实VC为5.27～5.54 mg/g均与对照相比影响较小，均没有产生显著性差异（表2）。

对‘魏可’葡萄的3个处理，增加了单果重，WKⅠ分别增加了蛋白质含量和降低了维生素C含量，WKⅠ、WKⅢ增加了可滴定酸，达到显著性差异；3个处理果果形指数为1.41～1.55、可溶性固形物16%～19.9%与对照相比影响较小，均没有产生显著性差异（表3）。

3 讨论与结论

GA3、CPPu在葡萄果实膨大中已经得到广泛应用，外源GA3增强了酸性转化酶（Ai）和中性转化酶（Ni）以及蔗糖合成酶（SS）活性，参与葡萄糖积累及代谢的调控[17]。科学合理地使用GA3、CPPu，其在葡萄果实中的残留符合果品安全要求。本研究结果表明，不同浓度GA3、CPPu的混合液对不同品种果实生长及品质的影响表现各异。

表1 不同处理对‘夏黑’葡萄果实品质影响Table 1 Effect of different treatment on the quality of 'Summer Black' grapevine berries

表2 不同处理对‘阳光玫瑰’葡萄果实品质影响Table 2 Effect of different treatment on the quality of 'Shine Muscat' grapevine berries

表3 对‘魏可’葡萄果实品质影响Table 3 Effect of different treatment on the quality of 'Wink' grapevine berries

外源GA3、CPPu在‘夏黑’‘阳光玫瑰’‘魏可’3个品种中的残留规律表现为：二者在果实中的残留呈下降趋势，在果实成熟后其含量均低于最高限值。随着GA3浓度的升高，果实前期残留量相应增加，且浓度越高消解速率越快；外源性CPPu浓度越高，其前期（处理后的14天内）在‘夏黑’‘魏可’果实中的残留越低，说明高浓度（6 mg/kg）的CPPu处理后前期消解速度远大于低浓度（2 mg/kg、4 mg/kg）处理。

前人许多研究表明，使用植物生长GA3、CPPu能够显著增加葡萄果实的粒质量、穗质量[18-19]。本研究发现，‘阳光玫瑰’无核化后，再用15 mg/kg GA3＋6 mg/kg CPPu混合液处理，其单粒重比对照小，可能与处理时间、浓度不适宜有关。各处理对不同品种的果实品质影响表现存在差异。陈婷等[20]研究表明，GA3、CPPu混合液处理后，‘夏黑’的可溶性固形物含量显著提升，张静等[21]认为GA3、CPPu处理的果实着色缓慢，成熟期推迟本，降低了可溶性固形物含量。本研究发现，2种植物生长调节对3个品种的可溶性固形物影响较小，说明处理浓度、时间、方法不同，对不同品种的可溶性固形物含量的影响存在差异，具体影响机理需要进一步研究。史文婷[22]研究表明，不同处理不仅能提高‘阳光玫瑰’的滴定酸含量，也能降低其含量。本研究发现不同配比混合液以提高‘魏可’果实的滴定酸含量，对‘夏黑’‘阳光玫瑰’没有影响，可能与二者所采用的浓度或品种不同有关。不同处理对‘夏黑’‘阳光玫瑰’果实VC含量影响未达到显著差异水平。30 mg/kg GA3＋6 mg/kg CPPu处理后，‘魏可’果实VC含量极显著降低，因此生产中应谨慎选择配比。各处理对不同品种葡萄果实蛋白质的影响不尽相同，在‘夏黑’‘阳光玫瑰’上总体表现为抑制其合成或促进其降解。30 mg/kg GA3＋6 mg/kg CPPu混合液处理虽然极显著提升了‘魏可’的蛋白质含量，但同时极显著降低了VC含量、提高了滴定酸含量，不利于果实品质提升。

由此可见，外源性GA3、CPPu对葡萄可溶性固形物、滴定酸、VC以及蛋白质的相关代谢基因表达的影响极其复杂，其分子生物学、代谢动力学等机理需进一步研究。