钟海霞,潘明启,张付春,张雯,谢辉,韩守安,艾尔买克·才卡斯木,伍新宇
(新疆农业科学院园艺作物研究所/农业部新疆地区果树科学观测试验站,乌鲁木齐 830091)
【研究意义】克瑞森葡萄(Crimson)又名淑女红,是由美国(皇帝与C33-199杂交)培育的晚熟无核葡萄品种。该品种色泽鲜红,不裂果、不落粒、耐贮运、抗旱性强,经济效益高,深受广大消费者和种植者的青睐,是目前新疆最具发展潜力的鲜食主栽品种之一,但其成熟晚,易受早霜危害,大大限制了其效益发展[1]。可溶性糖类物质的成分和含量是影响葡萄品质的关键因子,也是判断果实成熟的重要指标。利用砧木嫁接可以提高接穗品种抗性、调节果实产量、品质及成熟期等,进而扩大优良品种的种植范围[2]。近年来,新疆引进了5BB、101-14MG、SO4、5C、110R、188-08等几十个砧木品种,生长良好,适应性强,具有不同程度地抗寒、抗旱和抗盐碱能力。研究不同砧木对克瑞森葡萄的可溶性糖组分及含量的影响,生产上对调控克瑞森葡萄果实可溶性糖含量,对促进果实提前成熟具有现实意义。【前人研究进展】果实中糖类物质的种类和含量对品质成分和风味物质如维生素、色素和芳香物质等合成起着关键作用[3]。葡萄果实的软化过程中伴随着大量可溶性糖的积累,储存在果实果肉细胞的液泡中[4]。果实糖分积累主要发生在转色期,与果实发育密切相关[5]。有关砧木对接穗的品质影响已有一些报道。如黄冰等[6]研究认为砧木嫁接的藤稔葡萄果实结实性和可溶性固形物含量比自根苗明显提高。Sato A J等[7]研究发现砧木嫁接Isabel后,增高了其可溶性固形物含量。Crossen T[8]研究发现霞多丽嫁接在Schwarzmann砧木上的果实可溶性固形物含量最高,自根苗的最低。5BB、SO4和125AA砧木嫁接可提高酿酒葡萄果实的糖含量[9]。在Freedom、Saltcreek、Rupestris du lot砧木上嫁接红亚历山大葡萄,其品质有所提高,果实糖积累高[10]。【本研究切入点】新疆关于引进的葡萄砧木对接穗品质影响的研究报道较少,且对其可溶性糖组分方面影响的研究尚未见报道。研究以不同砧木嫁接的克瑞森葡萄为试材,自根苗为对照,通过调查不同砧木嫁接的克瑞森果实的特性,并对其果实葡萄糖、果糖、蔗糖、可溶性总糖等含量进行比较分析。【拟解决的关键问题】研究不同砧木嫁接的克瑞森葡萄果实中可溶性糖含量和组分特性与差异,分析不同砧木对果实可溶性糖分的影响,为筛选葡萄优良适宜砧木提供科学依据。
以贝达、5BB、110R、5C、101-14MG、188-08、SO4等7种砧木嫁接的4 a生克瑞森葡萄为试验材料,自根苗为对照,所有试材均种植在安宁渠试验场园艺所葡萄基地,株行距为(1×3.5) m,正常土肥水管理。
试验于2017年8~12月进行,不同砧穗组合各选择树势中庸、树形均为顺沟倾斜龙干形的15株树,成熟后在每株不同方向随机选取60个大小一致、无病害的果实,利用游标卡尺测定果形指数(纵径/横径);利用天平秤单果重;去除果皮和果核,留果肉,液氮速冻后于-80℃低温冰箱保存待测。
糖组分和含量测定利用FL2200Ⅱ型高效液相色谱仪,自带紫外检测器。SK7200H 型超声波清洗器。高效液相色谱检测。糖测定条件:色谱柱为4.6 mm × 250 mm,3 μm 的Inertsil NH2柱,流动相:乙睛∶水=75%∶25%,流速为0.8 mL/min,柱温为40℃,进样量为10 μL。
数据处理及分析用Excel 2012和SPSS17.0软件。
研究表明,克瑞森葡萄不同砧木嫁接苗和自根苗果实果形指数存在差异。砧木101-14MG、188-08、5BB和SO4嫁接的克瑞森葡萄果实的果形指数较高,均在1.40以上,其中以砧木101-14MG的嫁接苗为最大,比克瑞森自根苗果实大12.88%,砧木贝达的嫁接苗最小,比克瑞森自根苗果实小6.45%。图1
研究表明,砧木SO4嫁接的克瑞森葡萄的单粒重最大,达3.21 g,比克瑞森自根苗果实大52.13%,砧木110R、5C和5BB等嫁接的克瑞森葡萄单粒重居中,砧木贝达嫁接的克瑞森及其自根苗果实的单果重较低。图2
图1 克瑞森葡萄不同砧木嫁接苗及自根苗果实果形指数比较
Fig.1 Comparison of fruit shape indices of different Grafting seedlings of different rootstock and self-root seedlings of crimson grape
图2 克瑞森葡萄不同砧木嫁接苗及自根苗果实单粒重比较
Fig.2 Comparison of fruit single grain weight of different Grafting seedlings of different rootstock and self-root seedlings of crimson seedless grape
克瑞森7个不同砧木嫁接苗及其自根苗中,糖的组成及含量比例存在较大差异。葡萄糖含量均是最高的,平均达96.38 mg/g FW,占可溶性总糖的45.68%~47.35%。其次是果糖含量,均值为93.61 mg/g FW,略小于葡萄糖,占可溶性总糖的44.60%~45.70%;蔗糖的含量最低,占总糖含量的2.78%~3.36%。
克瑞森葡萄不同砧木嫁接苗及自根苗之间果实葡萄糖含量存在较大差异,变化范围为87.29~106.02 mg/g FW。其中含量最高的是砧木101-14MG嫁接的克瑞森,极显著大于自根苗,比其高14.68%。砧木SO4、5BB和5C嫁接的克瑞森果实葡萄糖含量较高,分别较克瑞森自根苗高11.15%、10.35%和6.65%,差异均达到极显著水平。砧木188-08嫁接的克瑞森果实的葡萄糖含量最低,比克瑞森自根苗低5.91%。
不同砧木嫁接苗及自根苗果实中果糖含量变化范围为86.47~104.01 mg/g FW。其中砧木101-14MG嫁接的克瑞森果实果糖含量最高,极显著大于克瑞森自根苗,比其高15.49%,其次以砧木SO4、5C和5BB嫁接的克瑞森果实果糖含量较高;砧木188-08和110R嫁接的克瑞森果实的果糖含量较低,比克瑞森自根苗低4.49%和1.17%,与其余的砧木嫁接苗果实的果糖含量差异均达到极显著水平(P<0.01)。
克瑞森不同砧木嫁接苗及自根苗果实中蔗糖的含量无显著差异,其变化在6.01~7.25 mg/g FW,平均值为6.49 mg/g FW。其中蔗糖含量最高的是砧木5C嫁接的克瑞森,比克瑞森自根苗高12.75%。其次是砧木SO4和101-14MG嫁接的克瑞森的较高。砧木110R和188-08嫁接的克瑞森的蔗糖含量较低,比克瑞森自根苗低6.45%和2.55%。
不同砧木嫁接苗及自根苗果实中可溶性总糖含量存在显著或极显著差异,其变化范围为189.74~228.70 mg/g FW,平均为207.40 mg/g FW。7个不同砧木嫁接的克瑞森葡萄中,以砧木101-14MG、SO4和5BB嫁接的克瑞森果实中可溶性总糖含量明显高于其它砧木嫁接苗,分别比克瑞森自根苗高14.67%、10.20%和8.22%,其中砧木101-14MG嫁接的克瑞森果实中总糖含量最高。砧木188-08嫁接的克瑞森果实中总糖含量最低,极显著低于其余几个砧木嫁接苗,但比克瑞森自根苗高5.11%。表1
表1 克瑞森无核葡萄不同砧穗组合可溶性糖组分及含量比较
Table 1 Comparative analysis of Components and contents of soluble sugars in different rootstocks and scion combinations of crimson seedless grape
砧木Rootstock葡萄糖(mg/gFW)Glucose果糖(mg/gFW)Fructose蔗糖(mg/gFW)Sucrose可溶性总糖(mg/gFW)soluble Total Sugar5BB102.02±1.53bB96.1±0.51cC6.01±0.27bA215.47±0.36cC贝达90.78±0.45dD86.47±0.61eE6.28±0.49abA193.73±0.45fF5C98.6±0.66cC98.63±0.26bB7.25±0.42aA215.84±0.52cC101-14MG106.02±0.57aA104.01±0.57aA6.63±0.30abA228.70±0.44aA110R91.11±0.55dD89.02±0.54dD6.04±0.23bA196.51±0.34eESO4102.76±0.83bB99.42±0.50bB7.04±0.13aA219.79±0.55bB188-0887.29±0.51eE86.19±0.49eE6.27±0.21abA189.74±0.21gG克瑞森自根苗92.45±0.64dD90.06±0.48dD6.43±0.12abA199.44±0.36dD
注:同一列中标记相同字母表示无显著差异,不同小写字母表示差异显著(P<0.05),不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)
Note:The same letter indicates to no significance in the same column, the small letter indicates to significance at 0.05 level separately, the big letter indicates to significance at 0.01level separately
3.1 嫁接对葡萄的生长特性有较大影响,但因砧木品种的不同,其对果实特性存在差异。研究结果表明,克瑞森葡萄不同砧木嫁接苗及自根苗果实生长中以砧木101-14MG嫁接的克瑞森果实果形指数最大,比克瑞森自根苗果实大12.88%,砧木SO4嫁接的克瑞森果实的单粒重最大,比克瑞森自根苗大了52.13%,这与龚林忠等[11]研究SO4对申丰葡萄的影响结果相一致。在生产上可利用和推广101-14MG和SO4砧木进行嫁接栽培,结合科学修剪和管理以获得质优的克瑞森葡萄。
3.2 糖是大多数果实成熟时的主要贮藏物,其含量是衡量果实风味品质的重要指标,由于糖的组分和含量存在差异,在很大程度上影响不同果品风味的形成[12-13]。克瑞森不同砧木嫁接苗及自根苗果实糖分的组成中,葡萄糖的含量平均达96.38 mg/g FW,果糖含量均值为93.61 mg/g FW,葡萄糖含量高于果糖含量。这与Kafkas E等[14]和Chen等[15]对黑莓和8个梨品种研究得出其果实中以果糖为主,果糖含量最高的研究结果有所不同,这可能与研究的材料不同有关。不同砧木克瑞森嫁接苗及自根苗果实中以葡萄糖和果糖含量为主,蔗糖含量较低。其中砧木101-14MG嫁接的克瑞森果实葡萄糖、果糖含量最高,极显著大于自根苗,比其高14.68%和15.49%。其次是砧木SO4、5BB和5C,砧木188-08嫁接的克瑞森果实的葡萄糖和果糖含量最低,比克瑞森自根苗低5.91%和4.49%。7个不同砧木嫁接的克瑞森葡萄中,以砧木101-14MG、SO4和5BB嫁接的克瑞森果实中可溶性总糖含量较高,分别比克瑞森自根苗高14.67%、10.20%和8.22%,其中砧木101-14MG嫁接的克瑞森果实中总糖含量最高。
4.1 克瑞森7个不同砧木嫁接苗及自根苗果实成熟时,以砧木101-14MG嫁接的克瑞森果实的果形指数最大,比克瑞森/克瑞森大12.88%,其果实成熟最早;以砧木SO4嫁接的克瑞森果实的单粒重最大,达3.21 g。成熟期不同砧木嫁接的克瑞森葡萄果实的可溶性糖主要由果糖、葡萄糖和蔗糖组成,其中葡萄糖和果糖含量均较高,变化幅度较大,但葡萄糖略高于果糖含量蔗糖含量相对较低,变化幅度较小。
4.2 从糖组分及含量上看,不同砧木嫁接苗及自根苗果实中,以砧木101-14MG嫁接的克瑞森果实的葡萄糖和果糖含量均最高,分别较克瑞森自根苗高14.68%和15.49%,其次是砧木SO4、5BB和5C较高。蔗糖含量最高的是砧木5C,比克瑞森自根苗高12.75%,其次是砧木SO4和101-14MG较高。砧木101-14MG、SO4和5BB嫁接的克瑞森果实的可溶性总糖含量明显高于其它砧木的嫁接苗,分别比克瑞森自根苗高14.67%、10.20%和8.22%。其中砧木101-14MG嫁接的克瑞森葡萄葡萄糖、果糖、可溶性总糖含量均最高,砧木188-08葡萄糖、果糖、蔗糖和可溶性总糖含量均最低。
砧木101-14MG、SO4和5C嫁接利于克瑞森无核果实的生长和可溶性糖的积累,是促进克瑞森无核葡萄成熟的优良砧木。