库源关系对北玫葡萄果实花色苷成分积累及品质的影响

宋 申， 单守明， 李 倩， 刘思凡

(宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021)

北玫葡萄是山欧杂交种，具有抗性强、产量高、果实高糖高酸等特点,其酿制的葡萄酒宝石红色，入口柔和，酒体平衡，具有悦人的玫瑰香味[1]。北玫葡萄在宁夏葡萄产区种植，冬季不需要进行费时、费力的埋土防寒工作，便可安全越冬，减少了葡萄栽培成本[2]，但其生长势强，易造成树体郁蔽，使树体通风透光受到影响，进而降低光合效率，最终造成果实品质下降[3]。花色苷是葡萄果实品质的主要评价标准之一，其生物合成和积累受库源关系影响[4]。花色苷的种类和含量影响葡萄及葡萄酒颜色、香气和口感等感官品质[5]。此外，花色苷还具有抗氧化、抗癌、调节血压等保健功能[6-8]。因此，研究库源关系变化对了解北玫葡萄果实花色苷积累和提高果实品质具有重要意义。

叶果比是衡量库源关系协调性的重要指标。在果树生产中，经常采用修剪、环剥、摘叶、疏花疏果等栽培技术改变库源之间的比例[9]。对葡萄进行不同负载研究发现，负载量降低，葡萄果实中花色苷、总酚含量和糖酸比增加，单宁和可滴定酸含量则显著降低[10-11]。张家荣[12]研究了不同负载量调控方式对赤霞珠葡萄果实中总花色苷含量和5种花色苷单体含量的影响，结果表明，与疏花和疏穗相比，疏粒控制负荷对葡萄果皮总花色苷含量的提升程度最高，而疏穗与疏粒控制负荷均能够明显提高5种花色苷单体的含量。INTRIERI等[13]对红色酿酒葡萄品种桑娇维塞进行疏穗处理后，二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷含量显著降低，花青素-3-O-葡萄糖苷和甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷含量增加。关于酿酒葡萄库源关系的研究多集中在赤霞珠、梅鹿辄等葡萄品种上，库源关系对北玫葡萄果皮中花色苷含量和果实品质的影响尚未见报道。鉴于此，通过疏叶、疏果处理，研究不同叶果比对北玫葡萄果皮中花色苷含量及果实品质的影响，以期为宁夏产区北玫葡萄的优质高效栽培提供技术与理论支撑。

1 材料和方法

1.1 试验材料

以5年生北玫葡萄为试材，南北行向栽植，株行距1.0 m×3.0 m，“厂”字架形正常田间管理。树体叶幕高度为1.5 m，每棵树留6个结果枝，每个结果枝留1穗果。

花色苷单体标准品：甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷(纯度，HPLC≥97%)、甲基花青素-3-O-葡萄糖苷(纯度，HPLC≥97%)购自法国Extrasynthese公司；花翠素-3-O-葡萄糖苷(纯度，HPLC≥95%)、二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷(纯度，HPLC≥95%)购自美国Sigma公司；花青素-3-O-葡萄糖苷(纯度，HPLC≥97%)购自上海源叶生物科技有限公司。

1.2 试验设计

试验设置5个叶果比处理，分别为对照(CK，18叶/穗)、T1(10叶/穗)、T2(14叶/穗)、T3(22叶/穗)、T4(26叶/穗)。2018年7月15日随机选择树势良好、长势一致、无病虫害的葡萄植株进行叶果比处理，及时摘除副稍新生叶片保持整个生育期叶果比不变。在转色前(花后55 d)开始采样，每隔10 d采样1次。每次随机选取3棵植株不同着生方向的果穗，在果穗的上、中、下部位采集300粒果粒，将样品放入液氮速冻后，放入-80 ℃冰箱备用。

1.3 项目测定

1.3.1 果实品质 采用NaOH滴定法测定葡萄可滴定酸含量；采用蒽酮-硫酸法测定葡萄可溶性总糖含量[14]；采用pH示差法测定葡萄皮总花色苷含量[15]；采用Folin-Donis试剂法测定葡萄单宁含量[16]；采用Folin-Ciocalteu试剂法测定葡萄总酚含量[16]。

1.3.2 葡萄皮中花色苷单体含量 花色苷单体的提取[17]：准确称取1.000 g葡萄果皮于50 mL离心管中，加入10 mL甲醇溶液(甲醇∶水=1∶1，pH值为2.0)，超声波提取10 min，25 ℃下200 r/min振荡10 min，在4 ℃下10 000 ×g离心10 min，重复2次，取上清液过0.45 μm有机微孔滤膜，过滤液用于高效液相色谱法(HPLC)分析。

花色苷单体含量测定的色谱条件：岛津Inter Sustain C18色谱柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)；柱温：35 ℃；检测波长：525 nm；流动相A为2%的甲酸水溶液，B为乙腈∶甲醇(40∶60，V/V)；流速：0.8 mL/min；洗脱程序为梯度洗脱：0～7 min 20%～24% B，7～15 min 24%～25% B,15～20 min 25%～28% B，20～22 min 28%～33% B，22～35 min 33%～36% B，35～37 min 36%～100% B，37～45 min 100%～20% B;进样体积：10 μL。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2007、SPSS 20.0软件进行数据分析、作图。

2 结果与分析

2.1 不同叶果比对北玫葡萄果实品质的影响

对葡萄采收时的果实品质相关指标进行测定，结果如表1所示。T3和T4处理葡萄果实中可溶性总糖含量分别比CK显著提高13.1%和9.0%，总酚含量分别比CK显著提高18.8%和29.4%，果皮中总花色苷含量分别比CK显著提高12.7%和15.1%，可滴定酸和单宁含量均显著低于CK；T2处理果实中可溶性总糖和总酚含量低于CK，可滴定酸和单宁含量高于CK，但差异不显著，总花色苷含量比CK显著降低6.2%；T1处理果实中可溶性总糖和总酚含量显著低于CK，分别降低9.6%和20.0%，可滴定酸和单宁含量分别比CK显著提高了6.7%和19.4%，总花色苷含量比CK显著降低了8.9%。

表1 不同叶果比对葡萄果实品质的影响

2.2 不同叶果比对北玫葡萄果皮中总花色苷含量变化的影响

如图1所示，葡萄从转色到采收过程中，葡萄果皮中总花色苷含量呈先上升后下降趋势。在花后105 d，各处理总花色苷含量达到最大值。花后65～75 d，T3和T4处理果皮中总花色苷含量迅速增加，花后75 d，T3和T4处理果皮中总花色苷含量分别比CK提高115.9%和73.6%，差异显著；T1和T2处理增速较缓，且总花色苷含量均低于CK。在果实采收时，T3和T4处理果皮中总花色苷含量分别比CK显著提高12.7%和15.1%；T1和T2处理分别比CK显著降低8.9%和6.2%。

不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)

2.3 不同叶果比对北玫葡萄果皮中花色苷单体含量变化的影响

由图2可知，果实转色到采收过程中，葡萄果皮中5种花色苷单体含量呈先增加后降低趋势。在果实采收时，T3和T4处理果皮中甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷含量分别比CK显著提高22.6%和21.9%，T1和T2处理分别比CK显著降低了12.3%和6.5%；T3和T4处理果皮花青素-3-O-葡萄糖苷含量分别比CK显著提高20.4%和9.3%，T1处理比CK降低了3.7%(P>0.05)，T2处理较CK显著降低9.3%；T3和T4处理果皮中花翠素-3-O-葡萄糖苷含量分别比CK显著提高59.4%和23.2%，T1和T2处理分别比CK降低14.5%(P<0.05)和3.6%(P>0.05)；T3和T4处理果皮中甲基花青素-3-O-葡萄糖苷含量分别比CK显著提高28.7%和16.5%，T1和T2处理分别比CK降低了34.6%(P<0.05)和3.7%(P>0.05)；各处理葡萄果皮中含量最高的花色苷单体是二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷，果实采收时T3和T4处理果皮中二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷含量分别为3.05 g/L和3.36 g/L，分别比CK显著提高4.1%和14.4%；T1和T2处理分别为2.52 g/L和2.90 g/L，其中T1处理比CK显著降低14.2%。

不同小写字母表示同一时间不同处理差异显著(P<0.05)

2.4 不同叶果比北玫葡萄果实品质的主成分分析

对不同叶果比处理采收期葡萄果实的可溶性总糖、可滴定酸、单宁、总酚及5种花色苷单体的含量进行主成分分析，通过降维因子分析筛选出2个主成分因子[18]。依据表2可知，第1主成分、第2主成分的贡献率分别为67.895%、25.809%，累计贡献率达到93.704%，符合主成分累计贡献率85%的原则，可用前2个主成分反映各处理水平对葡萄果实品质指标及果皮中花色苷单体含量的影响。

表2 特征值和累计贡献率

由表3可知，因子1主要由甲基花青素-3-O-葡萄糖苷、花翠素-3-O-葡萄糖苷、可溶性总糖和花青素-3-O-葡萄糖苷含量4个相关程度较高的变量所构成，其因子载荷量分别为0.949、0.876、0.864和0.862；因子2由可滴定酸和甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷含量2个相关程度较高的变量构成，其因子载荷量分别为0.639和0.625。得分系数是反映各个指标对主成分影响程度的判定依据，通过得分系数将各个变量进行线性组合，建立关于第1主成分(T1)和第2主成分(T2)与甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷、花翠素-3-O-葡萄糖苷、花青素-3-O-葡萄糖苷、甲基花青素-3-O-葡萄糖苷、二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷、可滴定酸、单宁、总酚、可溶性总糖含量9个变量的主成分函数式：

表3 主成分载荷矩阵

T1=0.32X1+0.35X2+0.35X3+0.38X4+0.29X5-0.30X6-0.35X7+0.30X8+0.35X9，

T2=0.41X1+0.28X2+0.25X3+0.19X4+0.30X5+0.42X6+0.32X7-0.43X8-0.31X9。

通过隶属函数值、各个主成分贡献率的权重以及综合得分的表达式，计算5个处理葡萄果实品质综合得分D值(表4)。得分越高，表明该处理葡萄果皮中花色苷单体含量越高，果实品质越好。由表4可知，T3处理得分最高，优于其他处理，T4处理次之，T1处理最低。

表4 不同叶果比葡萄果实品质评价值及排名

3 结论与讨论

协调的库源关系(叶果比)，不仅使光合利用率最大化，还能改变光合同化物在库源之间的分配与运输，使葡萄植株的营养生长和生殖生长达到相应的平衡[19]。本试验结果表明，通过疏果提高叶果比，显著提高了果实中可溶性糖含量，使可滴定酸含量显著降低；与CK(18叶/穗)相比，T1处理(10叶/穗)叶片数减少近1/2，显著降低了果实中可溶性糖含量，使可滴定酸含量显著提高，这与不同负载量对京亚、晚红、红地球等葡萄品种果实品质的影响研究结果一致[20-22]。但也有不同的研究结果，如付东艳[23]研究表明，北红葡萄叶果比降低时，果实糖含量及酚类物质有所增加。原因可能是，虽然适量的疏叶相当于减源，但减小了夜幕层密度，增加叶片透光率，提高光合效率，增加光合产物，从而促进果实生长发育。

MAZZA等[24]对品丽珠、梅鹿辄和黑比诺进行疏穗处理后，浆果中总花色苷含量增加。本试验通过提高叶果比，T3和T4处理果皮中总花色苷含量分别比CK提高12.7%和15.1%，与前人研究一致。刘冰等[25]用HPLC法同时测定葡萄与葡萄酒中6种基本花色苷含量，在酿酒葡萄中，仅检测到花青素-3-O-葡萄糖苷、花翠素-3-O-葡萄糖苷、甲基花青素-3-O-葡萄糖苷、甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷和二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷5种花色苷单体，与本试验中对花色苷组分的研究一致。张家荣[12]通过疏粒调控赤霞珠葡萄负载量，明显提高了果皮中5种花色苷单体的含量，其中含量增加速率最快的是二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷。GUIDONI等[26]对葡萄品种内比奥罗的研究中，通过连续3 a进行疏穗处理，5种花色苷单体的平均含量显著增加，与CK相比，总花色苷含量平均增加18%，花青素-3-O-葡萄糖苷含量增加50%，甲基花青素-3-O-葡萄糖苷含量增加29%，花翠素-3-O-葡萄糖苷含量增加24%，甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷含量增加21%。本试验中，与CK(18叶/穗)相比，提高叶果比至22、26叶/穗，果实采收时葡萄皮中5种花色苷单体含量显著增加，其中，T3处理(22叶/穗)果皮中甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷、花翠素-3-O-葡萄糖苷、花青素-3-O-葡萄糖苷、甲基花青素-3-O-葡萄糖苷和二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷含量分别比CK提高22.6%、59.4%、20.4%、28.7%和4.1%，T4处理(26叶/穗)提高21.9%、23.2%、9.3%、16.5%和14.4%，与前人研究结果一致。

通过主成分分析法分离出了2个主成分，第1主成分由甲基花青素-3-O-葡萄糖苷、花翠素-3-O-葡萄糖苷、可溶性总糖和花青素-3-O-葡萄糖苷含量构成，第2主成分由可滴定酸和甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷含量构成。通过各因子得分对不同处理葡萄果实品质进行综合分析，建立综合评价数学模型，计算得出T3(22叶/穗)和T4(26叶/穗)处理葡萄果实品质得分较高，果皮中花色苷单体含量较高，葡萄果实品质较好。但在生产中为了保证葡萄产量，建议调节葡萄植株叶果比为22叶/穗，以提高北玫葡萄果皮中花色苷含量及果实品质。