叶果比对品丽珠葡萄果实中有机酸积累及关键酶活性的影响

张稳稳，李映龙

（宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021）

果实生长发育过程中，有机酸的合成、贮存和转移与果实呼吸代谢及芳香类物质、脂类物质形成等代谢途径有关[1—3]。成熟葡萄果实中积累的有机酸主要有苹果酸、酒石酸以及少量的柠檬酸等，其组成与含量影响葡萄与葡萄酒的口感、香气等品质特征[1—5]。品种是决定果实中有机酸积累的主要因素，同时有积酸积累也受砧木、植物生长调节剂、栽培措施等影响。葡萄果实有机酸含量与成熟期温度、水分密切相关，干旱与高温均可导致采收时果实中有机酸总量大幅下降[6—12]。宁夏贺兰山东麓具有独特的环境条件，是国内外知名的葡萄酒产区之一[13—14]，然而在其产业迅速发展中，不当的树体负载量导致采收期葡萄果实中有机酸含量降低的问题逐年突出。本试验研究了叶果比对酿酒葡萄果实品质、有机酸含量及有机酸代谢相关酶活性的影响，以期为提升酿酒葡萄品质提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在宁夏贺兰山东麓宁夏现代农业综合开发工程技术研究中心酿酒葡萄试验园进行。以6年生酿酒葡萄红色品种品丽珠（Vitis viniferaL.cv Cabernet franc）为试材（自根苗），南北行向栽植，株行距为0.8 m×3.0 m，“厂” 字架形，叶幕高1.5 m，常规管理，每棵葡萄树负载量基本一致。试验采用单因素随机区组设计，重复3次。每个处理选取生长势相对一致的葡萄树60棵，在葡萄转色前（7月下旬），根据结果枝上总叶面积（cm2）与总果粒数（粒）之比确定不同叶果比处理：CK（12 cm2/粒）、T1（4 cm2/粒）、T2（8 cm2/粒）、T3（16 cm2/粒）、T4（24 cm2/粒）。试验处理按要求均匀间隔摘叶疏果，及时去除多余的结果母枝及副稍以保持叶果比基本不变。处理后每隔15 d采集1次样品，测定果实中有机酸含量和代谢关键酶活性。

1.2 葡萄果实品质测定

在10月上旬葡萄采收期进行采样。采用蒽酮比色法测定果实中总糖质量比；滴定法测定可滴定酸质量比；比色法测定花色苷质量比，Folin-Denis试剂比色法测定单宁质量比；福林肖卡比色法测定总酚质量比[15]。

1.3 有机酸测定

采用高效液相色谱法测定葡萄果实中苹果酸、酒石酸和柠檬酸质量比[16]。C18色谱柱（250 mm×4.6 mm×5μm），以CH3OH（φ=3%）、KH2PO4（c=0.01 mol/L）为流动相，pH=2.8，流速0.8 mL/min，柱温25℃，进样量10μL，检测波长210 nm。根据标品出峰时间计算样品中各有机酸成分，通过标准曲线定量计算。

1.4 有机酸代谢关键酶活性测定

采用比色法测定各处理果实中NAD-苹果酸脱氢酶（NAD-MDH）、NADP-苹果酸酶（NADP-ME）、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）的活性[1—2]。

1.5 数据统计分析

使用Microsoft Office Excel 2010、DPS整理数据并进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对葡萄果实中有机酸质量比的影响

从处理后15 d开始，各处理果实中滴定酸、酒石酸和苹果酸质量比持续下降。处理后90 d比15 d分别下降了81.6%~84.1%、39.0%~41.7%、98.1%～99.1%。这说明提高结果枝叶果比，明显降低了果实中滴定酸、酒石酸和苹果酸质量比。在处理后30~75 d，T1和T2果实中滴定酸、苹果酸和酒石酸质量比显著高于CK；处理后30~60 d，T4果实中滴定酸质量比显著低于CK，T3果实中滴定酸、苹果酸和酒石酸质量比也低于CK，但是差异不显著（图1a—图1c）。

在处理后0~30 d，各处理果实中柠檬酸质量比呈增长趋势，30 d内提高了1.8~2.5倍。30 d后，果实中柠檬酸质量比开始下降，60 d内下降了36.7%~51.6%。这表明提高叶果比也使果实中柠檬酸质量比下降。在处理后30~90 d，T2果实中柠檬酸质量比显著高于CK，T4果实中柠檬酸质量比显著低于CK；在处理后60~90 d，T3果实中柠檬酸质量比也显著低于CK（图1d）。

图1 不同处理对葡萄果实中有机酸质量化的影响

2.2 不同处理对葡萄果实中有机酸代谢关键酶活性的影响

在处理后15 d，各处理果实中NAD-MDH、PEPC活性分别提高了3.1~3.6倍和4.4~5.7倍，之后开始下降。由此看出提高叶果比提高了NAD-MDH和PEPC活性。在处理后30~90 d，T1、T2果实中NAD-MDH、PEPC活性显著高于CK。在处理后60~75 d，T3的NAD-MDH和PEPC活性显著低于CK（图2a、图2b）。

自处理后75 d，各处理果实中NADP-ME活性快速升高，75 d内酶活性提高了6~8倍。T3果实的酶活性在处理后30~75 d显著高于CK（图2c）。处理后30~90 d，T4的酶活性显著高于CK。

图2 不同处理对葡萄果实中有机酸代谢关键酶活性的影响

2.3 不同处理对葡萄果实品质的影响

在品丽珠葡萄转色前对其进行不同叶果比处理，明显影响了采收期葡萄果实品质。随着叶果比提高，采收时果实中总糖、总酚、单宁和花色苷质量比呈升高趋势，滴定酸质量比呈下降趋势（表1）。其中，T4果实中总糖质量比最高，极显著高于CK；T3果实中总酚、单宁和花色苷质量比最高，均显著高于CK，果实中总糖质量比也显著高于CK，且滴定酸质量比较CK低1.9%，差异不显著；T2果实中总糖、总酚、单宁和花色苷质量比最低，滴定酸质量比最高，与CK间差异均达到显著水平。

表1 不同处理对葡萄果实品质的影响 mg/g

3 结论与讨论

在宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄产区，于葡萄转色前进行适宜的叶果比处理可调节苹果酸代谢关键酶活性，从而调节葡萄果实中有机酸含量与比例。当叶果比为16 cm2/粒时，在没有显著降低可滴定酸含量的前提下显著提高了葡萄果实品质。

有机酸组成与含量是评价酿酒葡萄果实品质的重要指标之一，葡萄果实中不同有机酸含量影响葡萄酒的色泽、风味等品质，也影响葡萄酒的稳定性和贮藏性[1—4]。葡萄果实中主要有机酸是苹果酸和酒石酸，其他有机酸有柠檬酸、琥珀酸等[5，11]。PEPC和NAD-MDH是苹果酸合成的关键酶，NADP-ME是苹果酸分解的关键酶性[17—18]。植物生长调节剂、砧木、干旱和高温均可在转录和转录后水平上影响上述酶的活性[5—12]。本试验结果表明，提高叶果比可显著降低葡萄成熟果实PEPC和NAD-MDH活性，使NADPME活性显著升高，从而使苹果酸、酒石酸和滴定酸质量比显著下降。这说明不同叶果比处理可通过调节苹果酸等有机酸代谢关键酶活性来调节果实中有机酸组成与含量，从而影响果实品质。

库源关系能调节植物叶片光合作用，通过影响光合产物在植物体内的分配来影响作物产量与品质[6，8，19—20]。本试验结果表明，提高叶果比可以促进葡萄果实中糖分分配，影响有机酸代谢，提高成熟期果实中总糖、花色苷和总酚质量比，降低滴定酸质量比。叶果比为16 cm2/粒时，果实中总糖、花色苷、单宁、总酚质量比较CK显著升高，且没有显著降低滴定酸质量比。因此，在宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄产区，可通过适当提高叶果比来提高葡萄果实品质。