茉莉酸甲酯对‘克瑞森无核’葡萄果实着色及品质的影响

白世践，户金鸽，王 勇，蔡军社，陈 光，赵荣华

（新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所，新疆鄯善 838200）

0 引言

‘克瑞森无核’葡萄又名‘绯红无核’、‘淑女红’，极晚熟、无核，品质极佳[1]，由新疆葡萄瓜果开发研究中心于1998年从美国直接引入，是吐鲁番地区优质晚熟葡萄的代表性品种，发展潜力巨大。但吐鲁番地区特殊的生态条件及栽培条件的限制致使该葡萄品种果实品质及产量存在诸多问题，集中表现在果粒偏小、着色不均匀甚至不着色、容易萎蔫等方面，商品率及产量偏低，严重影响果农经济效益[2]。茉莉酸类物质是一种广泛存在于植物体内的新型植物生长调节物质，包括茉莉酸(JA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、茉莉酸丙脂(PDJ)及其衍生物，对植物生长发育、抗逆性以及次级代谢产物的合成具有重要的调控作用。为改善本地区‘克瑞森无核’葡萄着色及提高果实品质，生产上多采用控水、控产、疏果等技术手段，但这些方法不仅费工费力，且均未达到理想效果，运用新型植物生长调节剂来促进‘克瑞森无核’葡萄着色、提高果实品质是一种简便高效的方法。目前已在甘蓝[3]、苹果[4]、树莓[5]、李[6]等多种园艺作物上开展了MeJA 的应用研究，发现茉莉酸甲酯可以激活苯丙烷代谢途径，不仅能够提高作物体内总酚、类黄酮等次生代谢物的含量，还可以通过促进果实中次生代谢产物花色苷的积累，改善果实色泽，提高果实品质。孙晓文等[7]研究认为，50 mg/L的茉莉酸甲酯能显著改善‘圣诞玫瑰’葡萄果实着色及品质。生态条件、栽培模式及葡萄品种不同，存在的问题也不尽相同，植物生长调节剂的应用方法也各有差异，关于茉莉酸甲酯应用于吐鲁番地区‘克瑞森无核’葡萄改善其着色及果实品质的研究未见报道。本试验于着色前和着色初期对吐鲁番地区鲜食葡萄‘克瑞森无核’喷施不同浓度茉莉酸甲酯，探索不同浓度茉莉酸甲酯对‘克瑞森无核’葡萄着色及果实品质的影响，旨在为茉莉酸甲酯在吐鲁番地区‘克瑞森无核’葡萄上的应用提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及试验材料

试验于2019 年在新疆鄯善县新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所(42°91′N，90°30′E)进行。试验地海拔419 m，年降雨量25.3 mm，年蒸发量2751 mm；全年日照时数为3122.8 h，10℃以上有效积温4525℃以上，无霜期192天，属于典型的大陆性暖温带荒漠气候。土壤质地为砾石砂壤土，0～40 cm土层有机质11.58 g/kg、全氮0.62 g/kg、速效磷52.45 mg/kg、速效钾158.26 mg/kg，pH 8.12。

供试葡萄品种为新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所提供的4年生‘克瑞森无核’葡萄，东西行向，栽培架式为顺行龙干式+水平叶幕，株行距为2.0 m×4.0 m。

1.2 试验方法

试验共设4个处理，分别为20 mg/L MeJA、60 mg/L MeJA、100 mg/L MeJA，以清水处理为对照(CK)。选取长势中庸的植株，修剪至结果枝与营养枝比例一致，每株留27个果穗，以连续3株葡萄为1个处理，完全随机区组设计，重复3 次。于着色前（7 月25 日）和着色初期（8 月10 日）喷施MeJA。各处理均加入体积分数0.1%的吐温80（非离子型表面活性剂，用作展开剂），喷施过程中确保每个果穗均喷到药剂，以果穗表面滴水为宜，以后常规管理。

1.3 测定项目

于采收期（9 月25 日）进行测定，每小区随机采摘处理后的果穗10 个，用电子天平测定果穗质量，参照白世践等[8]的方法统计果穗整齐度、果粒整齐度，并对果穗着色情况、果穗紧密程度、果粒大小一致性进行目测评价，评价标准参照《葡萄种质资源描述规范与数据标准》[9]，统计每果穗萎蔫率[式(1)]。从每果穗上、中、下部位带果梗剪下果粒，共100 粒，统计着色指数[式(2)]，并对果粒纵径、横径、果粒质量、果梗粗度、果梗拉力进行测定。用手持折射仪测定可溶性固形物含量；用GY-4型水果硬度计测定鲜果硬度；可滴定酸含量用酸碱滴定法[10]测定；叶绿素用酒精浸提法[11]测定；花色苷含量采用分光光度法[12]测定；还原型Vc含量用钼蓝比色法[13]测定。着色指数统计方法参照晁无疾等[14]的方法进行，并根据‘克瑞森无核’葡萄果实特性进行更改，果实着色状况分级见表1。

表1 葡萄果实着色分级

随机选取10 粒果实采用CR-400 手持色差计（Konica Minolta，日本）测定每个果实赤道（中纬线）处对称两面的色泽(L、a、b)，并利用a值和b值计算出色泽饱和度(Chro-ma，C)。L值表示系统的亮度，L越大样品表面越亮。a表示系统的红绿值，-a为绿，a越小样品越绿；+a为红，a越大样品越红。b表示系统的黄蓝值，-b为蓝，值越小样品越蓝；+b为黄，值越大样品越黄。C表示样品的彩度，值越大表示所测的颜色越纯[15]。

1.4 果实品质综合评价

选取与‘克瑞森无核’葡萄果实品质关系密切的15个指标，采用隶属函数法[16]进行果实品质综合评价。

（1）与果实品质呈正相关的指标果穗质量、果穗整齐度、果粒质量、果粒整齐度、果梗拉力、鲜果硬度、可溶性固形物含量、固酸比、Vc含量、a值、花色苷含量、着色指数计算如式(4)。

（2）与果实品质呈负相关的指标萎蔫率、可滴定酸含量、叶绿素含量计算如式(5)。

式中，U(Xij)表示各指标的隶属度值，且U(Xij)∈[0，1]；Xij表示第i个处理第j个指标的测定值；Xmax、Xmin为所有品种第j项指标的最大值和最小值。以4个处理的15项指标隶属度的平均值作为‘克瑞森无核’葡萄果实品质的评价标准进行比较。

1.5 数据处理

利用Excel 2010 和DPS v7.05 版数据处理软件进行统计和分析，采用Duncan 新复极差法(P＜0.05)进行差异分析。

2 结果与分析

2.1 MeJA对‘克瑞森无核’葡萄果实外观品质的影响

由表2 可知，MeJA 处理的‘克瑞森无核’葡萄与CK 果穗果粒大小一致性均表现为一致，果穗紧密度均表现为适中；100 mg/L MeJA 处理的‘克瑞森无核’葡萄着色情况表现为基本均匀，CK 葡萄果穗着色表现为不均匀，20、60 mg/L MeJA 处理的‘克瑞森无核’葡萄果穗着色表现为均匀；CK和100 mg/L MeJA处理的葡萄果实无萎蔫情况，60 mg/LMeJA处理的葡萄果实有极少果粒萎蔫，萎蔫率为4.00%，而20 mg/LMeJA处理的葡萄果实萎蔫率高达15.38%，显著大于其他处理。

表2 MeJA对‘克瑞森无核’葡萄果实外观品质的影响

2.2 MeJA对‘克瑞森无核’葡萄果穗质量、果粒质量及整齐度的影响

由表3可知，MeJA处理后的‘克瑞森无核’葡萄果穗质量相比CK 均有所增大，以20、60 mg/L 的处理果穗质量最大，显著大于CK，分别比CK 增加了29.69%和16.20%；果穗整齐度以60 mg/L 处理和CK 较大，显著大于20、100 mg/L处理；不同浓度MeJA处理均能增大果粒质量，果粒质量均在3.00 g 以上，以20 mg/L 处理果粒质量最大，显著大于CK，其次是60、100 mg/L处理，介于CK 和20 mg/L 处理之间；果粒整齐度以60 mg/L 处理最高，以20 mg/L 处理和CK 较低；20、60 mg/L处理相比CK果粒纵径显著增大，而100 mg/L处理与CK差异未达显著水平；果粒横径以20、60 mg/L处理较大，显著大于CK，而100 mg/L 处理与CK 差异未达显著水平；20 mg/L MeJA处理的果粒果形指数最小，与CK差异达显著水平。

表3 MeJA对‘克瑞森无核’葡萄果穗质量、果粒质量及整齐度的影响

2.3 MeJA 对‘克瑞森无核’葡萄果梗粗度、果梗拉力、鲜果硬度及内在品质的影响

由表4可知，经MeJA处理后的‘克瑞森无核’葡萄果梗粗度均有所增大，其中20、100 mg/L 处理显著大于CK；果梗拉力随MeJA浓度的增大而降低，100 mg/L处理比CK 降低了19.07%，与CK 差异达显著水平，而其他2个处理与CK差异均不显著；鲜果硬度以20 mg/L处理最大，显著大于CK 和其他处理；经MeJA 处理的‘克瑞森无核’葡萄果实可滴定酸含量较CK均显著提高，其中以100 mg/L处理最大，显著大于其他处理；经MeJA 处理的葡萄可溶性固形物含量较CK 均显著提高，以60 mg/L 的处理最大，显著高于其他处理，相比CK 增幅达15.96%；固酸比以60 mg/L 的处理最高，其次是CK，均在50.00以上，成熟度较高；Vc含量由大到小表现为100 mg/L＞CK＞20 mg/L＞60 mg/L，且各处理间差异均达显著水平。

表4 MeJA对‘克瑞森无核’葡萄果梗粗度、果梗拉力、鲜果硬度及内在品质的影响

2.4 MeJA对‘克瑞森无核’葡萄着色的影响

由表5可知，经MeJA处理的‘克瑞森无核’葡萄果皮色泽指标L、b值显著降低，而a值显著升高，其中60 mg/L处理的L、b值最小，显著小于其他处理，而a值和C值显著高于100 mg/L 和CK，60 mg/L 处理的a、C值相比CK 提高了213.33%和38.26%，20 mg/L 的a、C值较大，介于60 mg/L 处理和其他处理之间；MeJA 显著降低了‘克瑞森无核’葡萄果皮中叶绿素含量，而对类胡萝卜素含量无显著影响；MeJA显著提高了‘克瑞森无核’葡萄果皮中花色苷含量和着色指数，其中花色苷含量最高的为60 mg/L 处理，其次是20 mg/L 处理，分别较CK 提高了258.09%和231.74%，且两者着色指数分别提高62.20%和42.28%。

表5 茉莉酸甲酯对‘克瑞森无核’葡萄着色的影响

2.5 ‘克瑞森无核’葡萄果实品质综合评价

葡萄果实品质是多项品质指标综合作用的结果，用单一指标评价不具有代表性，用多个指标进行综合评价才能充分体现葡萄果实综合品质。为较全面地反映‘克瑞森无核’葡萄果实品质优劣，选取与其品质密切相关的15 个指标（萎蔫率、果穗质量、果穗整齐度、果粒质量、果粒整齐度、果梗拉力、鲜果硬度、可滴定酸含量、可溶性固形物含量、固酸比、Vc含量、a值、叶绿素含量、花色苷含量、着色指数），运用隶属函数法，综合各项相关指标用平均隶属度对4个处理的葡萄果实品质进行综合评价。平均隶属度越大，表明葡萄果实品质越好，反之果实品质越差。结果（图1）表明，60 mg/L处理的‘克瑞森无核’葡萄平均隶属度最高为0.73，品质最好，其次是20 mg/L处理的葡萄品质较好，平均隶属度为0.56，而100 mg/L 处理和CK 的平均隶属度为0.47和0.42，品质较差。

图1 ‘克瑞森无核’葡萄果实品质指标的平均隶属度

3 结论

在吐鲁番地区于着色前（7月25日）和着色初期（8月10日）用茉莉酸甲酯(MeJA)处理‘克瑞森无核’葡萄可以显著增大果粒纵径、横径，进而增大果粒质量和果穗质量，减小果形指数，同时果梗粗度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量相比对照显著增大，果皮的色泽指标a值、C值和花色苷含量、果粒着色指数提高，叶绿素含量降低，但浓度过大果梗拉力会减小、耐贮运性能下降、可滴定酸含量过高，花色苷含量增幅不大、着色指数不高，而低浓度处理容易出现果粒萎蔫现象。选取与‘克瑞森无核’葡萄果实品质密切相关的15个指标，运用隶属函数法对4 个处理的果实品质进行综合评价，果实品质优劣表现为60 mg/L＞20 mg/L＞100 mg/L＞CK。综合而言，本地区采用60 mg/L的茉莉酸甲酯处理可显著改善‘克瑞森无核’葡萄果实着色情况、提高果实品质。

4 讨论

葡萄果皮色泽是评价葡萄品质的重要指标，果皮中花色苷合成的种类、含量决定了葡萄果实着色程度[17]。吐鲁番地区‘克瑞森无核’葡萄着色不良或者着色不均匀是限制该品种在本地区推广的主要问题。前人研究表明，采前使用MeJA 处理能增加苹果[4,18]、树莓[5]果实中花色苷含量，降低叶绿素含量，进而改善果实品质；经MeJA 处理后的‘美乐’葡萄酿造的干红葡萄酒花翠素类花色苷含量显著增高[19]，同样经外源MeJA处理后的‘蛇龙珠’葡萄及葡萄酒中单萜类化合物含量和种类明显增加；叶面喷施MeJA 对葡萄果实β-葡萄糖苷酶(β-Glu)活性有促进作用，有利于葡萄果实中键合态香气物质的转变和释放，对葡萄及葡萄酒品种香气物质的释放具有积极作用[20]；Gema等[21]研究认为外源MeJA处理可使采后葡萄皮中不同花色苷种类得到不同程度的提高；孙晓文等[7]研究认为MeJA处理能显著提高‘圣诞玫瑰’葡萄果皮中花色苷含量，降低叶绿素a、b含量，果皮颜色指标L*、b*值经MeJA处理后下降幅度明显，而a*值和红色葡萄果实色泽指数(CIRG)值显著升高，显著改善了葡萄果实色泽。本试验中，经MeJA 处理后的‘克瑞森无核’葡萄果皮中花色苷含量显著增高、叶绿素含量显著降低，果实红绿色差指标a值、彩度指标C值显著增大，而果面亮度指标L值和黄绿色差指标b值显著降低，提高了果实着色指数，果面色泽显著改善，本研究结果与上述研究结果一致。花色苷的合成要以足够的糖含量为条件，类黄酮3,5-糖苷转移酶将糖基从活化的供体分子转移到花色素上，使不稳定的花色素转变为稳定的花色苷[22]，只有当葡萄果实内糖分达到一定浓度时果实方能开始着色，且果实内含糖愈多着色愈佳[23]。前人研究表明，MeJA 处理可显著促进‘圣诞玫瑰’葡萄[7]、黑莓[5]果实中糖积累，本研究中经MeJA 处理后的‘克瑞森无核’葡萄可溶性固形物含量均显著增高，这与前人研究结果一致。MeJA处理对果实可滴定酸含量的影响前人研究结论不尽一致，孙晓文等[7]研究认为MeJA处理对‘圣诞玫瑰’果实可滴定酸含量无显著影响，Shiow等[5]研究认为转色期以MeJA处理黑莓3次，果实可滴定酸含量降低，季悦等[24]研究认为采用MeJA 处理可有效提高菠萝中1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力，抑制可滴定酸含量下降，而本试验中经MeJA处理的‘克瑞森无核’葡萄可滴定酸含量均显著增大，这与季悦等[24]的研究结果较一致。孙晓文等[7]研究认为MeJA 对‘圣诞玫瑰’葡萄果粒大小、果柄耐拉力、果粒耐压力等指标均无显著影响，而Alejandra等[6]研究认为MeJA 处理能显著提高李果实质量与体积，赵婉珍[19]研究表明叶面喷施MeJA能显著增大‘美乐’葡萄果粒质量，且随喷施浓度增大增幅变大，本研究中经MeJA处理的‘克瑞森无核’葡萄果粒纵、横径、果粒质量和果穗质量均不同程度增大，果形指数减小，这与赵婉珍[19]、Alejandra[6]等的研究结果较一致。本研究中经MeJA处理的‘克瑞森无核’葡萄果梗粗度及鲜果硬度均不同程度增加，果梗耐拉力均不同程度降低，且100 mg/L处理果梗耐拉力与对照差异达显著水平，果实耐贮运性受影响，这与孙晓文等[7]的研究结果不一致，可能原因是不同品种对MeJA敏感程度不同，鲜果硬度的增加可能与采前MeJA处理提高了葡萄果实中过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性，增加了木质素的合成，使细胞壁增厚有关[25]。前人研究表明采前喷施MeJA能够增加葡萄[7]、杧果[26]果实中Vc含量，本研究中低浓度MeJA(20、60 mg/L)处理显著降低了葡萄果实Vc 含量，而高浓度MeJA(100 mg/L)处理显著增大了果实Vc含量，这一研究结果与前人研究结果不尽一致，可能是地区气候因素及品种特性所致。吐鲁番地区葡萄成熟季节极端高温、干旱，极易造成成熟的‘克瑞森无核’葡萄萎蔫，试验中着色指数较高的2个处理果实均出现了不同程度萎蔫，具体影响机理还需进一步开展试验深入研究。