GA3和CPPU对‘希姆劳特’和‘津早无核’葡萄果实品质的影响1

李岩昊，王丽娟，张娜，张鹤，黄建全，贾贵瑛,3，申宇

（1. 天津农学院园艺园林学院，天津 300384；2. 天津市农业科学院林业果树研究所，天津 301700；3. 南开大学生命科学学院，天津 300071）

葡萄在全世界广泛种植，是最有经济价值的水果之一。国家统计局数据显示，2020年全国葡萄产量1431.41万吨，仅次于柑橘、苹果、梨的产量，位居全国第四。果粒大小、果实形状、无核是影响鲜食葡萄商业价值的重要经济性状[1]。因此，在生产中常用植物生长调节剂来增加其商品性。赤霉素（GA3）和氯吡脲（CPPU）是较为常用的植物生长调节剂。GA3用于诱导葡萄无核化，可提高坐果率和膨大果粒[2]。CPPU的应用增大了果粒，同时延缓了葡萄成熟[3]。近期研究表明，在花前使用CPPU调节了细胞壁多糖从而增加了果实的硬度[4]。GA3常与CPPU混用，用于葡萄的无核化与膨果处理[1]。因此，植物生长调节剂的使用要综合考虑环境因素、气候条件、葡萄品种、树体长势和病虫害发生等多种情况确定适宜时间、种类和次数[5-6]。

‘希姆劳特’（Himrod）属欧美杂交种[7]。是1952年由美国纽约州农业试验站用‘安大略’（Ontario）和‘苏丹娜’（Sultanina）杂交育成的鲜食无核白葡萄品种[8]。1972年引入我国，目前报道已在浙江[9]、广西[10]、湖北[11]、江苏[12-13]、上海[14]、湖南[15]和天津[16]等地引种。‘希姆劳特’坐果好，早熟且无核，但果粒较小，使其商品性受到限制。‘津早无核’是‘希姆劳特’葡萄的大粒早熟芽变品种，由天津市农业科学院于2014年发现[17]，并于2020年申请了植物新品种权保护。‘津早无核’在保留了‘希姆劳特’优良性状的基础上，成熟期提前5～7 d，粒质量增加了1倍左右，具有更好的推广价值和市场竞争力。

GA3和CPPU在‘希姆劳特’葡萄上的应用已有报道[18-20]，但在‘津早无核’上未见报道。本研究通过使用不同浓度配比的GA3和CPPU处理‘希姆劳特’和‘津早无核’的果穗，分析不同处理对成熟果实品质的影响，筛选出两个葡萄品种在天津地区适宜的GA3和CPPU配比，为它们在生产上的合理使用提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在天津市农业科学院创新基地（116°57'28.98"E，39°25'40.39"N）进行，以4年生‘希姆劳特’和‘津早无核’葡萄为试验材料，取长势相近且无病虫害的植株，土肥水管理及病虫害防治按常规。东西行向，“一”字形水平棚架，株行距4 m×3.5 m。供试药剂为：GA3（赤霉酸，4%可溶液剂）和CPPU（氯吡脲，0.1%可溶液剂），四川国光农化有限公司生产。

1.2 试验方法

试验采用完全随机设计，10穗为1小区，每处理重复3次。2022年5月30日，花后10 d分别用不同浓度激素浸穗处理，时间为5 s。

处理A：12.5 mg·L-1GA3＋2.5 mg·L-1CPPU

处理B：12.5 mg·L-1GA3＋5 mg·L-1CPPU

处理C：25 mg·L-1GA3＋2.5 mg·L-1CPPU

处理D：25 mg·L-1GA3＋5 mg·L-1CPPU

处理E：50 mg·L-1GA3＋2.5 mg·L-1CPPU

处理F：50 mg·L-1GA3＋5 mg·L-1CPPU

处理G：50 mg·L-1GA3

处理H：100 mg·L-1GA3

以清水处理为对照（CK）。

用DY-3207电子秤测量穗质量（精确到0.1 g）。成熟期从果穗的上中下三个部分随机采样，每个处理取30粒用sartorius BSA224S电子天平测量粒质量（精确到0.01 g）；电子游标卡尺测量果粒纵横径（精确到0.01 mm），果形指数=果粒纵径/果粒横径。

采用手持测糖仪（ATAGO，日本）测定可溶性固形物含量；用酸碱滴定法测定可滴定酸含量；固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量；用2,6-二氯靛酚滴定法测定Vc含量。

用TA.XT plus v46质构仪（Stable Micro Systems，英国）测定硬度、表皮穿刺强度、果皮厚度。

1.3 数据分析

采用Excel 2017软件进行数据整理，采用prism 8.0.1软件和SPSS 24软件进行数据处理，Duncan法进行显著性差异分析（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同处理对葡萄外观品质的影响

由表1、表2可知，8个处理均提高了‘希姆劳特’和‘津早无核’穗质量（CW）、粒质量（BW）、果粒纵径（LD）、横径（TD）。其中，处理F对‘希姆劳特’的膨果效果最好，穗质量达378.23 g，粒质量5.68 g，果形指数（SI）与对照基本一致。处理D对‘希姆劳特’的膨果效果次之，处理A和处理B略差于其他处理。

表1 不同处理对‘希姆劳特’葡萄果实外观品质的影响Table 1 Effects of different treatments on appearance quality of 'Himrod' grape

表2 不同处理对‘津早无核’葡萄果实外观品质的影响Table 2 Effects of different treatments on appearance quality of 'Jinzao Wuhe' grape

处理C对‘津早无核’的膨果效果最好，穗质量达378.52 g，粒质量8.64 g，果形指数显著高于对照。处理F和处理G对‘津早无核’的膨果效果不明显。

2.2 不同处理对葡萄果实内在品质的影响

由表3可知，花后10 d使用GA3和CPPU处理对‘希姆劳特’和‘津早无核’葡萄果实内在品质均有影响，可溶性固形物含量下降，可滴定酸和Vc含量升高。其中，与对照相比，处理H的‘希姆劳特’果实可溶性固形物含量最低，为16.4%。处理D和处理E可滴定酸含量最大，都为0.8%。处理C的固酸比、Vc含量最高，均显著高于对照。

表3 不同处理对‘希姆劳特’和‘津早无核’葡萄果实内在品质的影响Table 3 Effects of different treatments on the intrinsic quality of 'Himrod' and 'Jinzao Wuhe' grape

‘津早无核’果实可溶性固形物含量为处理D最低，显著低于对照和其他处理。处理A的可滴定酸含量最高，为0.63%，对照最低。固酸比以对照最高，达36.34，其次为处理G34.9，处理D最低为28.17。说明使用GA3和CPPU处理‘津早无核’一定程度上影响了果实风味。

2.3 不同处理对葡萄果实质地的影响

由表4可知，使用GA3和CPPU处理后‘希姆劳特’和‘津早无核’葡萄果实硬度（HD）和表皮穿刺强度（EPS）增大。处理后‘希姆劳特’果实硬度均有提高，处理F的果实硬度最大，达271.13 g，显著高于其他处理。8个处理的‘津早无核’果实硬度为处理D最高，达389.52 g；对照的硬度最低，为134.44 g。

表4 不同处理对‘希姆劳特’和‘津早无核’葡萄果实质地的影响Table 4 Effects of different treatments on the texture of 'Himrod' and 'Jinzao Wuhe' grape

不同处理均显著提高了‘希姆劳特’果实表皮穿刺强度。处理F的表皮穿刺强度最大，为75.67 g；其次为处理D74.69 g，对照最小为42.27 g。各处理间‘津早无核’葡萄表皮穿刺强度除了处理E外，其它各处理均显著高于对照；其中处理D的表皮穿刺强度最大，为73.56 g。

不同处理间‘希姆劳特’果皮破裂距离（PRD）为处理D最高，处理B最低。各处理‘津早无核’果皮破裂距离仅处理A显著高于对照，达2.37 mm；处理E最低，为1.41 mm。

2.4 不同处理葡萄果实品质的相关性分析

由表5可以看出，‘希姆劳特’葡萄穗质量与粒质量、果粒纵径、果粒横径、表皮穿刺强度显著正相关。粒质量与果粒纵径、果粒横径显著正相关。表皮穿刺强度与果粒横径、硬度显著正相关。可滴定酸含量与固酸比显著负相关。

表5 不同处理‘希姆劳特’葡萄果实品质的相关性Table 5 Correlation of fruit quality of 'Himrod' grape under different treatments

‘津早无核’葡萄的相关性分析显示（表6），粒质量与果粒纵径、果粒横径显著正相关，与可溶性固形物含量显著负相关。果粒纵径与果粒横径、果形指数显著正相关，与可溶性固形物含量显著负相关。固酸比与可溶性固形物含量显著正相关，与可滴定酸含量显著负相关。

表6 不同处理‘津早无核’葡萄果实品质的相关性Table 6 Correlation of fruit quality of 'Jinzao Wuhe' grape under different treatments

2.5 不同处理对果实影响的综合评价

2.5.1 葡萄果实品质指标主成分提取

由‘希姆劳特’和‘津早无核’12个果实品质指标进行主成分分析（Principal Component）可知（表7），‘希姆劳特’葡萄提取出4个主成分，贡献率分别为51.755%、18.281%、13.9%和8.371%，累计贡献率达到92.307%；‘津早无核’葡萄提取出3个主成分，贡献率分别为54.916%、17.678%、12.524%，累计贡献率为85.118%。分析结果均具有一定的代表性。

表7 主成分的特征根和贡献率Table 7 Eigen values and contributions of principal components

由表8可知，‘希姆劳特’第1主成分中，穗质量、粒质量、果粒纵径、果粒横径、果皮破裂距离、表皮穿刺强度、硬度、果形指数、可滴定酸含量相关性较强。‘津早无核’葡萄分析结果显示，果实穗质量、粒质量、果粒纵径、果粒横径、表皮穿刺强度、硬度、果形指数、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、固酸比在第1成分上有较高的荷载，相关性较强。

表8 ‘希姆劳特’和‘津早无核’果实品质在各主成分中的因子载荷量Table 8 The factor load of 'Himrod' and 'Jinzao Wuhe' fruit quality in each principal component

2.5.2 主成分综合得分

由表9、10可得，‘希姆劳特’各处理中，处理F综合得分最高；‘津早无核’不同处理中处理D的综合得分最高。表明花后10 d 用50 mg·L-1GA3+5 mg·L-1CPPU处理，对‘希姆劳特’葡萄综合品质提升效果最好；花后10 d 用25 mg·L-1GA3+5 mg·L-1CPPU处理，‘津早无核’葡萄综合品质提升效果最好。

表9 不同处理‘希姆劳特’果实品质主成分得分及综合得分Table 9 The principal component score and comprehensive score of 'Himrod' fruit quality

3 讨论与结论

本试验结果表明，在花后10 d用GA3和CPPU混合处理，或用GA3单独处理‘希姆劳特’和‘津早无核’葡萄，均不同程度地提高穗质量、粒质量、果粒纵横径。果形指数反映了果粒形状[21]，本研究中各处理‘希姆劳特’的果形指数与对照基本一致，处理E‘津早无核’的果形指数最大，处理C的最小。

可溶性固形物和可滴定酸含量是评价果实内在品质的重要指标。很多研究表明，GA3和CPPU混用处理降低了可溶性固形物含量[22-24]，也有研究得出相反的结果，即二者混用提高了可溶性固形物的含量[25-26]。李涛[25]研究表明，植物生长调节剂处理均降低了‘京蜜’葡萄可滴定酸含量，这与郝峰鸽等[26]在‘金田玫瑰’上的研究结果相反。本研究表明，花后10 d使用GA3和CPPU处理‘希姆劳特’和‘津早无核’葡萄，可溶性固形物含量下降，可滴定酸含量升高。不同处理均提高了Vc含量，这与王玉安[27]的结果一致，与郭淑萍等[23]的结果相反。造成这种差异的原因可能是与不同品种、栽培条件、气候环境对植物生长调节剂敏感性的差异有关。

研究表明，花后10 d用GA3和CPPU处理可增加‘希姆劳特’和‘津早无核’葡萄果实的硬度，有些研究得出了相似的结果[19-22]。同时，也提高了两个品种葡萄果实的表皮穿刺强度，影响了果皮穿刺距离。

通过对GA3和CPPU处理的‘希姆劳特’和‘津早无核’葡萄果实各项指标进行综合分析发现，花后10 d 用50 mg·L-1GA3+ 5 mg·L-1CPPU处理，对‘希姆劳特’葡萄综合品质提升效果显著；花后10 d 用25 mg·L-1GA3+ 5 mg·L-1CPPU处理，对‘津早无核’葡萄综合品质提升效果最好。

表10 不同处理‘津早无核’果实品质主成分得分及综合得分Table 10 The principal component score and comprehensive score of 'Jinzao Wuhe' fruit quality