外源油菜素内酯对美乐葡萄叶片光合特性和果实品质的影响

刘 妍， 乔子纯， 殷梦婷， 郭学良， 汪月宁，贺 琰， 代红军， 王振平

（宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021）

随着中国葡萄与葡萄酒产业的飞速发展，酿酒葡萄种植面积逐年扩大，美乐（Vitis vinferaL.cv.Merlot）作为世界十大酿酒葡萄品种之一，其种植面积已达26.6 万hm2[1—2]。但由于管理等原因造成酿酒葡萄熟度不佳、含糖量低等问题，导致其果实品质和商业价值大为 降低。目前，生产上多采用加强水肥管理等传统方案来改善果实特性和品质，但存在诸多弊端，因此，需要寻求一种更为便捷、高效、新型的方法，以提高美乐葡萄的品质及产量。

油菜素内酯（24-Epibrassinolide，EBR）被誉为第六大植物生长调节剂。研究表明，EBR 在植物生长上有较高效能，也有提高植物光合特性的能力[3—4]，其可以有效改善果实品质。但由于油菜素内酯在酿酒葡萄的应用上相对较少，本试验即研究不同浓度EBR 对美乐葡萄成熟过程中光合特性和果实品质的影响，以期筛选出最佳EBR 质量浓度来有效改善美乐葡萄的品质，为美乐葡萄种植提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地及供试品种

本试验在永宁县玉泉营农场国家葡萄产业技术体系水分生理与节水栽培试验基地（38°14′25″N，106°01′43″E）进行，该地气候为中温带干旱气候，风沙大，早晚温差大。试材选用12 年生美乐葡萄，倒L形整形，采用正常田间管理，株行距为0.5 m×3.0 m。

1.2 材料处理

试验设T1、T2、T3 3 个处理，其EBR 质量浓度分别为0.2、0.4、0.6 mg/L，蒸馏水为对照（CK）。以蒸馏水为溶剂，加入与处理组同等剂量的98%乙醇（0.1%）和吐温80（0.1%）。

试验前选取120 株长势一致的植株进行挂牌，并分别标记处理质量浓度。于2021 年7 月25 日，即花后53 d，对葡萄叶片及果穗上均匀喷施配置好的EBR 溶液至叶片滴水，对照组喷施蒸馏水，每组处理共设置3 次重复，每次重复选取10 株葡萄。分别在花后53、60、70、80、90、100、110 d 采样。随机采集果穗和葡萄叶片，放入液氮，使其速冻，后置于-80 ℃冰箱保存备用。

1.3 指标测定与方法

光合、荧光参数使用浙江托普云农公司生产的305 1 D 光合测定仪测定。自处理之日开始，每10 d在晴天10：00—11：00 对植株进行一次光合参数的测定，测定时调整叶室角度，使每组叶片在相对一致的光强下完成光合测定。

参照马文婷[5]的方法用蒽酮硫酸法测定可溶性总糖含量，采用Follin-Danies 法[6]测定单宁含量，采用Folin-Ciocalteus 法[7]测定总酚含量，采用pH 示差法测定葡萄果实中花色苷含量[8]。

1.4 数据处理

利用Excel 和SPSS 软件，对试验得到的数据进行统计分析，并使用Sigmaplot 软件作图。

2 结果与分析

2.1 EBR 处理对美乐葡萄生长指标的影响

如表1 所示，在转色期前即花后53 d 进行不同浓度的EBR 处理后，在花后65 d，3 个处理下的新梢生长量与对照相比均显著降低；在花后80 d，经T2和T3 处理的新梢生长量均显著低于对照；在花后95 d 和110 d，T2 和T3 处理的新梢生长量均显著高于对照组。

表1 在转色期前进行不同质量浓度的EBR 处理对美乐葡萄新梢生长和叶面积的影响

在花后65 d，3 个处理下的新梢茎粗生长量与对照相比均显著上升，但处理间差异不显著，T1、T2、T3 处理，新梢茎粗分别提高了46.06%、46.67%和48.48%，在花后80 d，T2、T3 处理均高于对照，且差异显著。在花后95d，T2 处理显著高于T1 和T3 处理，而在花后110 d，对新梢茎粗生长量提高效果最佳的是T1 处理，且与其他处理间差异显著。

在花后65 d，T1 和T3 处理的叶面积显著高于对照。在花后80 d，T1 处理高于对照，提高了9.11%，且差异显著。在花后95 d，T2 处理显著高于对照，提高了5.13%。

试验结果表明，在花后53 d，进行不同浓度的EBR 处理后，在前期会减缓新梢生长速度，到成熟期，3 个处理下的新梢生长量均高于对照，EBR 处理在前期会增加新梢茎粗生长量和叶面积，到成熟期增加效果不明显，其中，T1 和T2 处理对新梢茎粗生长量和叶面积的提高效果较好。

2.2 EBR 处理对美乐葡萄光合特性的影响

如图1-A 所示，在转色期前，即花后53 d 进行EBR 处理后，对照组的光合速率呈现逐渐下降的趋势。 T1 处理在花后70 d 达到最大，然后逐渐下降，T2、T3 处理在花后60 d 达到最大，然后逐渐下降。在花后70 d，T1、T2 处理下的光合速率高于对照且差异显著， 在花后100 d 和110 d，T2 处理的光合速率高于对照且差异显著。而蒸腾速率（图1-B）经处理在花后70 d 达到最大， 后逐渐下降，T1 和T2处理的蒸腾速率在花后60 d 和70 d 显著高于对照，但两处理间差异不显著。花后90 d 和100 d，T2处理的蒸腾速率显著高于其他处理。 因此，在葡萄成熟过程中，T2 处理对蒸腾速率的提高效果最佳。 气孔导度（图1-C）的变化趋势与蒸腾速率相似，各处理在花后70 d 达到峰值后逐渐下降。因此，在花后53 d 进行不同质量浓度的EBR 处理后，在花后70~110 d，各处理均可以提高气孔导度，T2 处理对气孔导度的提高效果较好。

图1 不同质量浓度EBR 处理对美乐葡萄光合特性的影响

2.3 EBR 对美乐葡萄叶片叶绿素荧光参数的影响

如图2-A 所示，在转色期前进行EBR 处理，花后60~90 d，T1、T2 处理的初始荧光（Fo）逐渐下降，对照组和T3 处理在花后60~100 d 呈逐渐下降的趋势。 在花后60、70、90 d，T1 处理的Fo 与对照相比较分别降低了11.46%、13.16%和14.72%，同时期，T2 处理的Fo 与对照相比较分别降低了8.85%、10.53%和12.88%。结果表明，在EBR 处理下，各处理从花后60～90 d 对美乐葡萄叶片的Fo有一定的降低作用。

图2 在转色期前进行不同质量浓度EBR 处理对美乐葡萄叶片叶绿素荧光参数的影响

各处理最大光化学效率（Fv/Fm）的变化趋势与对照大致相同，如图2-B 所示，变化趋势均为波动下降。 在成熟过程中， 花后60、70、90、100、110 d，T1、T2 处理的Fv/Fm 高于对照且差异显著，T1 处理的Fv/Fm 与对照相比较分别提高了6.45%、7.18%、10.88%、14.84%和8.67%， 同时期，T2 处理的Fv/Fm 与对照相比较分别提高了9.33%、3.61%、6.95%、11.11%和7.29%。

经EBR 处理后的Yield（光化学量子产额）呈逐渐下降的趋势，如图2-C 所示，与对照大致相同。 在花后70、90、100 d，T2 处理的Yield 高于对照且差异显著，在花后80 d，T1、T2 处理的Yield 显著高于对照，且差异显著。 这一时期各处理Yield 从大到小排序为：T2>T1>T3>CK。 同时，ETR（相对电子传递速率）的变化趋势与Yield 相同，如图2-D 所示，在花后80 d，T2 处理的ETR 高于对照且差异显著，在花后90 d，3 个处理均显著高于对照，T1、T3 处理间差异不显著， 在花后80 d，T2 处理的ETR 与对照相比较提高了12.77%。因此，在3 个质量浓度的EBR 处理下，T2 处理与其他处理组相比对Yield 和ETR 的提高效果较好。

如图2-E、图2-F 所示，在花后70~80 d，T1、T2 处理的光化学淬灭系数（qP）高于对照并且差异显著，在花后90 d，T2、T3 处理的qP 高于对照且差异显著，在花后80、90、100 d，T1 处理的非光化学淬灭系数（NPQ）与对照相比较分别提高了46.81%、79.17%和14.65%，同时期T2 处理的NPQ 与对照相比分别提高了26.73%、48.59%和7.64%。 结果表明T2 处理与其他处理相比在花后70~90 d 对qP 的提高效果较好，T1 处理在花后80 d 和90 d 对NPQ 的提高效果较好。

2.4 成熟期不同质量浓度EBR 对葡萄果实品质的影响

成熟期不同质量浓度EBR 处理对葡萄果实品质的影响如表2 所示。在果实采收期，EBR 处理的百粒质量为T2>T3>T1>CK，其中T2 最高，为143.97 mg，且与CK、T1、T3 组差异显著。可溶性固形物和可溶性总糖的含量在3 个浓度的处理下均有不同程度的增加，T2 处理组的葡萄果实可溶性固形物含量高达23.75%，且与其他处理差异显著。T1 处理对果实可滴定酸含量降低效果最好，为5.21 g/L，T3 最高，T2、T3 二者间差异不显著，但和T1 差异显著；T2 处理的浆果总酚含量高于对照且差异显著，为9.81 mg/g；T2 组浆果单宁含量最高，为10.55 mg/g；EBR 处理促进了浆果花色苷的积累，其中T2 和T3 组总花色苷含量较高，分别为0.95 mg/g，0.92 mg/g，与CK、T1 差异显著。

表2 成熟期不同质量浓度EBR 对葡萄果实组分的影响

3 讨论与结论

3.1 讨论

研究表明，用EBR 处理苹果树[9]可提高其叶片面积和厚度，减缓秋梢生长[10]，本试验结果表明，在转色期前即花后53 d 进行不同质量浓度的EBR 处理后，前期均会减缓新梢生长速度，但在成熟期，新梢生长量高于对照，新梢粗度和叶面积在EBR 处理的前期也高于对照，与李凯荣等的研究结果一致；李红红等研究发现，EBR 不但可以有效调节植物的营养生长还能增强叶片的光合性能，这可能是由于BR 克服了气孔限制，增加了CO2浓度。净光合速率（Pn）值的大小能够直观地反映植物同化CO2的能力[14]。在本试验中，在转色期之前进行EBR 处理后，各处理在转色期均可以提高Pn 变化的平均值，其中对Pn 的提高效果较好的是0.4 mg/L EBR 处理，这与刘帅等[12]、郭凯斌等[13]的研究结果一致。Pn、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）均表现为单峰型曲线特征，同时EBR 处理不会改变美乐葡萄Tr 和Gs的变化趋势，但是可以提高Tr 和Gs 的平均值，其中0.4 mg/L EBR 处理的提高效果较好。

植物叶绿素荧光参数的变化可以直观地反映出植株的光合能力的强弱。有研究指出，Fo 增加的原因主要是由于植株光系统PSII 受损或电子传递被中断，Fv/Fm、Yield 和ETR 分别代表了最大光化学效率、光化学量子产额和电子传递速率，三者整体的增加即代表了植物光能利用率的提高。王智真[15]研究发现，水分胁迫会导致葡萄幼苗叶片叶绿素的降解，气孔张开度降低，损伤叶片细胞的超微结构，但通过EBR 预处理能够有效缓解水分胁迫带来的损伤，同时显著增加了Fv/Fm 和Yield，降低了NPQ。在本试验中，在转色期前进行EBR 处理，各处理在花后60～90 d 可降低葡萄叶片的Fo，说明EBR 处理在一定程度上能够减少因叶片衰老光系统PS ΙΙ受到的伤害，但在成熟期这一作用不显著。在成熟过程中，提高了Fv/Fm，其中0.2 mg/L EBR 处理效果较好；0.4 mg/L EBR 处理在花后60～90 d 对Yield、ETR 和光化学淬灭系数qP 的提高效果较好，0.6 mg/L EBR 处理在成熟期对这3 个指标的提高效果较好，可能是由于在葡萄成熟过程中，EBR 处理对植株的影响逐渐减小，因此在葡萄成熟后期较高浓度的EBR 即0.6 mg/L EBR 处理对Yield、ETR 和qP 的提高效果较好。在转色初期，对照组的NPQ 呈稳定趋势，但在花后80～110 d，NPQ 呈现了逐渐下降的趋势，可能是由于随着葡萄逐渐成熟，植物逐渐衰落导致了这一机制受阻，这与前人研究结果有出入，可能是由于品种不同所导致，但处理组的NPQ 在花后80～90 d 可以在一定程度上抑制NPQ 的降低，此结果表明EBR 处理可以缓解植物因衰老而导致的热耗散机制受阻，使得过剩光能可以通过NPQ途径有效耗散。有研究[16—17]发现，对草莓喷施EBR 能显著提高其坐果率，果实体积增大明显，并可促进果实成熟。近年来EBR 在龙眼、香蕉[18]、苹果[19]、葡萄[20]等浆果上得到了广泛应用。本试验中，3 个处理组的葡萄百粒质量在成熟期均大于对照，其中，0.4 mg/L EBR 处理组效果最佳；0.2、0.4 mg/L EBR处理均可降低可滴定酸含量；0.4 mg/L EBR 处理组的总酚、单宁在成熟期含量最高；同时，0.4 mg/L EBR 处理组的果实总花色苷含量也高于对照且差异显著，这与前人的研究结果一致。

3.2 结论

喷施外源油菜素内酯可以有效改善美乐葡萄叶片光合能力、提高果实品质，其中质量浓度为0.4 mg/L 时效果最优。