姚京磊 宋放 王志靜 蔣迎春 何利剛 王策 吳黎明
摘要 以三峽庫(kù)區(qū)秭歸較高海拔地區(qū)倫晚臍橙為材料,研究花期灌水對(duì)果實(shí)枯水和品質(zhì)的影響,并從基因表達(dá)水平進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,花期灌水顯著降低了倫晚臍橙的落果率和果實(shí)枯水指數(shù),顯著提高了果實(shí)可溶性固形物含量和出汁率,改善了果肉色澤,降低了果皮厚度;PCR分析結(jié)果表明,花期倫晚臍橙樹經(jīng)灌水處理后,其果實(shí)枯水相關(guān)基因PME、PG和Cx的表達(dá)量均顯著上升,PAL、CAD、POD表達(dá)量則下降,表現(xiàn)出向減輕果實(shí)枯水現(xiàn)象發(fā)生的趨勢(shì)。因此,花期灌水處理可以減輕倫晚臍橙果實(shí)枯水的發(fā)生,從而改善果實(shí)的品質(zhì)。
關(guān)鍵詞 倫晚臍橙;枯水現(xiàn)象;果實(shí)品質(zhì);基因表達(dá)
中圖分類號(hào) S 666文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A
文章編號(hào) 0517-6611(2020)16-0052-05
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2020.16.014
Effects of Irriagition Treatment at Flowering Stage on Granulation and Fruit Quality in Lane Late Navel Orange
YAO Jing-lei1,2,SONG Fang2,WANG Zhi-jing2 et al (1.College of Horticulture and Gardening,Yangtze River University,Jingzhou,Hubei 434000;2.Institute of Fruit and Tea, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan, Hubei 430064)
Abstract Lane late navel orange in Zigui high altitude area of Three Gorgges Reservoir was used as materials to assess the effect of irriagition treatment at flowering stage on granulation index and fruit drop rate, and the expression profiles of granulation related genes were analyzed.As a result, irriagition treatment at flowering stage significantly decreased the granulation index and fruit drop rate, while the total soluble soild and juice yield were increased significantly, the flesh color was improved, and the peel thickness was reduced.In addition, semi-quantitative PCR revealed that the expression level of granulation related genes PME,PG and Cx,were induced under irriagition treatment,while genes of PAL,CAD and POD, were down-regulated under irriagition treatment accordingly appearing a trend of alleviation of granulation phenomenon.In summary,irriagition treatment at flowering stage can reduce the occurrence of granulation phenomenon and improve the fruit quality in lane late navel orange.
Key words Lane late navel orange;Granulation phenomenon;Fruit quality;Gene expression
基金項(xiàng)目 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2019YFD1001402);湖北省柑橘產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系;湖北省技術(shù)創(chuàng)新專項(xiàng)重大項(xiàng)目(2017ABA158);湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心資助項(xiàng)目(2016-620-000-001-030)。
作者簡(jiǎn)介 姚京磊(1995—),男,山東日照人,碩士研究生,研究方向:柑橘栽培生理及果實(shí)品質(zhì)形成。*通信作者:吳黎明,副研究員,從事柑橘育種與栽培研究;王策,研究實(shí)習(xí)員,從事柑橘生物技術(shù)研究。
收稿日期 2020-02-24;修回日期 2020-03-24
倫晚臍橙是近年來湖北三峽庫(kù)區(qū)栽培的一類晚熟柑橘品種,其果實(shí)品質(zhì)優(yōu)良,深受消費(fèi)者的歡迎。由于其晚熟的特性,滿足了國(guó)內(nèi)柑橘春季鮮果銷售的市場(chǎng),具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。但倫晚臍橙自2011年規(guī)?;N植以來,出現(xiàn)了采前果實(shí)枯水現(xiàn)象??菟墓麑?shí)汁胞水分減少,顏色變淺,嚴(yán)重的變干、變癟,品質(zhì)嚴(yán)重下降。倫晚臍橙果實(shí)需要留樹越冬栽培,受冬季低溫和海拔的影響較大[1]。因此,通過栽培技術(shù)措施控制或減輕晚熟臍橙果實(shí)枯水具有重要作用。
柑橘枯水現(xiàn)象最先由美國(guó)Bartholomew等[2]報(bào)道,其后逐漸受到各國(guó)研究者重視。發(fā)生枯水的果實(shí)汁胞失水,汁胞出現(xiàn)不規(guī)則膨大或干枯萎縮,顏色變灰,口感變差[3],嚴(yán)重影響了柑橘果實(shí)的品質(zhì)和商品價(jià)值。柑橘枯水除受自身特性的影響外,也受到外界環(huán)境因素的影響。Singh[4]和Ritenour[5]研究發(fā)現(xiàn),氣候變化是造成柑橘汁胞枯水現(xiàn)象的重要因素。當(dāng)春季發(fā)生突然高溫時(shí),柑橘果實(shí)?;l率顯著上升。張名富[6]研究發(fā)現(xiàn),在柑橘果實(shí)出現(xiàn)第二次膨大的高峰時(shí)期,若突然出現(xiàn)異常少雨干旱的情況,則阻礙果肉中砂囊組織的正常發(fā)育,迫使細(xì)胞組織發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的纖維化,進(jìn)而導(dǎo)致柑橘果實(shí)枯水現(xiàn)象的產(chǎn)生。枯水現(xiàn)象的發(fā)生與細(xì)胞壁代謝密切相關(guān),隨著枯水程度的加劇,果膠甲酯酶(PME)和抗氧化酶(POD、CAT、SOD)的活性增加,同時(shí)多聚半乳糖醛酸酶(PG)和纖維素酶(CL)的活性降低[7]。Singh[4]研究發(fā)現(xiàn),柑橘果實(shí)枯水與PME的活性呈負(fù)相關(guān)。El-zeftawi[8]和譚興杰等[9]研究發(fā)現(xiàn), PE和PG活性的提高會(huì)造成枯水發(fā)生。茅林春等[10]研究發(fā)現(xiàn),PE活性高而PG活性低時(shí),會(huì)造成果汁減少。李春燕等[11]研究發(fā)現(xiàn),不同種類甜橙的PE和PG活性都以成熟期為轉(zhuǎn)折點(diǎn),纖維素酶(Cx)活性對(duì)細(xì)胞壁中難溶狀態(tài)的纖維素含量影響最大。潘鵬飛等[12]以琯溪蜜柚果實(shí)為材料,發(fā)現(xiàn)低溫貯藏情況下,木質(zhì)素含量、枯水指數(shù)以及木質(zhì)素合成相關(guān)酶(PAL、CAD)的活性與室溫條件下貯藏相比顯著降低。丁健 [13]以‘朋娜臍橙愈傷+‘紅橘葉肉的原生質(zhì)體在PEG融合條件下再生的6棵具有果實(shí)早期枯水癥狀的變異體植株為材料,用朋娜臍橙(Citrus sinensis(L.)Osbeck)作為對(duì)照,對(duì)兩者果實(shí)發(fā)育過程中細(xì)胞壁代謝的變化規(guī)律和相關(guān)基因表達(dá)進(jìn)行分析,構(gòu)建了以PME、PG為核心的柑橘?;l(fā)生機(jī)理的初步模型。郭金鵬[14]研究發(fā)現(xiàn),不同的發(fā)育時(shí)期,PE、PG、Cx參與了不同的代謝途徑而出現(xiàn)汁胞粒化的現(xiàn)象。Wu等[7]研究發(fā)現(xiàn),隨著晚熟臍橙果實(shí)枯水程度的加重,枯水相關(guān)基因PME、PAL、CAD和POD的表達(dá)量均明顯上升,CL和PG的表達(dá)量則明顯下調(diào)。
筆者以湖北三峽庫(kù)區(qū)秭歸縣較高海拔地區(qū)倫晚臍橙(Citrus sinensis Osbeck cv.Lane late)為材料,開展花期灌水試驗(yàn),研究花期灌水處理對(duì)倫晚臍橙落果率、枯水情況和果實(shí)品質(zhì)的影響,并對(duì)枯水相關(guān)基因PME、PAL、CAD、POD、Cx和PG的表達(dá)量進(jìn)行分析,從生理品質(zhì)和基因表達(dá)2個(gè)方面初步探討花期灌水處理減輕倫晚臍橙果實(shí)枯水的作用機(jī)制。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
(1)不同海拔的供試材料。采自湖北省宜昌市秭歸縣鄧家坡倫晚臍橙果園,倫晚臍橙均為高接品種,以12年紅橘為基砧,“羅伯遜”臍橙為中間砧。于2016年4月21日分別采摘200、300、400 m海拔處果實(shí)。選擇不同部位大小適中、無明顯損傷的果度各45個(gè)進(jìn)行試驗(yàn),采收當(dāng)天運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室,用于生理生化指標(biāo)的測(cè)定。采樣實(shí)時(shí)進(jìn)行枯水指數(shù)和落果率統(tǒng)計(jì)。
(2)灌水處理的供試材料。采自湖北省宜昌市秭歸縣郭家壩鎮(zhèn)王家?guī)X村倫晚臍橙果園,海拔379 m。倫晚臍橙園為12年紅橘為基砧,“羅伯遜”臍橙為中間砧,高接倫晚臍橙。以經(jīng)過花果同樹時(shí)期灌水處理和未處理果實(shí)為材料,在試驗(yàn)后5月20日采收,選擇不同部位大小適中、無明顯損傷的果試各90個(gè)進(jìn)行試驗(yàn),采收當(dāng)天運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室,一部分用于生理生化指標(biāo)的測(cè)定;另一部分液氮保存用于基因表達(dá)量檢測(cè)。采樣實(shí)時(shí)進(jìn)行枯水指數(shù)和落果率統(tǒng)計(jì)。
1.2 試驗(yàn)方法 處理時(shí)間:2016年3月5日、3月20日、4月5日、4月20日、5月5日,從花蕾期到末花期,每隔15 d左右進(jìn)行灌溉,共5次。采樣時(shí)間:2016年5月20日。灌水地點(diǎn):秭歸縣郭家壩鎮(zhèn)王家?guī)X倫晚臍橙園(海拔379 m)。灌水方法:選擇生長(zhǎng)環(huán)境相同、長(zhǎng)勢(shì)一致、生長(zhǎng)發(fā)育正常的倫晚臍橙樹為試驗(yàn)對(duì)象,灌水時(shí)應(yīng)充分浸潤(rùn)土壤,對(duì)照樹不灌水。
1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法
1.3.1 測(cè)定指標(biāo)。①色澤品質(zhì)指標(biāo):果皮亮度值RL、果皮紅色度Ra、果皮黃色度Rb、果肉亮度值FL、果肉紅色度Fa、果肉黃色度Fb。②內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo):可溶性固形物含量、可滴定酸含量、Vc含量、固酸比。③其他指標(biāo):枯水指數(shù)、落果率、汁胞含水量、出汁率、單果重、果皮厚、橫徑。
1.3.2 測(cè)定方法。
(1)果皮色澤。使用ZE6000色彩色差計(jì)測(cè)定。使用前先校準(zhǔn)色差儀,設(shè)定好程序,每組處理取5個(gè)果實(shí),每個(gè)果實(shí)觀測(cè)3個(gè)值,觀測(cè)時(shí)將果實(shí)對(duì)準(zhǔn)透光孔,根據(jù)設(shè)定時(shí)間旋轉(zhuǎn)果實(shí)不同部位測(cè)定,注意觀察果皮色澤時(shí),要避開果臍處和果柄處。其中,L為亮度變量,a為紅色或綠色值(正值為紅色,負(fù)值偏綠色),b為黃色或藍(lán)色值(正值為黃色,負(fù)值偏藍(lán)色),H=tan-1b/a,表示色澤值。
(2)可溶性固形物。用手持糖酸儀測(cè)定。在果實(shí)不同方位取3~5瓣,剝?nèi)ス?,將果肉研磨成果汁,用手持糖酸儀測(cè)定,每次測(cè)定前需調(diào)零,測(cè)定前要潤(rùn)洗3次,測(cè)3次數(shù)值,求取平均值,以減小誤差。
(3)汁胞含水量。用MRTTLER TOLEDO鹵素水分儀進(jìn)行測(cè)定。將果實(shí)汁胞從果肉中用鑷子細(xì)致地剝?nèi)〕鰜?,每次取完整汁?.2~0.5 g,置于鹵素水分儀中,120 ℃烘烤30 min,使汁胞中的水分完全烘干,隔10 s顯示值恒定即可,記錄下此時(shí)顯示器上的讀數(shù),即為汁胞失水率,每個(gè)果實(shí)測(cè)3次,求平均值,以減小誤差。
(4)出汁率。用臍橙專用半自動(dòng)榨汁機(jī)。榨汁之前,稱取所需榨汁果實(shí)的總重量M,手按榨汁,榨至不再出汁為止,將榨汁機(jī)上端殘留的果肉渣液用干凈的三層紗布包裹擠壓至不出汁,稱取汁液質(zhì)量m,則出汁率=m/M×100%。
(5)可滴定酸。用酸堿中和滴定法測(cè)定[14]。平行試驗(yàn)3次,求平均值,以減小誤差。
(6)Vc含量。用2,6-二氯靛酚滴定法測(cè)定[15],平行試驗(yàn)3次,求平均值,以減小誤差。
(7)橫徑、果皮厚和單果重。橫徑及果皮厚用游標(biāo)卡尺測(cè)量,橫徑卡取果實(shí)中部最粗部位,每個(gè)果實(shí)測(cè)3個(gè)值,求取平均值,以減小誤差;果皮厚在測(cè)量時(shí),疊加10片測(cè)總厚度,精確讀數(shù),求平均值,以減小誤差;單果重用千分之一天平稱重,稱取5個(gè)果實(shí)的重量,求平均值,以減小誤差。
(8)果實(shí)汁胞枯水評(píng)價(jià)。參照陳昆松等[16]的方法,略有改動(dòng)。將球形果瓣按四等分各取1個(gè)果瓣,按果瓣內(nèi)汁胞的枯水程度將枯水劃分為4級(jí):未枯水者為0級(jí);枯水0~10%為l級(jí);枯水10%~25%為2級(jí);枯水25%~50%為3級(jí);枯水50%以上為4級(jí)。每處理檢查80~100個(gè)果,計(jì)算果肉枯水指數(shù):枯水指數(shù)=Σ(枯水級(jí)別×該級(jí)別果數(shù))/(最高級(jí)別×檢查果實(shí)數(shù))。
1.4 PCR檢測(cè)
(1)RNA提取。取保存于-80 ℃的倫晚臍橙果實(shí)樣品,使用液氮磨樣并分裝,隨后按照說明書的方法使用Trizol(Life,USA)提取總RNA。使用NanoDrop 2000(Thermo Fisher,USA)檢測(cè)RNA的濃度,并用瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)RNA的完整性。
(2)反轉(zhuǎn)錄。以質(zhì)量合格的總RNA為模板,用RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit (Thermo Fisher,USA) 去除RNA中的基因組DNA并反轉(zhuǎn)錄合成cDNA,具體做法按照說明書進(jìn)行操作。利用NanoDrop 2000測(cè)定cDNA濃度,并將濃度調(diào)至200 ng/L左右,置于-20? ℃低溫冰箱中備用。
(3)PCR反應(yīng)。根據(jù)相關(guān)基因的序列,用Primer 5.0設(shè)計(jì)引物(表1)。以上述合成的cDNA為模板,用SYBR Green Realtime PCR Master Mix (Thermo Fisher,USA)進(jìn)行PCR擴(kuò)增。反應(yīng)體系:Es Taq Master Mix 5 μL、正反向引物各0.4 μL、cDNA模板1.0 μL、ddH2O? 8.2 μL。每個(gè)處理做3個(gè)生物學(xué)重復(fù),使用actin-β基因作為內(nèi)參。
1.5 統(tǒng)計(jì)分析 顯著性分析及相關(guān)性分析用SPSS 17.0軟件進(jìn)行分析;PCR分析用QUANTITY ONE軟件進(jìn)行分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同海拔對(duì)晚熟臍橙枯水指數(shù)和落果率的影響 對(duì)不同海拔晚熟臍橙的枯水情況及落果率進(jìn)行分析,確定需要進(jìn)行灌水處理的合適海拔。由表2可知,在海拔200 m處,果實(shí)尚未發(fā)現(xiàn)枯水現(xiàn)象,此時(shí)的落果率為12.73%,屬于正常生理落果;而在海拔300 m處,果實(shí)已經(jīng)表現(xiàn)出較為明顯的枯水癥狀,枯水指數(shù)為1.76,且落果率較高;400 m處枯水現(xiàn)象已比較嚴(yán)重,枯水指數(shù)達(dá)2.70,且伴隨著明顯的異常落果現(xiàn)象。
2.2 花期灌水對(duì)倫晚臍橙枯水指數(shù)和落果率的影響
針對(duì)高海拔引起的晚熟臍橙果實(shí)枯水及異常落果情況,在湖北省宜昌市秭歸縣郭家壩較高海拔處的倫晚臍橙園(用Garmin公司生產(chǎn)的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀測(cè)得海拔高度為379 m),開展了倫晚臍橙花期灌水處理,以不灌水處理為對(duì)照,分析花期灌水對(duì)晚熟臍橙枯水指數(shù)和落果率的影響。結(jié)果表明, 花期灌水可以顯著降低倫晚臍橙枯水指數(shù)和落果率,灌水處理的倫晚臍橙枯水指數(shù)從1.73降至0.67,落果率僅為11.71%,比對(duì)照降低了50.61%,由此可見,灌水處理能顯著降低枯水指數(shù)和落果率(表3)。
2.3 花期灌水對(duì)倫晚臍橙內(nèi)在品質(zhì)的影響
可溶性固形物主要是指各種可溶性糖類及有機(jī)酸,是衡量果實(shí)品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)[17]。花期灌水可以顯著提高倫晚臍橙果實(shí)的可溶性固形物含量,與對(duì)照相比提高了約8.0%;Vc含量和固酸比含量也有一定的提高,但未達(dá)顯著水平,而可滴定酸含量則保持不變。說明經(jīng)灌水處理后,有利于倫晚臍橙果實(shí)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累與合理分配,糖度和酸度比例適中,增加了風(fēng)味和口感,顯著改善了倫晚臍橙的內(nèi)在品質(zhì)(表4)。
2.4 花期灌水對(duì)倫晚臍橙色澤品質(zhì)的影響
對(duì)灌水處理下倫晚臍橙色澤品質(zhì)變化進(jìn)行分析表明,灌水處理下倫晚臍橙的果肉亮度值與對(duì)照相比在0.05水平上差異顯著,即果肉粗糙程度明顯較小,色差小;而果皮色澤值、果皮亮度值和果肉亮度值均無顯著差異。說明經(jīng)灌水處理后,倫晚臍橙的重要變化是果肉細(xì)致均一,色差較小,色澤偏橙紅色,同時(shí)果皮外表較為光潔鮮亮,果皮光滑,果皮油胞較小而密集,整體色澤品質(zhì)有所提升(表5)。
2.5 花期灌水對(duì)倫晚臍橙其他生理品質(zhì)的影響
花期灌水下倫晚臍橙果肉出汁率相對(duì)于對(duì)照顯著升高,汁胞的含水率也有一定的提高,說明灌水處理可以使倫晚臍橙汁水豐富,有較好的口感。同時(shí)經(jīng)灌水處理的倫晚臍橙果皮厚度顯著低于對(duì)照,提高了可食率。對(duì)于果實(shí)橫徑和單果重而言,處理果實(shí)與對(duì)照相比略有增加,但均未達(dá)顯著水平(表6)。
2.6 花期灌水處理下倫晚臍橙果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析
相關(guān)性分析結(jié)果顯示,與灌水處理相關(guān)性最大的是枯水指數(shù),其次是果肉亮度值、落果率、果皮厚和可溶性固形物含量,其余相關(guān)性不大。枯水指數(shù)與灌水處理的相關(guān)系數(shù)已達(dá)-0.950,呈顯著負(fù)相關(guān),且在0.05及0.01水平上均有顯著差異,與品質(zhì)分析結(jié)果一致,說明灌水處理可以顯著降低枯水指數(shù)。果肉亮度值、落果率 、果皮厚和可溶性固形物含量與灌水處理的相關(guān)系數(shù)在0.05水平上差異顯著,表明灌水處理后倫晚臍橙果肉色差小、果皮厚降低,落果率明顯下降,同時(shí)可溶性固形物含量顯著提高。
其中,不同指標(biāo)之間的相關(guān)性分析中,落果率與可溶性固形物含量,橫徑與果皮亮度在0.05及0.01水平上均存在顯著相關(guān)性。其中,落果率與可溶性固形物含量相關(guān)系數(shù)最大,呈顯著負(fù)相關(guān),為-0.967,說明在一定范圍內(nèi),隨著可溶性固形物含量的升高,落果率逐漸降低;橫徑與果皮亮度值相關(guān)系數(shù)為0.951,呈顯著正相關(guān),說明果皮厚度越厚,果皮的色澤越差。落果率與枯水指數(shù)呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.890,說明隨著枯水程度的加劇,落果率隨之升高;枯水指數(shù)與果肉亮度值和果皮厚均呈正相關(guān),與可溶性固形物含量呈負(fù)相關(guān),且在0.05水平上顯著相關(guān),可以推測(cè)可溶性固形物含量越低,果實(shí)越容易枯水,枯水情況越嚴(yán)重,則果皮越厚,果皮越容易粗糙色澤不均,色澤越差(表7)。
2.7 花期灌水處理下倫晚臍橙中枯水相關(guān)基因的表達(dá)分析
為了初步探討花期灌水處理影響倫晚臍橙果實(shí)枯水的分子機(jī)理,選取6個(gè)已經(jīng)報(bào)道的倫晚臍橙果實(shí)枯水相關(guān)基因進(jìn)行PCR檢測(cè)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)灌水處理后的倫晚臍橙,PME、PG和Cx的表達(dá)量均明顯上升,且PG的表達(dá)量約為PME的2倍,PAL、CAD、POD表達(dá)量則下降,且PAL下調(diào)趨勢(shì)最為明顯,表達(dá)量為對(duì)照的0.67。相關(guān)基因的模式表現(xiàn)出向減輕枯水現(xiàn)象發(fā)生的趨勢(shì),說明灌水處理影響了枯水相關(guān)基因的表達(dá)。PME和PG的表達(dá)量有所上升,說明灌水處理可以加快果膠的代謝,同時(shí),Cx表達(dá)量上升且PAL、CAD、POD表達(dá)量略有下降,說明細(xì)胞壁中纖維素半纖維素和木質(zhì)素的代謝也受到灌水處理的調(diào)節(jié),使纖維素半纖維素和木質(zhì)素不在細(xì)胞壁中大量積累,從而使細(xì)胞壁處于正常的代謝平衡中,增強(qiáng)有機(jī)體抵抗外界和脅迫的能力(圖1)。
3 討論
倫晚臍橙果實(shí)留樹越冬,次年3—5月成熟,果實(shí)掛樹時(shí)間長(zhǎng)達(dá)11個(gè)月以上,受自然環(huán)境條件的影響較大,低溫和海拔對(duì)留樹果實(shí)的影響較大,庫(kù)區(qū)倫晚臍橙果實(shí)枯水的發(fā)生主要由冬季低溫引起,較高海拔處果實(shí)品質(zhì)顯著低于較低海拔處[1]。生產(chǎn)中通過一定的栽培技術(shù)措施如覆膜、套袋和灌水可以減輕低溫對(duì)枯水的影響,從而減輕果實(shí)枯水程度。黃濤江等[18]在研究三峽庫(kù)區(qū)奉節(jié)縣晚熟臍橙?;脑驎r(shí)發(fā)現(xiàn),開花抽梢期由于養(yǎng)分水分大量消耗,容易使果實(shí)發(fā)生枯水,品質(zhì)下降。趙小龍等[19]研究發(fā)現(xiàn),在果實(shí)汁胞迅速生長(zhǎng)期,由于突發(fā)干旱造成的水分脅迫會(huì)抑制果實(shí)汁胞的發(fā)育而形成果實(shí)粒化現(xiàn)象,適當(dāng)灌水可以緩解此現(xiàn)象。該研究發(fā)現(xiàn)倫晚臍橙花期需要消耗大量水分,經(jīng)過花期灌水處理,不僅可以降低果實(shí)的枯水指數(shù),還可以顯著提高果實(shí)品質(zhì)。
對(duì)倫晚臍橙品質(zhì)的不同指標(biāo)之間的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),固酸比與落果率和枯水指數(shù)均呈負(fù)相關(guān),說明在一定范圍內(nèi),隨著固酸比的升高,枯水指數(shù)降低,同時(shí)落果率也逐漸降低。王武等[20]對(duì)冬季覆膜處理下W·默科特雜柑的落果率和品質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn),冬季覆膜處理可以提高固酸比,同時(shí)有效降低落果率??菟笖?shù)與含水量和出汁率均呈負(fù)相關(guān),說明隨著枯水程度的加重,果肉含水量和果實(shí)出汁率均明顯降低,與王向陽(yáng)等[21]研究發(fā)現(xiàn)?;臈崭坦ず凸獬鲋曙@著下降結(jié)果相一致。
研究表明多聚半乳糖醛酸酶(PG)是果實(shí)成熟軟化的一個(gè)關(guān)鍵酶,果實(shí)后熟和貯藏期間的硬度下降有關(guān)[22]。陳發(fā)河等[23]在對(duì)葡萄研究時(shí)發(fā)現(xiàn), 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)對(duì)葡萄漿果脫落的不同調(diào)節(jié)作用都與PG的變化有關(guān),PG活性表達(dá)可引起細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的改變及其他細(xì)胞壁水解酶的釋放,進(jìn)而加速成熟的后續(xù)過程,因此PG是引起果實(shí)軟化的關(guān)鍵酶[24]。在經(jīng)灌水處理后的倫晚臍橙中,枯水相關(guān)基因的表達(dá)量均發(fā)生變化。隨著枯水的發(fā)生,PME、PAL、CAD和POD表現(xiàn)出上調(diào)的趨勢(shì),而PG和Cx 則表現(xiàn)出明顯的下調(diào)趨勢(shì),縱觀整體基因的變化量,僅PG的表達(dá)量在3倍以上,遠(yuǎn)高于其他基因的表達(dá)。由此推測(cè)PG是在倫晚臍橙枯水發(fā)生中影響最大的一個(gè)基因。
綜上所述,灌水處理可以減輕倫晚臍橙枯水的作用機(jī)制可能是在花期進(jìn)行灌水處理,PME產(chǎn)生的脫甲酯果膠質(zhì)在高活性PG的作用下順利分解,加快了果膠的代謝;由于果實(shí)中可溶性固形物含量提高,使細(xì)胞內(nèi)滲透壓升高,Cx活性升高,使纖維素、半纖維素分解速度加快,不易在細(xì)胞壁中積累;同時(shí)木質(zhì)素合成酶PAL、CAD、POD的活性降低,使木質(zhì)素的合成速度略小于分解速度,及時(shí)被分解排出,從而使細(xì)胞壁處于正常的代謝平衡中,增強(qiáng)有機(jī)體抵抗外界和脅迫的能力。
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