庫源關(guān)系對(duì)北玫葡萄果實(shí)花色苷成分積累及品質(zhì)的影響

宋 申， 單守明， 李 倩， 劉思凡

(寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021)

北玫葡萄是山歐雜交種，具有抗性強(qiáng)、產(chǎn)量高、果實(shí)高糖高酸等特點(diǎn),其釀制的葡萄酒寶石紅色，入口柔和，酒體平衡，具有悅?cè)说拿倒逑阄禰1]。北玫葡萄在寧夏葡萄產(chǎn)區(qū)種植，冬季不需要進(jìn)行費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的埋土防寒工作，便可安全越冬，減少了葡萄栽培成本[2]，但其生長勢(shì)強(qiáng)，易造成樹體郁蔽，使樹體通風(fēng)透光受到影響，進(jìn)而降低光合效率，最終造成果實(shí)品質(zhì)下降[3]。花色苷是葡萄果實(shí)品質(zhì)的主要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一，其生物合成和積累受庫源關(guān)系影響[4]?；ㄉ盏姆N類和含量影響葡萄及葡萄酒顏色、香氣和口感等感官品質(zhì)[5]。此外，花色苷還具有抗氧化、抗癌、調(diào)節(jié)血壓等保健功能[6-8]。因此，研究庫源關(guān)系變化對(duì)了解北玫葡萄果實(shí)花色苷積累和提高果實(shí)品質(zhì)具有重要意義。

葉果比是衡量庫源關(guān)系協(xié)調(diào)性的重要指標(biāo)。在果樹生產(chǎn)中，經(jīng)常采用修剪、環(huán)剝、摘葉、疏花疏果等栽培技術(shù)改變庫源之間的比例[9]。對(duì)葡萄進(jìn)行不同負(fù)載研究發(fā)現(xiàn)，負(fù)載量降低，葡萄果實(shí)中花色苷、總酚含量和糖酸比增加，單寧和可滴定酸含量則顯著降低[10-11]。張家榮[12]研究了不同負(fù)載量調(diào)控方式對(duì)赤霞珠葡萄果實(shí)中總花色苷含量和5種花色苷單體含量的影響，結(jié)果表明，與疏花和疏穗相比，疏?？刂曝?fù)荷對(duì)葡萄果皮總花色苷含量的提升程度最高，而疏穗與疏?？刂曝?fù)荷均能夠明顯提高5種花色苷單體的含量。INTRIERI等[13]對(duì)紅色釀酒葡萄品種桑嬌維塞進(jìn)行疏穗處理后，二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷含量顯著降低，花青素-3-O-葡萄糖苷和甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷含量增加。關(guān)于釀酒葡萄庫源關(guān)系的研究多集中在赤霞珠、梅鹿輒等葡萄品種上，庫源關(guān)系對(duì)北玫葡萄果皮中花色苷含量和果實(shí)品質(zhì)的影響尚未見報(bào)道。鑒于此，通過疏葉、疏果處理，研究不同葉果比對(duì)北玫葡萄果皮中花色苷含量及果實(shí)品質(zhì)的影響，以期為寧夏產(chǎn)區(qū)北玫葡萄的優(yōu)質(zhì)高效栽培提供技術(shù)與理論支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

以5年生北玫葡萄為試材，南北行向栽植，株行距1.0 m×3.0 m，“廠”字架形正常田間管理。樹體葉幕高度為1.5 m，每棵樹留6個(gè)結(jié)果枝，每個(gè)結(jié)果枝留1穗果。

花色苷單體標(biāo)準(zhǔn)品：甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷(純度，HPLC≥97%)、甲基花青素-3-O-葡萄糖苷(純度，HPLC≥97%)購自法國Extrasynthese公司；花翠素-3-O-葡萄糖苷(純度，HPLC≥95%)、二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷(純度，HPLC≥95%)購自美國Sigma公司；花青素-3-O-葡萄糖苷(純度，HPLC≥97%)購自上海源葉生物科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)葉果比處理，分別為對(duì)照(CK，18葉/穗)、T1(10葉/穗)、T2(14葉/穗)、T3(22葉/穗)、T4(26葉/穗)。2018年7月15日隨機(jī)選擇樹勢(shì)良好、長勢(shì)一致、無病蟲害的葡萄植株進(jìn)行葉果比處理，及時(shí)摘除副稍新生葉片保持整個(gè)生育期葉果比不變。在轉(zhuǎn)色前(花后55 d)開始采樣，每隔10 d采樣1次。每次隨機(jī)選取3棵植株不同著生方向的果穗，在果穗的上、中、下部位采集300粒果粒，將樣品放入液氮速凍后，放入-80 ℃冰箱備用。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

1.3.1 果實(shí)品質(zhì) 采用NaOH滴定法測(cè)定葡萄可滴定酸含量；采用蒽酮-硫酸法測(cè)定葡萄可溶性總糖含量[14]；采用pH示差法測(cè)定葡萄皮總花色苷含量[15]；采用Folin-Donis試劑法測(cè)定葡萄單寧含量[16]；采用Folin-Ciocalteu試劑法測(cè)定葡萄總酚含量[16]。

1.3.2 葡萄皮中花色苷單體含量 花色苷單體的提取[17]：準(zhǔn)確稱取1.000 g葡萄果皮于50 mL離心管中，加入10 mL甲醇溶液(甲醇∶水=1∶1，pH值為2.0)，超聲波提取10 min，25 ℃下200 r/min振蕩10 min，在4 ℃下10 000 ×g離心10 min，重復(fù)2次，取上清液過0.45 μm有機(jī)微孔濾膜，過濾液用于高效液相色譜法(HPLC)分析。

花色苷單體含量測(cè)定的色譜條件：島津Inter Sustain C18色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)；柱溫：35 ℃；檢測(cè)波長：525 nm；流動(dòng)相A為2%的甲酸水溶液，B為乙腈∶甲醇(40∶60，V/V)；流速：0.8 mL/min；洗脫程序?yàn)樘荻认疵摚?～7 min 20%～24% B，7～15 min 24%～25% B,15～20 min 25%～28% B，20～22 min 28%～33% B，22～35 min 33%～36% B，35～37 min 36%～100% B，37～45 min 100%～20% B;進(jìn)樣體積：10 μL。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2007、SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葉果比對(duì)北玫葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響

對(duì)葡萄采收時(shí)的果實(shí)品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表1所示。T3和T4處理葡萄果實(shí)中可溶性總糖含量分別比CK顯著提高13.1%和9.0%，總酚含量分別比CK顯著提高18.8%和29.4%，果皮中總花色苷含量分別比CK顯著提高12.7%和15.1%，可滴定酸和單寧含量均顯著低于CK；T2處理果實(shí)中可溶性總糖和總酚含量低于CK，可滴定酸和單寧含量高于CK，但差異不顯著，總花色苷含量比CK顯著降低6.2%；T1處理果實(shí)中可溶性總糖和總酚含量顯著低于CK，分別降低9.6%和20.0%，可滴定酸和單寧含量分別比CK顯著提高了6.7%和19.4%，總花色苷含量比CK顯著降低了8.9%。

表1 不同葉果比對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響

2.2 不同葉果比對(duì)北玫葡萄果皮中總花色苷含量變化的影響

如圖1所示，葡萄從轉(zhuǎn)色到采收過程中，葡萄果皮中總花色苷含量呈先上升后下降趨勢(shì)。在花后105 d，各處理總花色苷含量達(dá)到最大值。花后65～75 d，T3和T4處理果皮中總花色苷含量迅速增加，花后75 d，T3和T4處理果皮中總花色苷含量分別比CK提高115.9%和73.6%，差異顯著；T1和T2處理增速較緩，且總花色苷含量均低于CK。在果實(shí)采收時(shí)，T3和T4處理果皮中總花色苷含量分別比CK顯著提高12.7%和15.1%；T1和T2處理分別比CK顯著降低8.9%和6.2%。

不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)

2.3 不同葉果比對(duì)北玫葡萄果皮中花色苷單體含量變化的影響

由圖2可知，果實(shí)轉(zhuǎn)色到采收過程中，葡萄果皮中5種花色苷單體含量呈先增加后降低趨勢(shì)。在果實(shí)采收時(shí)，T3和T4處理果皮中甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷含量分別比CK顯著提高22.6%和21.9%，T1和T2處理分別比CK顯著降低了12.3%和6.5%；T3和T4處理果皮花青素-3-O-葡萄糖苷含量分別比CK顯著提高20.4%和9.3%，T1處理比CK降低了3.7%(P>0.05)，T2處理較CK顯著降低9.3%；T3和T4處理果皮中花翠素-3-O-葡萄糖苷含量分別比CK顯著提高59.4%和23.2%，T1和T2處理分別比CK降低14.5%(P<0.05)和3.6%(P>0.05)；T3和T4處理果皮中甲基花青素-3-O-葡萄糖苷含量分別比CK顯著提高28.7%和16.5%，T1和T2處理分別比CK降低了34.6%(P<0.05)和3.7%(P>0.05)；各處理葡萄果皮中含量最高的花色苷單體是二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷，果實(shí)采收時(shí)T3和T4處理果皮中二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷含量分別為3.05 g/L和3.36 g/L，分別比CK顯著提高4.1%和14.4%；T1和T2處理分別為2.52 g/L和2.90 g/L，其中T1處理比CK顯著降低14.2%。

不同小寫字母表示同一時(shí)間不同處理差異顯著(P<0.05)

2.4 不同葉果比北玫葡萄果實(shí)品質(zhì)的主成分分析

對(duì)不同葉果比處理采收期葡萄果實(shí)的可溶性總糖、可滴定酸、單寧、總酚及5種花色苷單體的含量進(jìn)行主成分分析，通過降維因子分析篩選出2個(gè)主成分因子[18]。依據(jù)表2可知，第1主成分、第2主成分的貢獻(xiàn)率分別為67.895%、25.809%，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到93.704%，符合主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率85%的原則，可用前2個(gè)主成分反映各處理水平對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)及果皮中花色苷單體含量的影響。

表2 特征值和累計(jì)貢獻(xiàn)率

由表3可知，因子1主要由甲基花青素-3-O-葡萄糖苷、花翠素-3-O-葡萄糖苷、可溶性總糖和花青素-3-O-葡萄糖苷含量4個(gè)相關(guān)程度較高的變量所構(gòu)成，其因子載荷量分別為0.949、0.876、0.864和0.862；因子2由可滴定酸和甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷含量2個(gè)相關(guān)程度較高的變量構(gòu)成，其因子載荷量分別為0.639和0.625。得分系數(shù)是反映各個(gè)指標(biāo)對(duì)主成分影響程度的判定依據(jù)，通過得分系數(shù)將各個(gè)變量進(jìn)行線性組合，建立關(guān)于第1主成分(T1)和第2主成分(T2)與甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷、花翠素-3-O-葡萄糖苷、花青素-3-O-葡萄糖苷、甲基花青素-3-O-葡萄糖苷、二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷、可滴定酸、單寧、總酚、可溶性總糖含量9個(gè)變量的主成分函數(shù)式：

表3 主成分載荷矩陣

T1=0.32X1+0.35X2+0.35X3+0.38X4+0.29X5-0.30X6-0.35X7+0.30X8+0.35X9，

T2=0.41X1+0.28X2+0.25X3+0.19X4+0.30X5+0.42X6+0.32X7-0.43X8-0.31X9。

通過隸屬函數(shù)值、各個(gè)主成分貢獻(xiàn)率的權(quán)重以及綜合得分的表達(dá)式，計(jì)算5個(gè)處理葡萄果實(shí)品質(zhì)綜合得分D值(表4)。得分越高，表明該處理葡萄果皮中花色苷單體含量越高，果實(shí)品質(zhì)越好。由表4可知，T3處理得分最高，優(yōu)于其他處理，T4處理次之，T1處理最低。

表4 不同葉果比葡萄果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)值及排名

3 結(jié)論與討論

協(xié)調(diào)的庫源關(guān)系(葉果比)，不僅使光合利用率最大化，還能改變光合同化物在庫源之間的分配與運(yùn)輸，使葡萄植株的營養(yǎng)生長和生殖生長達(dá)到相應(yīng)的平衡[19]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，通過疏果提高葉果比，顯著提高了果實(shí)中可溶性糖含量，使可滴定酸含量顯著降低；與CK(18葉/穗)相比，T1處理(10葉/穗)葉片數(shù)減少近1/2，顯著降低了果實(shí)中可溶性糖含量，使可滴定酸含量顯著提高，這與不同負(fù)載量對(duì)京亞、晚紅、紅地球等葡萄品種果實(shí)品質(zhì)的影響研究結(jié)果一致[20-22]。但也有不同的研究結(jié)果，如付東艷[23]研究表明，北紅葡萄葉果比降低時(shí)，果實(shí)糖含量及酚類物質(zhì)有所增加。原因可能是，雖然適量的疏葉相當(dāng)于減源，但減小了夜幕層密度，增加葉片透光率，提高光合效率，增加光合產(chǎn)物，從而促進(jìn)果實(shí)生長發(fā)育。

MAZZA等[24]對(duì)品麗珠、梅鹿輒和黑比諾進(jìn)行疏穗處理后，漿果中總花色苷含量增加。本試驗(yàn)通過提高葉果比，T3和T4處理果皮中總花色苷含量分別比CK提高12.7%和15.1%，與前人研究一致。劉冰等[25]用HPLC法同時(shí)測(cè)定葡萄與葡萄酒中6種基本花色苷含量，在釀酒葡萄中，僅檢測(cè)到花青素-3-O-葡萄糖苷、花翠素-3-O-葡萄糖苷、甲基花青素-3-O-葡萄糖苷、甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷和二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷5種花色苷單體，與本試驗(yàn)中對(duì)花色苷組分的研究一致。張家榮[12]通過疏粒調(diào)控赤霞珠葡萄負(fù)載量，明顯提高了果皮中5種花色苷單體的含量，其中含量增加速率最快的是二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷。GUIDONI等[26]對(duì)葡萄品種內(nèi)比奧羅的研究中，通過連續(xù)3 a進(jìn)行疏穗處理，5種花色苷單體的平均含量顯著增加，與CK相比，總花色苷含量平均增加18%，花青素-3-O-葡萄糖苷含量增加50%，甲基花青素-3-O-葡萄糖苷含量增加29%，花翠素-3-O-葡萄糖苷含量增加24%，甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷含量增加21%。本試驗(yàn)中，與CK(18葉/穗)相比，提高葉果比至22、26葉/穗，果實(shí)采收時(shí)葡萄皮中5種花色苷單體含量顯著增加，其中，T3處理(22葉/穗)果皮中甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷、花翠素-3-O-葡萄糖苷、花青素-3-O-葡萄糖苷、甲基花青素-3-O-葡萄糖苷和二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷含量分別比CK提高22.6%、59.4%、20.4%、28.7%和4.1%，T4處理(26葉/穗)提高21.9%、23.2%、9.3%、16.5%和14.4%，與前人研究結(jié)果一致。

通過主成分分析法分離出了2個(gè)主成分，第1主成分由甲基花青素-3-O-葡萄糖苷、花翠素-3-O-葡萄糖苷、可溶性總糖和花青素-3-O-葡萄糖苷含量構(gòu)成，第2主成分由可滴定酸和甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷含量構(gòu)成。通過各因子得分對(duì)不同處理葡萄果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合分析，建立綜合評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型，計(jì)算得出T3(22葉/穗)和T4(26葉/穗)處理葡萄果實(shí)品質(zhì)得分較高，果皮中花色苷單體含量較高，葡萄果實(shí)品質(zhì)較好。但在生產(chǎn)中為了保證葡萄產(chǎn)量，建議調(diào)節(jié)葡萄植株葉果比為22葉/穗，以提高北玫葡萄果皮中花色苷含量及果實(shí)品質(zhì)。