脫落酸功能類似物萘酮戊酸對葡萄著色與品質(zhì)提升的影響

王 濤, 丁珊珊, 韓小強(qiáng), 張 莉, 湯顯軍, 李曉斌,梁更生, 高志成, 李佳奇, 覃兆海*,

(1. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 農(nóng)藥創(chuàng)新研究中心，北京 100193；2. 石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆 石河子 832000；3. 甘肅省天水市農(nóng)科所，甘肅 天水 741001)

葡萄的顏色一方面影響著外觀，另一方面體現(xiàn)著成熟程度，著色均勻的葡萄在市場上具有更強(qiáng)競爭力[1]。葡萄的顏色來源于花色苷，葡萄轉(zhuǎn)色是果皮中花色苷的形成和積累的過程?；ㄇ嗨厥遣缓腔幕ㄉ?，具有抗氧化活性，能清除人體內(nèi)自由基，同時(shí)具有抗菌和預(yù)防心血管疾病等作用[2]。實(shí)際生產(chǎn)中，葡萄的顏色和品質(zhì)受到諸多內(nèi)外因素的影響，人們也在不斷探索能夠促進(jìn)葡萄著色的方法。植物生長調(diào)節(jié)劑作為一種有效的著色手段已被廣泛應(yīng)用于葡萄產(chǎn)業(yè)，如脫落酸(abscisic acid, ABA)和乙烯利等[3]。研究表明[4]，脫落酸通過調(diào)控葡萄中花色苷的合成通路，從而加速轉(zhuǎn)色進(jìn)程，在提高果實(shí)品質(zhì)的同時(shí)也可加速其成熟[5]。也有研究認(rèn)為[6-8], 外源ABA 的加入可以促進(jìn)內(nèi)源ABA 的生成并抑制其降解，近而促進(jìn)花色苷的合成，加速果實(shí)提前完成著色。而脫落酸的施用方式和施藥濃度對葡萄著色有不同的影響。

萘酮戊酸(natenpac，圖式1)是本課題組研發(fā)的一種新型脫落酸功能類似物[9]，其合成方法已獲得專利授權(quán)[10]，相關(guān)產(chǎn)品正在辦理農(nóng)藥登記進(jìn)程中。前期研究表明，萘酮戊酸對巨峰和夏黑葡萄的著色具有良好的促進(jìn)效果，灌根5 mg/L 處理可使其提前5 d 左右完成著色，且葡萄皮中花青素的含量顯著增加[11]，但有關(guān)其最適施藥方式及不同施藥濃度的影響尚未做深入探索。為此，本研究選用著色初期的弗雷葡萄為供試品種，通過對色澤、果重等外在品質(zhì)的考察和花青素、可溶性糖含量等內(nèi)在生化指標(biāo)的檢測，研究了萘酮戊酸在不同施藥劑量及不同施藥方式下對葡萄著色及品質(zhì)的影響，擬篩選出最佳施藥方式和施藥劑量，旨在為萘酮戊酸的田間應(yīng)用提供依據(jù)。

圖式1 萘酮戊酸結(jié)構(gòu)式Scheme 1 Structural formula of natenpac

1 材料與方法

1.1 儀器設(shè)備及藥劑

0～150 mm 電子數(shù)顯卡尺 (桂林量具刀具有限公司)；BSA124S 分析天平 (賽多利斯科學(xué)儀器有限公司)；Atago PAL-1 數(shù)字折射儀 (杭州微米派科技有限公司)；WR-10 手持色差儀 (深圳市威福光電科技有限公司)；Eppendorf 高精度可調(diào)加樣槍(德國 Eppendorf 公司)；Thermo SCIENTIFIC 酶標(biāo)儀 (上海木森生物科技有限公司)；Eppendorf 5424R離心機(jī) (上海畢冠實(shí)驗(yàn)室設(shè)備中心)；HB 10 水浴鍋 (上海向帆儀器有限公司)；3WBD-20 背負(fù)式電動(dòng)噴霧器 (臺州市凱峰塑鋼有限公司)；植物花青素檢測試劑盒(上海語純生物科技有限公司)；J8082-A 植物可溶性糖檢測試劑盒(上海語純生物科技有限公司)。

供試藥劑為萘酮戊酸可溶性液劑(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)藥制劑課題組提供)：有效成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%，其他95%的助劑為SV92 (陶氏化學(xué))、農(nóng)乳1601(石家莊市金鵬化工助劑有限公司)和N,N-二甲基甲酰胺 (DMF)。

1.2 試驗(yàn)方法

式中：h°為色度角；C*為色澤飽和度。

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2021 年在新疆維吾爾自治區(qū)石河子市新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師143 團(tuán)(44°16′39″N，85°46′40″E)試驗(yàn)田進(jìn)行，供試葡萄品種為9 年生弗雷。株行距為1.0 m × 3.5 m，處理后水肥正常施用，每10 d 滴灌1 次，殺蟲劑和除草劑每7～10 d 葉面噴施1 次。在試驗(yàn)期間未使用其他著色藥劑。

藥劑配制：用高精度加樣槍準(zhǔn)確量取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的萘酮戊酸可溶性液劑0.6、1.5 和3.0 mL，分別加入至15 L 清水中，配制成有效成分質(zhì)量濃度分別為2、5 和10 mg/L 的藥液。

選取長勢基本一致的植株作為試驗(yàn)對象，每處理設(shè)置3 個(gè)有效成分梯度：2、5 和10 mg/L，以清水處理為空白對照。每個(gè)濃度選取10 株葡萄，于著色10%左右時(shí)分別進(jìn)行葉面噴霧、灌根和浸果處理。1) 葉面噴霧。用電動(dòng)噴霧器進(jìn)行葉面噴霧，確保藥劑均勻附著在葉片和果穗表面，以不滴水為宜。2) 灌根。以2.5 L/株的施藥劑量灌施，藥液有效成分質(zhì)量濃度與葉面噴霧一致。3) 浸果。將葡萄果穗在不同質(zhì)量濃度的萘酮戊酸藥液中浸泡5 s。施藥后每個(gè)濃度選取10 串高度和采光基本一致的葡萄懸掛吊牌，每2 d 拍照1 次，共拍照至第20 天。施藥后每2 d 取1 次樣，取樣時(shí)間為上午10：00，分別從長勢一致的果穗的上、中、下3 個(gè)部位隨機(jī)選取20 粒果粒。每個(gè)濃度重復(fù)5 次。取樣后放入冰盒，隨即測量橫徑、單果重、可溶性固形物、色差等指標(biāo)。將果粒于 ?20 ℃保存，用于花青素和可溶性糖含量的測定。

1.2.2 果粒橫徑和單果重測定 隨機(jī)選取20 粒果粒，用電子數(shù)顯卡尺測量果粒橫徑，用分析天平稱量總質(zhì)量，每個(gè)濃度重復(fù)5 次，取平均值[11]。

1.2.3 果實(shí)色澤指數(shù)測定 隨機(jī)選取10 粒果粒，用手持色差儀測量赤道處的L*、a*、b*值，重復(fù)5 次。其中L*代表亮度，a*代表紅綠度，b*代表黃藍(lán)度。按公式 (1)～(3) 計(jì)算色澤指數(shù) (CIRG)[12-15]。著色等級：CIRG < 2 為黃綠，2 ≤ CIRG < 4 為粉紅，4 ≤CIRG < 5 為紅色，5 ≤ CIRG < 6 為深紅，CIRG ≥ 6 為藍(lán)黑。

1.2.4 可溶性固形物含量測定 隨機(jī)選取20 粒完整果粒，搗碎勻漿，用數(shù)字折射儀測定可溶性固形物含量[16-17]，每個(gè)濃度重復(fù)5 次。

1.2.5 花青素及可溶性糖含量測定 采用植物花青素檢測試劑盒測定花青素含量；采用植物可溶性糖檢測試劑盒測定可溶性糖含量。每個(gè)濃度重復(fù)3 次。

1.2.6 數(shù)據(jù)分析 采用Excel 2016 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用Origin2017 進(jìn)行繪圖，使用SPSS 25.0 對數(shù)據(jù)進(jìn)行沃勒-鄧肯(w)氏顯著性分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 萘酮戊酸對葡萄漿果表觀品質(zhì)的影響

2.1.1 對弗雷葡萄漿果外觀的影響 如表1 所示：施藥后，所有處理均表現(xiàn)為8 d 之前著色比較緩慢，之后著色開始加快的變化趨勢。其中葉面噴霧2、5 mg/L 的處理以及灌根5、10 mg/L 的處理最明顯。處理后12 d 著色達(dá)到1/2 左右，20 d基本著色均勻。灌根2 mg/L 和浸果2 mg/L 的處理與空白對照組 (CK) 相比無明顯差異。另外，葉面噴霧2 mg/L 和5 mg/L 的處理在12 d 前效果基本一致，在16 d 時(shí)，2 mg/L 處理的效果略優(yōu)于5 mg/L 處理，并且明顯比10 mg/L 處理著色完全，這一有趣現(xiàn)象值得進(jìn)一步研究。灌根5 和10 mg/L處理在第12 天后著色差異開始顯現(xiàn)，其中以灌根10 mg/L 處理著色較好。在3 種處理方式中，葉面噴霧和灌根處理的效果差異不大，均比浸果處理效果好。從表1 數(shù)據(jù)可見，處理20 d 時(shí)，CK 的著色程度與葉面噴霧2 mg/L 和灌根10 mg/L 處理12 d 程度相近，表明在該質(zhì)量濃度下處理大致可以促進(jìn)果實(shí)提前7～10 d 完成著色。總體上看，葉面噴霧2 mg/L 和灌根10 mg/L 處理效果更明顯，說明葡萄的著色速度受到處理方式和有效成分質(zhì)量濃度的影響。與灌根處理相比，葉面噴霧所需的施藥量更低，操作也更便捷。

表1 不同處理下弗雷葡萄漿果的顏色變化Table 1 Color changes of Frey grape berries under different treatments

2.1.2 對色澤指數(shù)的影響 從圖1 可以看出，各萘酮戊酸處理組對提高葡萄顏色等級均有很好的效果。第20 天時(shí)葉面噴霧2、5 mg/L 處理，灌根5、10 mg/L處理效果較好，與對照組存在顯著性差異，這與目測的結(jié)果基本一致，即可以促進(jìn)果實(shí)提前7～10 d 完成著色?？傮w上看，在成熟過程中，葡萄色澤指數(shù)呈現(xiàn)不斷上升趨勢，在14 d 前，指標(biāo)變化較快，之后趨于穩(wěn)定。20 d 時(shí)，葉面噴霧和灌根處理對促進(jìn)表皮著色的趨勢更明顯。其中葉面噴霧2、5 mg/L 處理的效果最佳，顏色等級達(dá)到了深紅色。

圖1 不同濃度萘酮戊酸處理對葡萄色澤指數(shù)的影響Fig. 1 Effect of different concentrations of natenpac on the color index of grapes

2.1.3 對葡萄橫徑和單果重的影響 圖2 和圖3

圖2 不同濃度萘酮戊酸處理對葡萄橫徑的影響Fig. 2 Effect of different concentrations of natenpac on the transverse diameter of grapes

圖3 不同濃度萘酮戊酸處理對葡萄單果重的影響Fig. 3 Effect of different concentrations of natenpac on single fruit weight of grapes

分別顯示了萘酮戊酸處理后漿果橫徑和單果重的變化?？梢?，在葡萄成熟的過程中，橫徑和單果重均呈上升趨勢，不同處理的影響也略有差異。第20 天時(shí)，與對照組相比，葉面噴霧2 mg/L 處理可以使橫徑和單果重分別提高5.3%、2.1%，達(dá)到顯著性水平。雖然葉面噴霧2 mg/L 處理的色澤指數(shù)值比5 mg/L處理略低，但沒有達(dá)到顯著性水平，且與灌根10 mg/L處理相比處在同一水平上，其他處理略有提高但無顯著性差異 (表2)。灌根處理中，橫徑和單果重基本保持在同一水平。本試驗(yàn)結(jié)果表明，施用萘酮戊酸的弗雷葡萄生長狀態(tài)正常，不會造成減產(chǎn)、軟果等現(xiàn)象，并且適當(dāng)?shù)奶幚碓谝欢ǔ潭壬峡梢栽黾赢a(chǎn)量。

表2 列出了萘酮戊酸不同處理下葡萄表觀指標(biāo)的變化數(shù)據(jù)。

表2 萘酮戊酸對葡萄表觀指標(biāo)的影響Table 2 Effect of natenpac on quality indicators of grapes

2.2 萘酮戊酸對葡萄內(nèi)含物含量的影響

2.2.1 對可溶性固形物含量的影響 可溶性固形物是決定果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)、影響口感的重要指標(biāo)之一[18-19]。從圖4 和表3 可以看出，經(jīng)萘酮戊酸處理后，可以在不同程度上提高葡萄中可溶性固形物含量。在處理后8～12 d，含量略有降低，之后又呈現(xiàn)不斷上升的趨勢。20 d 時(shí)，各處理組葡萄中可溶性固形物含量均顯著高于對照，其中葉面噴霧5 mg/L 處理提高16.1%，灌根10 mg/L 處理提高14.2%。不同處理之間也存在顯著性差異，表明萘酮戊酸處理后會顯著提高葡萄中可溶性固形物含量，其中葉面噴霧和灌根處理效果要優(yōu)于浸果處理，葉面噴霧2、5 mg/L 處理及灌根5 和10 mg/L處理的提升效果較好。

圖4 不同濃度萘酮戊酸處理對葡萄可溶性固形物含量的影響Fig. 4 Effect of different concentrations of natenpac on the soluble solid content of grapes

2.2.2 對花青素含量的影響 如圖5 和表3 所示，在不同處理組中，葡萄花青素含量差異較大，葉面噴霧2、10 mg/L 處理和灌根10 mg/L 處理對花青素積累有顯著的促進(jìn)作用。從花青素變化趨勢可以看出，處理后前8 d 花青素的含量逐漸積累，之后含量基本達(dá)到穩(wěn)定，在第8 天前只有浸果處理略低于對照，其他處理組均比對照組含量高。盡管在第0 天的含量略有差異，但葉面噴霧2 mg/L 處理對花青素的增長幅度變化最大，表明葉面噴霧及灌根處理可以有效促進(jìn)花青素的積累，提高葡萄內(nèi)在品質(zhì)。

圖5 不同濃度萘酮戊酸處理對葡萄花青素含量的影響Fig. 5 Effect of different concentrations of natenpac on grape anthocyanin content

2.2.3 對可溶性糖含量的影響 如圖6 和表3 所示，萘酮戊酸處理對可溶性糖的影響波動(dòng)較大。但總體上看，萘酮戊酸處理組比對空白對照效果好，且葉面噴霧和灌根處理總體上也比浸果處理的效果好。第4 天至第8 天時(shí)，可溶性糖含量略有下降，但第16 天后，總體含量呈現(xiàn)上升趨勢，這也是葡萄成熟的一種體現(xiàn)?？扇苄蕴堑脑黾右馕吨懈玫目诟畜w驗(yàn)，這與筆者對產(chǎn)品品質(zhì)隨機(jī)調(diào)查的結(jié)果一致。

圖6 不同濃度萘酮戊酸處理對可溶性糖含量的影響Fig. 6 Effect of different concentrations of natenpac on soluble sugar content

表3 萘酮戊酸對葡萄內(nèi)在指標(biāo)的影響Table 3 Effect of natenpac on grape internal indexes

3 結(jié)論

萘酮戊酸是一種在脫落酸基礎(chǔ)上創(chuàng)制的一種脫落酸功能類似物。本研究結(jié)果表明，萘酮戊酸對弗雷葡萄的著色具有顯著的促進(jìn)作用，可以使其提前7～10 d 完成著色。從對表觀效果到內(nèi)含物的分析發(fā)現(xiàn)，著色效果與施藥方式和有效成分含量密切相關(guān)，葉面噴霧和灌根效果明顯優(yōu)于浸果，尤其是葉面噴霧2、5 mg/L 處理和灌根5、10 mg/L處理促進(jìn)著色效果明顯，這意味著葡萄漿果中花青素的合成可能不是在果實(shí)部進(jìn)行，而是在其他部位合成后再輸送到果實(shí)部。同時(shí)，葉面噴霧和灌根處理還可以有效促進(jìn)葡萄中可溶性固形物、花青素、可溶糖等成分的積累，對果實(shí)大小和單果重也有所提高，說明萘酮戊酸不僅可以改善弗雷葡萄的品相，而且可以提高其品質(zhì)和產(chǎn)量。綜合果實(shí)著色效果和內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)以及操作便捷性方面，葉面噴霧2 mg/L 為弗雷葡萄著色的最佳處理方式，且在整個(gè)生長周期僅需要施藥一次，整個(gè)試驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)軟果、畸形現(xiàn)象，說明萘酮戊酸是一種高效的葡萄著色劑。

致謝 (Acknowledgement)：感謝石河子大學(xué)田沁怡、方治豪、別克寶、溫明愷、楊林在試驗(yàn)過程中給予的幫助。