10 個鮮食葡萄品種在甘肅蘭州的品質(zhì)表現(xiàn)及抗寒性

摘 要：【目的】篩選適宜甘肅蘭州及同類型氣候區(qū)發(fā)展的品質(zhì)優(yōu)良、抗寒性好的葡萄新品種?！痉椒ā恳?0個引進的鮮食葡萄品種‘春光’‘貴妃玫瑰’‘巨玫瑰’‘蜜光’‘晚黑寶’‘無核翠寶’‘浪漫紅顏’‘陽光玫瑰’‘晶紅寶’和‘SP9715’為研究對象，分析評價盛果期葡萄的單粒質(zhì)量、單穗質(zhì)量、香味、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、糖酸比、維生素C 含量等主要品質(zhì)指標，測定低溫脅迫后各品種1 年生休眠枝的相對電導(dǎo)率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、丙二醛含量，將10 個品種枝條在不同低溫處理下的相對電導(dǎo)率運用Logistic 方程進行擬合，得出各品種的半致死溫度。采用主成分分析法對不同品種的果實品質(zhì)和枝條抗寒力進行綜合評價?！窘Y(jié)果】隨著溫度的降低，10 個鮮食葡萄品種枝條的相對電導(dǎo)率逐漸升高，可溶性蛋白含量逐漸上升，脯氨酸含量逐漸升高，可溶性糖含量的變化不盡相同，丙二醛含量總體呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。在10 個品種中：‘陽光玫瑰’的半致死溫度最低，為-22.38 ℃；其次為‘浪漫紅顏’和‘春光’，半致死溫度分別為-21.96、-20.75 ℃；‘晚黑寶’的半致死溫度最高，為-18.94 ℃?！窘Y(jié)論】在甘肅蘭州地區(qū)，根據(jù)果實品質(zhì)和抗寒性的綜合評價結(jié)果由優(yōu)到劣排序，10 個品種依次為‘蜜光’‘陽光玫瑰’‘春光’‘巨玫瑰’‘SP9715’‘貴妃玫瑰’‘晶紅寶’‘無核翠寶’‘晚黑寶’‘浪漫紅顏’。

關(guān)鍵詞：鮮食葡萄；品質(zhì)；抗寒性

中圖分類號：S663.1 文獻標志碼：A 文章編號：1003—8981（2024）01—0266—08

甘肅位于我國西北地區(qū)，具有光照充足、空氣干燥、日溫差大等生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果品的氣候優(yōu)勢[1-2]，果業(yè)已成為促進甘肅農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的支柱性產(chǎn)業(yè)之一。葡萄是甘肅省特色果業(yè)，但除天水、隴南、慶陽、平?jīng)鰝€別地區(qū)外，甘肅其他產(chǎn)區(qū)因為冬季寒冷，葡萄生產(chǎn)中均需要進行埋土越冬防寒，從而增加了種植成本。同時，目前我國葡萄主栽品種達100 多個[3]，多數(shù)種植者較難選擇適宜當?shù)匕l(fā)展的優(yōu)良新品種。因此，科研單位應(yīng)針對當?shù)氐牡乩須夂蛱攸c，引進和篩選葡萄新優(yōu)品種，為當?shù)仄咸旬a(chǎn)業(yè)發(fā)展提供良種支撐。

根據(jù)葡萄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準[4]，葡萄品質(zhì)主要包括單粒質(zhì)量、單穗質(zhì)量等外觀品質(zhì)以及可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、維生素C 含量、香味等內(nèi)在品質(zhì)，廣大科研工作者通過以上指標來評價品種的優(yōu)劣。近年來，一些科研工作者通過測定經(jīng)低溫脅迫處理的葡萄休眠枝的電導(dǎo)率及脯氨酸含量、丙二醛含量等生理指標，評價栽培品種或砧木的抗寒性，為生產(chǎn)中篩選抗寒品種提供了依據(jù)[5-9]。甘肅屬于寒旱生態(tài)環(huán)境，選育品質(zhì)優(yōu)良、抗寒性好的葡萄新品種，對優(yōu)化甘肅葡萄品種結(jié)構(gòu)、促進果農(nóng)增收具有重要作用。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

2021 年，在蘭州市安寧區(qū)甘肅省農(nóng)業(yè)科學院林果花卉研究所葡萄品種園進行試驗。該地位于甘肅中部，海拔1 530 m，屬半干旱溫暖氣候區(qū)，年平均氣溫9.6 ℃，極端最高氣溫38 ℃，極端最低氣溫-25 ℃，平均年降水量329 mm，降水主要集中在7—9 月，≥ 10 ℃年活動積溫3 242 ℃，平均年日照2 634 h，無霜期196 d。園地土壤為灌淤土，土層深厚，土質(zhì)疏松，有機質(zhì)含量1.12%，全氮含量0.07%，全磷含量0.07%，全鉀含量2.00%，pH 值8.3，管理水平中上[10]。

1.2 試驗對象

選用3 年生‘春光’‘貴妃玫瑰’‘巨玫瑰’‘蜜光’‘晚黑寶’‘無核翠寶’‘浪漫紅顏’‘陽光玫瑰’‘晶紅寶’‘SP9715’10 個鮮食葡萄品種為試材，株行距1.5 m×3.0 m，Y 形架栽培。

1.3 指標測定

1.3.1 果實品質(zhì)指標

葡萄成熟后，在每個品種中隨機采集10 個果穗，稱量單穗質(zhì)量。在每串果穗上、中、下部各取5 個果粒，總計150 個果粒，用電子天平（精確度0.001 g）稱量單粒質(zhì)量，用手持測糖儀（ATAGOPAL-1）測定可溶性固形物含量，用蒽酮比色法測定可溶性糖含量[11]，用NaOH 中和滴定法測定可滴定酸含量[11]，用2，6- 二氯靛酚滴定法測定維生素C 含量[12]。

1.3.2 枝條抗寒性指標

落葉后，在每個品種中隨機選取30 株，于每株樹冠外圍中部隨機剪取10 根1 年生休眠期枝條，要求長約40 cm、直徑約0.8 cm、無病蟲害。將剪取的枝條先后用自來水、蒸餾水沖洗干凈，然后隨機選取30 ～ 35 根枝條作為1 份，共5 份。經(jīng)蠟封后，用保鮮膜包裹，放入自封袋中，放置于高低溫交變濕熱試驗箱中進行不同溫度冷凍處理。設(shè)置-10、-15、-20、-25 ℃共5 個低溫處理，每處理均以4 ℃ /h 的速率降溫，達到設(shè)定溫度后保持12 h，再以4 ℃ /h 的速率升溫至4 ℃保持2 h，然后放入4 ℃冰箱中備用；對照（CK）枝條直接置于4 ℃冰箱中。測定各項指標前均將冷凍枝條置于室溫（25 ℃）下8 h。在每處理中隨機選取3 根枝條為1 個重復(fù)，共3 個重復(fù)。

采用電導(dǎo)法測定相對電導(dǎo)率。將取出的枝條切成0.5 cm 長的小段，稱取約1 g，放入帶刻度的試管中，加入去離子水25 mL，于搖床上（25 ℃）振蕩浸提90 min，用電導(dǎo)率儀測定浸提液初電導(dǎo)率值，然后于沸水中煮20 min，冷卻至室溫后測定其終電導(dǎo)率值。相對電導(dǎo)率為初電導(dǎo)率值占終電導(dǎo)率值的百分比。

可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍法測定[13]，脯氨酸含量采用酸性茚三酮顯色法測定[13]，丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法測定[13]，可溶性糖含量、可溶性淀粉含量采用蒽酮比色法測定[14]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel 軟件進行數(shù)據(jù)整理并繪圖，用SPSS 22.0 軟件進行主成分分析、聚類分析、方差分析和多重比較（Duncan 法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 各品種果實的主要品質(zhì)表現(xiàn)

在蘭州地區(qū)10 個鮮食葡萄的主要品質(zhì)表現(xiàn)如表1 所示。‘蜜光’的單粒質(zhì)量為10.8 g，顯著高于其他品種；其次為‘貴妃玫瑰’‘浪漫紅顏’‘陽光玫瑰’。‘SP9715’的單穗質(zhì)量顯著高于其他品種，為950.7 g；其次為‘陽光玫瑰’和‘晚黑寶’，分別為820.1、710.4 g；‘無核翠寶’的單穗質(zhì)量最低，為320.4 g，這與該品種穗小、無核有較大關(guān)系。‘蜜光’和‘巨玫瑰’果實的可溶性固形物含量分別為20.6% 和20.8%，顯著高于其他品種；其次為‘無核翠寶’和‘陽光玫瑰’?！酃狻麑嵉目扇苄蕴呛繛?2.38%，顯著高于其他品種；其次為‘陽光玫瑰’和‘春光’，分別為20.67% 和20.04%?！寺t顏’果實的可滴定酸含量為0.84%，顯著高于其他品種；其次為‘SP9715’‘晶紅寶’‘巨玫瑰’，均為0.52%；‘蜜光’和‘春光’果實的可滴定酸含量較低，分別為0.25% 和0.29%?！酃狻麑嵉奶撬岜茸罡?，為89.52，顯著高于其他品種；其次為‘春光’‘陽光玫瑰’?！廾倒濉麑嵉木S生素C 含量最高，為73.3 mg/kg；其次為‘春光’和‘蜜光’。10個供試品種中除‘浪漫紅顏’和‘SP9715’外，其他品種均有玫瑰香味。

2.2 各品種枝條的生理生化指標對低溫處理的響應(yīng)

2.2.1 相對電導(dǎo)率對低溫處理的響應(yīng)

從表2 可以看出，隨著溫度的降低，10 個鮮食葡萄品種枝條的相對電導(dǎo)率逐漸升高。當溫度從4 ℃降至-25 ℃時，各品種枝條的相對電導(dǎo)率緩慢升高，當溫度從-25 ℃降至-35 ℃時，各品種枝條的相對電導(dǎo)率急劇升高，隨著溫度的持續(xù)降低，相對電導(dǎo)率繼續(xù)升高，但幅度變緩。隨著處理溫度降低，‘陽光玫瑰’‘浪漫紅顏’‘春光’‘晶紅寶’‘SP9715’枝條相對電導(dǎo)率的變化幅度較小，‘晚黑寶’枝條的相對電導(dǎo)率上升最快。將10 個品種枝條在不同低溫處理下的相對電導(dǎo)率運用Logistic 方程進行擬合，得出各品種的半致死溫度（表2）。其中：‘陽光玫瑰’的半致死溫度最低，為-22.38 ℃；其次為‘浪漫紅顏’和‘春光’，半致死溫度分別為-21.96、-20.75 ℃；‘晚黑寶’的半致死溫度最高，為-18.94 ℃。

2.2.2 可溶性蛋白含量對低溫處理的響應(yīng)

由圖1 可知，隨著低溫脅迫程度增強，10 個鮮食葡萄品種枝條的可溶性蛋白含量呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。當溫度從-15 ℃降至-45 ℃時，‘陽光玫瑰’‘SP9715’‘春光’‘蜜光’枝條的可溶性蛋白含量明顯高于其他品種?！F妃玫瑰’‘無核翠寶’‘巨玫瑰’‘晚黑寶’‘浪漫紅顏’‘晶紅寶’枝條的可溶性蛋白含量緩慢升高。

2.2.3 脯氨酸含量對低溫處理的響應(yīng)

由圖2 可以看出，隨著脅迫溫度的降低，10個鮮食葡萄品種枝條的脯氨酸含量均逐漸升高。在-25 ℃處理下，‘蜜光’枝條的脯氨酸含量最高，其次為‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’，‘貴妃玫瑰’的脯氨酸含量最低。在-35 ℃處理下，‘晚黑寶’‘蜜光’‘陽光玫瑰’枝條的脯氨酸含量高于其他品種，‘晶紅寶’枝條的脯氨酸含量低于其他品種，說明該品種的抗寒性較弱。在-45 ℃處理下，‘陽光玫瑰’枝條的脯氨酸含量高于其他品種，說明該品種的抗寒性最強。

2.2.4 可溶性糖含量對低溫處理的響應(yīng)

由圖3 可知，隨著溫度降低10 個鮮食葡萄品種枝條可溶性糖含量的變化不盡相同?！酃狻砗趯殹廾倒濉疅o核翠寶’‘陽光玫瑰’‘晶紅寶’‘SP9715’枝條的可溶性糖含量均先降、后升、再降低，‘春光’和‘貴妃玫瑰’枝條的可溶性糖含量均逐漸升高。當溫度從-35 ℃降至-45 ℃時，‘陽光玫瑰’枝條的可溶性糖含量高于其他品種，且隨著溫度的降低，枝條可溶性糖含量的變化幅度低于其他品種，‘ 蜜光’‘SP9715’‘晚黑寶’枝條可溶性糖含量的變化幅度較大。在-35 ℃處理下，‘晚黑寶’和‘無核翠寶’枝條的可溶性糖含量低于其他品種。

2.2.5 丙二醛含量對低溫處理的響應(yīng)

從圖4 可以看出，隨著溫度的降低，供試10個品種枝條的丙二醛含量總體呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。當溫度從-25 ℃降至-45 ℃時，‘春光’和‘貴妃玫瑰’枝條丙二醛含量的變化幅度較大，‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’枝條丙二醛含量的變化較緩。‘陽光玫瑰’和‘無核翠寶’枝條的丙二醛含量在-45 ℃處理下達到最高值，‘SP9715’和‘晶紅寶’枝條的丙二醛含量在-35 ℃處理下達到最高值。

2.3 各品種的綜合評價

2.3.1 枝條抗寒性的綜合評價

根據(jù)特征值大于1 的主成分提取原則，在各抗寒性指標中可提取3 個主成分，如表3 所示，其特征值分別為2.432、1.336、1.044，方差貢獻率分別為40.527%、22.262%、17.405%。

根據(jù)公式F=F1×40.527%+F2×22.262%+F3×17.405%（式中：F 為綜合得分，F(xiàn)1、F2、F3 分別為第1 ～ 3 主成分的得分），可得各品種的綜合得分（表4），根據(jù)綜合得分，10 個鮮食葡萄按照抗寒性由強到弱排序依次為‘陽光玫瑰’‘浪漫紅顏’‘SP9715’‘晶紅寶’‘蜜光’‘春光’‘貴妃玫瑰’‘巨玫瑰’‘無核翠寶’‘晚黑寶’。

2.3.2 果實品質(zhì)與枝條抗寒性的綜合評價

根據(jù)特征值大于1 的主成分提取原則，在各抗寒性指標中可提取2 個主成分，如表5 所示，其特征值分別為3.005、1.105，方差貢獻率分別為50.080%、18.418%。

根據(jù)果實品質(zhì)和枝條抗寒性的綜合得分由高到低排序，10 個鮮食葡萄品種依次為‘蜜光’‘陽光玫瑰’‘春光’‘巨玫瑰’‘SP9715’‘貴妃玫瑰’‘晶紅寶’‘無核翠寶’‘晚黑寶’‘浪漫紅顏’（表6）。

3 結(jié)論與討論。

甘肅位于我國西北地區(qū)，冬季寒冷漫長，在多數(shù)葡萄園中需要進行埋土、覆蓋等越冬防寒處理。選擇抗寒性強、品質(zhì)優(yōu)良的葡萄新品種對減少冬季埋土、覆蓋等越冬防寒處理用工、降低生產(chǎn)成本、促進果農(nóng)增收具有重要意義。根據(jù)果實品質(zhì)和枝條抗寒性的綜合評價結(jié)果由優(yōu)到劣排序，10 個供試鮮食葡萄品種依次為‘蜜光’‘陽光玫瑰’‘春光’‘巨玫瑰’‘SP9715’‘貴妃玫瑰’‘晶紅寶’‘無核翠寶’‘晚黑寶’‘浪漫紅顏’。其中，‘蜜光’‘陽光玫瑰’‘春光’‘巨玫瑰’和‘SP9715’的果實品質(zhì)和枝條抗寒性均較好，可以在甘肅蘭州及同類型氣候區(qū)引種栽培。

細胞膜有助于維持細胞內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定，使細胞內(nèi)各種生化反應(yīng)有序運行。當植物組織處于低溫脅迫條件時，細胞膜的選擇透過性會發(fā)生改變，造成細胞內(nèi)電解質(zhì)大量外滲，相對電導(dǎo)率上升。因此，植物組織的相對電導(dǎo)率可在一定程度上反映植物細胞膜的破損程度，從而間接反映了植物組織的抗寒力[15]。測定相對電導(dǎo)率是常用的鑒定植物抗寒性的方法之一，已在葡萄抗寒性的研究中被廣泛應(yīng)用[8]。隨著溫度的降低，供試10 個品種的相對電導(dǎo)率均有不同程度的升高，但上升的速度不同，說明其抗寒力不同。同時，盧精林等[16]的研究結(jié)果表明，根據(jù)相對電導(dǎo)率擬合Logistic 方程，求出半致死溫度，可以準確評價植物的抗寒性。10 個供試品種的半致死溫度為-22.38 ～ -18.94 ℃，相差3.44 ℃，可能與葡萄的品種有關(guān)。

在受到低溫脅迫時，植物的生理生化指標與其抗寒性有著密切聯(lián)系[17]。王海鷗等[18] 的研究結(jié)果表明，可溶性糖、可溶性蛋白和游離脯氨酸對自然越冬條件下葡萄的抗寒性有重要影響。本研究中，隨著溫度的逐漸降低，10 個葡萄品種枝條可溶性糖含量的增加幅度明顯，表明在經(jīng)歷低溫脅迫后，作為細胞質(zhì)膜和蛋白質(zhì)的保護劑，糖的含量增加進一步誘導(dǎo)了抗寒基因的表達。其中，‘陽光玫瑰’‘蜜光’‘SP9715’這3 個品種枝條中可溶性糖含量增加幅度較大，說明這3 個品種的抗寒性更強。郭艷蘭等[5] 的研究結(jié)果表明，抗寒力與可溶性蛋白含量正相關(guān)。10 個供試品種枝條的可溶性蛋白含量對溫度變化的響應(yīng)不盡相同，反映出各品種的抗寒性不同。隨著低溫脅迫的增強，各品種枝條的可溶性蛋白含量逐漸增加，其中‘陽光玫瑰’‘SP9715’‘春光’‘蜜光’枝條的可溶性蛋白含量明顯高于其他品種。本研究結(jié)果表明：當脅迫溫度從4 ℃降至-15 ℃時，各品種枝條的脯氨酸含量呈現(xiàn)上升趨勢；當脅迫溫度從-15 ℃降至-45 ℃時，脯氨酸含量的變化趨勢不盡相同，除‘SP9715’枝條的脯氨酸含量在下降后保持平穩(wěn)，其他品種均是下降后再升高，這可能是由于植物枝條在遭遇低溫脅迫后，植株通過調(diào)節(jié)體內(nèi)脯氨酸的含量，參與滲透調(diào)節(jié)，進而保護植株免受脅迫傷害。

丙二醛是膜脂過氧化反應(yīng)的最終產(chǎn)物，是植物細胞膜系統(tǒng)受害的重要標志之一，其含量與植物的受害程度有極顯著的相關(guān)性[19-20]。本研究中，在低溫脅迫下，10 個葡萄品種枝條中丙二醛的含量均呈現(xiàn)上升趨勢，其中‘春光’和‘貴妃玫瑰’枝條丙二醛含量的變化幅度較大，‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’枝條丙二醛含量變化較緩。在-35 ℃處理下‘SP9715’和‘晶紅寶’枝條的丙二醛含量達峰值，與枝條相對電導(dǎo)率的變化趨于一致，表明低溫脅迫對‘晚黑寶’‘晶紅寶’‘無核翠寶’等品種的傷害更為顯著。

本研究中，供試品種‘浪漫紅顏’為歐美種，抗寒性較強，但因為是晚熟品種，在甘肅蘭州地區(qū)不能完全成熟，表現(xiàn)為有機酸含量較高、糖酸比較低，口感明顯偏酸。因此，該品種需要在有效積溫大于蘭州的地區(qū)推廣種植，只有在保證成熟的前提下，該品種才會表現(xiàn)出最佳品質(zhì)?！疅o核翠寶’為歐亞種，無核、甜脆是該品種的顯著優(yōu)點[21]，但該品種果穗較小、產(chǎn)量較低、抗寒性較弱，在甘肅地區(qū)可在設(shè)施條件下種植，同時應(yīng)對果實進行膨大處理?！砗趯殹麑嵕哂忻倒逑阄?，具有較大的單穗質(zhì)量和較高的可溶性固形物含量，但其抗寒性相對較弱，生產(chǎn)中需要增加冬季埋土厚度，以保證安全越冬。

本研究中主要涉及果實的基礎(chǔ)品質(zhì)指標和枝條的主要抗寒生理指標，未對果實香氣組分及枝條抗寒性的蛋白組學、代謝組學開展深入研究，下一步可對影響果實品質(zhì)的香氣物質(zhì)、抗寒分子機制等進行更深層次的研究。同時，北方產(chǎn)區(qū)常出現(xiàn)晚霜凍害，為了給不同品種在甘肅及同類型氣候區(qū)的引種栽培提供理論參考，應(yīng)進一步探究各品種對晚霜凍害的應(yīng)激反應(yīng)及其分子機制。

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[ 本文編校：聞 麗]

基金項目：國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目（CARS-29）；甘肅省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新專項（2021GAAS04）；甘肅省科技計劃項目（22CX8NA032）。