摘 要 以不同砧木嫁接的‘克瑞森無核’葡萄為試材,自根苗為對照,研究其果皮色澤、酚類物質(zhì)含量以及其合成相關(guān)酶活性,以期通過砧木嫁接提高‘克瑞森無核’酚類物質(zhì)含量,改善著色不均,進而提高果實品質(zhì)。研究結(jié)果表明,砧木嫁接的成熟‘克瑞森無核’葡萄呈紅色,砧木101-14、110R嫁接及自嫁接均降低L*、b*,增加a*,而砧木SO4降低L*、b*,同時砧木101-14、110R嫁接顯著促進葡萄果實可溶性固形物的積累,降低其可滴定酸含量。砧木嫁接在不同程度上能促進‘克瑞森無核’葡萄的酚類物質(zhì)的積累,成熟時砧木101-14、110R、SO4嫁接和自嫁接均能提高總酚、類黃酮和花色苷含量,其中砧木101-14嫁接的‘克瑞森無核’的總酚、類黃酮和花色苷分別較對照顯著提高50.88%、52.00%和74.13%,促進效果最為明顯。與對照相比,砧木101-14嫁接最有利于提高‘克瑞森無核’葡萄的酚類物質(zhì)各合成相關(guān)酶活性,而砧木SO4嫁接對提高DFR和UFGT活性不明顯。相關(guān)性分析表明,砧木嫁接苗果皮中酚類物質(zhì)與DGR和UFGT活性相關(guān)性較高,其共同作用影響酚類物質(zhì)的變化。研究發(fā)現(xiàn),砧木嫁接促進‘克瑞森無核’葡萄果皮著色,砧木101-14、110R、SO4嫁接和自嫁接均能通過促進DFR和UFGT的活性,提高果皮中酚類物質(zhì)含量,并以砧木101-14表現(xiàn)最好。
關(guān)鍵詞 砧木;‘克瑞森無核’;酚類物質(zhì);酶活性;相關(guān)性分析
‘克瑞森無核’(‘Crimson Seedless’)葡萄屬歐亞種,又名‘淑女紅’‘克倫生無核’等。果皮顏色鮮亮,果肉硬脆,成熟時果實脆甜爽口,是目前性狀較好的優(yōu)質(zhì)晚熟無核品種[1-2],也是新疆最具發(fā)展?jié)摿Φ孽r食主栽品種之一[3]。但該品種在新疆存在著色不良等問題,又因其成熟晚,易受早霜危害,限制了其經(jīng)濟效益的發(fā)展[4]。
酚類物質(zhì)是葡萄中一類重要的次生代謝物質(zhì),主要包括花色苷、黃酮醇及黃烷醇等類黃酮物質(zhì),以及酚酸和芪類等[5-6],它們對葡萄果實品質(zhì)具有重要影響。酚類物質(zhì)主要經(jīng)過苯丙烷類代謝途徑和類黃酮途徑[7],其中苯丙氨酸解氨酶(PAL)是參與合成的第一個酶[8],查爾酮合成酶(CHS)、二氫黃酮醇還原酶(DFR)和類黃酮葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶(UFGT)是合成的限速酶和關(guān)鍵酶[9-10]。近年來,關(guān)于‘克瑞森無核’葡萄的著色和成熟研究主要集中在外源生長調(diào)節(jié)劑[11]和施肥[12]等,但關(guān)于砧木嫁接對改善‘克瑞森無核’著色不均,提高酚類物質(zhì)含量、促進果實成熟的研究鮮見報道。
砧木嫁接最早是用于抵御根瘤蚜,隨后發(fā)現(xiàn)砧木可以提高嫁接苗抗逆性[13-14],同時還可以影響葡萄的生長發(fā)育和果實品質(zhì)[15-16]。不同砧木由于遺傳特性的差異,對接穗的酚類物質(zhì)的含量也產(chǎn)生不同的影響。Wang等[17]研究表明,砧木5A、Harmony和Riparia Gloire提高‘赤霞珠’葡萄果皮類黃酮的含量;砧木5BB、3309M和101-14能提高‘赤霞珠’花色苷含量,但砧木SO4降低果皮花色苷含量[18];砧木5BB使‘藤稔’葡萄在轉(zhuǎn)色初期果實PAL、CHI和UFGT活性增加,促進其果皮酚類物質(zhì)的積累[19]。由此可見,不同砧木對葡萄果實酚類物質(zhì)含量的影響不同,因此,研究砧木嫁接提高其果實酚類物質(zhì)含量,有助于葡萄果實關(guān)鍵品質(zhì)的提升。因此,本試驗以自根苗為對照,比較不同砧木嫁接的‘克瑞森無核’葡萄果實不同生長發(fā)育時期果皮中酚類物質(zhì)含量和相關(guān)性酶活性差異,并進行相關(guān)性分析,探討砧木調(diào)控葡萄果實酚類物質(zhì)的積累機制,以期通過砧木嫁接提高‘克瑞森無核’果實酚類物質(zhì)含量,并為篩選優(yōu)良砧木提供參考依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
試驗場地處于新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院安寧渠試驗場園藝所葡萄基地,該基地(87°28′E,45°56′N)位于天山北坡,屬于溫帶干旱半干旱大陸性氣候,早霜9月下旬至10月中旬,晚霜4月底至5月中旬,全年無霜期155 ~ 177 d,冬季平均最低氣溫為-22.0 ℃,是典型的西北葡萄埋土防寒區(qū)。試驗材料為‘克瑞森無核/101-14’(CS/101-14)、‘克瑞森無核/110R’(CS/110R)、‘克瑞森無核/SO4’(CS/SO4)及‘克瑞森無核/克瑞森無核’(CS/CS),以‘克瑞森無核’自根苗(CS)為對照,各砧穗組合于2012年嫁接,2014年開始結(jié)果,立地條件和栽培模式相同,均為順溝傾斜龍干樹形,株行距1 m×3.5 m,土、肥、水正常管理,修剪、抹芽定梢、修果穗、灌水、控產(chǎn)和病蟲害防治措施均保持一致。
1.2 試驗方法
試驗從7月15日(花后45 d)開始采樣,每隔15 d采樣1次,至葡萄成熟期9月15日(花后105 d)結(jié)束,共采5次。各選擇樹勢均一、無病蟲害的15株,5株為1小區(qū),重復(fù)3次?;ㄆ趻炫茦俗⑸L勢相同的花穗。每次取樣時,選擇上、中、下結(jié)果部位,隨機采集60粒果實,取果皮部分,液氮速凍,-80 ℃低溫冰箱保存待測。
1.2.1 果實色差的測定 采用日本CR-10色差儀測定新鮮葡萄果皮色澤指標L*(亮度)、a*(紅綠色差)、b*(黃藍色差),并計算出色澤飽和度(Chroma,C*)、色調(diào)角(hue angle,h°)及色澤指數(shù)(color index of red grape,CIRG)。其中,C*=[a*+b*]1/2,h°=arctan(b*/a*),CIRG=" (180-h°)/(L*+C*)。果實外觀色澤標準為:CIRGlt;2為黃綠色,2lt;CIRGlt;4為粉紅色," 4lt;CIRGlt;5為紅色,5lt;CIRGlt;6為深紅色,CIRGgt;6為藍黑色[20]。
1.2.2 果實可溶性固形物和可滴定酸的測定 將新鮮葡萄榨汁,采用日本PAL-1數(shù)顯折光糖度儀測定可溶性固形物(TSS);可滴定酸(TA)采用氫氧化鈉滴定法測定[20]。
1.2.3 類黃酮和總酚的提取與測定 將果皮樣品烘干至恒量,粉碎,過40目篩之后,稱取0.05 g,加入1" mL提取液(60%乙醇),60 ℃震蕩提取2 h,后在10 000 g、25 ℃下離心10 min,取上清液待測。采用亞硝酸—氯化鋁法測定類黃酮含量,結(jié)果以蘆丁計[5],采用福林—肖卡法測定總酚含量,結(jié)果以沒食子酸計[5]。
1.2.4 花色苷的提取與測定 取烘干后果皮樣品0.05 g,加入1 mL提取液(60%乙醇),充分勻漿后轉(zhuǎn)移至EP管,提取液定容至1 mL,蓋緊后" 4 ℃浸提24 h,浸提后8 000 g、常溫下離心10 min,取上清液待測。采用pH示差法測定花色苷含量,結(jié)果以矢車菊素-3-葡萄糖苷計[5]。
1.2.5 酶活性測定 取各處理果皮0.5 g液氮研磨后,加入5" mL pH 7.0緩沖液(0.018 mol·L-1巰基乙醇,0.05 mol·L-1抗壞血酸),4 ℃,10 000r·min-1離心20 min,上清液為苯丙氨酸解氨酶(PAL)和查爾酮合酶(CHS)提取液;取各處理果皮1 g液氮研磨后,加入5 mL丙酮(-20 ℃預(yù)冷)混勻離心,棄上清,用4 mL丙酮(-20 ℃預(yù)冷)再次提取,沉淀用4 mL pH" 8.8提取液(0.1 mol·L-1硼酸緩沖液,5 mmol·L-1抗壞血酸)提取,4 ℃,10 000 r·min-1離心20 min,上清液為二氫黃酮醇-4-還原酶(DFR)和類黃酮-3-O-糖基轉(zhuǎn)移酶(UFGT)提取液。
PAL、CHS、DFR及UFGT活性均采用ELISA試劑盒(蘇州科銘生物技術(shù)有限公司)測定,計算每克蛋白的酶活性,單位為U·g-1。
1.3 數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)使用Excel 2019進行整理和計算;采用SPSS 25.0進行差異顯著性分析(Duncan’s新復(fù)極差法),對測定指標進行皮爾遜相關(guān)性分析;使用Origin 2019軟件繪圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 砧木對‘克瑞森無核’葡萄果實成熟度的影響
4種砧木嫁接的‘克瑞森無核’葡萄及對照的可溶性固形物含量隨果實生長發(fā)育均在升高(圖1-A),可滴定酸含量呈下降趨勢(圖1-B)。CS/110R和CS/101-14成熟速度較快,而CS/CS和CS/SO4成熟速度較慢;在花后75 d以后,CS/110R和CS/101-14均有較高的可溶性固形物含量和較低的可滴定酸含量。成熟期時,4種砧穗組合及對照果實的可溶性固形物含量表現(xiàn)為CS/101-14 gt; CS/110R gt; CS/CS gt; CS/SO4 gt; CS,各砧穗組合含量均高于對照,其中,砧木101-14和砧木110R嫁接的葡萄果實顯著高于對照19.73%和9.87%;成熟期時可滴定酸含量最高的為對照(0.86%),砧木101-14和砧木110R嫁接的果實可滴定酸含量顯著低于對照,砧木SO4和自嫁接處理對降低可滴定酸含量幾乎無影響。可見,砧木101-14和砧木110R的嫁接有效促進‘克瑞森無核’葡萄果實可溶性固形物的積累,降低可滴定酸含量,促進葡萄的成熟。
2.2 砧木對‘克瑞森無核’葡萄成熟期果皮著色及色澤的影響
著色及色澤是影響葡萄成熟期及品質(zhì)的關(guān)鍵指標[21]。由表1可知,L*表示顏色的亮度,CS/101-14、CS/110R、CS/SO4和CS/CS均使亮度不同程度降低,其中CS/101-14的亮度極顯著低于對照29.39%;a*值為紅綠色差指標,正值為紅色,負值為綠色,4種砧穗組合及對照的a*值在成熟期時均為正值,CS/101-14極顯著高于對照25.06%,CS/110R顯著高于對照,CS/101-14和CS/110R使‘克瑞森無核’的紅色調(diào)增加;b*值表示黃藍色差指標,數(shù)值越小表示藍色越深,葡萄著色越深,CS/101-14、CS/110R和CS/CS的b*值均極顯著低于對照,CS/SO4顯著低于對照,其中CS/101-14值最低,低于對照81.95%,表明其果實著色最深;C*表示色澤飽和度,CS/SO4的飽和度最小,表明著色不均勻,其次是CS/CS,而CS/101-14和CS/110R飽和度最高,其中CS/101-14顯著高于對照16.42%,說明其果實顏色更加鮮艷;4種砧穗組合及對照的CIRG值為" 4~5,表示葡萄果實顏色為紅色,并以CS/101-14的值最高,果實顏色相對較深??梢姡瑥墓麑嵣珴芍笜松峡?,CS/101-14和CS/110R砧穗組合著色" 最好。
2.3 砧木對‘克瑞森無核’葡萄果皮酚類物質(zhì)積累的影響
首先,在不同砧木‘克瑞森無核’葡萄生長發(fā)育過程中,其果皮總酚含量均呈現(xiàn)下降趨勢(圖2-A),在花后45 d(果實發(fā)育前期)時,各砧穗組合果皮中總酚含量均最高,隨后開始迅速下降;花后75 d時,所有砧穗組合總酚含量均顯著高于對照,CS/110R和CS/101-14含量分別比對照高出36.99%和32.49%;但花后90 d時略有回升,相比于花后75 d回升1.09% ~ 17.95%;后又繼續(xù)下降,在成熟期(花后105 d)達到最低值,此時總酚含量以CS/101-14最高,其次是CS/CS,兩者均顯著高于對照(CS/101-14高于對照50.88%),隨后依次為CS/110R和CS/SO4,自根苗總酚含量最低(10.20 mg·g-1)。
其次,4種砧穗組合及對照果皮中類黃酮含量隨生育期的變化趨勢與總酚相似,總體為下降趨勢(圖2-B)。其中,在果實發(fā)育前期(花后45 d),砧木對類黃酮含量影響差異不大,其含量為1.91 ~ 2.17 mg·g-1;在花后60 d,果皮中類黃酮含量快速下降,此時CS/101-14、CS/110R和CS/SO4含量均顯著高于對照;在花后75 d時,除CS/110R和CS/CS含量略有上升外,其他處理均呈現(xiàn)繼續(xù)下降趨勢,但下降速率開始減慢;于成熟前期(花后90 d),CS/101-14、CS/110R和CS/SO4的含量與對照差異達到最大,分別相比對照顯著提高59.00%、51.89%和35.80%;在成熟期(花后105 d),果皮類黃酮含量降到最低值,各砧穗組合均高于對照,其中CS/101-14、CS/110R和CS/SO4分別顯著高于對照52.00%、40.26%和36.98%。
另外,在果實發(fā)育進程中,4種砧穗組合及對照果皮中花色苷含量呈現(xiàn)上升趨勢(圖2-C)。其中,在花后45 d,果皮中花色苷含量在各材料間差異不大,含量為7.61 ~ 10.52 μg·g-1;從花后60 d開始CS/101-14和CS/110R果皮中花色苷含量快速積累,于成熟期(花后105 d)含量達到最高值,并以CS/101-14和CS/110R組合增加最快、增幅最大。成熟時各砧穗組合花色苷含量均顯著高于對照,其中CS/101-14花色苷含量最高,顯著高于對照74.13%,其次為CS/110R、CS/SO4及自嫁接,分別顯著高于對照61.16%、" 47.62%和41.60%。
可見,砧木嫁接均促進‘克瑞森無核’葡萄果皮中總酚、類黃酮和花色苷的合成,砧木101-14的促進效果更為顯著。
2.4 砧木對‘克瑞森無核’葡萄果皮中酚類物質(zhì)合成相關(guān)酶活性的影響
葡萄果皮中酚類物質(zhì)合成途徑酶活性在不同砧木作用下發(fā)生不同程度的變化(圖3)。首先,4種砧穗組合及對照‘克瑞森無核’果皮PAL活性在花后45 d時差異較大(圖3-A),CS/101-14和CS/SO4活性較高,分別顯著性高于對照24.97%和23.58%,隨后于花后60 d呈現(xiàn)下降趨勢,而其余3個處理在發(fā)育前期(花后45 d)活性較低,但在花后60 d呈上升趨勢;從花后60~90 d所有砧穗組合的PAL活性均為先上升后下降,于花后75 d存在峰值,花后90 d下降到最低值,在成熟期(花后105 d)時再次上升,且達到最高值;在成熟期時,果皮中PAL活性以CS/101-14最高,顯著高于對照14.53%,其次是CS/SO4和CS/110R,但與對照差異不顯著,活性最低的是CS/CS處理,顯著低于對照。
其次,‘克瑞森無核’的砧木嫁接苗及自根苗果皮CHS活性在果實發(fā)育前期(花后45~60 d)變化不明顯,于花后75 d下降到最低值,此時CS/CS活性最高,顯著高于其他砧穗組合;隨后呈現(xiàn)上升趨勢,在成熟期(花后105 d)達到最高值,并以CS/101-14活性最高(8 104.85U·g-1),且顯著高于對照,其次為CS/110R、CS/CS和CS/SO4,所有砧穗組合CHS活性均高于對照(圖3-B)。
再次,隨著果實的生長發(fā)育,‘克瑞森無核’嫁接苗及自根苗果皮DFR活性呈現(xiàn)先下降后上升再下降的趨勢(圖3-C)。其中,在果實發(fā)育前期(花后45 d)時,CS/CS的DFR活性最高" (8 593.90 U·g-1),其次為CS/110R,均顯著高于對照;各材料的DFR活性在花后60 d時均下降,在花后75 d均快速上升;隨后CS/SO4和CS/CS的DFR活性從成熟前期(花后90 d)開始下降,其余異嫁接及對照在成熟前期(花后90 d)繼續(xù)呈現(xiàn)上升趨勢;各砧穗組合及對照DFR活性均于成熟期(花后105 d)下降至最低值,且活性均低于果實發(fā)育前期;在成熟期時,果皮中DFR活性以CS/101-14最高,顯著高于其他處理,并比對照高出24.00%,其次為CS/110R和CS/CS,而CS/SO4活性低于對照,但與對照差異不顯著。
另外,4種砧穗組合及對照果皮中UFGT活性呈現(xiàn)先上升后下降再上升的趨勢,總體為上升趨勢(圖3-D)。其中,果皮中UFGT活性在果實發(fā)育前期(花后45~60 d)變化較小,于花后75 d快速上升,成熟前期(花后90 d)略有下降,成熟期(花后105 d)活性再次上升,并達到最高值。在果實發(fā)育過程中,CS/101-14處理的UFGT活性一直保持較高水平,在成熟期時同樣為最高處理" (8 314.33 U·g-1),顯著高于對照14.98%;CS/CS和CS/110R處理的UFGT活性次之;CS/SO4處理的活性較低,在成熟期時低于對照,但差異不顯著。
以上結(jié)果表明,砧木嫁接可以影響‘克瑞森無核’果皮中酚類物質(zhì)相關(guān)合成酶的活性,其中砧木101-14對‘克瑞森無核’PAL、CHS、DFR和" UFGT的活性均有顯著促進作用。
2.5 酚類物質(zhì)含量與其相關(guān)酶活性間的關(guān)系
葡萄果皮中總酚、類黃酮、花色苷含量與其合成相關(guān)酶活性的相關(guān)性分析結(jié)果(圖4)顯示,花色苷含量與DFR活性呈負相關(guān),其中砧木SO4及自嫁接均呈現(xiàn)極顯著負相關(guān),相關(guān)性系數(shù)分別為0.874和0.763;所有處理的花色苷含量與UFGT活性呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)。DFR活性與總酚、類黃酮含量均呈現(xiàn)顯著或極顯著正相關(guān),其中砧木110R、SO4及自嫁接都為極顯著正相關(guān),與總酚含量的相關(guān)系數(shù)分別達到0.795、0.886和0.927,與類黃酮含量的相關(guān)系數(shù)分別達到" 0.825、0.906和0.985;所有處理的UFGT活性與總酚及類黃酮含量均呈現(xiàn)顯著或極顯著負相關(guān),其中砧木101-14與總酚含量的相關(guān)系數(shù)最高" (0.937),砧木SO4與類黃酮含量相關(guān)系數(shù)最高(0.727)。而花色苷、類黃酮及總酚含量與PAL、CHS活性均無顯著相關(guān)性。可見,在葡萄果實發(fā)育過程中DFR和UFGT是砧木嫁接影響‘克瑞森無核’酚類物質(zhì)合成的關(guān)鍵酶。
3 討論與結(jié)論
砧木嫁接對‘克瑞森無核’葡萄的影響首先體現(xiàn)在可溶性固形物和可滴定酸含量的變化。與自根苗相比較,砧木101-14和110R在加速可溶性固形物積累的同時,也加速可滴定酸的分解,表明這2種砧木嫁接加速‘克瑞森無核’果實的成熟,在‘丹娜’[22]和‘赤霞珠’[23]中也有類似發(fā)現(xiàn),說明可以通過砧木嫁接來提高葡萄成熟度。
其次,酚類物質(zhì)是決定葡萄果實品質(zhì)的重要成分,是植物重要的次生代謝物質(zhì)[24],其合成受多種因素的影響,如品種、土壤氣候條件、栽培管理等[25]。前人研究表明,砧木嫁接顯著影響了多酚、花色苷等酚類物質(zhì)的含量[26],本研究結(jié)果與之一致。未成熟的葡萄果皮中含有大量葉綠素,而成熟果皮顏色主要由花色苷含量決定[27],本研究中各砧穗組合的花色苷含量隨著果實的生長發(fā)育快速積累,呈現(xiàn)上升趨勢,而葡萄果實成熟期的色澤指數(shù)同樣表明,砧木嫁接使葡萄果實著色加深,進一步驗證了砧木嫁接促進‘克瑞森無核’果實的著色。而類黃酮含量呈現(xiàn)下降趨勢,這與前人研究結(jié)果相同,即花色苷與類黃酮同時存在又相互制約[27]。有文獻報道,砧木101-14顯著提高‘赤霞珠’花色苷含量[23],這與本研究結(jié)果一致,但砧木SO4降低花色苷含量[17],這與本研究結(jié)果相反,但也有文獻報道砧木SO4、140R有利于‘美樂’葡萄果實花色苷的積累,而砧木101-14和1103P不利于其積累[28],這種差異有可能是由于接穗葡萄品種或氣候條件不同所引起的。
另外,本研究發(fā)現(xiàn)4種砧穗組合均能夠促進‘克瑞森無核’葡萄果皮中總酚的積累,白世踐等[29]研究結(jié)果同樣顯示砧木101-14嫁接有助于葡萄果實中總酚的積累,但同樣有結(jié)果顯示砧木SO4嫁接不利于其積累[22],這與本研究結(jié)果相反,可能是因接穗品種不同所致,也有可能是不同砧木之間差異較大所引起的。另外,本研究與Giovanelli等[30]研究發(fā)現(xiàn)相同,在葡萄果實轉(zhuǎn)色期之前總酚積累,之后含量呈現(xiàn)下降趨勢。
酚類物質(zhì)的合成是通過苯丙烷代謝途徑進行的,本研究中砧木嫁接對該途徑的PAL、CHS、DFR和UFGT這4種酶均有所影響,砧木101-14、110R和自嫁接使其活性增加。PAL為該途徑的第一個酶,其與酚類物質(zhì)積累存在一定的爭議性,有研究發(fā)現(xiàn)PAL與獼猴桃花色苷合成呈極顯著正相關(guān)[31],在受光誘導(dǎo)后為花色苷合成關(guān)鍵酶[32],但也有研究發(fā)現(xiàn)PAL活性與荔枝果皮花色苷合成無關(guān)[33]。本研究發(fā)現(xiàn),砧木對‘克瑞森無核’酚類物質(zhì)合成與PAL無顯著相關(guān)性,說明PAL可能不是砧木嫁接調(diào)控‘克瑞森無核’酚類物質(zhì)合成的關(guān)鍵酶。CHS處于該途徑第二階段,將香豆輔酶A轉(zhuǎn)化為黃烷酮[34],在本研究中花后75 d是一個轉(zhuǎn)折點,CHS活性降到最低值、PAL活性出現(xiàn)峰值,但酚類物質(zhì)與CHS活性同樣無顯著相關(guān)性,但前人研究發(fā)現(xiàn)‘夏黑’的CHS活性與花色苷的積累呈正相關(guān)[35],這與本研究結(jié)果不同,可能是品種不同引起的,也有可能是因本試驗為砧木嫁接葡萄而引起不一致的結(jié)果。DFR和UFGT是該途徑第三階段的酶,與花色苷的合成及其穩(wěn)定性關(guān)系緊密[34],在其催化下由無色花青素轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的有色花色苷,均與酚類物質(zhì)存在顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系,DFR促進總酚和類黃酮積累,UFGT則相反;成熟期DFR活性低于果實發(fā)育前期,與花色苷呈極顯著負相關(guān),這與Gu等[36]結(jié)果不一致,可能是因嫁接而導(dǎo)致的不同;UFGT在有色成熟葡萄果皮中活性較強[37],本研究與其結(jié)果相同,UFGT活性隨著果實發(fā)育升高,在所有酶活力中處于最高水平,活性與花色苷的含量模式基本一致,表明其促進花色苷的合成,進而影響果皮顏色[36],意味著UFGT是砧木嫁接對‘克瑞森無核’酚類物質(zhì)合成途徑中的關(guān)鍵合成酶。
綜上,砧木101-14和110R有利于可溶性固形物的積累,并通過DFR和UFGT協(xié)同作用,促進‘克瑞森無核’酚類物質(zhì)的積累及葡萄的著色,建議作為砧木使用。
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Effect of Different Rootstocks on Phenolic" Content and Synthesis-related
Enzyme Activities in ‘Crimson Seedless’ Grapes
QIN Huanxue 2,ZHONG Haixia2,ZHANG Fuchun2,WU Jiuyun3,
ZHOU Xiaoming2,ZHANG Wen2,HAN Shou’an2,WANG Min2,
QIAO Jiangxia 2,PAN Mingqi2,WU Xinyu2 and" ZENG Bin1
(1.College of Horticulture,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China; 2.Research Institute of Horticultural
Crops,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Urumqi 83009 China;3.Turpan Research Institute of Agricultural
Sciences,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Turpan" Xinjiang 83800 China)
Abstract Using different rootstocks grafted ‘Crimson Seedless’ grapes asexperimental material,with self-rooted seedlings as the control,this study investigates the effects of skin color,phenolics content,and enzyme activity related to its synthesis.The objective is to enhance the phenolics content,uneven coloring,thereby improving fruit quality of ‘Crimson Seedless’ grapes through rootstock grafting.The results showed that the mature ‘Crimson Seedless’ grapes grafted onto specific rootstocks exhibited a red coloration.Both grafting and self-grafting with rootstocks 101-14 and 110R resulted in reductions of" L*,b* values,and increased a*,while SO4 with rootstocks decreased L* and b*.Furthermore,grafting with rootstocks 101-14 and 110R significantly promoted the accumulation of soluble solids in grape fruits and reduced their titratable acid content.Grafting with rootstocks promoted the accumulation of phenolics in ‘Crimson Seedless’ grapes to varying extends.At maturity,grafting with rootstocks 101-14,110R,SO4,and self-grafting led to significant increase in total phenols,flavonoids,and anthocyanins.Among them,the total phenols,flavonoids,and anthocyanins of ‘Crimson Seedless’ grafted onto rootstocks 101-14 were significantly increased by 50.88%,52.00% and74.13% compared to the control,respectively,demonstrating the most pronounced enhancing effect.Compared with the control,grafting on rootstock 101-14 was most effective in improving the activity of phenolics compound synthesis-related enzymes in ‘Crimson Seedless’ grapes.In contrast,grafting onto rootstock SO4 did not significantly enhance the activities of DFR and UFGT enzymes.Correlation analysis shows a strongcorrelation between phenolics in the fruit peel of rootstock-grafted seedlings and DGR and UFGT activities,and their combined effects affect the changes in phenolics.The results demontrate that rootstock grafting promotes the coloration of the grape peel of ‘Crimson Seedless’ grapes.Rootstock 101-14,110R,SO4 grafting,and self-grafting can promote the activity of DFR and UFGT,increase the content of phenolics in the peel.Among these,rootstock 101-14 performs best.
Key words Rootstocks; ‘Crimson Seedless’; Phenolic; Enzyme activity; Correlation analysis
Received" 2023-08-07 Returned 2023-10-05
Foundation item The National Natural Science Foundation of China (No.32160682, No. 32460722); Xinjiang Autonomous Region Tianshan Talent Program for Young Top Talents Project (No. 20243124233); Stabilization Support from the Xinjiang Academy of Agricultural Sciences (No.xjnkywdzc-2024003-09);Key Ramp;D in the Autonomous Region (No.2023B02029-1-1); Autonomous Region Science and Technology Aid Program (No.2022E02063); Hunan Innovative Province Construction Special Project (No.2023WK4008).
First author QIN Huanxue,female,master" student.Research area:grape cultivation physiology and quality control.E-mail:qinhuanxue1226@163.com
Correspondingauthor ZHONG Haixia,female,associate research fellow.Research area:grape cultivation physiology and quality control.E-mail:zhonghaixia1@sina.cn
ZENG Bin,male,professor.Research area:fruit tree germplasm resources and fruit tree cultivation physiology.E-mail:zbxnd@163.com
(責(zé)任編輯:郭柏壽 Responsible editor:GUO Baishou)