张首伟，张剑侠

（西北农林科技大学园艺学院，旱区作物逆境生物学国家重点实验室，农业农村部西北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，陕西杨凌 712100）

随着葡萄生产技术的不断成熟和消费市场的多元化发展，大粒、无核、安全已成为我国鲜食葡萄生产的发展趋势。无核葡萄主要有2 个来源：一是无核葡萄育种，二是用植物生长调节剂对有核葡萄进行无核化处理[1]。无核葡萄品种培育一般采用杂交和芽变等育种方法，但具有育种周期长、效率低且耗费时间和精力的缺点[2]。目前，我国生产上栽培的无核葡萄大部分引自国外，这些无核葡萄品种适应性较差，无法在多个地区栽培，存在果粒偏小、着色不佳、抗逆性差等问题[3]。应用植物生长调节剂对现有的有核品种进行膨果与无核化处理，是生产上获得大粒无核葡萄果品的重要途径。

1957 年美国学者发现用赤霉素（GA3）处理葡萄可以促进果实膨大[4]。1958 年日本学者发现用GA3处理玫瑰露葡萄可以使果实无核[5]。罗国光等[6-7]在1959—1962 年的试验表明，GA3对无核葡萄具有显著的膨大作用，且对玫瑰香葡萄具有显著的无核效应。近年来我国学者进行葡萄膨果与无核化试验研究的品种主要有玫瑰香[8]、早霞玫瑰[9]、红地球[10]、阳光玫瑰[11]、早甜[12]、新郁[13]、醉金香[14]、乍娜[15]、藤稔[16]等。植物生长调节剂具有膨大果实和诱导果实无核作用的发现与利用，给鲜食葡萄生产带来了重大影响。本文对前人在葡萄无核化与膨果处理方面的研究进展进行了综述，旨在为鲜食葡萄大粒无核化生产提供参考。

1 葡萄无核化处理的机理

用GA3处理葡萄花序，可以影响胚囊发育，阻碍子房受精，形成无核果实。外源GA3影响胚囊发育而产生无核葡萄的机理为：一是用GA3处理葡萄花序可使其苹果酸脱氢酶活性下降，呼吸作用减弱，能量供应不足，影响胚囊的生长和分化；二是外源GA3促进了珠心和子房壁的生长发育，在胚囊发育尚未成熟时就开花，从而影响受精过程；三是外源GA3阻碍了营养核与生殖核的分裂，使生殖核的花粉减少，影响了花粉的萌发[17]。

葡萄果实中的内源激素、多胺类物质以及抗氧化物的含量与葡萄胚的败育密切相关，对诱导葡萄无核化有重要的作用。李顺雨[18]研究表明，无核葡萄胚珠中生长素（IAA）、GA3、细胞分裂素（CTK）的含量与胚败育呈负相关，脱落酸（ABA）与胚败育相关性达极显著水平，（IAA＋GA3）/ABA 比值低会影响胚的正常发育；亚精胺（Spd）、精胺（Spm）、腐胺（Put）的含量偏低不利于胚的正常发育，（Spd＋Spm）/Put 比值持续下降时胚败育几率较高；较低活性的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）以及较高含量的丙二醛（MDA）与胚败育联系紧密。花前1 d 用GA3处理醉金香葡萄花序，会使子房内IAA 和ABA 含量升高，（IAA＋GA3）/ABA 比值先升高后降低，还会使Put 含量升高，Spd 和Spm 含量降低，（Spd＋Spm）/Put 比值降低[14]。Chai 等[19]通过对GA3处理前后的葡萄进行转录组测序，发现GA3、IAA 以及其他激素间在代谢和信号转导途径转录水平上的互作。外源GA3还可以使葡萄中过氧化物含量升高，诱导花粉和胚囊的活性氧含量增加，从而破坏细胞的氧化还原平衡，使细胞受损，影响花粉和胚囊的发育[14,20]。总体上，外源GA3打破了内源激素以及多胺类物质间的平衡，导致胚发育不良或发生败育，所以胚败育是多种生长调节物质共同作用的结果。李晓鹏[14]对外源GA3处理的葡萄果实进行转录组分析，比较了基因的表达差异，发现基因的差异主要集中在激素平衡调节、细胞凋亡、种皮发育、胚乳发育及胚珠发育方面，为GA3诱导葡萄无核机制的进一步研究提供了参考。

链霉素（SM）与GA3诱导无核化的机制不同，SM 是通过影响生殖细胞的正常分裂，使种子败育而形成无核葡萄[21]。

葡萄无核化后，果实不含种子，缺乏内源激素，导致果粒较小，故在葡萄无核处理后需进行膨果处理[22]。

2 葡萄膨果处理的机理

葡萄膨果处理药剂多用GA3或GA3与细胞分裂素配合。GA3促进葡萄果实膨大的机理为：GA3使苹果酸脱氢酶的活性降低，核酸增加，核酸可加速细胞分裂，且形成新的酶系，增加内源激素，使果实膨大[23]。同时，利用了GA3促进细胞伸长的作用，用于一些葡萄品种的花前果穗拉长。吴俊等[24]研究表明，外源GA3有利于果实第1 期的快速增长，增加果实IAA、玉米素（ZRs）以及ABA 的含量，促进果肉细胞的增大、分裂以及果实对同化物的吸收。细胞分裂素可促进果实果肉细胞的分裂，增加细胞数量，使果实膨大，因而被用在果实细胞分裂的关键时期（开花期至花后15 d 左右）。GA3与细胞分裂素配合使用，膨果效果更好。

3 葡萄无核化与膨果处理常用的药剂

3.1 赤霉素（Gibberellins，GAS）

赤霉素是一种天然植物激素，1938 年日本学者从水稻恶苗病的病原菌中提取到赤霉素晶体[25]。GA3是最早用于葡萄无核化生产的生长调节剂，具有拉长花序、提高坐果率、诱导无核、促进果实膨大、促进早熟等作用[26]。

GA3是葡萄无核化与膨果处理的主剂，在一定浓度范围内，随着GA3的施用浓度升高，葡萄果实无核率提高，质量变大，但同时品质会降低[16,27-28]。仅提高GA3浓度对提高无核化效果不明显[29]，且GA3的施用浓度过高时，葡萄无核率不升反降[30-31]。GA3诱导无核的效应花前强于花期，初花期强于末花期，在花期7～10 d 后，GA3诱导无核的效应逐渐消失[32]。GA3对多数无核葡萄果实有显著的膨大效应，对有核葡萄作用较小。孙风山等[33]用GA3处理美丽无核、布朗无核、红脸无核等十几个无核品种，可使多数品种果粒变大。用GA3对早霞玫瑰、红地球、新郁等有核品种进行膨果处理，却没有膨大效果[9-10,13]。花前用一定浓度的GA3处理花序，可有效拉长果穗，提高果实横纵径，对果实着色的影响因品种的不同而不同[34]。在花前用GA3处理巨峰系葡萄，会造成果穗轴扭曲增粗、木栓化、脱粒等副作用，在花前14 d 用GA3处理玫瑰露葡萄具有较好的效果[32]。盛花前以及盛花期用GA3处理蜜汁和寒香蜜葡萄均可提高果实的可溶性固形物含量，降低可滴定酸含量[35]。

3.2 6-苄氨基腺嘌呤（6-BA）

6-BA 是世界上第一个人工合成的细胞分裂素化合物，由美国Wellcome Research 实验室合成，20世纪60 年代日本将其商品化[36]。6-BA 具有解除种子休眠、促进种子萌发、促进花芽分化、提高坐果率、改善果实品质等作用[37]。6-BA 对葡萄的坐果作用仅限于可单性结实或种子中途败育的果粒[38]。

6-BA 与GA3混用可提高无核率，增大果粒。花前用一定浓度GA3和6-BA 混合液处理马奶子、里扎马特和巨峰葡萄，可以显著增加其无核率[39]，其原因可能为：6-BA 使无核处理的有效时间变长，坐果率提高，从而间接增加无核率[40]。盛花期及花后用GA3和6-BA 混合液处理藤稔葡萄，能显著增加粒重和穗重，提高其坐果率、无核率、果实可溶性固形物含量，且效果优于单用GA3处理[41]。花期用6-BA 处理峰后葡萄，可提高果实坐果率，对果实大小和可溶性固形物含量无显著影响[42]。花后用GA3和6-BA 混合液处理红地球葡萄，使穗重和粒重增加，果实的可溶性固形物含量降低，可滴定酸含量无显著变化[43]。在花前5 d、花后3 d 和花后10 d 用6-BA 处理红地球和克瑞森葡萄，可显著提高粒重和穗重，改善其贮藏品质[44]。由于6-BA 具有促进蛋白质合成、抑制顶端生长、延缓衰老等作用，若使用浓度过高，则会影响果实生长[45]。用6-BA处理赤霞珠葡萄果实，对果实含糖量无显著影响，而一定浓度的6-BA 处理会使其可滴定酸含量略有降低，高浓度的6-BA 处理可显著降低其可滴定酸含量[46]。

3.3 氯吡脲（Forchlorfenuron，CPPU）

CPPU 是由Takahishi 在1978 年合成的新型细胞分裂素物质，比嘌呤类细胞分裂素的活性高出100 倍以上[47]。CPPU 对植物具有促进细胞分裂和器官分化、延缓植物衰老等作用[48]。

CPPU 常与GA3混用，用于葡萄的无核化与膨果处理。花前或盛花期施用不同浓度GA3，配合花后施用GA3和CPPU 混合液，均可显著增加早霞玫瑰葡萄果实无核率以及质量[9]。单用CPPU 对葡萄无核率影响不大，但CPPU 可以使GA3处理的适期延长，从而提高葡萄果实无核率[28,49]。花前7 d 用不同浓度CPPU 处理阳光玫瑰葡萄，均可拉长花穗，提高单粒重和果形指数，但会使果实的可溶性固形物含量降低，可滴定酸含量提高[50]。盛花后施用不同浓度配比的GA3和CPPU 混合液对玫瑰香、着色香、紫金早生等品种均有膨大作用[8,22,34]。CPPU 对葡萄果实着色的影响可能与品种和浓度有关。CPPU 会抑制葡萄花青苷的产生，从而影响果实着色[51-52]；在夏黑葡萄花期施用GA3和CPPU 混合液，可显著提高果皮中的总花色素含量，促进果实着色[53]。因品种与浓度的不同，施用GA3和CPPU 混合液既可降低葡萄果实可溶性固形物的含量[1,9,31,34]，也可增加葡萄果实可溶性固形物的含量[8,27,49,53]，但CPPU 浓度过大会导致膨大作用减弱，果实糖度降低，果实变硬[11,54]。盛花期用适当浓度GA3和CPPU 混合液处理葡萄花序，各方面效果优于单独用GA3处理[11,34,49,55]。花后14 d用GA3和CPPU混合液处理阳光玫瑰葡萄，能降低果锈生成的相关酶的活性，使葡萄果锈的发生减少，提高果实品质[56]。施用CPPU 会产生果穗硬化易断、果刷变短变细等副作用[57]；GA3与CPPU混用还会造成阳光玫瑰葡萄果实空心现象，药剂浓度越高，空心率越高[11]。在盛花期后1～3 d 和10～15 d 用GA3和CPPU 混合液处理阳光玫瑰葡萄，可以改变果实中香气物质的种类和含量，且施用浓度较低时可增加香气含量，施用浓度过高会使香气含量减少；还可加速葡萄香气中果香型和花香型化合物的合成以及青香型化合物的分解和利用，从而加快葡萄果实的生长进程[58]。

3.4 噻苯隆（Thidiazuron，TDZ）

TDZ 是一种高效的细胞分裂素，于1976 年由德国先灵公司合成，具有生长素和细胞分裂素双重作用[57]。其诱导植物细胞分裂的作用是6-BA 的100倍，促进组织愈伤能力是生长素的千倍以上[59]。主要作用为提高坐果率、促进果实膨大、延缓叶片衰老、提高耐贮性等[60]。

TDZ 可以促进GA3的无核化效果，其原因可能是TDZ 促进了细胞分裂和植物内源激素的分泌，从而优化了GA3的无核化效果[61]。TDZ 对葡萄果实具有明显的膨大效应，对可溶性固形物和可滴定酸含量有一定影响。花前用TDZ 处理蜜汁和寒香蜜葡萄，可促进果穗膨大，且膨大效果优于用GA3处理，可溶性固形物和可滴定酸含量没有显著变化[35]。花后用GA3和TDZ 混合液处理无核白鸡心葡萄的膨大效果优于单独使用GA3的膨大效果[62]。花后用GA3和TDZ 混合液处理夏黑葡萄，可增加果穗重，促进果实膨大，提高坐果率，可滴定酸含量无明显差异，可溶性固形物含量会降低[63-64]；同样在花后用GA3和TDZ 混合液处理茉莉香葡萄，其膨大效果显著优于GA3处理，但会使果实的可溶性固形物含量降低，可滴定酸含量提高[65]。在生理落果后用TDZ 处理夏黑和丽宝葡萄果穗，可促进果实膨大，但会影响果实着色，降低果实可溶性固形物含量，处理效果不如单用GA3[66]。TDZ 和CPPU 具有相似的化学结构，TDZ 对葡萄果实的膨大作用优于CPPU，且对葡萄的副作用较轻。TDZ 的使用浓度较CPPU 低，若使用浓度过高，则会导致葡萄叶片脱落、果实开裂、成熟期推迟[65,67]。

3.5 链霉素（Streptomycin，SM）

SM 是葡萄无核化处理中效果较好的一种抗生素，一般使用医用链霉素。花前施用SM 能诱导葡萄生长发育过程中产生无核果，为不宜用GA3诱导无核的葡萄品种提供了新的无核化方法[68-69]。

SM 的主要作用是诱导葡萄果实无核。盛花期用SM 处理玫瑰香葡萄后，雌蕊的胚珠和胚囊发育异常，导致了果实的无核[15]。开花前7 d 至开花后7 d 用一定浓度的SM 处理葡萄花穗可以提高果实无核率，改善果实品质[70]。GA3与SM 混合使用的效果优于单独使用GA3或SM 处理的效果[71-72]。在玫瑰香葡萄初花期及间隔10 d 混用GA3和SM，可以丰富其香气物质[73]。GA3、CPPU 和SM 三者以一定浓度混用，于花期和花后处理阳光玫瑰葡萄，既可得到高无核率的葡萄，又可增加其可溶性固形物含量[74]。用SM 处理葡萄的副作用表现在：花前用SM 处理葡萄，常使果粒变小，还会抑制葡萄的受精而造成落果[75]；盛花期单用SM，果实较小，易变黄，出现水渍状[13]。用GA3和SM 在开花前3 d 处理巨峰葡萄花序，可减轻果穗梗的硬化[76]；而在花后2～3 d 处理巨峰葡萄花序，果梗硬度增加[28]。

4 葡萄无核化与膨果栽培关键技术

4.1 花果管理

使用植物生长调节剂处理葡萄会促进果实膨大，使果实落粒、裂果、硬化，松散的果穗有利于果实的膨大和品质提高，减少果实之间的挤压[64]。所以，要在花前及时疏花，坐果后尽早疏果。通过整穗可以起到疏花的目的，不仅能减少疏果的工作量，还有利于养分的合理分配与利用，提高坐果率。在阳光玫瑰葡萄花前7 d 留穗尖4～7 cm 具有较好的效果[77-79]。郭俊强等[80]试验表明，花前2～3 d 留穗尖8 cm，阳光玫瑰葡萄果实品质较佳。目前生产上普遍采用保留穗尖的整穗方法，该方法比传统的掐穗尖整穗方法优点在于：可控制穗形大小，有利于果穗标准化；可增大果实，有利于提高果实商品性；便于生长调节剂处理、套袋和包装，有利于提高农作效率[81]。

4.2 葡萄无核化与膨果处理药剂的使用

4.2.1 药剂种类的选用

葡萄无核化与膨果处理应选择GA3为主剂，目前是以CPPU、TDZ、6-BA 和SM 等为辅助药剂，根据实际的需求来选择是否添加辅助药剂以及添加辅助药剂的种类，一般添加1 种或2 种辅助药剂。GA3与辅助药剂混用时，GA3的浓度应比单用GA3的浓度低[28]。由于国家已禁止使用无核化效果好但有安全隐患的SM[82]，因此葡萄种植户应严格遵守国家规定不使用SM，以确保果品的安全性。

4.2.2 处理时间

不同葡萄生长发育时期对植物生长调节剂敏感度不同。葡萄无核化处理多集中在花前、盛花期及盛花期后1～3 d，随着无核化处理时间的推迟，副作用会相对变弱[26,40]。膨果处理多集中在盛花期至盛花后20 d，处理时间过晚，果实发育进入到硬核期会显著影响膨大效果[26,83]。

4.2.3 处理方法

葡萄无核化与膨果处理一般选择浸蘸的处理方式，将花序或果穗浸蘸药剂3～5 s，也可以用超雾化高精密喷头喷施处理。浸蘸与喷施2 种方式的处理效果没有明显的差异，喷施处理更加便利，可以提高工效。无核化处理后一般不需抖掉多余的药剂，但膨果处理后有时要把多余药剂抖掉，防止果实日灼[83]。一般晴天在傍晚或早晨处理，避免高温强光，阴天可全天处理，避免刚处理后被雨水冲刷，使处理失败。

4.2.4 处理次数

有核葡萄无核化一般分2 次处理，第1 次处理主要使果实无核化，第2 次处理主要使无核果实膨大。单进行无核化处理则果实偏小，单进行膨果处理则果实没有显著的膨大效应[71]。膨果栽培因葡萄品种以及栽培条件的不同，进行1 次或2 次处理[26]。日本学者发现，在巨峰系葡萄无核化生产中可将2次处理简化为1 次，其原理是推迟了无核化处理时间，提前了膨果处理时间[84]。花后3～5 d 用GA3和CPPU 混合液处理先锋葡萄以及花后5 d 用GA3和CPPU 混合液处理巨峰葡萄，处理效果与常规2 次处理相近[32]。早甜葡萄无核化一次性处理，可节省约一半的劳动力，葡萄果实无核率随着处理时间的推迟而降低，花后4 d 是较优的处理时间[12]。

4.2.5 处理浓度

植物生长调节剂具有较高的活性，使用浓度尤为重要。使用浓度低，达不到生产所需效果；使用浓度高、次数多，易对葡萄造成损害。不同葡萄品种在不同发育阶段，植物生长调节剂的作用不同，施用浓度也不同[85-86]。所以要将植物生长调节物质的使用浓度控制在一定范围内。

目前生产上阳光玫瑰葡萄的无核诱导处理使用较多的组合为20～25 mg/L GA3与1～5 mg/L CPPU 或3～5 mg/L TDZ 混合使用，膨果处理常用组合为20～50 mg/L GA3与2～5 mg/L CPPU 或3～5 mg/L TDZ 混合使用[83,87-90]。巨峰葡萄的无核诱导处理使用较多的为单用12.5～25 mg/L GA3或10 mg/L GA3与2～5 mg/L CPPU 混合使用，膨果处理常用的为单用25 mg/L GA3或25 mg/L GA3与2～5 mg/L CPPU 混合使用[28-29,84,91]。

4.3 葡萄树势的培养

常规葡萄栽培要求保持中庸树势，不宜过强过弱，枝条不宜过粗，叶片不宜过大，否则会影响葡萄坐果。葡萄无核化栽培则要求树势要强，枝条粗壮，叶片厚大[92]，因此在葡萄无核化栽培中应注意树体和肥水的管理[45]。

5 展望

我国的鲜食葡萄市场发展迅速，对优质无核葡萄的需求日益增加。自然的无核葡萄品种较少，且一般果粒较小，个别果粒较大的品种如皇家秋天、无核白鸡心等品质不佳。除了通过育种途径选育无核葡萄新品种外，生产上利用无核化技术是获得优质无核葡萄的一个重要途径，生产大粒、成熟早、品质好、安全、经济效益高的无核葡萄果品具有广阔的市场前景。

GA3、6-BA、CPPU 和TDZ 等是重要的植物生长调节物质，在葡萄无核化生产中被广泛应用，可以影响葡萄的无核率、粒重、穗重、果形指数、可溶性固形物含量、可滴定酸含量等果实品质。葡萄无核化与膨果药剂的使用必须结合科学的水肥管理、整形修剪和病虫害防控等栽培管理技术措施，过分重视植物生长调节剂的施用而轻视配套的栽培管理技术，不仅会影响果实品质，还会使树体早衰，寿命减少。在葡萄无核化与膨果药剂大面积使用之前，必须结合当地的品种类型、栽培条件、气候因素等进行一定的试验研究，验证其有效性及安全性。因葡萄品种、种植区域不同，所用药剂的标准尚不明确，使用不当容易造成果穗过紧、着色困难、成熟延迟、品质下降等副作用，带来极大的损失。因此，应根据葡萄品种的特点，决定是否需要使用植物生长调节剂。一般欧亚种葡萄坐果良好不需要使用，而欧美杂种由于落花落果严重，常需要使用生长调节剂才能达到良好的经济性状。对于适合无核化的葡萄品种，使用植物生长调节剂的浓度越低越好，能达到生产效果即可，过分追求大穗大粒往往带来副作用，不利于生产安全、优质的果品。科学合理地使用无核化与膨果处理药剂对鲜食葡萄产业健康与可持续发展具有重要意义。