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外源脱落酸对套袋桃果实品质的影响

2023-05-23鞠幸子陈昌文张琦李勇

果农之友 2023年4期
关键词:脱落酸油桃吸光

鞠幸子 陈昌文 张琦 李勇

摘 要:以5年生映霜红×Honey blaze 和晴朗×平顶蟠桃杂交群体后代为试材,共设置2个处理(CK,清水;A1,1000微摩尔/升),研究了喷施高浓度脱落酸(ABA)对桃果实品质的影响。结果表明,外源ABA可以提高桃果实蔗糖、果糖、葡萄糖、山梨醇含量,降低有机酸含量,有助于提高果实食用品质。

关键词:桃;脱落酸;糖;酸

脱落酸(abscisic acid,ABA)是植物生长发育过程中最重要的内源激素之一,主要在植物的根中产生,对促进果实成熟和提高树体抗性有着重要作用[1-2]。脱落酸是一种“植物生长平衡因子”,可通过平衡植物内源激素和相关活性物质的代谢,有效调节植物的营养生长、生殖生长及根冠比,具有协调内部代谢和促进植物平衡水肥吸收的能力,从而提高作物的产量和品质。它还是植物的“抗逆诱导因子”,通过启动植物体内抗逆基因表达,激活抗逆免疫系统,从而达到培源固本、增强抗性的目的[3]。早期,研究人员基于葡萄果实外源施用ABA的研究结果建立了ABA与果实成熟的基本关系[4],发现外源施用ABA可以明显加速葡萄果实的成熟,包括果实着色、糖分积累、有机酸含量下降和果实变软等[5]。同样地,ABA可显著提高草莓果实成熟过程中对干旱胁迫的耐受力 ,促进草莓果实的成熟和糖积累,但会使草莓果个变小[6-8]。

除了在葡萄[9]、草莓[10]和樱桃[11]等非呼吸跃变型果实的发育与成熟中发挥重要作用外,ABA还被证实参与了呼吸跃变型果实的发育与成熟的调控,如ABA缺陷型番茄(high-pigment3)果实含有更多的类胡萝卜素,并且比野生类型果实积累更多的质体和番茄红素,表明ABA参与番茄果实的色素合成积累、软化及大小的调控[12]。

桃是我国栽培果树中经济效益最高的树种之一,果实品质直接决定了桃的市场价格和单位效益,提升果实品质成为产业面临的主要问题。目前,国内外关于ABA的报道多集中于提升作物抗旱性的作用机制方面[13],但科研人员也发现了ABA提升果实品质的潜力,一些园艺作物在外源施用一定浓度的ABA后可提高果实糖类物质含量,促进果实着色,改善果实内外品质[5]。笔者在本研究中探究了喷施外源ABA后桃果实品质的变化,发现外源施用ABA后桃果实品质得到改善,为提升桃果实品质提供了新思路和新方法。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在河南省新乡市中国农业科学院郑州果树研究所新乡综合试验基地(北纬N35°18′13.71″ 东经E113°55′15.05″)开展。

1.2 试验材料

映霜红×Honey blaze和晴朗×平顶蟠桃的杂交群体中成熟期一致的后代12株,常规管理。

1.3 试验设计

处理组用浓度为1000微摩/升脱落酸溶液,CK用清水处理果实(图1~图5)。处理组6株,对照组6株,分别于2022年7月28日和8月11日喷施1次(15天/次),共喷施2次;喷施后套上白色果袋。采样8天/次直至果实全熟,共采集4次。采样选取树冠外围不同方向10个成熟度一致的果实,取果肉和果皮于液氮中迅速冻干,随后置于-80 ℃冰箱冷藏。

1.4 测定指标与方法

本试验糖酸含量测定均使用江苏酶免生物公司试剂盒测定。

1.4.1 桃果实蔗糖含量的测定 取回的样品冻干后,研磨,称取0.1克样本先加入 0.8毫升的80%乙醇,冰浴匀浆,80%乙醇冲洗研钵并定容至1.5毫升,置于 50 ℃水浴 20分鐘,间隔2分钟振荡混匀,冷却后12 000转/分,室温离心10分钟,取上清液测定,可见分光光度计设置温度 25 ℃,波长 620纳米,测定吸光值计算。同一样品3次重复。

蔗糖含量(毫克/克 )=(C标准×V1)×ΔA÷(A 标准-A 空白)÷(W×V1÷V)×D =0.75×ΔA÷(A 标准-A 空白)÷W×D。

在620纳米读取吸光值A,ΔA=A 测定管-A 空白管;C 标准-蔗糖标准品浓度,0.5毫克/毫升; V-加入提取液体积,1.5毫升; V1-加入样本体积,0.06毫升; W-样本鲜质量,克;D-稀释倍数,未稀释即为 1。

1.4.2 桃果实葡萄糖含量的测定 采用己糖激酶法测定,参照蒋黎[14]的方法稍作改良。冻干样品研磨后,加1毫升的蒸馏水并转移到EP管中,12 000转/分,25 ℃离心10分钟,上清液待测,紫外分光光度计设置温度25 ℃,波长340纳米,测定吸光值计算。同一样品3次重复,取平均值。

葡萄糖含量(毫克/克)=[ΔA÷(ε×d)×V2×Mr×10 3]÷(W×V1÷V)×D=0.8×ΔA÷W×D。

在340纳米处读取各管的A2值(若A值继续增加,需延长反应时间,直至2分钟内的吸光值保持不变),ΔA=(A2-A1)测定-(A2-A1)空白。ε-NADPH的摩尔消光系数,6.3×10 3 升;d-光径,1厘米;V-加入提取液体积,1毫升;V1-加入样本体积,0.025毫升;V2-反应总体积,7×10 -4 升;Mr-葡萄糖分子质量,180.16; W-样本鲜质量,克;D-稀释倍数,未稀释即为 1。

1.4.3 桃果实果糖含量的测定 取回的样品冻干后研磨,称取0.1克样本,常温研碎;加入0.5毫升提取液,80 ℃水浴10分钟,期间振荡,冷却后,离心,取上清;加入少量(约2毫克)脱色剂,80 ℃脱色 30分钟(盖紧,以防止水分散失)再加入0.5毫升提取液,离心10分钟,取上清液测定,混匀,95 ℃水浴反应 30分钟(可用封口膜缠紧,以防止水分散失),冷却全部液体转移至 1毫升玻璃比色皿中,在480纳米分别读取吸光值,计算。同一样品3次重复,取平均值。

果糖含量(毫克/克)=(C 标准×V1)×△A÷(A 标准-A 空白)÷(W×V1÷V)×D = 1.5×△A÷(A 标准-A 空白)÷W×D。

在480纳米分别读取吸光值 A,△A=A 测定-A 空白。C 标准-果糖标准品浓度,1毫克/毫升; V-加入提取液体积,1.5毫升; V1-加入样本体积,0.09毫升; W-样本鲜质量,克; D-稀释倍数。

1.4.4 桃果实山梨醇含量的测定 称取 0.1克样本,常温研碎;加入提取液,置于80 ℃水浴锅中10分钟(盖紧,以防止水分散失),振荡 3~5 次,冷却后25 ℃离心10分钟,取上清液;加入少量(约2毫克)脱色剂,80 ℃脱色30分钟(盖紧,以防止水分散失);再加入提取液,离心,取上清液测定,振荡显色15分钟,25 ℃离心5分钟,将上清液转移至1毫升比色皿中,在655纳米处读吸光值计算。同一样品3次重复,取平均值。

山梨醇含量(毫克/克)=[(△A+0.0133)÷0.5475] ÷(W×V1÷V)×D

=2.65×(△A+0.0133)÷W×D。

在 655纳米处读吸光值 A,ΔA=A 测定管-A 空白管;V-加入提取液体积,1毫升; V1-加入样本体积,0.69毫升 ;W-样本鲜质量,克; D-稀释倍数,若未稀释则值为 1。

1.4.5 桃果实苹果酸含量的测定 植物苹果酸(malate)含量采用ELISA检测试剂盒测定,参照郑丽静的方法稍作改良[14]。

1.4.6 桃果实柠檬酸含量的测定 柠檬酸含量采用磺基水楊酸法测定。称取约 0.1克 组织,加入 1毫升 提取液,进行冰浴匀浆。4 ℃离心 10分钟,取上清置冰上待测。可见分光光度计预热,调节波长到470纳米,蒸馏水调零,混匀,于470纳米处读取吸光值摇匀。同一样品3次重复,测定后取平均值。

柠檬酸含量(毫克/克 )=[(ΔA+0.017)÷0.5746×V1]÷(W×V1÷V)×D=1.74×(ΔA+0.017) ÷W×D。

在470纳米处读取吸光值A,△A=A 空白-A 测定。V-加入提取液体积,1 毫升;V1-加入样本体积,0.04毫升;W-样本质量,克;D-稀释倍数,未稀释即为1。

1.4.7 桃果实丙酮酸含量的测定 丙酮酸含量采用2,4-二硝基苯肼比色法测定。

2 结果与分析

2.1 外源ABA处理后桃果实糖含量的变化

普通桃、油桃的品质主要由总糖、总酸含量及其糖酸比决定。桃果实成熟时,主要糖分是蔗糖,其次是还原糖(葡萄糖和果糖),山梨糖醇相对较少。桃果实中果糖和蔗糖提供了主要的甜度,葡萄糖则提供了少量甜度[15-18]。本试验结果表明,桃果实在喷施1000毫克/升 ABA后果实糖含量显著提升(图6~图9)。与CK相比,普通桃和油桃的果实蔗糖含量分别增加16.2%和14.1%,且在处理后24天,果实蔗糖含量处于上升趋势;与CK相比,普通桃和油桃的葡萄糖含量分别增加60%和29.6%,处理后24天仍处于上升趋势。与CK相比,普通桃和油桃果糖含量分别增加30.4%和46.6%,山梨醇含量分别增加18.1%和35.6%。以上结果表明,1000毫克/升ABA处理后,桃果实糖组分含量均显著提升,且油桃含糖量增幅大于普通桃。桃果实成熟的过程常伴随着着色面积增大,蔗糖、果糖和山梨糖醇含量增加,ABA处理后,果实着色面积加大,色泽明显加深(图2~图5),各糖组分含量均增加,可见,ABA处理具有促进果实成熟的作用。

2.2 外源ABA处理后桃果实酸含量的变化

果实的酸度影响果实的糖酸比从而决定了果实的风味。桃果实中的酸主要是有机酸,包括苹果酸、柠檬酸和丙酮酸,这3种酸决定了桃果实的酸度。在喷施ABA后,桃果实有机酸含量显著下降(图10~图13)。与CK相比,普通桃和油桃苹果酸含量分别降低32.2%和36.8%;普通桃和油桃柠檬酸含量分别降低48.6%和46.7%,丙酮酸降低37%和46%;桃果实发育早期大量有机酸积累,随着果实成熟,有机酸含量逐渐下降,ABA处理后桃果实苹果酸、柠檬酸和丙酮酸含量下降速率更快,含量更低,且油桃有机酸总量比普通桃更低,这可能是因为在果实发育后期ABA激活了相关基因的表达,从而加速了柠檬酸、苹果酸和丙酮酸的分解代谢 [19]。

2.3 外源ABA处理后桃果实单果质量的变化

果实大小是果实外观品质的重要决定因素,由细胞数量和细胞体积共同决定。桃果实发育包含3个阶段:细胞分裂期、硬核期和细胞膨大期[20]。笔者在本试验中选取了花后120天的桃果实喷施1000毫克/升 ABA,结果表明,普通桃和油桃的单果质量较CK相比都有增大的现象,且普通桃单果质量高于油桃(图14)。

3 结 论

果实品质是影响桃产业发展的关键因素,开发操作简便、效果显著、绿色健康的品质提升新方法,以实现桃保质保量早上市,实现效益最大化。外源施用植物激素调控果实发育具有效果突出、天然无害的优点,笔者在本试验中对发育中熟期(花后120天)的桃果实喷施1000毫克/升脱落酸,发现桃果实主要糖组分和总糖含量得到提升,有机酸含量降低,单果质量稍有增加,具有潜在应用价值。本研究结果为安全有效地促进桃果实成熟和品质提升提供了新的思路和方法,今后针对不同地区、不同品种、ABA不同使用时间和浓度进行深入探究并逐步应用到生产中,为桃产业发展提供理论基础和技术支撑。

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