鞠幸子 陳昌文 張琦 李勇
摘 要:以5年生映霜紅×Honey blaze 和晴朗×平頂蟠桃雜交群體后代為試材,共設(shè)置2個處理(CK,清水;A1,1000微摩爾/升),研究了噴施高濃度脫落酸(ABA)對桃果實品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,外源ABA可以提高桃果實蔗糖、果糖、葡萄糖、山梨醇含量,降低有機酸含量,有助于提高果實食用品質(zhì)。
關(guān)鍵詞:桃;脫落酸;糖;酸
脫落酸(abscisic acid,ABA)是植物生長發(fā)育過程中最重要的內(nèi)源激素之一,主要在植物的根中產(chǎn)生,對促進果實成熟和提高樹體抗性有著重要作用[1-2]。脫落酸是一種“植物生長平衡因子”,可通過平衡植物內(nèi)源激素和相關(guān)活性物質(zhì)的代謝,有效調(diào)節(jié)植物的營養(yǎng)生長、生殖生長及根冠比,具有協(xié)調(diào)內(nèi)部代謝和促進植物平衡水肥吸收的能力,從而提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。它還是植物的“抗逆誘導(dǎo)因子”,通過啟動植物體內(nèi)抗逆基因表達(dá),激活抗逆免疫系統(tǒng),從而達(dá)到培源固本、增強抗性的目的[3]。早期,研究人員基于葡萄果實外源施用ABA的研究結(jié)果建立了ABA與果實成熟的基本關(guān)系[4],發(fā)現(xiàn)外源施用ABA可以明顯加速葡萄果實的成熟,包括果實著色、糖分積累、有機酸含量下降和果實變軟等[5]。同樣地,ABA可顯著提高草莓果實成熟過程中對干旱脅迫的耐受力 ,促進草莓果實的成熟和糖積累,但會使草莓果個變小[6-8]。
除了在葡萄[9]、草莓[10]和櫻桃[11]等非呼吸躍變型果實的發(fā)育與成熟中發(fā)揮重要作用外,ABA還被證實參與了呼吸躍變型果實的發(fā)育與成熟的調(diào)控,如ABA缺陷型番茄(high-pigment3)果實含有更多的類胡蘿卜素,并且比野生類型果實積累更多的質(zhì)體和番茄紅素,表明ABA參與番茄果實的色素合成積累、軟化及大小的調(diào)控[12]。
桃是我國栽培果樹中經(jīng)濟效益最高的樹種之一,果實品質(zhì)直接決定了桃的市場價格和單位效益,提升果實品質(zhì)成為產(chǎn)業(yè)面臨的主要問題。目前,國內(nèi)外關(guān)于ABA的報道多集中于提升作物抗旱性的作用機制方面[13],但科研人員也發(fā)現(xiàn)了ABA提升果實品質(zhì)的潛力,一些園藝作物在外源施用一定濃度的ABA后可提高果實糖類物質(zhì)含量,促進果實著色,改善果實內(nèi)外品質(zhì)[5]。筆者在本研究中探究了噴施外源ABA后桃果實品質(zhì)的變化,發(fā)現(xiàn)外源施用ABA后桃果實品質(zhì)得到改善,為提升桃果實品質(zhì)提供了新思路和新方法。
1 材料與方法
1.1 試驗地概況
試驗在河南省新鄉(xiāng)市中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所新鄉(xiāng)綜合試驗基地(北緯N35°18′13.71″ 東經(jīng)E113°55′15.05″)開展。
1.2 試驗材料
映霜紅×Honey blaze和晴朗×平頂蟠桃的雜交群體中成熟期一致的后代12株,常規(guī)管理。
1.3 試驗設(shè)計
處理組用濃度為1000微摩/升脫落酸溶液,CK用清水處理果實(圖1~圖5)。處理組6株,對照組6株,分別于2022年7月28日和8月11日噴施1次(15天/次),共噴施2次;噴施后套上白色果袋。采樣8天/次直至果實全熟,共采集4次。采樣選取樹冠外圍不同方向10個成熟度一致的果實,取果肉和果皮于液氮中迅速凍干,隨后置于-80 ℃冰箱冷藏。
1.4 測定指標(biāo)與方法
本試驗糖酸含量測定均使用江蘇酶免生物公司試劑盒測定。
1.4.1 桃果實蔗糖含量的測定 取回的樣品凍干后,研磨,稱取0.1克樣本先加入 0.8毫升的80%乙醇,冰浴勻漿,80%乙醇沖洗研缽并定容至1.5毫升,置于 50 ℃水浴 20分鐘,間隔2分鐘振蕩混勻,冷卻后12 000轉(zhuǎn)/分,室溫離心10分鐘,取上清液測定,可見分光光度計設(shè)置溫度 25 ℃,波長 620納米,測定吸光值計算。同一樣品3次重復(fù)。
蔗糖含量(毫克/克 )=(C標(biāo)準(zhǔn)×V1)×ΔA÷(A 標(biāo)準(zhǔn)-A 空白)÷(W×V1÷V)×D =0.75×ΔA÷(A 標(biāo)準(zhǔn)-A 空白)÷W×D。
在620納米讀取吸光值A(chǔ),ΔA=A 測定管-A 空白管;C 標(biāo)準(zhǔn)-蔗糖標(biāo)準(zhǔn)品濃度,0.5毫克/毫升; V-加入提取液體積,1.5毫升; V1-加入樣本體積,0.06毫升; W-樣本鮮質(zhì)量,克;D-稀釋倍數(shù),未稀釋即為 1。
1.4.2 桃果實葡萄糖含量的測定 采用己糖激酶法測定,參照蔣黎[14]的方法稍作改良。凍干樣品研磨后,加1毫升的蒸餾水并轉(zhuǎn)移到EP管中,12 000轉(zhuǎn)/分,25 ℃離心10分鐘,上清液待測,紫外分光光度計設(shè)置溫度25 ℃,波長340納米,測定吸光值計算。同一樣品3次重復(fù),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納米處讀取各管的A2值(若A值繼續(xù)增加,需延長反應(yīng)時間,直至2分鐘內(nèi)的吸光值保持不變),ΔA=(A2-A1)測定-(A2-A1)空白。ε-NADPH的摩爾消光系數(shù),6.3×10 3 升;d-光徑,1厘米;V-加入提取液體積,1毫升;V1-加入樣本體積,0.025毫升;V2-反應(yīng)總體積,7×10 -4 升;Mr-葡萄糖分子質(zhì)量,180.16; W-樣本鮮質(zhì)量,克;D-稀釋倍數(shù),未稀釋即為 1。
1.4.3 桃果實果糖含量的測定 取回的樣品凍干后研磨,稱取0.1克樣本,常溫研碎;加入0.5毫升提取液,80 ℃水浴10分鐘,期間振蕩,冷卻后,離心,取上清;加入少量(約2毫克)脫色劑,80 ℃脫色 30分鐘(蓋緊,以防止水分散失)再加入0.5毫升提取液,離心10分鐘,取上清液測定,混勻,95 ℃水浴反應(yīng) 30分鐘(可用封口膜纏緊,以防止水分散失),冷卻全部液體轉(zhuǎn)移至 1毫升玻璃比色皿中,在480納米分別讀取吸光值,計算。同一樣品3次重復(fù),取平均值。
果糖含量(毫克/克)=(C 標(biāo)準(zhǔn)×V1)×△A÷(A 標(biāo)準(zhǔn)-A 空白)÷(W×V1÷V)×D = 1.5×△A÷(A 標(biāo)準(zhǔn)-A 空白)÷W×D。
在480納米分別讀取吸光值 A,△A=A 測定-A 空白。C 標(biāo)準(zhǔn)-果糖標(biāo)準(zhǔn)品濃度,1毫克/毫升; V-加入提取液體積,1.5毫升; V1-加入樣本體積,0.09毫升; W-樣本鮮質(zhì)量,克; D-稀釋倍數(shù)。
1.4.4 桃果實山梨醇含量的測定 稱取 0.1克樣本,常溫研碎;加入提取液,置于80 ℃水浴鍋中10分鐘(蓋緊,以防止水分散失),振蕩 3~5 次,冷卻后25 ℃離心10分鐘,取上清液;加入少量(約2毫克)脫色劑,80 ℃脫色30分鐘(蓋緊,以防止水分散失);再加入提取液,離心,取上清液測定,振蕩顯色15分鐘,25 ℃離心5分鐘,將上清液轉(zhuǎn)移至1毫升比色皿中,在655納米處讀吸光值計算。同一樣品3次重復(fù),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納米處讀吸光值 A,ΔA=A 測定管-A 空白管;V-加入提取液體積,1毫升; V1-加入樣本體積,0.69毫升 ;W-樣本鮮質(zhì)量,克; D-稀釋倍數(shù),若未稀釋則值為 1。
1.4.5 桃果實蘋果酸含量的測定 植物蘋果酸(malate)含量采用ELISA檢測試劑盒測定,參照鄭麗靜的方法稍作改良[14]。
1.4.6 桃果實檸檬酸含量的測定 檸檬酸含量采用磺基水楊酸法測定。稱取約 0.1克 組織,加入 1毫升 提取液,進行冰浴勻漿。4 ℃離心 10分鐘,取上清置冰上待測。可見分光光度計預(yù)熱,調(diào)節(jié)波長到470納米,蒸餾水調(diào)零,混勻,于470納米處讀取吸光值搖勻。同一樣品3次重復(fù),測定后取平均值。
檸檬酸含量(毫克/克 )=[(ΔA+0.017)÷0.5746×V1]÷(W×V1÷V)×D=1.74×(ΔA+0.017) ÷W×D。
在470納米處讀取吸光值A(chǔ),△A=A 空白-A 測定。V-加入提取液體積,1 毫升;V1-加入樣本體積,0.04毫升;W-樣本質(zhì)量,克;D-稀釋倍數(shù),未稀釋即為1。
1.4.7 桃果實丙酮酸含量的測定 丙酮酸含量采用2,4-二硝基苯肼比色法測定。
2 結(jié)果與分析
2.1 外源ABA處理后桃果實糖含量的變化
普通桃、油桃的品質(zhì)主要由總糖、總酸含量及其糖酸比決定。桃果實成熟時,主要糖分是蔗糖,其次是還原糖(葡萄糖和果糖),山梨糖醇相對較少。桃果實中果糖和蔗糖提供了主要的甜度,葡萄糖則提供了少量甜度[15-18]。本試驗結(jié)果表明,桃果實在噴施1000毫克/升 ABA后果實糖含量顯著提升(圖6~圖9)。與CK相比,普通桃和油桃的果實蔗糖含量分別增加16.2%和14.1%,且在處理后24天,果實蔗糖含量處于上升趨勢;與CK相比,普通桃和油桃的葡萄糖含量分別增加60%和29.6%,處理后24天仍處于上升趨勢。與CK相比,普通桃和油桃果糖含量分別增加30.4%和46.6%,山梨醇含量分別增加18.1%和35.6%。以上結(jié)果表明,1000毫克/升ABA處理后,桃果實糖組分含量均顯著提升,且油桃含糖量增幅大于普通桃。桃果實成熟的過程常伴隨著著色面積增大,蔗糖、果糖和山梨糖醇含量增加,ABA處理后,果實著色面積加大,色澤明顯加深(圖2~圖5),各糖組分含量均增加,可見,ABA處理具有促進果實成熟的作用。
2.2 外源ABA處理后桃果實酸含量的變化
果實的酸度影響果實的糖酸比從而決定了果實的風(fēng)味。桃果實中的酸主要是有機酸,包括蘋果酸、檸檬酸和丙酮酸,這3種酸決定了桃果實的酸度。在噴施ABA后,桃果實有機酸含量顯著下降(圖10~圖13)。與CK相比,普通桃和油桃蘋果酸含量分別降低32.2%和36.8%;普通桃和油桃檸檬酸含量分別降低48.6%和46.7%,丙酮酸降低37%和46%;桃果實發(fā)育早期大量有機酸積累,隨著果實成熟,有機酸含量逐漸下降,ABA處理后桃果實蘋果酸、檸檬酸和丙酮酸含量下降速率更快,含量更低,且油桃有機酸總量比普通桃更低,這可能是因為在果實發(fā)育后期ABA激活了相關(guān)基因的表達(dá),從而加速了檸檬酸、蘋果酸和丙酮酸的分解代謝 [19]。
2.3 外源ABA處理后桃果實單果質(zhì)量的變化
果實大小是果實外觀品質(zhì)的重要決定因素,由細(xì)胞數(shù)量和細(xì)胞體積共同決定。桃果實發(fā)育包含3個階段:細(xì)胞分裂期、硬核期和細(xì)胞膨大期[20]。筆者在本試驗中選取了花后120天的桃果實噴施1000毫克/升 ABA,結(jié)果表明,普通桃和油桃的單果質(zhì)量較CK相比都有增大的現(xiàn)象,且普通桃單果質(zhì)量高于油桃(圖14)。
3 結(jié) 論
果實品質(zhì)是影響桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素,開發(fā)操作簡便、效果顯著、綠色健康的品質(zhì)提升新方法,以實現(xiàn)桃保質(zhì)保量早上市,實現(xiàn)效益最大化。外源施用植物激素調(diào)控果實發(fā)育具有效果突出、天然無害的優(yōu)點,筆者在本試驗中對發(fā)育中熟期(花后120天)的桃果實噴施1000毫克/升脫落酸,發(fā)現(xiàn)桃果實主要糖組分和總糖含量得到提升,有機酸含量降低,單果質(zhì)量稍有增加,具有潛在應(yīng)用價值。本研究結(jié)果為安全有效地促進桃果實成熟和品質(zhì)提升提供了新的思路和方法,今后針對不同地區(qū)、不同品種、ABA不同使用時間和濃度進行深入探究并逐步應(yīng)用到生產(chǎn)中,為桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。
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