葡萄(Vitis vinifera L.)为葡萄科(Vitaceae)葡萄属(Vitis L.)多年生藤本植物,原产于亚洲西部,在世界各地均有栽培,是一种具有重要经济价值的世界性水果。无核白葡萄(V.vinifera cv.Thompson Seedless)是世界著名优良葡萄品种,可用于鲜食、制干及酿酒。吐鲁番是我国无核白葡萄主产区,产区葡萄栽培面积3.8万hm2,产量121.2万t,葡萄干产量约17.0万t,其中无核白葡萄占栽培面积的90%以上[1]。自然生长的无核白葡萄果粒短小,果粒质量仅1.04 g,果形指数1.20,短椭圆形或倒卵圆形,黄绿色,制干单粒质量仅0.3 g,黄褐色,短椭圆形,葡萄及葡萄干外观品质不佳[2],合理使用赤霉素(gibberellin acid,GA3)拉长果穗、膨大果粒是提高无核白葡萄、葡萄干商品性的关键。

GA3处理会导致葡萄内源激素[3]、酚类物质[4]、可溶性固形物[5]等代谢物发生改变,进而调控葡萄品质的形成。前人在GA3调控无核白葡萄品质形成方面做了大量研究,如KOUKOURIKOU等[6]研究发现,花期使用30 mg/L GA3结合花后使用80 mg/L GA3能够有效增大无核白葡萄果粒质量2倍;张瑜等[7]研究指出盛花期使用GA3不仅能促进无核白葡萄果穗主穗轴及侧枝拉长,而且能够显著增大果粒纵径、改变果形,鲜食葡萄及葡萄干品质更佳。目前,吐鲁番产区无核白葡萄GA3使用技术不规范,普遍采用花前一周喷施50～75 mg/L GA3结合花后10 d喷施50～100 mg/L GA3,花后17～20 d喷施30～75 mg/L GA3的标准。花期使用GA3拉长果粒、提高果形指数,进而提高葡萄、葡萄干品质的关键技术研发不足且不受重视。GA3活性强,在吐鲁番高温干燥气候条件下,使用浓度和时期不当均易造成药害,花期尤为严重。因此,使用GA3处理提高无核白葡萄、葡萄干商品性的技术方案急需优化。

为进一步优化和规范无核白葡萄GA3使用技术。本研究以15年生无核白葡萄为试材,设置5种GA3处理(花期不处理+花后10 d 150 mg/L GA3处理、花序盛开75% 75 mg/L GA3 +花后10 d 150 mg/L GA3处理、花序盛开100% 75 mg/L GA3 +花后10 d 150 mg/L GA3处理、花后2 d 75 mg/L GA3 +花后10 d 150 mg/L GA3处理、花后4 d 75 mg/L GA3 +花后10 d 150 mg/L GA3处理),以花期、花后10 d均不进行GA3处理为对照(CK),研究不同GA3处理对无核白葡萄及葡萄干品质的影响。旨在优选出能够有效稳定提高无核白葡萄和葡萄干品质的GA3使用技术方案,为无核白葡萄、葡萄干的优质生产提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验地概况

试验于2023年在新疆鄯善县园艺场无核白葡萄栽培示范基地(42°91′N,90°30′E)进行。试验地海拔419 m,年降雨量25.3 mm,年蒸发量2 751 mm,全年日照时数为3 122.8 h,10 ℃以上有效积温4 525 ℃以上,无霜期192 d,属于典型的大陆性暖温带荒漠气候,土壤质地为砾石砂壤土。试验用葡萄品种为欧亚种无核白葡萄(Vitis vinefera cv.Thompson Seedless),树龄15年,自根苗,采用改良型小棚架栽培,株行距为1.2 m×4.5 m,单株2～3蔓,树势中庸,灌溉方式为传统沟灌,管理水平良好。

1.2 试验设计

选择长势一致的植株进行试验,处理前进行定梢、定穗,单株留花序40个,花序量控制为7.5×104/hm2,结果枝与营养枝比例为2∶1,花前7 d用75 mg/L GA3进行拉穗。试验共设置5种GA3处理:处理组A,花期不处理,花后10 d用150 mg/L GA3处理;处理组B,花序盛开75%用75 mg/L GA3+花后10 d用150 mg/L GA3处理;处理组C,花序盛开100%用75 mg/L GA3 +花后10 d用150 mg/L GA3处理;处理组D,花后2 d用75 mg/L GA3 +花后10 d用150 mg/L GA3处理;处理组E,花后4 d用75 mg/L GA3 +花后10 d 用150 mg/L GA3;以花期、花后均不进行GA3处理为CK组。处理方式均为GA3溶液蘸穗3～5 s。采用完全随机区组设计,连续50株为一个小区,3次重复。试验地修剪、水肥管理一致,均按常规方法进行。

葡萄干的晾制参照谢辉等[8]的方法进行。促干剂由新疆惠普园艺新科技公司生产(新疆农业科学院园艺所),专利号:ZL 92 1 02736.2,主要成分:K2CO3、NaOH、油酸乙酯、十二烷基苯磺酸钠、三聚磷酸钠、酒精、螯合剂等,每包净重350 g,兑水15 kg。

10 kg新鲜葡萄,用促干剂药液浸渍1 min,取出沥干水分,常规晾房内进行晾干,每隔3～5 d称重1次,计算葡萄干含水量,待葡萄干含水量降至15%时完成制干。晾干时间为37 d(8月25日～9月30日),晾房内温湿度变化情况如图1所示,最高温度42.50 ℃、最低温度13.50 ℃、平均温度26.66 ℃,最高湿度50.50%、最低湿度9.00%、平均湿度23.38%。挑选无病虫害,无机械损伤葡萄干,去除果梗后用蒸馏水将表面的杂质冲洗干净后于通风处自然晾干,用于指标测定。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 葡萄品质的测定

采收期进行品质指标测定,采用常规方法测量果穗质量、果粒质量、果粒纵径、果粒横径、果梗直径等指标,果形指数=果粒纵径/果粒横径;参照国际葡萄与葡萄酒局(International Office of Vine and Wine,OIV)标准[9]统计果穗松紧度,赋值标准为:1-极疏;3-疏;5-适中;7-紧;9-极紧。感官评价穗轴硬化程度并赋值,赋值标准为:1-重度硬化,卷曲;2-中度硬化;3-轻度硬化;4-无硬化。采用GY-4型水果硬度计测定鲜果硬度;采用CR-400手持色差计(Konica Minolta, Japan) 测定果实赤道部位的色泽指标L*(亮度)、a*(红绿色差)、b*(黄蓝色差)值,计算饱和度C*值和色调角h°值及ΔE,C*值表示样品的彩度,值越大,表示所测样品的颜色越纯,h°表示样品的色调角,h°=0°为紫红,h°=90°为黄色,h°=180°为绿色[10],每处理组(小区)随机测定30个果粒。采用PAL-1数显折射仪(Ata-go, Japan)测定可溶性固形物(total soluble solid,TSS);可滴定酸(titratable acidity,TA)含量采用0.05 mol/L NaOH滴定法测定,以酒石酸计;维生素C含量采用钼蓝比色法[11]测定;固酸比(TSS/TA)=可溶性固形物含量/可滴定酸含量。根据平均果穗质量,折合计算产量理论值。

1.3.2 葡萄干品质的测定

感官评价葡萄干饱满度、褐化并赋值。饱满度:1-极不饱满;2-不饱满;3-较饱满;4-饱满。褐化:1-重度褐化;2-中度褐化;3-轻度褐化;4-无褐化。常规方法测定葡萄干单粒质量、纵径、横径,计算葡萄干果形指数。准确称量20.0 g葡萄干,加水至100.0 g,匀浆,测定葡萄干可溶性固形物、可滴定酸、维生素C含量,测定方法同上。计算出干率,出干率=(葡萄干质量/葡萄质量)×100%,根据产量理论值及出干率折合计算葡萄干产量理论值。

1.3.3 葡萄干酚类物质及抗氧化活性的测定

酚类和抗氧化活性的提取。取20.0 g葡萄干,加入体积分数为60% HCl-CH3OH(含0.1% HCl溶液,体积分数)至 100.0 mL,浸泡24 h,匀浆,超声提取30 min(25 ℃、40 Hz),8 000 r/min、4 ℃ 离心15 min,收集上清液用于测定酚类物质和抗氧化活性。

酚类物质的测定。单宁采用福林-丹尼斯法(Folin-Denis)[12]测定,总酚采用福林-肖卡法(Folin-Ciocalteus)[13]测定,黄烷醇采用β- DMACA-HCl法[14]测定,类黄酮采用AlCl3比色法[15]测定。

抗氧化活性的测定。DPPH自由基清除能力和ABTS阳离子自由基清除能力的测定参照张妍等[16]的方法,以每g葡萄干中Trolox物质的量表示(mmol/g);铁离子还原能力(ferric ion reducing antioxidant power,FRAP)参照BENZIE等[17]的方法进行,以每克葡萄干中Fe2+物质的量表示(mmol/g)。

1.4 数据处理

数据以平均值±标准差表示,采用Office 2010和SPSS 20.0软件进行数据统计与分析,Duncan’s法进行单因素方差分析,显著性水平设定为P<0.05。采用Origin 2021(OriginLab,USA)进行相关性分析与主成分分析。

2 结果与分析

2.1 GA3处理对无核白葡萄品质的影响

2.1.1 GA3处理对无核白葡萄果穗、果粒性状的影响

合理使用GA3来膨大果粒、增加产量是无核白葡萄优质丰产栽培的重要措施,GA3处理可使细胞分裂速度加快和细胞扩大,浆果含糖量和绝对含水量快速增加,同化物快速积累,进而增大果粒[18]。由表1可知,GA3处理后,果穗质量增大,其中处理组D的果穗质量最大,为1 072.00 g,其次是处理组E,果穗质量为968.89 g,二者显著大于CK组。GA3处理后的无核白葡萄果粒质量、纵径、横径和果形指数均显著大于CK组,果粒质量以处理组E最大,为6.32 g,是CK组的3.16倍,其次是处理组C、D较大,均超过5.0 g;纵径以处理组C、D、E较大,分别为29.08、29.09、28.13 mm;横径以处理组E最大,为18.84 mm,显著大于其他处理组,其次是处理组C、D,超过16.00 mm;果形指数以处理组C、D较大,分别为1.78和1.73。花期使用GA3的处理果粒质量均大于花期不使用GA3的处理,说明果粒质量随GA3使用次数增大而增大,这与前期的研究结果[19]一致。细长的葡萄干更受消费者青睐,外源GA3通过影响葡萄果实中赤霉素和生长素及其他激素在代谢和信号转导途径上发生互作,进而影响果实细胞分裂和扩增,最终调控葡萄果实形状的形成[20]。研究中,花期使用GA3能够显著增大无核白葡萄果形指数,且花序盛开100%至花后2 d使用GA3处理对葡萄纵径和果形指数增大效果最好,这与前人[7,20]研究认为花期使用GA3能够有效增大葡萄果形指数结果基本一致。

适中的果穗紧密度是衡量制干葡萄品质的重要标准,合理使用GA3可有效拉长穗轴、改善葡萄果穗紧密度,防止果穗腐烂,降低葡萄疏果成本投入。处理组B的果穗紧密度略低于CK组,表现为松散,处理组E的果穗紧密度值最大,为7.25,显著大于CK组,表现为紧密,处理组E果穗紧密度增大,说明这个时期GA3处理对果穗主穗轴及侧枝拉长效果不明显,会导致后期果粒挤压开裂腐烂,增大疏果成本投入。经GA3处理的葡萄果梗直径均较CK组显著增大,且花期使用GA3的处理(处理组B、C、D、E)葡萄果梗直径均显著大于花期不使用GA3的处理(处理组A)。经GA3处理后无核白葡萄穗轴出现不同程度的硬化,以处理组B最严重,出现药害现象,穗轴重度硬化、卷曲,说明过早使用GA3(花序盛开75%)容易导致硬化、卷曲,花序发育时期不同对GA3敏感度不同。

2.1.2 GA3处理对无核白葡萄理化指标的影响

由表2可知,经GA3处理的无核白葡萄鲜果硬度均较CK组显著增大,且花期使用GA3的处理(处理组B、C、D、E)鲜果硬度大于花期不使用GA3的处理(处理组A);经GA3处理的无核白葡萄可溶性固形物含量较CK组均有所降低,其中处理组A和E可溶性固形物含量显著低于CK组,分别较CK组降低了10.74%和11.38%;经GA3处理的无核白葡萄可滴定酸含量与CK组无显著差异;处理组B固酸比较CK组略有增大,而处理组E较CK组略有减小,且处理组B固酸比显著大于处理E组,但均与CK组差异未达显著水平;经GA3处理的葡萄维生素C含量显著高于CK组,处理组A、B、C、D、E较CK组分别提高了53.92%、120.59%、119.61%、92.16%、43.14%,可见,花期使用GA3能够显著增大无核白葡萄果鲜果硬度,提高维生素C含量,过晚使用(花后4 d)则会降低可溶性固形物含量及固酸比,降低葡萄成熟度。经GA3处理后的无核白葡萄可溶性固形物含量降低,这与前人研究认为GA3处理抑制了Coronation葡萄[4]、Shine Muscat葡萄[5]可溶性固形物含量增加,降低葡萄成熟度的研究结果一致,而可溶性固形物含量随花期GA3处理时间的延迟而降低的原因可能与浆果质量的增大引起糖分稀释有关,处理组E果粒质量最大,故可溶性固形物含量最低,维生素C含量也最低,这与葡萄维生素C含量与成熟度(可溶性固形物含量)显著正相关[21]的研究结果一致。

2.1.3 GA3对无核白葡萄色泽的影响

色泽是葡萄品质的重要指标,国家标准GB/T 19970—2005《无核白葡萄》规定特级和一级无核白葡萄要求色泽为黄绿色。由表3可知,经GA3处理的无核白葡萄色泽L*、a*、b*、C*和ΔE值均较CK组呈现降低趋势,而色调角h°则呈升高趋势。处理组E色泽a*值显著低于CK组,葡萄色泽更绿,处理组A、C、D的色泽b*、C*值显著低于CK组,葡萄黄色调及颜色纯度降低。处理组A、C、D、E色泽h°值显著大于CK组,表明经GA3处理后葡萄色泽变绿,处理组E色泽h°值最大,色泽最绿;处理组E与CK组总色差值ΔE最大(1.60),颜色差异最大。可见,GA3处理可促进葡萄色泽由黄向绿转变,其中花后4 d使用GA3处理葡萄颜色最绿。目前并未有相关标准规定制干无核白葡萄色泽要求,晾制绿葡萄干的无核白葡萄色泽应为绿黄色才合理,使用GA3处理的无核白葡萄色泽由黄向绿转变,且随花期GA3使用时间的延迟葡萄成熟度降低,绿色加深,这与SUEHIRO等[5]研究认为经GA3处理后Shine Muscat葡萄果皮中叶绿素分解减少、成熟阶段葡萄果皮的黄化褐变减轻的研究结果相一致。

2.2 GA3处理对无核白葡萄干品质的影响

2.2.1 GA3处理对无核白葡萄干基本理化指标及感官性状的影响

鲜葡萄作为葡萄干的制作原料,其品质决定着葡萄干质量。可溶性固形物高的葡萄所制葡萄干出干率和饱满度高[22]。由表4可知,经GA3处理的葡萄所制葡萄干单粒质量均显著高于CK组,处理组D的葡萄干单粒质量最大,为1.20 g,是CK组的2.50倍。花期使用GA3的处理葡萄干纵径均显著大于CK组和处理组A,其中以处理组D纵径最大,为26.90 mm,较CK组增大86.42%;横径以处理组E最大,为10.33 mm,显著大于其他处理组,较CK组增大35.39%;GA3处理显著增大了葡萄干果形指数,以处理组B、C、D较大,较CK组分别增大了36.13%、46.07%和54.97%。处理组C、D葡萄干可溶性固形物含量较高,分别为87.67 °Brix和87.69 °Brix,显著高于CK组;处理组A可滴定酸含量最高,为3.50%,显著高于CK组;固酸比以处理组D最高,为30.25,以处理组A最小,仅24.97;维生素C含量以处理组C最高,其次是处理组D较高,显著高于其他处理组,分别较CK组提高了44.07%、25.42%。经GA3处理的葡萄所制葡萄干饱满度降低,处理组E饱满度最差,葡萄干不饱满或较饱满。经GA3处理的葡萄所制葡萄干均有不同程度褐化,其中处理组E褐化最严重,可能原因为GA3处理导致无核白葡萄酚类物质及多酚氧化酶活性产生差异,经过GA3处理的无核白葡萄具有较高含量的原花青素B2、对羟基肉桂酸、儿茶素、反式-咖啡酸、顺式-白藜芦醇、阿魏酸等酶促褐变底物和较高的多酚氧化酶活性[23],而CK组葡萄干未出现褐化,可能与葡萄本身酚类物质含量及多酚氧化酶活性较低有关。可见,处理组D(花后2 d使用GA3处理)葡萄所制葡萄干较饱满,褐化程度轻,果形指数和单粒质量最大,具有较高的可溶性固形物、维生素C含量和较低的可滴定酸含量,综合品质最好。

2.2.2 GA3处理对无核白葡萄干色泽的影响

由表5可知,经GA3处理的无核白葡萄所制葡萄干色泽L*、a*、b*、C*值和总色差值ΔE较CK组均有所降低。处理组E色泽L*值最小,显著小于CK组和其他处理处,葡萄干亮度最小;处理组A和处理组D色泽a*值较低,显著低于CK组,葡萄色泽较绿;处理组E色泽b*值最小,仅11.01,其次是处理组D较小,二者均显著小于CK组,说明葡萄干黄色调最低;经GA3处理的葡萄所制葡萄干色泽C*值均显著减小,以处理组E最小,说明其色泽纯度最低;处理组E色泽h0值最小,说明其色泽最暗,褐化最严重;处理组E总色差值ΔE显著低于CK组及其他处理,且差异较大,说明其与其他处理色差较明显,同样,处理组A、C、D与CK总色差值ΔE均大于4.00,说明它们具有较大色差。可见,经GA3处理的无核白葡萄所制葡萄干亮度降低,色泽由黄变绿,但花期处理过晚(花后4 d)会导致葡萄干褐化严重,色泽不佳。

2.2.3 GA3处理对无核白葡萄干酚类物质含量的影响

酚类化合物是葡萄干的主要成分,影响着葡萄干的颜色、口感和抗氧化特性,葡萄干中的抗氧化活性物具有保护人体心脑血管、抗癌、抗肥胖等多种功效[24]。葡萄发育不同时期对外源GA3施用的响应不同,外源GA3处理通过调控葡萄内源激素及初级代谢物水平影响葡萄次生代谢物合成途径[25],进而影响葡萄发育进程,最终导致葡萄、葡萄干酚类物质和抗氧化活性发生改变[26],如KAPAN等[27]研究认为高浓度GA3会增大Einset Seedless葡萄果粒,降低葡萄干酚类物质和抗氧化活性。由图2可知,葡萄干总酚含量以处理组A和B较高,分别为1 586.88、1 544.76 mg/kg,显著高于CK组和其他处理组;单宁含量以处理组A最高,为61.77 mg/kg,处理组B和D较高,分别为59.53、57.17 mg/kg,显著高于CK组和其他处理组;总类黄酮含量以处理组A、B和D较高,分别为738.95、719.06、605.98 mg/kg,显著高于CK组和其他处理组;黄烷醇含量以处理组A、B和D较高,分别为115.45、123.12、104.33 mg/kg。处理组E的总酚、单宁、总类黄酮和黄烷醇含量均最低,显著低于CK组和其他处理组。可见,花期不使用GA3处理和花序盛开75%、花后2 d使用GA3处理的无核白葡萄所制葡萄干具有较高的酚类物质。前人[23]研究表明,总酚含量与褐变度呈极显著负相关,花期使用GA3的处理葡萄干酚类物质含量降低、出现褐化,说明酚类物质发生酶促褐变被消耗。此外,花后4 d使用GA3的处理组E葡萄干酚类物质含量低可能是处理时期较晚,酚类物质下调引起[25],酚类物质的减少可能是由于前提物被用于其他化合物的生物合成,或与细胞组分形成共价键,从而阻止了酚类物质的合成[26]。

2.2.4 GA3处理对无核白葡萄干抗氧化活性的影响

由图3可知,DPPH自由基清除能力以处理组A最强,为19.38 mmol/g,处理组A和D较强,分别为18.85和18.58 mmol/g,3个处理组均显著高于CK组和其他处理组;GA3处理均显著降低了葡萄干ABTS阳离子自由基清除能力,处理组A、B、C、D保持了较高的ABTS阳离子自由基清除能力;铁离子还原能力(FRAP)以处理组A和B较高,分别为954.00和854.83 mmol/g;DPPH自由基清除能力、ABTS阳离子自由基清除能力和FRAP均以处理组E最低,显著低于CK组和其他处理组。可见,花期不使用GA3处理和花序盛开75%、花后2 d使用GA3处理的无核白葡萄所制葡萄干具有较高的抗氧化活性。

2.3 GA3处理对无核白葡萄、葡萄干产量及出干率的影响

由图4可知,经GA3处理的无核白葡萄、葡萄干产量均显著高于CK组,葡萄产量以处理组D和E较高,显著高于其他处理组,分别达74.10和71.75 t/hm2;葡萄干产量以处理组D最高,为17.33 t/hm2,显著高于其他处理组,其次是处理组E较高,为12.99 t/hm2。出干率以CK组最高,为24.04%,其次是处理组B和D较高,分别为23.07%和21.21%,处理组E最低,仅18.16%,处理组E出干率低,说明葡萄含水量较高,故葡萄干产量较低,显著低于处理组D。可见,花后2 d使用GA3处理可获得较高的葡萄及葡萄干产量。

2.4 指标相关性及主成分分析

2.4.1 指标相关性分析

为探明GA3处理的无核白葡萄与葡萄干品质、产量指标间关系,对葡萄与葡萄干品质、产量两组指标进行相关性分析(皮尔逊分析)。由图5-a可知,葡萄干单粒质量与果穗质量、果粒质量、果粒纵径极其显著或极显著正相关;葡萄干果形指数与葡萄纵径、果形指数极显著正相关;葡萄干色泽h0值与果穗紧密显著负相关;葡萄干饱满度与果穗紧密度显著负相关,与果粒质量、果粒横径、葡萄色泽h0值显著负相关;葡萄干褐化与果穗紧密度、果粒横径、葡萄色泽h0值极显著负相关,与果粒质量显著负相关;出干率与葡萄可溶性固形物显著正相关,与果穗紧密度、葡萄色泽指标h0显著负相关。可见,葡萄果穗紧密度对葡萄干色泽、饱满度、褐化、出干率均有负面影响,果穗紧密、果粒质量大、果粒横径大、色泽绿的葡萄所制葡萄干出干率低,饱满度差,更容易发生褐变,可能原因是果粒质量大、成熟度低、果穗紧密的葡萄降低了脱水速率,促进细胞内线粒体、叶绿体、液泡等细胞器膜结构的破坏,增加多酚氧化酶与酚类物质接触,增大了褐变程度[23]。

对葡萄干品质、产量指标进行相关性分析,由图5-b可知,葡萄干总酚含量与色泽h0值显著正相关;DPPH自由基清除能力与黄烷醇含量极其显著正相关,与单宁、类黄酮含量极显著正相关,与总酚含量显著正相关;葡萄干铁离子还原能力与单宁、类黄酮含量极显著正相关,与总酚、黄烷醇含量显著正相关;ABTS阳离子自由基清除能力与葡萄干单粒质量葡萄干纵、横径极其显著或显著负相关;葡萄干饱满度、褐化与葡萄干横径极显著负相关,葡萄干饱满度与褐化极显著正相关。可见,饱满度越高的葡萄干越不容易发生褐化,色泽越绿,葡萄干总酚含量越高,抗氧化活性越强,这一研究结论与QIN等[28]研究认为绿葡萄干相比红葡萄干具有更高的酚类物质含量及抗氧化活性,且葡萄干抗氧化活性与酚类物质含量正相关的结论一致。

2.4.2 主成分分析(principal component analysis,PCA)

对GA3处理的无核白葡萄及葡萄干相关指标进行PCA。结果(表6)表明,33项指标可被提取为3个主成分,前3个主成分累积贡献率达91.05%,可反映葡萄及葡萄干相关指标信息。如图6所示,第1主成分贡献率为48.97%,主要由果粒质量、果穗质量、葡萄干单粒质量、葡萄产量、葡萄干产量、葡萄纵经、葡萄横径、葡萄干纵径、葡萄干横径等指标决定,主要反映葡萄及葡萄干产量信息;第2主成分贡献率为27.29%,主要由葡萄干DPPH、FRAP、总酚、单宁、黄烷醇、类黄酮、可溶性固形物含量、饱满度、褐变、色泽h°值及葡萄维生素C含量、葡萄固酸比等指标决定,主要反映葡萄及葡萄干内在品质信息。PCA得分能够很好的将6个处理区分开,处理组C和D位于第1象限,表明这两个处理组葡萄、葡萄干内在品质好且产量高;处理组A和B位于第2象限,表明这两个处理组的葡萄干饱满、褐化程度低、酚类物质含量较高、抗氧化活性强,但葡萄果粒质量和葡萄干单粒质量小、产量低;CK组位于第3象限,表明葡萄及葡萄干内在品质最差,产量低;处理组E位于第4象限,说明葡萄、葡萄干产量较高,但葡萄及葡萄干内在品质较差,葡萄可溶性固形物含量低,出干率低,葡萄干饱满度差、褐化严重、色泽不绿、抗氧化活性弱。

以主成分对应的方差贡献率作为权重,由主成分得分和对应的权重线性加权求和,构建应用效果综合评价模型为:F=0.539F1+0.300F2+0.162F3。利用该模型得到6个处理葡萄、葡萄干品质及产量指标的综合得分,将综合得分按分数进行排序,综合评分越高说明处理效果越好。由表7可知,6个处理综合得分排序为:处理组D>C>E>B>A>CK。可见,处理组D处理效果最优。

3 结论

试验结果表明,花期合理使用GA3处理能够有效增大无核白葡萄果穗、果粒质量,增大葡萄及葡萄干纵径、果形指数,促进葡萄及葡萄干色泽变绿,提高葡萄及葡萄干品质,获得合理的葡萄及葡萄干产量。花期不同时期使用GA3造成无核白葡萄果实发育及品质差异的生理机制后续还需从分子及代谢水平进行深入研究。无核白葡萄最优GA3处理方案为:花后2 d 使用75 mg/L GA3+花后10 d使用150 mg/L GA3处理。本研究结果为无核白葡萄花期GA3的使用提供了理论依据,为进一步优化和规范无核白葡萄GA3使用技术、提升葡萄及葡萄干品质提供了技术参考。

参考文献

[1] 蔡翔宇, 张进财.吐鲁番葡萄及其加工业概况与优化提升策略[J].中外葡萄与葡萄酒, 2022(5):112-116.CAI X Y, ZHANG J C.Present situation and optimization strategy of grape and its processing industry in Turpan[J].Sino-Overseas Grapevine &Wine, 2022(5):112-116.

[2] 户金鸽, 白世践.无核白葡萄营养系果实品质及葡萄干特性分析[J].新疆农业科学, 2023, 60(11):2751-2763.HU J G, BAI S J.Study on the fruit quality and raisins character of Thompson seedless and its lines[J].Xinjiang Agricultural Sciences, 2023, 60(11):2751-2763.

[3] 杨丽丽, 牛早柱, 魏建国, 等.外源GA3对葡萄花序伸长及赤霉素合成代谢相关基因表达的影响[J].分子植物育种, 2020, 18(17):5600-5606.YANG L L, NIU Z Z, WEI J G, et al.Effects of exogenous GA3 on inflorescence elongation and gibberellin anabolism related gene expression in grapevine[J].Molecular Plant Breeding, 2020, 18(17):5600-5606.

[4] REYNOLDS A, ROBBINS N, LEE H S, et al.Impacts and interactions of abscisic acid and gibberellic acid on sovereign coronation and skookum seedless table grapes[J].American Journal of Enology and Viticulture, 2016, 67(3):327-338.

[5] SUEHIRO Y, MOCHIDA K, TSUMA M, et al.Effects of gibberellic acid/cytokinin treatments on berry development and maturation in the yellow-green skinned ‘shine Muscat’ grape[J].The Horticulture Journal, 2019, 88(2):202-213.

[6] KOUKOURIKOU M, ZIOZIOU E, PANTAZAKI A, et al.Effects of gibberellic acid and putrescine on ‘Thompson seedless’ grapes[J].American International Journal of Biology, 2015, 3(2):19-29.

[7] 张瑜, 哈胜英.无核白葡萄不同生育期喷施赤霉素效果[J].农村科技, 2020(1):19-20.ZHANG Y, HA S Y.Effects of spraying gibberellin on seedless white grapes at different growth stages[J].Rural Science &Technology, 2020(1):19-20.

[8] 谢辉, 张雯, 韩守安, 等.新疆晾房环境对绿色葡萄干色泽的影响[J].农业工程学报, 2019, 35(7):295-302.XIE H, ZHANG W, HAN S A, et al.Effect of drying room environment on color of green raisin in Xinjiang[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2019, 35(7):295-302.

[9] Organtisation Internationle de la Vigne et du Vin.Organtisation Internationle de la Vigne et du Vin Descriptor List for Grape Varieties and Vitis Species[M].Paris:Organisation internationale de la vigne etdu vin, 2007

[10] 唐莎莎. 无核白葡萄果实品质评价研究[D].乌鲁木齐:新疆农业大学, 2013.TANG S S.The research on evaluation of fruit quality of the Thompson Seedless grape[D].Urumqi:Xinjiang Agricultural University, 2013.

[11] 高俊凤. 植物生理学实验指导[M].北京:高等教育出版社, 2006:203-204.GAO J F. Experimental Guidance for Plant Physiology[M]. Beijing: High Education Press, 2006: 203-204.

[12] MERCURIO M D, DAMBERGS R G, HERDERICH M J, et al.High throughput analysis of red wine and grape phenolics-adaptation and validation of methyl cellulose precipitable tannin assay and modified Somers color assay to a rapid 96 well plate format[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2007, 55(12):4651-4657.

[13] TIAN S F, WANG Y, DU G, et al.Changes in contents and antioxidant activity of phenolic compounds during gibberellin-induced development in Vitis vinifera L.‘Muscat’[J].Acta Physiologiae Plantarum, 2011, 33(6):2467-2475.

[14] LI Y G, TANNER G, LARKIN P.TheDMACA-HCl protocol and the threshold proanthocyanidin content for bloat safety in forage legumes[J].Journal of the Science of Food and Agriculture, 1996, 70(1):89-101.

[15] WOLFE K, WU X Z, LIU R H.Antioxidant activity of apple peels[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2003, 51(3):609-614.

[16] 张妍, 孙娟, 包菲菲, 等.大兴安岭地区蓝果忍冬果实多酚鉴定及生物活性分析[J].食品科学, 2023, 44(12):225-234.ZHANG Y, SUN J, BAO F F, et al.Identification and bioactivity analysis of polyphenols in blue honeysuckle fruit from different regions of the greater khingan mountains[J].Food Science, 2023, 44(12):225-234.

[17] BENZIE I F F, STRAIN J J.The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of “antioxidant power”:The FRAP assay[J].Analytical Biochemistry, 1996, 239(1):70-76.

[18] CASANOVA L, CASANOVA R, MORET A, et al.The application of gibberellic acid increases berry size of “Emperatriz” seedless grape[J].Spanish Journal of Agricultural Research, 2009, 7(4):919-927.

[19] 白世践, 郑明, 户金鸽.不同植物生长调节剂对无核白葡萄及葡萄干产量和品质的影响[J].黑龙江农业科学, 2023(11):77-82.BAI S J, ZHENG M, HU J G.Effects of different plant growth regulators on quality and yield of Thompson seedless grape and raisin[J].Heilongjiang Agricultural Sciences, 2023(11):77-82.

[20] 农慧兰, 董阳, 刘静, 等.GA3和TDZ处理对‘阳光玫瑰’葡萄果实形状的影响[J/OL].分子植物育种, 2022.DOI:46.1068.s.20220518.1119.004.NONG H L, DONG Y, LIU J, et al.The effect of GA3 and TDZ treatment on fruit shape of ‘shine muscat’ grape[J/OL].Molecular Plant Breeding, 2022.DOI:46.1068.s.20220518.1119.004.

[21] 颜孙安, 姚清华, 林香信, 等.成熟度对红地球葡萄品质的影响[J].食品安全质量检测学报, 2020, 11(14):4581-4588.YAN S A, YAO Q H, LIN X X, et al.Effects of maturity on quality of red globe grape (Vitis vinifera L.)[J].Journal of Food Safety &Quality, 2020, 11(14):4581-4588.

[22] 刘峰娟, 冯作山, 孟阳, 等.脱水速度对‘无核白’葡萄果皮褐变和细胞超微结构的影响[J].食品科学, 2016, 37(6):220-225.LIU F J, FENG Z S, MENG Y, et al.Effect of dehydration rate on browning and cell ultrastructure of Thompson seedless grapes[J].Food Science, 2016, 37(6):220-225.

[23] 李晓丽, 陈计峦, 范盈盈, 等.无核白葡萄干制过程中酚类物质的变化及其与褐变的关系[J].食品科学, 2019, 40(7):27-32.LI X L, CHEN J L, FAN Y Y, et al.Relationship between changes of phenolic substances and browning during drying of Thompson seedless grapes[J].Food Science, 2019, 40(7):27-32.

[24] KELEBEK H, JOURDES M, SELLI S, et al.Comparative evaluation of the phenolic content and antioxidant capacity of Sun-dried raisins[J].Journal of the Science of Food and Agriculture, 2013, 93(12):2963-2972.

[25] JADHAV U, MUNDHE S, KUMAR Y, et al.Gibberellic acid induces unique molecular responses in ‘Thompson seedless’ grapes as revealed by non-targeted metabolomics[J].Journal of Plant Growth Regulation, 2021, 40(1):293-304.

[26] ADAMS D O.Phenolics and ripening in grape berries[J].American Journal of Enology and Viticulture, 2006, 57(3):249-256.

[27] KAPAN M, KLIMEK K, JABOSKA-RY E, et al.Effect of hormonization treatment on yield quantity and quality, contents of biologically active compounds, and antioxidant activity in ‘einset seedless’ grapevine fruits and raisins[J].Molecules, 2021, 26(20):6206.

[28] QIN L W, WANG H, ZHANG W, et al.Effects of different drying methods on phenolic substances and antioxidant activities of seedless raisins[J].LWT, 2020, 131:109807.

Effects of gibberellic acid on berry and raisin of Thompson Seedless grape

HU Jinge, BAI Shijian*

(Xinjiang Uighur Autonomous Region of Grapes and Melons Research Institution, Shanshan 838200, China)

ABSTRACT The goals of this study was to optimize gibberellin acid (GA3) treatment measure on Thompson Seedless, and to improve the quality of grapes and raisins.This study taken Thompson Seedless grape as material, the experiment consisted of five treatments no treatment during bloom +150 mg/L GA3, 10 days post-bloom, 75 mg/L GA3, 75% bloom +150 mg/L GA3, 10 days post-bloom, 75 mg/L GA3, 100% bloom +150 mg/L GA3, 10 days post-bloom, 75 mg/L GA3, 2 days post-bloom +150 mg/L GA3, 10 days post-bloom, 75 mg/L GA3, 4 days post-bloom +150 mg/L GA3, 10 days post-bloom, no spraying (bloom and post-bloom) was the control, berries quality, raisin quality, and yield were assessed.The results showed that cluster weight, berry weight, shape index, berry hardness and vitamin C content increased with GA3 treatment, promotes the color to green.The L* and a* value of raisin were decreased with GA3 treatment, raisins lost brightness and turned green.The yields of grape and raisin were the highest in (75 mg/L GA3, 2 days post-bloom +150 mg/L GA3, 10 days post-bloom) treatment, with 74.10 t/hm2and 17.33 t/hm2, respectively, single raisin weight and raisin shape index were also the highest in (75 mg/L GA3, 2 days post-bloom +150 mg/L GA3, 10 days post-bloom) treatment, 1.20 g and 2.96, respectively, phenolic substances and antioxidant activity were relatively high.The results of principal component analysis directly reflected the quality distribution of berries and raisins in each treatment, (75 mg/L GA3, 2 days post-bloom +150 mg/L GA3, 10 days post-bloom) had the highest comprehensive score by comprehensive evaluation model, and the effect on Thompson Seedless with (75 mg/L GA3, 2 days post-bloom + 150 mg/L GA3, 10 days post-bloom) was the best.

Key words Thompson Seedless grape; gibberellin acid; berry quality; raisin quality

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038857

引用格式：户金鸽,白世践.赤霉素处理对无核白葡萄及葡萄干品质的影响[J].食品与发酵工业,2025,51(5):272-281.HU Jinge, BAI Shijian.Effects of gibberellic acid on berry and raisin of Thompson Seedless grape[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(5):272-281.

第一作者：硕士,副研究员(白世践高级农艺师为通信作者, E-mail:594748964@qq.com)

基金项目：新疆维吾尔自治区“天山英才”培养计划“三农”骨干人才项目(2023SNGGNT062);新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(2022D01A120);新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(2022D01A101);新疆维吾尔自治区重点研发任务专项(2022B02045-2);新疆维吾尔自治区公益性科研院所基本科研业务费专项资金(KY2023099)

收稿日期：2024-02-07,改回日期:2024-05-12