不同顏色果袋對‘金冠’果皮葉綠素含量及品質(zhì)的影響

張修德，宋成秀，厲恩茂，李壯，李敏，程存剛，安秀紅

(中國農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所/農(nóng)業(yè)部園藝作物種質(zhì)資源利用重點實驗室，遼寧興城 125100)

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不同顏色果袋對‘金冠’果皮葉綠素含量及品質(zhì)的影響

張修德，宋成秀，厲恩茂，李壯，李敏，程存剛，安秀紅

(中國農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所/農(nóng)業(yè)部園藝作物種質(zhì)資源利用重點實驗室，遼寧興城 125100)

【目的】研究不同顏色果袋對‘金冠’果皮著色及品質(zhì)的影響，為‘金冠’有色果袋的應用和生產(chǎn)提供科學參考。【方法】分別用藍色、紅色、綠色雙層果袋處理蘋果，以小林袋作對照。測定果袋光譜、透光率、果實色澤以及可溶性固形物、可滴定酸、VC等果實品質(zhì)指標。【結果】果袋的透光率與果皮外觀色澤有密切關系，不同顏色果袋透光率存在差異，透光率大小順序為：藍袋>紅袋>綠袋>小林袋。隨著果袋透光率的降低，反映果實光澤明亮度的L*值在不斷增大，而反映果實綠色飽和度的a*值和果實黃色飽和度b*值呈下降的趨勢。內(nèi)在品質(zhì)方面，不同顏色果袋處理的成熟果實，可溶性固形物、可滴定酸、VC均存在差異。【結論】透光率較高的藍色果袋和紅色果袋有利于果皮葉綠素的積累，使果面黃色、綠色飽和度增強；果實可溶性固形物、可滴定酸、VC含量均高于對照小林袋處理，更有利于‘金冠’果實品質(zhì)的形成。

蘋果；果袋顏色；葉綠素；品質(zhì)

0 引 言

【研究意義】‘金冠’又被稱為金帥、黃元帥、黃香蕉，因其具有豐產(chǎn)性高、適應性強、果實品質(zhì)優(yōu)良、栽培技術相對簡單等優(yōu)勢，成為世界蘋果主栽品種之一。當前‘金冠’在我國華北、西南、西北等蘋果產(chǎn)區(qū)都有一定栽植面積，在調(diào)節(jié)果品市場方面起著重要作用[1-3]。然而，在大部分產(chǎn)區(qū)，尤其是幼果期低溫濕潤地區(qū)和沿海地區(qū)，‘金冠’果面常常會形成大量銹斑，嚴重時會銹斑連片，導致果實表面粗糙，使果實商品價值大大降低，導致其發(fā)展受到很大限制[4-7]。【前人研究進展】目前防止‘金冠’蘋果果銹發(fā)生的簡便有效方法是對果實進行套袋，可以極大地減少果銹發(fā)生，能基本保證果實不生果銹，無銹果率能達到90%～100%[8]。果實套袋效益高，成本低，適于大面積推廣，并且能夠使果實果面潔凈，色澤鮮明，農(nóng)藥殘留減少，果品商品性得到提高，是目前生產(chǎn)無公害果品的一條有效途徑[9-10]。套袋雖然能夠改善果實的外觀品質(zhì)，但是不利于果實內(nèi)在品質(zhì)的形成。研究表明，大多數(shù)套袋技術使果實生長的微域環(huán)境(光照、溫度、水分和氣體等)發(fā)生改變[11-12]，引起果實的物質(zhì)代謝發(fā)生變化，進而影響果實內(nèi)含物的形成，例如套袋使果實的糖、酸、VC等物質(zhì)含量下降，風味變淡，最終導致果實的內(nèi)在品質(zhì)變差[13-16]。【本研究切入點】前人研究表明，草莓[17]、葡萄[18]、梨[19-20]、番茄[12]等物種上都進行過不同顏色果袋處理的相關試驗，不同顏色果袋處理可以改變袋內(nèi)微環(huán)境、果實著色和果實品質(zhì)。蘋果的果袋應用已經(jīng)非常普及，但相關試驗研究相對較少。【擬解決的關鍵問題】試驗以‘金冠’蘋果為研究試材，在有效防止果銹發(fā)生的同時，研究不同顏色果袋對果皮著色及果實內(nèi)在品質(zhì)的影響，篩選出能最小降低果實內(nèi)在品質(zhì)的果袋，為‘金冠’有色果袋的應用提供一些理論基礎，為其優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2014～2015年在中國農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所砬山基地進行，試驗材料為10年生‘金冠’蘋果。6月10日謝花30 d后開始全園套袋，果袋均為雙層紙袋，按照顏色不同設3個處理，分為藍袋、紅袋、綠袋，以蘋果生產(chǎn)上普遍使用的小林袋作對照。套袋后果園常規(guī)管理，直至10月上旬果實成熟采收。按照每個處理在樹體4個不同方位分別取3個果的原則進行取果，立即用手術刀切取少量果皮分袋包裝，液氮凍存，用于總RNA的提取。

1.2 方 法

選擇留果量差別不大、樹冠大小相近的植株為試驗樹，對果實進行不同顏色果袋處理，每種果袋至少套3株，每株試驗樹進行4種果袋處理。套袋時確保幼果處在果袋的中央部位，使果實呈懸空狀態(tài)。

果袋光譜測定利用北京歐普特科技公司生產(chǎn)的光纖光譜儀測定，果袋透光率測定利用臺灣泰仕公司的數(shù)位式照度計(TES-1332)測定，通過測定紙袋內(nèi)外光照強度確定透光率。

果實色澤測定用日本MINOLTA公司CR-400全自動色差計測定，測量直徑8 mm，D65光源，白色標準色校準。采用國際照明組織CIE制定的均勻色空間L*、a*、b*表色系統(tǒng)評價果實色澤。每個處理取10個果實，測定每個果實對稱兩面。L*值代表果面亮度，L*越大，表示亮度越高，反之越低，+a*代表紅色飽和度，-a*代表綠色飽和度；+b*代表黃色飽和度，-b*代表青色飽和度。

利用RNeasy Plant Mini Kit(QIAGEN)試劑盒提取蘋果果皮總RNA。經(jīng)過瓊脂糖凝膠電泳檢測RNA完整性，并用分光光度計測定RNA濃度。以蘋果總RNA為模板，參照反轉錄試劑盒Prime ScriptTM RT Reagent Kit with gDNA Eraser(Takara)反轉錄得到cDNA第1條鏈，用于定量分析，檢測葉綠素合成相關基因的表達量。

果皮中葉綠素含量檢測參照鄒琦[21]的丙酮比色方法進行；調(diào)控葉綠素合成的相關基因的相對表達量檢測參照周喆等[22]的方法進行；可溶性固形物檢測采用日本ATAGO公司PR-101α折糖儀測定；可滴定酸利用電位滴定法[23]測定；VC含量利用2,6-二氯靛酚法[23]測定。

2 結果與分析

2.1 不同顏色果袋對透光光譜的影響

研究表明，在不同波長的光照射下，不同顏色果袋的透射率是不同的。藍色果袋在藍光波長下，透射率最高，為6.28%；紅色果袋在紅光范圍內(nèi)的波長下，透射率最高，為5.78%；綠色果袋在綠光范圍內(nèi)的波長下，透射率最高，為1.97%；小林袋不透光，不同波長的光照射下，透射率均為0。表1

表1 不同果袋透射光光譜
Table 1 Spectral composition and R/FR(645 nm/735 nm) ratio of transmission light of different bags (%)

果袋種類Typeofbags紫光420nmViolet藍光470nmBlue青光500nmCyan綠光550nmGreen黃光580nmYellow橙光620nmOrange紅光700nmRed遠紅光>780nmFar-red紅光/遠紅光645nm/735nmRed/Far-red藍袋Bluebag12.255.853.491.571.160.812.848.150.13紅袋Redbag8.822.640.950.631.134.996.216.780.89綠袋Greenbag8.482.341.421.190.760.481.026.510.16小林袋(對照)Kobayashibag(CK)000000000

2.2 不同透光率果袋對‘金冠’蘋果果實色澤的影響

研究表明，不同顏色果袋透光率存在差異，透光率分別為：藍袋>紅袋>綠袋>小林袋。隨著果袋透光率的降低，反應果實光澤明亮度的L*值在不斷增大，而反映果實綠色飽和度的a*值和反映果實黃色飽和度b*值卻呈下降的趨勢。套袋能夠改善了果實的光亮度，而且果袋的透光率越低，光亮度越好。表2，表3

表2 不同套袋處理及透光率
Table 2 Bagging treatments and light transmittance rates

果袋種類Typeofbags透光率Lighttransmissionofbags(%)藍袋 Bluebag6.47±0.12紅袋 Redbag4.68±0.13綠袋 Greenbag1.57±0.016小林袋(對照)Kobayashibag(CK)0

表3 不同果袋下蘋果果實外觀色澤變化
Table 3 Effects of different bags on pigments of apple

果袋種類TypeofbagsL*a*b*藍袋 Bluebag82.42±0.82b-18.20±1.29b51.20±3.28a紅袋 Redbag82.54±1.73b-18.67±2.60b52.24±3.94a綠袋 Greenbag83.86±1.98b-17.74±2.03b52.21±4.17a小林袋(對照)Kobayashibag(CK)87.47±1.39a-12.98±2.39a45.87±2.01b

2.3 不同顏色果袋對果皮葉綠素含量的影響

不同顏色果袋處理后，成熟金冠果皮葉綠素含量存在一定差異。研究表明，藍色果袋處理的果皮葉綠素含量最高(0.048 9 mg/g)；其次是紅色果袋處理(0.041 7 mg/g)；綠色果袋(0.037 3 mg/g)和小林袋(0.037 2 mg/g)處理的果皮葉綠素含量最低。圖1

圖1 不同顏色果袋下果皮葉綠素含量變化
Fig.1 Effects of different color bags on chlorophyll content in fruit skin

2.4 果實成熟期葉綠素合成途徑結構基因表達

研究表明，成熟期不同顏色果袋的金冠果皮中葉綠素合成途徑結構基因的表達量與葉綠素含量總變化趨勢大體一致，其中HEMA1、CHLH、CAO 3個基因的表達趨勢與同時期葉綠素含量完全一致，相對表達水平為藍袋>紅袋>綠袋>小林袋；GUN和 CRD1的基因表達水平存在差異，GUN基因相對表達水平為藍袋>綠袋>紅袋>小林袋，CRD1基因相對表達水平為紅袋>藍袋>綠袋>小林袋。圖2

2.5 不同顏色果袋對果實可溶性固形物含量的影響

研究表明，不同顏色果袋處理對成熟果實中的可溶性固形物含量有一定影響，可溶性固形物含量依次為藍袋>紅袋>綠袋>小林袋，其中，藍袋處理為15.97%，紅袋處理為15.33%，綠袋處理15.47%，小林袋處理為14.75%。圖3

圖2 蘋果葉綠素合成相關基因的相對表達量
Fig.2 The relative expression of the genes encoding chlorophyll biosynthesis

圖3 不同顏色果袋下果實可溶性固形物含量變化
Fig.3 Effects of different color bags on soluble solid of fruits

2.6 不同顏色果袋對果實VC含量的影響

利用2,6-二氯靛酚法檢測不同顏色果袋處理的成熟果實中VC含量，研究表明，藍袋處理為3.939 mg/100 g，紅袋為3.636 mg/100 g，綠袋為3.606 mg/100 g，小林袋為3.455 mg/100 g。藍袋處理后VC含量最高，紅袋和綠袋處理居中，3種不同顏色果袋處理均高于小林袋。圖4

圖4 不同顏色果袋下果實VC含量變化
Fig.4 Effects of different color bags on VC of fruits

2.7 不同顏色果袋對果實可滴定酸含量的影響

不同顏色果袋處理對成熟果實中滴定酸含量影響較上述其他物質(zhì)存在一定差異：紅色果袋和綠色果袋處理的可滴定酸含量最高，分別為 0.477%和0.481%；藍色果袋居中，為0.407%；小林袋含量最低，為0.393%。圖5

圖5 不同顏色果袋下果實可滴定酸含量變化
Fig.5 Effects of different color bags on titra Table acid of fruits

3 討 論

3.1 套袋處理對果實著色的影響

果皮色素含量和果皮鮮艷程度是影響蘋果果皮著色的主要因素，果皮色澤是包括葉綠素、花青苷、類胡蘿卜素和類黃酮等物質(zhì)按照相應比例進行分配綜合表現(xiàn)的結果，單純某一種物質(zhì)的含量不能準確描述果實的顏色[15,24-25]。‘金冠’蘋果屬于綠色果皮品種，幼果期果皮為綠色，成熟期果皮為黃綠色，花青苷含量很少，果皮中葉綠素含量對果實顏色起決定性作用[2]。原永兵等[26]認為影響蘋果果實著色的主要色素物質(zhì)是葉綠素和花青苷，果實套袋后，葉綠素含量下降。程存剛等[27]研究表明，套袋使果皮葉綠素含量降低的原因在于套袋不僅抑制了果實生長前期葉綠素的合成，而且促進了果實生長后期葉綠素的降解。對‘金冠’蘋果進行套袋處理不但能夠有效防治果銹的發(fā)生[7]，而且能夠防治病蟲侵害，提高果面光潔度，降低農(nóng)藥殘留，是提高果品的商品價值、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)綠色果品的重要手段[28-29]。研究利用不同顏色果袋處理‘金冠’果實，成熟果實中基本未出現(xiàn)果銹現(xiàn)象。

植物果實內(nèi)主要色素的形成除了受到品種遺傳特性影響外，還受果實發(fā)育環(huán)境的影響[30]。葉綠素生物合成過程中需要多個基因的調(diào)控，這些基因編碼相關酶的表達，許多酶活性受光照影響[31]，而果實套袋降低了果面的光照強度，從而影響了果皮葉綠素的合成[32]。很多研究發(fā)現(xiàn)光質(zhì)對葉綠素的合成存在影響，不同植物葉綠素合成過程對光質(zhì)的反應有一定差異：Bach A等[33]研究發(fā)現(xiàn)，藍光有利于風信子愈傷組織葉綠素的形成；張瑞華等[34]研究發(fā)現(xiàn)在生姜生長過程中增加藍光照射，可提高葉片中葉綠素的含量；但徐凱等[35]研究發(fā)現(xiàn)對草莓葉片分別進行藍膜和紅膜處理，結果是藍膜處理的葉片葉綠素含量低于紅膜處理。研究表明，隨著果袋透光率的增加，果實果皮葉綠素含量呈上升趨勢，藍色果袋透光率最高，而且透射光譜成分以藍紫光最高，這與藍光促進葉綠素含量的結論相符合。不同顏色果袋對蘋果果實的外觀色澤存在一定影響，透光率最小的小林袋處理的果面明亮度較好，但是隨著果袋透光率的減弱，果實黃色、綠色飽和程度呈降低趨勢。

3.2 不同顏色果袋的光質(zhì)和透光率對果實內(nèi)在品質(zhì)的影響

前人已經(jīng)對光照、果實套袋、果實品質(zhì)之間的關系進行了很多研究，套袋降低了果面照光強度，果面接受的光質(zhì)也發(fā)生變化，最終導致果實葉綠素含量以及決定果實內(nèi)在品質(zhì)的糖酸等物質(zhì)的含量也隨光照強弱而發(fā)生變動。套紙袋能夠改變果實周圍包括光照、溫度、水分和氣體等元素的微域環(huán)境[11,36]，影響了果實的光合能力和物質(zhì)代謝，進而影響了決定果實品質(zhì)的成分積累。在生產(chǎn)實踐和科學研究中發(fā)現(xiàn)，套袋雖然能夠提高蘋果外觀品質(zhì)，但是對其內(nèi)在品質(zhì)也產(chǎn)生了不利影響。例如套袋降低了果實中可溶性糖、可滴定酸以及VC等物質(zhì)的含量，這些物質(zhì)的含量及其比值是形成果實風味的重要因素，最終導致果品風味大大降低[13,37-39]。套袋對果實品質(zhì)的影響比較復雜，在研究其能夠提高果實外觀品質(zhì)的同時，探索其不利于果實內(nèi)在品質(zhì)的機理十分必要。研究表明，蘋果的綠色果皮也具有光合能力，碳同化量是葉片的1/10，而且發(fā)生于果皮的光合產(chǎn)物能夠直接儲藏于果實中應用于其生長代謝[38]；因為果袋的遮光作用，使果實的光合能力基本喪失，最終導致糖、酸等內(nèi)含物的積累受到抑制[13]；另外套袋后的微域環(huán)境不利于果實激素(IAA、GA)的產(chǎn)生，從而影響果實調(diào)運光合產(chǎn)物的能力[39]；再可能是由于套袋使果面溫度升高，從而引起果實呼吸強度增大，碳水化合物的消耗也會增加。因此，在提高果實外觀品質(zhì)的前提下，選擇合適的果袋，盡可能降低果袋對果實內(nèi)在品質(zhì)的影響顯得十分必要。研究利用不同顏色果袋對金冠蘋果進行處理，從光質(zhì)和透光率方面研究果袋對果實品質(zhì)的影響，為套袋技術的改進以及果袋的選擇提供了理論依據(jù)。

4 結 論

不同顏色果袋處理，對金冠蘋果外觀色澤和內(nèi)在品質(zhì)都存在一定影響。不同顏色果袋對透光光譜存在一定的影響，透光率較高的藍色果袋和紅色果袋有利于果皮葉綠素的積累，使果面黃色、綠色飽和度增強；套袋能夠改善果實的光亮度，而且果袋的透光率越低，光亮度越好；果皮葉綠素含量與其合成相關基因趨勢一致；果實可溶性固形物、可滴定酸、VC含量均高于對照小林袋處理，更有利于‘金冠’果實內(nèi)在品質(zhì)的形成，但是VC含量無顯著性差異，可溶性固形物和可滴定酸含量有差異。

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Fund project:Doctor Start-up Fund in Liaoning Province "Expression and Functional Identification of Repressor Gene JAZ in Apple"(201501031)

Effects of Bagging with Different Colors on Chlorophyll Content and Quality of 'Golden Delicious' Fruit

ZHANG Xiu-de，SONG Cheng-xiu，LI En-mao，LI Zhuang，LI Min，CHENG Cun-gang，AN Xiu-hong

(ResearchInstituteofPomology，ChineseAcademyofAgricultualSciences/KeyLaboratoryofFruitGermplasmResourcesUtilization,MinistryofAgriculture，XingchengLiaoning125100,China)

【Objective】 Effects of bagging with different colors on chlorophyll content and quality of 'Golden Delicious' fruit were studied so as to provide some theoretical basis for the application of colored bags and 'Golden Delicious' production.【Method】'Golden Delicious' fruit was bagged by blue, red, green and kobayashi bags. Spectral composition, light transmittance rates, fruit coloration and basic fruit quality parameters were determined using conventional methods.【Result】Significant correlation was found between light transmittance rate of bags and fruit pigmentation. The order of light transmittance was that: blue bags> red bags> green bags> kobayashi bag. With the decrease of light transmittance,L*values were increasing, whilea*values andb*values were of a downward trend. The soluble solids, titra
Table acid and VC contents were different in the apples bagged with different colors.【Conclusion】Blue and red bags with high light transmittance promoted the accumulation of chlorophyll and enhanced yellow or green saturation of fruit surface. The contents of total soluble solids, titra
Table acid and vitamin C were higher than the control treatment and they were beneficial to the internal quality formation of 'Golden Delicious'.

apple; fruit bag color; chlorophyll; quality

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.10.005

2016-03-25

遼寧省博士啟動基金項目“蘋果茉莉酸信號途徑阻遏因子基因JAZ表達及功能鑒定”(201501031)

張修德(1989-)，男，山東臨沂人，碩士研究生，研究方向為果樹生理與栽培，(E-mail)xdzh0827@163.com

安秀紅(1985-)，女，山東聊城人，助理研究員，博士，研究方向為果樹生物，(E-mail)anxiuhong2007@126.com

S661.1；S605+.9

A

1001-4330(2016)10-1801-09