葉果比對品麗珠葡萄果實中有機酸積累及關鍵酶活性的影響

張穩穩，李映龍

（寧夏大學 農學院，寧夏 銀川 750021）

果實生長發育過程中，有機酸的合成、貯存和轉移與果實呼吸代謝及芳香類物質、脂類物質形成等代謝途徑有關[1—3]。成熟葡萄果實中積累的有機酸主要有蘋果酸、酒石酸以及少量的檸檬酸等，其組成與含量影響葡萄與葡萄酒的口感、香氣等品質特征[1—5]。品種是決定果實中有機酸積累的主要因素，同時有積酸積累也受砧木、植物生長調節劑、栽培措施等影響。葡萄果實有機酸含量與成熟期溫度、水分密切相關，干旱與高溫均可導致采收時果實中有機酸總量大幅下降[6—12]。寧夏賀蘭山東麓具有獨特的環境條件，是國內外知名的葡萄酒產區之一[13—14]，然而在其產業迅速發展中，不當的樹體負載量導致采收期葡萄果實中有機酸含量降低的問題逐年突出。本試驗研究了葉果比對釀酒葡萄果實品質、有機酸含量及有機酸代謝相關酶活性的影響，以期為提升釀酒葡萄品質提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在寧夏賀蘭山東麓寧夏現代農業綜合開發工程技術研究中心釀酒葡萄試驗園進行。以6年生釀酒葡萄紅色品種品麗珠（Vitis viniferaL.cv Cabernet franc）為試材（自根苗），南北行向栽植，株行距為0.8 m×3.0 m，“廠” 字架形，葉幕高1.5 m，常規管理，每棵葡萄樹負載量基本一致。試驗采用單因素隨機區組設計，重復3次。每個處理選取生長勢相對一致的葡萄樹60棵，在葡萄轉色前（7月下旬），根據結果枝上總葉面積（cm2）與總果粒數（粒）之比確定不同葉果比處理：CK（12 cm2/粒）、T1（4 cm2/粒）、T2（8 cm2/粒）、T3（16 cm2/粒）、T4（24 cm2/粒）。試驗處理按要求均勻間隔摘葉疏果，及時去除多余的結果母枝及副稍以保持葉果比基本不變。處理后每隔15 d采集1次樣品，測定果實中有機酸含量和代謝關鍵酶活性。

1.2 葡萄果實品質測定

在10月上旬葡萄采收期進行采樣。采用蒽酮比色法測定果實中總糖質量比；滴定法測定可滴定酸質量比；比色法測定花色苷質量比，Folin-Denis試劑比色法測定單寧質量比；福林肖卡比色法測定總酚質量比[15]。

1.3 有機酸測定

采用高效液相色譜法測定葡萄果實中蘋果酸、酒石酸和檸檬酸質量比[16]。C18色譜柱（250 mm×4.6 mm×5μm），以CH3OH（φ=3%）、KH2PO4（c=0.01 mol/L）為流動相，pH=2.8，流速0.8 mL/min，柱溫25℃，進樣量10μL，檢測波長210 nm。根據標品出峰時間計算樣品中各有機酸成分，通過標準曲線定量計算。

1.4 有機酸代謝關鍵酶活性測定

采用比色法測定各處理果實中NAD-蘋果酸脫氫酶（NAD-MDH）、NADP-蘋果酸酶（NADP-ME）、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）的活性[1—2]。

1.5 數據統計分析

使用Microsoft Office Excel 2010、DPS整理數據并進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對葡萄果實中有機酸質量比的影響

從處理后15 d開始，各處理果實中滴定酸、酒石酸和蘋果酸質量比持續下降。處理后90 d比15 d分別下降了81.6%~84.1%、39.0%~41.7%、98.1%～99.1%。這說明提高結果枝葉果比，明顯降低了果實中滴定酸、酒石酸和蘋果酸質量比。在處理后30~75 d，T1和T2果實中滴定酸、蘋果酸和酒石酸質量比顯著高于CK；處理后30~60 d，T4果實中滴定酸質量比顯著低于CK，T3果實中滴定酸、蘋果酸和酒石酸質量比也低于CK，但是差異不顯著（圖1a—圖1c）。

在處理后0~30 d，各處理果實中檸檬酸質量比呈增長趨勢，30 d內提高了1.8~2.5倍。30 d后，果實中檸檬酸質量比開始下降，60 d內下降了36.7%~51.6%。這表明提高葉果比也使果實中檸檬酸質量比下降。在處理后30~90 d，T2果實中檸檬酸質量比顯著高于CK，T4果實中檸檬酸質量比顯著低于CK；在處理后60~90 d，T3果實中檸檬酸質量比也顯著低于CK（圖1d）。

圖1 不同處理對葡萄果實中有機酸質量化的影響

2.2 不同處理對葡萄果實中有機酸代謝關鍵酶活性的影響

在處理后15 d，各處理果實中NAD-MDH、PEPC活性分別提高了3.1~3.6倍和4.4~5.7倍，之后開始下降。由此看出提高葉果比提高了NAD-MDH和PEPC活性。在處理后30~90 d，T1、T2果實中NAD-MDH、PEPC活性顯著高于CK。在處理后60~75 d，T3的NAD-MDH和PEPC活性顯著低于CK（圖2a、圖2b）。

自處理后75 d，各處理果實中NADP-ME活性快速升高，75 d內酶活性提高了6~8倍。T3果實的酶活性在處理后30~75 d顯著高于CK（圖2c）。處理后30~90 d，T4的酶活性顯著高于CK。

圖2 不同處理對葡萄果實中有機酸代謝關鍵酶活性的影響

2.3 不同處理對葡萄果實品質的影響

在品麗珠葡萄轉色前對其進行不同葉果比處理，明顯影響了采收期葡萄果實品質。隨著葉果比提高，采收時果實中總糖、總酚、單寧和花色苷質量比呈升高趨勢，滴定酸質量比呈下降趨勢（表1）。其中，T4果實中總糖質量比最高，極顯著高于CK；T3果實中總酚、單寧和花色苷質量比最高，均顯著高于CK，果實中總糖質量比也顯著高于CK，且滴定酸質量比較CK低1.9%，差異不顯著；T2果實中總糖、總酚、單寧和花色苷質量比最低，滴定酸質量比最高，與CK間差異均達到顯著水平。

表1 不同處理對葡萄果實品質的影響 mg/g

3 結論與討論

在寧夏賀蘭山東麓釀酒葡萄產區，于葡萄轉色前進行適宜的葉果比處理可調節蘋果酸代謝關鍵酶活性，從而調節葡萄果實中有機酸含量與比例。當葉果比為16 cm2/粒時，在沒有顯著降低可滴定酸含量的前提下顯著提高了葡萄果實品質。

有機酸組成與含量是評價釀酒葡萄果實品質的重要指標之一，葡萄果實中不同有機酸含量影響葡萄酒的色澤、風味等品質，也影響葡萄酒的穩定性和貯藏性[1—4]。葡萄果實中主要有機酸是蘋果酸和酒石酸，其他有機酸有檸檬酸、琥珀酸等[5，11]。PEPC和NAD-MDH是蘋果酸合成的關鍵酶，NADP-ME是蘋果酸分解的關鍵酶性[17—18]。植物生長調節劑、砧木、干旱和高溫均可在轉錄和轉錄后水平上影響上述酶的活性[5—12]。本試驗結果表明，提高葉果比可顯著降低葡萄成熟果實PEPC和NAD-MDH活性，使NADPME活性顯著升高，從而使蘋果酸、酒石酸和滴定酸質量比顯著下降。這說明不同葉果比處理可通過調節蘋果酸等有機酸代謝關鍵酶活性來調節果實中有機酸組成與含量，從而影響果實品質。

庫源關系能調節植物葉片光合作用，通過影響光合產物在植物體內的分配來影響作物產量與品質[6，8，19—20]。本試驗結果表明，提高葉果比可以促進葡萄果實中糖分分配，影響有機酸代謝，提高成熟期果實中總糖、花色苷和總酚質量比，降低滴定酸質量比。葉果比為16 cm2/粒時，果實中總糖、花色苷、單寧、總酚質量比較CK顯著升高，且沒有顯著降低滴定酸質量比。因此，在寧夏賀蘭山東麓釀酒葡萄產區，可通過適當提高葉果比來提高葡萄果實品質。