CPPU 對設施栽培玫瑰香葡萄無核化及果實品質的影響

蘇曉蘭 ，童巧云 ，張雪梅 ，馮 美 ，姚文孔 ，張 寧

（1.寧夏大學 農學院，寧夏 銀川 750021；2.寧夏大學 食品與葡萄酒學院，寧夏 銀川 750021）

果樹設施栽培是采取人工干預的方式，創造具有環境調控與保護功能的設施進行果樹生產，使其少受或不受環境因子的影響，人為調控果品成熟期，延長鮮果供應期和進行反季節供應[1]。葡萄是我國目前設施栽培最主要樹種之一，在寧夏的栽培規模也逐漸擴大，粒大、味香、無核是目前市場對于鮮食葡萄的主要要求，天然無核的葡萄品種較少，所以，生產上常用植物生長調節劑處理有核葡萄品種以達到無核的目的[2-6]。玫瑰香葡萄是一種制汁、鮮食和釀酒兼用品種，因其成熟時含糖量較高、具有濃郁的玫瑰香味，深受消費者的喜愛，已成為設施葡萄的主栽品種之一[7]。馬起林等[8]在盛花期和花后用不同質量濃度配比的GA3（25、50、100 mg/L），SM（100、200 mg/L）、CPPU（5、10 mg/L）處理葡萄，結果表明，3 種生長調節劑都適宜對玫瑰香進行無核化處理，但GA350 mg/L+SM 200 mg/L 效果最好。張瑛等[9]以不同濃度配比的GA3、CPPU、ABA、KT-30 等4 種植物生長調節劑在花前2 d 和花后15 d 對玫瑰香葡萄進行無核化處理，結果表明，花前2 d 用20 mg/L GA3處理花穗，15 d 后再用10 mg/L GA3+2 mg/L KT-30+10 mg/L ABA 處理一次，能獲得與常規有核葡萄栽培大小及品質基本一致的無核化果實。另外，有研究表明，不同濃度的GA3、SM 和CPPU 配合也可達到玫瑰香葡萄的無核效果[10-14]。CPPU（氯吡脲）作為一種細胞分裂素類的植物生長調節劑，是人工合成的一類細胞分裂素，比6-BA 的生理活性強100 倍以上，可促進細胞分裂分化，具有促進單性結實、提高坐果、延緩衰老和打破休眠等效果，在果樹生產上廣泛應用。有研究表明，使用CPPU 可增加杜克高叢藍莓的產量和直徑[15]；陳雙雙等[16]以不同濃度CPPU 處理東紅獼猴桃果實，結果表明，其單果質量、干物質含量、可溶性固形物含量均顯著增加；熊浩等[17]在不同時期以20 mg/L CPPU 處理東紅獼猴桃，結果表明，花后14 d 處理后其單果質量提高了24%，總糖含量提高了38%。目前，對于葡萄的研究以往多集中在CPPU 與其他植物生長調節劑對葡萄果實的復合作用上，而對于CPPU單獨作用于葡萄的研究還較少，另外，不同立地條件、栽培模式及栽培技術等都會影響到無核化效果。

本研究在不同時期采用不同質量濃度的CPPU 對設施栽培玫瑰香葡萄進行一次性無核化處理，探究不同時期CPPU 處理對玫瑰香葡萄無核化及果實品質的影響，旨在為寧夏玫瑰香葡萄設施栽培提供有效的無核化處理技術。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗以日光溫室棚架栽培10 年生的玫瑰香葡萄為材料，株距1.5 m，均為單龍蔓形。供試藥劑：氯吡脲（CPPU），分子式為C23H10ClN30，上海麥克林生物化工有限公司生產。

1.2 試驗設計

試驗于2022 年3 月25 日開始在寧夏銀川市靈武市大泉林場進行。按照表1 的時期及配方進行浸花穗處理，同時以清水（0 mg/L CPPU）作為對照（CK），共9 個處理，每處理3 穗花序，設置3 次重復。處理時提前進行疏花處理，去掉副穗和穗尖，處理時將花穗浸在處理液中5 s，保證花穗完全浸在試劑中，試驗期間水肥及夏季修剪按照常規管理進行。

表1 CPPU 處理方案Tab.1 CPPU treatment strategies

1.3 測定指標及方法

在果實成熟期（7 月4 日）每處理取50 粒果實帶回實驗室，統計其種子數及無核率。

分別從每處理每穗的上、中、下部位各取3 粒果實帶回，使用萬分之一精度電子秤稱量果實單果質量[18]，并使用游標卡尺測定果實縱橫徑[19]；果實色度使用色差計測定；果實硬度使用硬度計測定[20]；果實可溶性固形物含量使用電子測糖儀測定；采用鄰苯二甲酸氫鉀法測定果實中可滴定酸含量；采用2，6-二氯酚靛酚法測定Vc 含量；花青素含量采用鹽酸浸提法進行提取，紫外分光光度計法進行測定[18]；采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量[20]。

1.4 數據分析

試驗數據采用Excel 16 軟件進行處理，采用SPSS 22.0 軟件進行雙因素方差分析，采用Duncan法進行多重比較，并采用Origin 2022 軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同CPPU 處理對玫瑰香葡萄無核率的影響

由表2可知，各處理的無核率排序為：A6＞A5＞A4＞A3＞A2=CK2=CK3＞A1＞CK1，不同時期施用CPPU 均可顯著提高玫瑰香葡萄的無核率（P＜0.05），10 mg/L CPPU 的處理顯著高于5 mg/L CPPU 的處理（P＜0.05），所以，CPPU 處理的質量濃度越大、時期越晚的無核化效果越好，其中，花后3 d 施用的A5、A6 處理的無核率分別高達92%和94%，可達到葡萄無核化的生產標準，每處理平均種子數也顯著低于其對照組。

表2 不同處理對玫瑰香葡萄無核率的影響Tab.2 Effects of different treatments on seedless rate of Muscat Hamburg grape

2.2 不同CPPU 處理對玫瑰香葡萄果實外觀品質的影響

由表3 可知，除果實亮度值外，不同CPPU 質量濃度和不同時期對各處理果實外觀品質指標均有顯著交互作用（P＜0.001）；不同CPPU 質量濃度對果實縱徑、果實橫徑、黃藍色度值、紅綠色度值、果實硬度的影響顯著（P＜0.05）；不同時期對果實縱徑、黃藍色度值、果實硬度的影響顯著（P＜0.01）。

表3 不同處理對玫瑰香葡萄果實外觀品質的影響Tab.3 Effects of different treatments on appearance quality of Muscat Hamburg grape fruit

A1、A2、A3、A6 處理的單果質量均顯著高于其對照（P＜0.05），其中，A6 處理的單果質量最大，達到5.06 g；果實縱徑中，A1、A3、A5、A6 處理均顯著高于其對照，A2、A4 處理均顯著低于其對照（P＜0.05），最大果實縱徑為22.02 mm（A6 處理）；果實橫徑中，A1、A2、A3、A5、A6 處理均顯著高于其對照（P＜0.05），而A4處理顯著低于其對照（P＜0.05）。A1、A3、A6 處理的果形指數均顯著高于其對照（P＜0.05），而A2 和A5 處理的果形指數均顯著低于其對照（P＜0.05），果實形狀更圓。

各處理的色度亮度值中，A1、A2、A3、A6 處理均顯著低于其對照（P＜0.05），而A4 和A5 處理均顯著高于其對照（P＜0.05）；A1、A2、A3、A6 處理的紅綠色度值均顯著高于其對照（P＜0.05），A4、A5處理的紅綠色度值均顯著低于其對照（P＜0.05）；A1、A2、A4、A6 處理的黃藍色度值均顯著高于其對照（P＜0.05）；果實硬度A1、A4、A6 處理均顯著高于其對照（P＜0.05）。

2.3 不同CPPU 處理對玫瑰香葡萄果實內在品質的影響

從表4 可以看出，不同CPPU 質量濃度和不同時期對各處理葡萄果實內在品質指標均有顯著交互作用（P＜0.001），不同時期對玫瑰香葡萄果實內在品質各指標的影響均顯著（P＜0.01）；不同CPPU 質量濃度對玫瑰香葡萄果實可溶性固形物含量和可滴定酸含量的影響達到顯著（P＜0.05），對其余各項內在品質指標的影響可達到極顯著（P＜0.001）。

表4 不同處理對玫瑰香葡萄果實內在品質的影響Tab.4 Effects of different treatments on internal quality of Muscat Hamburg grape fruit

A1、A5、A6 處理的可溶性固形物含量均顯著高于其對照（P＜0.05），A2、A3、A4 處理均顯著低于其對照（P＜0.05）；A1、A2、A5、A6 處理可溶性糖含量均顯著高于其對照（P＜0.05），A3、A4 處理均顯著低于其對照（P＜0.05）；其中，A3 和A4 處理的可溶性固形物含量和可溶性糖含量均顯著低于其余時期同質量濃度下的處理（P＜0.05）。A1、A2、A3、A4 處理的可滴定酸含量均顯著高于其對照（P＜0.05），A5、A6 處理的可滴定酸含量均顯著低于其對照（P＜0.05）；A5、A6 處理的固酸比顯著高于其對照（P＜0.05），A1、A2、A3、A4 處理均顯著低于其對照（P＜0.05）。由此可知，花后3 d 處理可顯著提高葡萄的固酸比。

A1、A2、A3、A5、A6 處理的Vc 含量均顯著高于其對照（P＜0.05），其中，盛花期的A3 和A4 處理顯著低于同質量濃度其余處理；A2、A3、A5 處理的花青素含量均顯著高于其對照（P＜0.05），A1、A4、A6 處理均顯著低于其對照（P＜0.05）。由此可知，CPPU 在盛花期處理會降低玫瑰香葡萄果實的Vc含量。

2.4 不同處理下果實品質因子的綜合評價

2.4.1 不同品質指標的相關性分析 從圖1 可以看出，亮度值與紅綠色度值、果實橫徑、單果質量呈顯著負相關（P＜0.05）；果實紅綠色度值與單果質量、果實橫徑呈顯著正相關（P＜0.05）；黃藍色度值與單果質量、果實硬度呈顯著正相關（P＜0.05）；果實橫徑與單果質量、果實縱徑、Vc 含量呈顯著正相關（P＜0.05）；單果質量與Vc 含量呈顯著正相關（P＜0.05）；果實縱徑與可溶性固形物含量、Vc 含量呈顯著正相關（P＜0.05）；可溶性固形物含量與Vc 含量、可溶性糖含量呈顯著正相關（P＜0.05）；固酸比與可滴定酸含量呈顯著負相關（P＜0.05）。由此可知，可以通過玫瑰香葡萄部分品質指標的測定預測與之相關的指標增減趨勢，相關性越強，趨勢越明顯。

2.4.2 不同品質指標的主成分分析 從表5 可以看出，通過降維的方法對14 個指標進行主成分分析，特征值大于1 的成分共有4 個，其累計貢獻率達87.702%，包含葡萄品質大部分指標信息。第1主成分特征值為6.193，貢獻率為44.238%，其中，貢獻較大的指標為果實亮度值、紅綠色度值、黃藍色度值、單果質量、果實橫徑、果實縱徑、可溶性固形物含量和Vc 含量；第2 主成分特征值為2.979，貢獻率為21.280%，貢獻較大的指標為可滴定酸含量和固酸比；第3 主成分特征值為1.844，貢獻率為13.454%，貢獻較大的指標為花青素含量；第4主成分特征值為1.222，貢獻率為8.729%，貢獻較大的指標為果形指數。根據主成分分析，建立不同處理玫瑰香葡萄果實品質綜合評價模型為：F=0.44×F1+0.21×F2+0.13×F3+0.09×F4。模型中，F1 為主成分1 的得分值；F2 為主成分2 的得分值；F3 為主成分3 的得分值；F4 為主成分4 的得分值。

表5 不同處理玫瑰香葡萄各品質指標的主成分載荷矩陣、特征值及貢獻率Tab.5 Principal component loading matrix， eigenvalue and contribution rate of quality indexes of Muscat Hamburg grape

據此計算得到不同處理玫瑰香葡萄果實品質的綜合得分（表6），依次為A6＞A1＞A5＞CK2＞A3＞CK1＞A2＞CK3＞A4。

表6 主成分因子得分及果實綜合品質得分Tab.6 Principal component factor score and fruit comprehensive quality score

3 結論與討論

本研究在不同時期對玫瑰香葡萄施以不同質量濃度的CPPU，結果表明，CPPU 的施用能夠顯著提高玫瑰香葡萄的無核率，降低含種子數，但種子不會完全消失，這是由于施用CPPU 后，使受精胚不能正常發育和種皮不能硬化，以達到無核化的目的[20]；而與前人研究不同的是，本研究僅以CPPU 為處理激素來研究CPPU 的單獨作用，CPPU 單獨使用對玫瑰香的無核作用比與赤霉素等激素的復合作用差。

有研究表明，2 次施用GA3和CPPU 的組合比1 次施用更能顯著增加果穗質量和單果質量，增加果實縱橫徑和果形指數，色度指標較好[21]。史文婷等[22]研究發現，各濃度激素處理均可增加陽光玫瑰葡萄的單果質量，其中，25 mg/L GA3與CPPU 一起施用效果更明顯；各濃度的GA3和CPPU 處理均增加果實硬度，使果肉脆硬。本研究結果表明，在盛花期進行CPPU 處理對果實大小有抑制作用，10 mg/L CPPU 對果實大小的抑制作用更明顯，A4處理（盛花期，10 mg/L CPPU）可使果實硬度顯著增大，且主成分分析后盛花期的A3 和A4 處理得分低于對照，這可能是因為盛花期CPPU 處理對果實產生了副作用，抑制了果實的生長及軟化，質量濃度越大對果實的副作用越大；A1（始花期，5 mg/L CPPU）、A2（始花期，10 mg/L CPPU）、A5（花后3 d，5 mg/L CPPU）和A6（花后3 d，10 mg/L CPPU）處理的單果質量、果實縱徑和果實橫徑均顯著提高，這與李國田等[23]對于泰山1 號獼猴桃果實的研究結果一致。本研究根據主成分分析結果發現，果實品質的綜合得分排序為A6＞A1＞A5＞CK2＞A3＞CK1＞A2＞CK3＞A4，其中，同樣清水對照在盛花期得分遠高于始花期和花后3 d，說明在此日光溫室的玫瑰香葡萄管理時應該注意在盛花期保濕，提高整個溫室內部環境的濕度，以提高玫瑰香葡萄的果實品質。

果實的色澤是衡量果實品質和新鮮度的一個重要指標，GA3、CPPU 處理可以增加無核翠寶葡萄的果實亮度，使果品看起來更加鮮亮[24]。本研究發現，激素處理對果實的亮度影響不大，但可以顯著提高果實的黃藍色度值和紅綠色度值，使得果實色彩更鮮艷。

可溶性固形物、可滴定酸含量及固酸比是評價葡萄果實內在品質的重要指標，可溶性固形物含量越高，品質越佳，可滴定酸含量越高品質越差[25-27]。無核化的A4 處理（盛花期，10 mg/L CPPU）品質低于其對照，而其余處理的較對照均有不同程度的提高，這與劉金標等[14]、王莎[3]、史文婷等[22]、李濤[28]、郭俊強等[29]在其他葡萄品種上的研究一致，這可能是因為CPPU 處理后，有核果變無核果后，成熟期提早，成熟度更高，顯著提高果實中的固形物，降低酸度，提高固酸比，提高果實的整體內在品質，但盛花期處理的激素濃度過高可能產生副作用，使果實品質下降。

維生素C（Vitamin C，Vc）是一種重要的抗氧化劑，是人類飲食中不可缺少的重要營養成分，具有防癌、提高人體免疫力和應激能力等重要作用[24]。李濤[28]研究發現，GA3和CPPU 二者混合液處理葡萄顯著提高了果實Vc 含量；黃遠等[30]用CPPU 處理西瓜結果表明，Vc 含量顯著升高；而本研究也發現，葡萄Vc 含量顯著提高，說明CPPU 的施用也可提高果實Vc 含量。

作為天然食用色素的花青素，其資源豐富，安全、無毒，具有一定的營養和藥理作用。研究表明，花青素具有清除體內自由基、抗腫瘤、抗癌、抗輻射、抑制脂質過氧化和血小板凝集、預防糖尿病、減肥、保護視力等作用[31]。本研究發現，僅始花期和花后3 d CPPU 處理可以提高花青素含量，其中，5 mg/L 比10 mg/L CPPU 處理提升作用更好，這與郝峰鴿等[32]對于GA3和CPPU 的復合作用的研究結果不一致，這一方面是因為CPPU 單獨施用可以導致某些與花青素合成有關的基因表達量上調，促進花青素的積累，從而提高果實花青素含量[17]，另一方面是因為CPPU 的施用可以使玫瑰香葡萄的成熟期提前[33]，果實成熟度更高，所以，其花青素含量更高。

本研究通過降維方法對玫瑰香葡萄的14 個品質指標進行主成分分析，提取到4 個主成分，累計貢獻率達87.702%，包含葡萄品質大部分指標信息。第1 主成分為果實亮度值、紅綠色度值、黃藍色度值、單果質量、果實橫徑、可溶性固形物含量和Vc 含量；第2 主成分為固酸比和可滴定酸含量；第3 主成分為花青素含量；第4 主成分為果形指數，由此表明，果實亮度值、紅綠色度值、黃藍色度值、單果質量、果實橫徑、可溶性固形物含量和Vc 含量是影響果實品質最主要的因素，而CPPU 的施用能夠改變果實亮度值、紅綠色度，對果實品質有顯著作用，并且對果實的影響程度取決于CPPU 的質量濃度及不同的處理時期。但也有研究表明，CPPU 的施用會不利于無核葡萄果實品質的提高[34]，這與本研究結果不一致，一方面可能是與CPPU 的施用時期有關，本試驗主要施用時期為花期及花后3 d，可能在始花期、盛花期及花后3 d 施用CPPU 會提升葡萄果實品質；另一方面可能是因為無核葡萄品種與有核葡萄品種的差異性，無核品種施用CPPU 可能會降低葡萄的品質，這可能與葡萄的某些基因有關，而具體的原因需要進一步研究。

綜合考慮各處理的品質，并根據主成分分析，建立不同處理玫瑰香葡萄果實品質綜合評價模型：F=0.44×F1+0.21×F2+0.13×F3+0.09×F4，據此計算得到不同處理玫瑰香葡萄果實品質的綜合排序依次為A6＞A1＞A5＞CK2＞A3＞CK1＞A2＞CK3＞A4。由此可知，A6 處理（花后3 d，10 mg/L CPPU）的果實品質最佳，且其無核率高達94%，可在滿足玫瑰香葡萄無核化的同時提高其果實品質。