無核白葡萄營養系果實品質及葡萄干特性分析

戶金鴿,白世踐

(新疆維吾爾自治區葡萄瓜果研究所,新疆鄯善 838200)

0 引 言

【研究意義】無核白葡萄(Thompson Seedless)屬歐亞東方品種群,中晚熟品種,是一個以制干為主的多用途優良葡萄品種[1]。新疆吐魯番是無核白葡萄的主產區,2017年吐魯番葡萄栽培面積約36 808 hm2,其中大部分為無核白葡萄[2]。篩選出豐產優質的無核白株系對優良無核白芽變系的尋求既能鮮食又適宜晾制綠色葡萄干有重要意義。【前人研究進展】芽變是體細胞突變的一種,即體細胞在芽的分生組織細胞中發生突變并經過萌發長成枝條,其性狀表現不同于原類型的現象[3]。葡萄是最易產生芽變的果樹,也是通過芽變選育品種最多的一類果樹。近幾年,國內通過無性系選育的葡萄品種達十多個,紅旗特早玫瑰、早紅珍珠、瑞峰無核、戶太9號、戶太10號、紫地球等。戶太8號是陜西省戶縣葡萄研究所利用奧林匹亞葡萄芽變選育的優良葡萄新品種,是目前國內優秀的鮮食葡萄品種之一[4]。魏靈珠等[5]選育出宇選1號是浙江省農業科學院園藝研究所和浙江樂清市聯宇葡萄研究所從巨峰芽變選育的四倍體葡萄新品種。20世紀50年代末,新疆鄯善縣漢墩發現了無核白芽變系長無核白。1964年從芽變株上剪條育苗,1983年在新疆葡萄瓜果開發研究中心(新疆維吾爾自治區葡萄瓜果研究所)育苗定植800余株(2 668 m2),1984年經鑒定根尖染色體為2n=38[6]。早期發現吐魯番葡萄長穗型變異,平均果穗長37 cm[7]。2000年新疆生產建設兵團第十三師農業科學研究所開始選育大粒無核白葡萄新品種,2012年選育出無核葡萄新品種新葡7號,新葡7號是葡萄品種無核白大粒芽變。蔣迪軍等[8]對白芽變系的大粒無核白和長粒無核白進行開花生物學特性的觀察發現,大粒無核白系無核白的同源四倍體變異子房較無核白大,呈廣圓錐形到球形,長粒無核白呈窄圓錐形。牛建新等[9]對無核白葡萄及其芽變品種進行過氧化物同工酶的研究發現,長粒無核白是源于無核白的芽變品種,長粒無核白是因為基因發生突變,在果實的外觀上表現為果粒變長變大。閆鵬等[10]以無核白葡萄芽變株系為試材,對其植物學形態特征觀察,利用RAPD分析了其基因突變及遺傳多樣性,并為其營養系新品種的選育提供基礎和新依據。張宗勤等[11]以無核白不同營養系為試材,以普通無核白為對照,長粒無核白葡萄果實單粒重、可溶性固形物含量較高,總酚含量較低。別爾麥提布·依明等[12]也對無核白營養系進行了研究,認為選區1、選區4、選區5、選區6芽變區可能為優異變異單株。【本研究切入點】收集無核白及其營養系19個,2018年對老資源圃資源進行更新擴繁,2021年對新擴繁的無核白及其營養系進行果實品質的測定及制干特性的初步研究。尚需分析無核白葡萄及其營養系果實品質及葡萄干的特性。【擬解決的關鍵問題】研究19個無核白及其營養系果實品質的測定和制干特性,篩選出豐產優質的株系,為無核白葡萄的優質、高產栽培奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材 料

以新疆維吾爾自治區葡萄瓜果研究所資源圃內從1979年至今收集并保存的無核白葡萄(Thompson Seedless)及其營養系長穗無核白(Long-bunch Thompson Seedless)、大粒無核白(Big-berry Thompson Seedless)、長粒無核白(Long-berry Thompson Seedless)、W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8、W9、W14、W15、W16、早無核白、寧夏無核白和紅秀為試材,以普通無核白為對照,株行距為0.5 m×4.0 m,棚架栽培,標準化統一管理,花期和果實膨大期不進行任何生長調節劑處理。

W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8、W9、W14、W15、W16營養系為收集的代號,早無核白和紅秀從鄭州果樹研究所引進,寧夏無核白從寧夏引進。在葡萄成熟時采樣,測定果實品質,并進行制干試驗。

1.2 方 法

1.2.1 測定指標

果實品質:包括果粒質量、果粒縱橫徑、果刷長度、果梗粗度、果粒硬度、果實色差和可溶性固形物含量,各果實品質指標數據測定不低于10次重復。剩余的果實一部分用來進行制干試驗,一部分置于-60℃冰箱內測定果實可滴定酸、VC、還原糖含量,3次重復。

果穗質量及大小:果穗質量用分析天平測量(g),果穗大小用直尺測量(cm);果粒縱橫徑、果刷長度和果梗粗度用游標卡尺測定(mm),果粒硬度用GY-4型水果硬度計測量(kg/cm2);果實色差用色差儀測量,可溶性固形物含量用手持測糖儀測定,可滴定酸用酸堿滴定法測定[13],VC用鉬藍比色法測定[13],還原糖測定方法參照國標GB/T 5009.7-2003標準執行。

制干:每個品種分別稱取200.00 g無病蟲害的果粒,用促干劑處理后置于晾房內晾干,晾干過程中經常翻動葡萄干,防止堆積造成葡萄干腐爛變質。晾干后,先稱取葡萄干質量,計算出干率(%),綜合評價葡萄干外觀及品質,測定葡萄干平均質量、縱橫徑、色差,測定方法同果實品質。

出干率(%)=(晾干前質量-晾干后質量)/晾干前質量×100。

1.2.2 營養系綜合評價

綜合指標的隸屬函數值:

式中,Xj為第j個綜合指標,u(Xj)為第j個綜合指標的隸屬函數值,Xmin和Xmax為第j個綜合指標的最小值與最大值。

綜合指標權重:

式中:wj表示第j個綜合指標在所有綜合指標中的重要程度即權重;Pj為各品種第j個指標的貢獻率。

營養系綜合評價值:

式中,D值為各營養系鮮食品質和制干特性的綜合評價值。

1.3 數據處理

用Excel 2010進行數據統計與整理,采用SPSS 16.0進行主成分分析。

2 結果與分析

2.1 無核白葡萄及其營養系果穗性狀的差異

研究表明,無核白及其營養系的果穗在自然結實狀態下,無核白、長穗無核白、W2、W7、W8和W9表現為適中,大粒無核白、長粒無核白、W4和W6果穗疏或極疏,W3、W5、W14、W16、早無核白和紅秀果穗適中或偏緊,寧夏無核白果穗緊或極緊,W1和W15果穗適中或疏;早無核白果面顏色呈綠色-粉紅色,著色不一致,果粉中等厚,其他果面顏色為黃綠色或綠黃色,果粒大小和果面著色均一致,果粉薄。果粒形狀大多是倒卵圓形或短橢圓,個別近圓形(W3)、歪雞心形(長粒無核白)。W4、W5、W6和W16果皮中等厚或較薄,其他營養系皮薄肉粗。19個營養系味甜或極甜,無澀味,大部分有殘核,W9和寧夏無核白除外。表1

2.2 無核白葡萄及其營養系果實品質的差異

研究表明,長穗無核白、W3、W5、W9、W14、W15、W6、早無核白、寧夏無核白和紅秀的果穗質量大于無核白,其中長穗無核白和寧夏無核白比無核白增加了1倍多,W3、W5、W9、W14、W15、W6、早無核白和紅秀比無核白增加了14.57%、18.51%、38.84%、75.07%、30.07%、53.45%、78.31%和48.84%,大粒無核白、長粒無核白、W1、W2、W4、W6、W7和W8的果穗質量低于無核白,分別比無核白降低了66.98%、82.33%、40.33%、34.19%、8.33%、29.26%和6.36%。在所有的營養系中,長穗無核白的果穗長度最長為44.33 cm,比無核白增加了66.04%,大粒無核白的果穗長度最短為12.60 cm,比無核白減少了52.81%。表2

表2 無核白葡萄及其營養系果穗大小及果面顏色的差異

18個營養系的果粒質量均大于無核白(1.04 g),其中W3果粒質量最大(3.11 g),幾乎是無核白的2倍,其次是大粒無核白(2.45 g)比無核白增加了1倍多,寧夏無核白果粒質量也相對較大,比無核白增加了94.80%,均和無核白存在極顯著差異。長穗無核白、W4、W16、早無核白、寧夏無核白和紅秀的果粒質量也極顯著大于無核白。所有營養系的果粒縱徑、橫徑(長粒無核白、W7、W8和W9除外)和果形指數(大粒無核白、W2、W3、W6和寧夏無核白除外)均大于無核白,W14、長穗無核白和長粒無核白的果粒縱徑較長,分別是19.03、18.09和16.97 mm,分別比無核白極顯著增加了40.16%、33.25%和25.00%,W3、大粒無核白和寧夏無核白的果粒橫徑較大,分別是17.18、15.98和14.21 mm,分別比無核白極顯著增加了52.34%、41.65%和25.96%,大粒無核白、W2、W3、W6、W16和寧夏無核白的果形指數低于無核白,其他營養系大于無核白。在自然生長狀態下,長穗無核白、W9、W14、W15和寧夏無核白的折合單產高于1 000 kg/667m2,遠遠高于無核白。

長粒無核白和W6的果刷長度極顯著短于無核白,其他營養系的果刷長度較無核白長,果刷長度最長的是W4(6.50 mm),其次是W2(6.21 mm),再次是W14(6.20 mm),均與無核白存在極顯著差異。長粒無核白、W6、W8、W9和寧夏無核白的果梗粗度較無核白細,果梗粗度最小的是W8和寧夏無核白,比無核白降低了11.79%和11.79%,其他營養系的果梗粗度較無核白粗,果梗粗度最粗的是W3(1.65 mm),其次是大粒無核白(1.62 mm),分別比無核白增加了68.41%和64.60%。W2果實硬度顯著低于無核白,比無核白降低了12.59%,其他營養系的果粒硬度均高于無核白,W4的硬度最大(1.40 kg/cm2),其次是W14(1.36 kg/cm2)。19份材料中,無核白的可溶性固形物含量最高為25.11%,其他營養系的可溶性固形物含量顯著低于無核白,W8的可溶性固形物含量僅次于無核白為23.50%,W14的可溶性固形物含量最低為20.06%,比無核白降低了20.11%;大粒無核白、W5和W9的還原糖含量高于無核白;長穗無核白、W4、W8和寧夏無核白的可滴定酸含量高于無核白,W4的可滴定酸含量(0.69%)極顯著高于無核白(0.60%),比無核白增加了14.58%,長穗無核白、W8和寧夏無核白的可滴定酸含量和無核白無顯著差異;早無核白和紅秀的糖酸比最高,分別為41.18和40.72,比無核白增加了24.34%和22.97%,和無核白存在極顯著差異,長穗無核白、W8、W14、W16和寧夏無核白的糖酸比低于無核白,但和無核白均無顯著差異性,W2和W4的糖酸比極顯著低于無核白,比無核白降低了21.31%和19.58%。長穗無核白、大粒無核白、W3和W7的VC含量高于無核白,其中W3的VC含量在所有材料中最高為16.15 mg/100g,和無核白存在極顯著差異,比無核白增加了23.08%,大粒無核白的VC含量次高(15.09 mg/100g),和無核白極顯著差異,比無核白增加了15.03%,長穗無核白和W7的VC含量雖然高于無核白,但無顯著差異性。表3

2.3 果實品質主成分

研究表明,利用DPS 6.05對穗重(X1)、粒重(X2)、可溶性固形物含量(X3)、還原糖含量(X4)、可滴定酸(X5)、糖酸比(X6)、VC含量(X7)、果實硬度(X8)、果梗粗度(X9)、果刷長度(X10)、單產(X11)進行主成分分析。選取前5個特征值較大的主成分,使其貢獻率達85%以上進行主成分分析。

第一主因子主要由X1和X11所決定,分別代表穗質量和單產,2個變量的貢獻率為30.058%,第二主因子主要由X2所決定,代表粒重,貢獻率為22.199%,第三個主因子主要由X3和X4所決定,分別代表可溶性固形物含量和還原糖含量,貢獻率為16.723%,第四個主因子主要由X6所決定,代表糖酸比,貢獻率為14.161%,第五個主因子主要由X8決定,代表果粒硬度,貢獻率為6.493%。表4

表4 各指標的因子及貢獻率

鮮食品質得分最高的前3個營養系依次是寧夏無核白、長穗無核白、W3,3個營養系的鮮食品質優于其他營養系。表5

表5 營養系的權重、u(Xj)值、D值及排序(鮮食)

2.4 無核白葡萄及其營養系葡萄干品質的差異

研究表明,19份材料的葡萄干大多為黃褐色,部分為黃綠色或綠黃色,大粒無核白和W3的葡萄干極不飽滿,W2和寧夏無核白葡萄干不飽滿,無核白、長穗無核白、長粒無核白、W7、W9、W14、W16和早無核白的葡萄干較飽滿,其他營養系的葡萄干均為飽滿。長穗無核白的葡萄干口感較其他品種酸甜,W2的葡萄干質地較其他略硬一些。表6

大粒無核白和W8的葡萄干出干率極顯著高于無核白(26.41%),其他營養系的出干率低于無核白,其中大粒無核白的出干率最高為28.16%,其次是W8的出干率為27.46%,分別比無核白的出干率高6.65%和3.98%,W2的出干率最低(21.20%),次低為長穗無核白(21.72%),比無核白的出干率降低了19.72%和17.76%,和無核白的出干率存在極顯著差異。營養系葡萄干質量(長粒無核白和W2除外)大于無核白,平均葡萄干質量最高可達0.70 g(W3),是無核白葡萄干的2倍之多,大粒無核白和寧夏無核白的平均葡萄干質量也較大,分別為0.58 g和0.53 g,幾乎是無核白葡萄干的2倍。營養系葡萄干縱徑(W2除外)、橫徑(長粒無核白除外)均高于無核白葡萄干,長穗無核白、長粒無核白、W8、W14、W6和寧夏無核白的葡萄干縱徑在15 mm之上,由于大粒無核白和W3的葡萄果粒偏圓,葡萄干的橫徑也較大。19份材料中長粒無核白的果形指數最大為3.10,和無核白葡萄干的果形指數存在極顯著差異。表7

2.5 葡萄干主要性狀主成分

研究表明,對出干率(X1)、葡萄干粒重(X2)、果粒縱徑(X3)、果粒橫徑(X4)和果形指數(X5)產進行主成分分析,選取前3個特征根較大的主成分,使其貢獻率達85%以上進行主成分分析。

第一主因子主要由X2和X4所決定,分別代表葡萄干粒質量和葡萄干橫徑,兩個變量的貢獻率為54.906%,第二主因子主要由X3所決定,代表葡萄干縱徑,貢獻率為26.820%,第三個主因子主要由X1所決定,分別代表葡萄干出干率,貢獻率為16.818%。表8

表8 各綜合指標的系數及貢獻率

制干品質得分最高的前3個營養系依次是W3、大粒無核白、寧夏無核白,3個營養系的制干品質優于其他營養系。表9

表9 營養系的權重、u(Xj)值、D值及排序(制干)

3 討 論

3.1 無核白營養系鮮食品質的優選

無核白是世界著名的鮮食兼制干葡萄品種,美國97%的葡萄干由該品種制成[14]。葡萄干的營養成分來源于葡萄[15]。目前葡萄主要制干品種有很多,如無核白、無核白雞心、波爾萊特、紅寶石無核、火焰無核等,但無核白仍然是最主要的制干品種[16]。

主成分分析法是通過降低數據維數排除眾多信息共存中相互重疊的信息,把多個指標轉化為少數幾個不相關的綜合指標的一種多元統計分析方法[17]。主成分分析方法已在獼猴桃[18]、圓黃梨[19]、水稻[20]等作物上評價得到了應用,在釀酒葡萄[21]和鮮食葡萄[22]上也有報道。

主成分分析結果發現穗重、單產、粒重、可溶性固形物含量、還原糖和糖酸比是鮮食葡萄評價的主要指標。主成分分析表明寧夏無核白、長穗無核白和W3排名靠前,品質較優。但試驗是在自然生長情況下進行調查的,與實際生產中存在一定的差異。在自然生長狀態條件下,長穗無核白和寧夏無核白的果穗質量在600 g以上,W14、W16、早無核白和紅秀的果穗質量大于400 g,具有高產可能性較大。由于寧夏無核白、W14、W16、早無核白和紅秀的果穗表現為偏緊或極緊,若在生產上進行植物生長調節劑出來后,需進行疏果處理,無形之中增加了單位面積成本。長穗無核白果穗長達44.33 cm,田間果穗表現為適中,因此長穗無核白可作為無核白葡萄優良營養系之一。在果粒大小方面,大粒無核白和W3的平均果粒最大,是無核白葡萄的2倍多,還原糖含量、糖酸比和VC高于無核白,因此大粒無核白和W3也可作為無核白葡萄優良營養系。

3.2 無核白營養系制干品種的優選

葡萄干果粒質量、縱橫徑和出干率是評價葡萄干品質的主要指標。W3、大粒無核白、寧夏無核白排名靠前,品質較優。長粒無核白和無核白的果粒質量、果粒橫徑差異不大,由于長粒無核白葡萄縱徑較長,致使長粒無核白的葡萄干果形指數極顯著大于無核白。長粒無核白葡萄田間自然生長狀態下,果穗表現為疏。2020～2021年,對長粒無核白進行植物生長調節劑處理時間和處理濃度試驗后能明顯改善坐果,促進果粒增大,田間生長平均果穗約900 g,晾制的葡萄干較長。在當地長粒無核白葡萄干高達38元/kg,長粒無核白在制干方面具有明顯優勢。

無核白營養系果面顏色絕大多數為黃綠或綠黃色,而早無核白表面出現了粉紅色,但著色不均,晾制的葡萄干表面呈現黃紅-紅褐色,既不同于綠色葡萄干也不同于紅色葡萄干,具有一定的特色,在生產中可加強栽培管理提高著色,作為一個特色營養系加以應用。由于該試驗未涉及葡萄干中的糖酸等指標,在葡萄干品質評價方面存在一定的片面性,是今后工作將要開展的研究方向。

4 結 論

和對照品種無核白相比,長穗無核白葡萄穗重較大為620.20 g,遠高于無核白(276.00 g),是無核白的2.25倍;大粒無核白和W3果粒質量較大,分別是3.11和2.45 g,分別是無核白的2.99倍和2.36倍,在果實品質方面,固酸比和VC均高于無核白(13.12、13.12 mg/100g),固酸比分別為38.72 g/mL、33.26 g/mL,VC分別為15.06、16.1 mg/100g,且出干率也較高;結合葡萄產業發展來看,長粒無核白在生產晾干方面具有明顯優勢,可作為無核白營養系的優良株系。長穗無核白、大粒無核白、W3和長粒無核白均可作為無核白的優良株系加以推廣利用。早無核白外觀具有粉紅色外觀,晾制的葡萄干也略帶粉紅色,可作為無核白特色株系加以利用。