馬柏林,羅桂杰,劉 博,譚 軍
(1.江蘇省宿遷市宿豫區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,江蘇 宿遷 223800;2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 宿遷農(nóng)科所,江蘇 宿遷 223800)
大麗花輪枝孢鋅離子結(jié)合蛋白(Verticillium dahlia Asp-f2 Like,VdAL),是一種新型生物工程蛋白。這種新型蛋白是從絲狀真菌中分離得到的一種胞內(nèi)可溶性蛋白,是不同于Harpin和Elicitin的新型蛋白激發(fā)子,擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán),能誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗性、促進植物生長發(fā)育、改善作物品質(zhì),可作為一種新型的廣譜、高效、多功能且無毒無害(LD50超過5 000 mg)的生物農(nóng)藥[1]。研究表明,施用VdAL對水稻具有增產(chǎn)作用[2]。但是,葉面噴施VdAL對宿曉紅葡萄果實品質(zhì)的影響,目前尚缺乏試驗數(shù)據(jù)。因此,本試驗進行了宿曉紅葡萄坐果時在葉面2次噴施不同濃度VdAL的研究,并測定了不同處理宿曉紅葡萄果實的生理指標(biāo),旨在評價不同濃度VdAL對宿曉紅葡萄果實品質(zhì)的影響,從而為VdAL的田間施用提供實踐基礎(chǔ)。
供試材料:4年生中晚熟葡萄品種——宿曉紅;試劑:VdAL,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院自主研發(fā)。
試驗共設(shè)5個處理:①葉面噴施清水(CK);②葉面噴施VdAL,濃度比例為VdAL∶水=1∶15 000(處理1);③葉面噴施VdAL,濃度比例為VdAL∶水=1∶7 500(處理2);④葉面噴施VdAL,濃度比例為VdAL∶水=1∶5 000(處理3);⑤葉面噴施VdAL,濃度比例為VdAL∶水=1∶3 750(處理4)。2019年5月15日、6月15日分2次噴施樹冠,以葉背濕潤不滴水為宜,采用隨機區(qū)組排列,每小區(qū)每個處理隨機選取3株生長健壯、長勢一致的宿曉紅葡萄進行試驗。從果實膨大后期開始,每隔7 d 采樣1次,直至果實采收,每次采樣選取果穗3 穗,每穗不同部位均勻采取10粒果,每次每個處理共采收30粒果,測定宿曉紅葡萄的生長發(fā)育狀況,計算平均值。
1.3.1 果實發(fā)育指標(biāo)的測定 從花后果實萼片脫落開始,每隔10 d 用游標(biāo)卡尺測定離地面1.2~2.0 m樹冠冠層內(nèi)30粒果實的橫、縱徑,計算平均值。用電子天平稱量每個處理共30粒果實的單果質(zhì)量,計算平均值。
1.3.2 果實內(nèi)在品質(zhì)的測定 葡萄待測樣液提?。喝∑咸褬颖?,洗凈去皮打汁,過8層紗布,移取10 mL濾液于100 mL 容量瓶中,定容,混勻,吸取5 mL的濾液于稱量瓶中,稱重,于100℃恒溫干燥箱中干燥4 h,冷卻(干燥器),稱重,然后再次烘至恒重(兩次稱量相差小于0.1 mg)。稱取烘干樣品0.5~1.0 g(或干樣粉末5~100 mg),放入大試管,加入15 mL 蒸餾水,在沸水浴中煮沸20 min,取出冷卻,過濾,濾液轉(zhuǎn)入100 mL 容量瓶,并用蒸餾水沖洗殘渣數(shù)次,定容至刻度。
1.3.2.1 可溶性固形物含量的測定 折光法[3]測定,3次重復(fù),取平均值。測定方法:用手提式折光儀測量待測樣液的折光率,在折光儀上直接讀出可溶性固形物(TSS)含量,用“%”表示。
1.3.2.2 可滴定酸含量的測定 指示劑滴定法[4]測定,3次重復(fù),取平均值。測定方法:取50 g 搗碎后的葡萄漿,定容至200 mL 容量瓶中,搖勻過濾,取50 mL 濾液加入酚酞指示劑,用0.1 mol/L NaOH滴定至溶液顏色呈淡紅色,且維持1 min 不褪色,記錄消耗NaOH的體積。
1.3.2.3 可溶性總糖含量的測定 蒽酮—硫酸比色法[5]測定,3次重復(fù),取平均值。測定方法:吸取1 mL適當(dāng)稀釋樣液,加入5 mL 蒽酮試劑,混勻,于試管口蓋上玻璃球,在沸水中煮沸10 min,取出在流水中冷卻20 min后,在分光光度計620 nm 波長處比色,以樣液蒸餾水調(diào)零,測定A620nm值。
1.3.2.4 VC含量測定 2.6-二氯靛酚滴定法[6(]GB 5009.86—2016)測定,3次重復(fù),取平均值。
使用Excel 2010 軟件進行數(shù)據(jù)整理,使用SAS 9.0 軟件對所得數(shù)據(jù)進行方差分析和DUNCAN 多重比較。
由表1可知,不同濃度VdAL處理對宿曉紅葡萄果實橫徑有一定影響。整個果實膨大期內(nèi),除處理3的果實橫徑在果實膨大后第7天與處理2、處理4相比差異不顯著(P>0.05)外,其他時期處理3的果實橫徑均顯著高于對照和其他處理(P<0.05)。與果實膨大后第7天相比,果實膨大后第42天時,處理1、處理2、處理3、處理4、對照宿曉紅葡萄果實橫徑的增幅分別為42.19%、50.00%、60.43%、49.62%、36.00%。果實膨大后第42天,處理3的果實橫徑分別比處理1、處理2、處理4、對照提高22.53%、12.63%、13.78%、31.18%。由此可見,處理3 能夠顯著提高宿曉紅葡萄的果實橫徑。
表1 不同處理對宿曉紅葡萄果實橫徑的影響 單位:mm
由表2可知,VdAL處理宿曉紅葡萄對果實縱徑的影響,與對果實橫徑影響的規(guī)律基本相似。果實膨大后第42天,處理1、處理2的果實縱徑與對照相比差異不顯著(P>0.05);處理3、處理4的果實縱徑顯著高于對照(P<0.05),且處理3的果實縱徑顯著高于處理4(P<0.05),處理3的果實縱徑分別比處理1、處理2、處理4、對照提高20.67%、16.77%、14.56%、21.48%。
由表3可知,噴施不同濃度VdAL 能顯著增加宿曉紅葡萄單果質(zhì)量。自果實膨大后第14 天開始,不同處理宿曉紅葡萄的單果質(zhì)量均顯著高于對照(P<0.05)。整個果實膨大期內(nèi),處理3的單果質(zhì)量除在果實膨大后第7天與處理2 相比差異不顯著(P>0.05)外,其他時期均顯著高于對照和其他處理(P<0.05)。果實膨大后第42天,處理3的單果質(zhì)量分別比處理1、處理2、處理4、對照提高32.56%、23.15%、22.77%、95.59%。
由表4可知,VdAL處理宿曉紅葡萄能夠增加果實可溶性固形物的含量。在果實膨大后第7天、第14天時,處理1、處理2的果實可溶性固形物含量與對照相比差異不顯著(P>0.05);自果實膨大后第21 天以后,各處理果實可溶性固形物含量均顯著高于對照(P<0.05)。處理3、處理4的果實可溶性固形物含量在整個果實膨大期內(nèi)都顯著高于對照(P<0.05),尤其是處理3 對提高果實可溶性固形物含量有最優(yōu)的促進效果。果實膨大后第42天,處理3的果實可溶性固形物含量分別比處理1、處理2、處理4、對照提高71.92%、29.19%、28.76%、105.44%。
表3 不同處理對宿曉紅葡萄單果質(zhì)量的影響 單位:g
表4 不同處理對宿曉紅葡萄果實可溶性固形物含量的影響 單位:%
由表5可知,VdAL處理宿曉紅葡萄能夠顯著降低果實可滴定酸含量(P<0.05)。整個果實膨大期內(nèi),各處理果實可滴定酸含量均顯著低于對照(P<0.05),各處理間果實可滴定酸含量也存在差異。果實膨大后第42天,處理3的果實可滴定酸含量顯著低于其他處理(P<0.05),分別比處理1、處理2、處理4、對照降低35.98%、28.60%、16.01%、44.92%。
表5 不同處理對宿曉紅葡萄果實可滴定酸含量的影響 單位:g/L
由表6可知,VdAL處理宿曉紅葡萄能夠增加果實可溶性總糖含量。整個果實膨大期內(nèi),各處理果實可溶性總糖含量均顯著高于對照(P<0.05),各處理間果實可溶性總糖含量也存在差異;處理3的果實可溶性總糖含量顯著高于其他處理(P<0.05);處理2與處理4 相比,二者的果實可溶性總糖含量差異不顯著(P>0.05)。果實膨大后第42天,處理3的果實可溶性總糖含量分別比處理1、處理2、處理4、對照提高27.19%、11.69%、11.47%、34.89%。
表6 不同處理對宿曉紅葡萄果實可溶性總糖含量的影響 單位:g/L
由表7可知,VdAL處理宿曉紅葡萄對提高果實VC含量具有明顯促進作用。在果實膨大后第14天和第21天,處理1的果實VC含量與對照相比差異顯著(P<0.05),其他時期與對照相比差異不顯著(P>0.05)。在整個果實膨大期內(nèi),處理3、處理4的果實VC含量均顯著高于對照(P<0.05)。在果實膨大后第7天,處理3的果實VC含量與處理4 相比差異不顯著(P>0.05),與處理1、處理2、對照相比差異顯著(P<0.05);其他時期處理3的果實VC含量均顯著高于處理1、處理2、處理4和對照(P<0.05)。果實膨大后第42天,處理3的果實VC含量分別比處理1、處理2、處理4、對照提高45.11%、34.61%、32.73%、51.12%。
表7 不同處理對宿曉紅葡萄果實VC含量的影響 單位:μg/g
1978年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有一種蛋白能夠?qū)χ参锂a(chǎn)生過敏反應(yīng)(hypersensitive response,HR),這種蛋白主要來源于假單胞菌屬和歐文菌屬[7-9]。該蛋白能夠刺激植物生長發(fā)育、改善作物品質(zhì),這主要是因為該蛋白能夠誘導(dǎo)植物體內(nèi)系列基因表達,激活植物自身生長防衛(wèi)系統(tǒng)的類分子蛋白質(zhì)產(chǎn)生持久的系統(tǒng)抗性[1,7]。近年來,我國通過遺傳工程技術(shù)開展蛋白基因的研究和應(yīng)用,取得了一定的成效,VdAL 是中國農(nóng)業(yè)大學(xué)通過工程菌株發(fā)酵,特殊工藝制備而成的一種蛋白干粉。本試驗研究表明,噴施不同濃度的VdAL 均能夠改善宿曉紅葡萄果實品質(zhì),尤其是噴施VdAL 濃度為1∶5 000時,可促進宿曉紅葡萄果實橫徑的增粗和縱徑的增長,促進果實膨大,顯著增加單果質(zhì)量(P<0.05),以及提高果實中可溶性固形物、可溶性總糖、VC的含量,同時降低果實中可滴定酸含量。
趙利輝等[10]研究發(fā)現(xiàn),激活蛋白可誘導(dǎo)植物的防衛(wèi)反應(yīng)。肖慶會等[11]研究表明,在龍豐蘋果果實膨大期對其噴施不同濃度的蛋白制劑VdAL可以顯著改善蘋果果實品質(zhì)及提高單果質(zhì)量。孫風(fēng)清等[12]研究表明,育苗期葉面噴施1.25 g/L VdAL可以顯著增強黃瓜幼苗的耐貯運性,提高黃瓜商品苗的貯藏質(zhì)量。在本試驗中,適宜濃度的VdAL可顯著提高宿曉紅葡萄果實品質(zhì)(P<0.05)。這可能是因為VdAL 競爭結(jié)合E3,釋放轉(zhuǎn)錄因子,調(diào)控防衛(wèi)基因表達促進了宿曉紅葡萄果實細胞的橫向生長,激活植物自身生長防衛(wèi)系統(tǒng)的分子蛋白質(zhì),促進葉綠素形成,并間接影響光合作用及糖和VC的形成,補充了果實生長時所需的營養(yǎng)元素,因此,噴施適宜濃度的VdAL可顯著提高宿曉紅葡萄果實品質(zhì)。本試驗只進行了VdAL對宿曉紅葡萄果實品質(zhì)影響的初步探討,對其作用機理還需進一步研究。