王鵬，樊秀彩，張穎，孫磊，劉崇懷*，姜建福*

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院長垣分院，河南長垣 453400；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所，河南鄭州 450009）

我國鮮食葡萄的栽培面積和產(chǎn)量已連續(xù)多年位居世界前列[1]，但是葡萄品種結(jié)構(gòu)和銷售渠道仍相對(duì)單一，銷售周期短、季節(jié)性供應(yīng)過剩問題明顯，部分主產(chǎn)區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)常出現(xiàn)難賣、滯銷現(xiàn)象[2-4]。加之葡萄果實(shí)易在貯運(yùn)中失水、脫粒和腐爛[5]，造成大量的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失，因此加快耐貯品種的選育和推廣日顯重要。

果實(shí)耐壓力即果實(shí)受到外力擠壓或碰撞而破裂時(shí)的力值[6]。傳統(tǒng)的耐壓力測(cè)定多依靠感官檢驗(yàn)，用手?jǐn)D壓果粒至破裂，感知人為施加力量的大小，再根據(jù)用力的不同，簡(jiǎn)單的歸類到難、中、易3個(gè)等級(jí)[7-9]，評(píng)價(jià)結(jié)果易受主觀影響。數(shù)顯拉力計(jì)能準(zhǔn)確記錄果實(shí)破裂的瞬時(shí)最大值，以此得到的數(shù)值較為真實(shí)客觀地反映出不同果實(shí)的耐壓力特性，已經(jīng)在櫻桃、杏、核桃、番茄、澳洲堅(jiān)果的果實(shí)測(cè)定中得到很好的應(yīng)用[10-14]。本研究通過對(duì)歐亞、東亞、北美3個(gè)種群和種間雜種共600份葡萄種質(zhì)的果實(shí)耐壓力進(jìn)行測(cè)定，并結(jié)合其果柄耐拉力[15]進(jìn)行相關(guān)性分析，篩選出果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力均強(qiáng)的葡萄種質(zhì)，為耐貯葡萄品種的推廣和親本選擇提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

取自于國家果樹種質(zhì)鄭州葡萄圃，具體名稱信息詳見《600份葡萄種質(zhì)資源果柄耐拉力鑒定評(píng)價(jià)》[15]。

1.2 方法

1.2.1 采樣方法

采集600份葡萄種質(zhì)的果實(shí)成熟期樣品。每樣品取自長勢(shì)相同的3株植株的中部果穗，每株每穗取大小均勻一致的5粒為1組，重復(fù)3次。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定

用手搖式數(shù)顯推拉力計(jì)HP-50（樂清市艾德堡儀器有限公司生產(chǎn)）測(cè)定果柄耐拉力[15]和果實(shí)耐壓力[16]。測(cè)定時(shí)，先將果實(shí)固定在與平臺(tái)相連的夾具上，夾具位于拉力計(jì)的正下方，拉力計(jì)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)垂直下降至果實(shí)上方，用另一個(gè)固定在拉力計(jì)上的夾具夾緊果實(shí)果柄的中下部，然后順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手搖裝置使拉力計(jì)勻速向上拉伸果柄，至果柄與果實(shí)分離，記錄機(jī)器上數(shù)值，作為果柄耐拉力；將待測(cè)樣品置于推壓平臺(tái)上，用夾子固定樣品至推壓探頭的正下方，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手搖裝置使推壓探頭勻速降落，沿垂直方向向下擠壓樣品，直至測(cè)試的果實(shí)樣品開裂或流出汁液，記錄機(jī)器上的數(shù)值，作為果實(shí)耐壓力，逐個(gè)完成樣品測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用SPSS 21.0的Pearson相關(guān)系數(shù)，分析歐亞、東亞和北美3個(gè)種群及種間雜種中果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力的相關(guān)性[17]，用“比較均值-均值”計(jì)算均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差[18]。

2 結(jié)果與分析

2.1 果柄耐拉力與果實(shí)耐壓力分布狀況

根據(jù)本課題組已發(fā)表的600份葡萄種質(zhì)資源果柄耐拉力鑒定評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，果柄耐拉力和果實(shí)耐壓力分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[21]從測(cè)試樣品中篩選出果柄耐拉力強(qiáng)、中等、弱的種質(zhì)份數(shù)占總樣品數(shù)的比列分別為2.5%、23.8%、73.7%[15]。果實(shí)耐壓力強(qiáng)、中等、弱的種質(zhì)份數(shù)占總樣品數(shù)的比例分別為3.5%、36.2%和60.3%。總體樣品及3個(gè)種群和種間雜種的內(nèi)部均有半數(shù)以上的果柄耐拉力和果實(shí)耐壓力等級(jí)為弱（表1），表明弱果柄耐拉力和弱果實(shí)耐壓力在葡萄種群中分布更普遍。15份果柄耐拉力強(qiáng)的種質(zhì)均為歐亞種[15]，耐壓力強(qiáng)的種質(zhì)主要是歐亞種，共20個(gè)，占21份強(qiáng)果實(shí)耐壓力種質(zhì)的95%；北美種群的圓葉葡萄‘普萊德’（Pride）果實(shí)耐壓力值也達(dá)到了強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)；東亞種群種間雜種種群中沒有果實(shí)耐壓力值為強(qiáng)的種質(zhì)。

表1 種群間果實(shí)不同耐壓力的種質(zhì)數(shù)量Table 1 Germplasm number of difference fruit compression tolerance in different groups

2.2 整體果柄耐拉力和果實(shí)耐壓力差異

測(cè)試樣品整體的平均果柄耐拉力和平均果實(shí)耐壓力值分別為2.53 N[15]和11.36 N，與歐亞種群、東亞種群、種間雜種的平均果柄耐拉力和平均果實(shí)耐壓力值差異均未達(dá)到顯著水平，從大到小分別為2.61 N、2.48 N、2.43 N[15]和11.48 N、11.62 N和10.80 N（前3個(gè)對(duì)應(yīng)歐亞種群、東亞種群、種間雜種的平均果柄耐拉力值，后3個(gè)為三者的平均果實(shí)耐壓力值），且三者間的平均果柄耐拉力值和平均果實(shí)耐壓力值差異不顯著。北美種群的平均果柄耐拉力值和果實(shí)耐壓力值分別為1.82 N[15]和7.44 N，顯著小于上述四者平均果柄耐拉力值和果實(shí)耐壓力值。

3 葡萄耐壓力與果柄耐拉力的相關(guān)性

3.1 測(cè)試樣品的果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力的相關(guān)性

參考《600份葡萄種質(zhì)資源果柄耐拉力鑒定評(píng)價(jià)》，將所有測(cè)試樣品的耐壓力值和果柄耐拉力值一一對(duì)應(yīng)，按照果實(shí)耐壓力值由大至小的順序?qū)麑?shí)耐壓力值和果柄耐拉力值進(jìn)行篩選；同時(shí)在3個(gè)種群和種間雜種內(nèi)部也進(jìn)行相同的篩選，對(duì)歐亞種群、東亞種群和北美種群3個(gè)種群及種間雜種的內(nèi)部種質(zhì)果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明：600份測(cè)試樣品的果實(shí)耐壓力與果柄耐拉力之間達(dá)到極顯著正相關(guān)水平，其相關(guān)系數(shù)為0.73；同時(shí)3個(gè)種群間及種間雜種中各測(cè)試樣品的果實(shí)耐壓力與果柄耐拉力之間也均存在極顯著的正相關(guān)性（表2），表明果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力2個(gè)性狀間存在極顯著相關(guān)性，并且這種極顯著性在葡萄品種（系）中是普遍存在的，果實(shí)耐壓力越強(qiáng)的品種（系），其果柄耐拉力往往也越強(qiáng)。

表2 葡萄種質(zhì)資源果實(shí)耐壓力與果柄耐拉力的相關(guān)性分析Table 2 Correlation of pulling force and fruit compression tolerance for grape germplasm

600份測(cè)試樣品中也有少數(shù)例外的種質(zhì)，如果實(shí)耐壓力等級(jí)為強(qiáng)，但果柄耐拉力等級(jí)為中等或弱的種質(zhì)：按果實(shí)耐壓力從大到小依次為‘京秀’（33.30 N，3.38 N，前面數(shù)值表示果實(shí)耐壓力，后面數(shù)值表示果柄耐拉力，下同）、‘Waltham Cross’（27.82 N，5.61 N）、‘美人指’（27.70 N，5.61 N）、‘甲斐路’（27.42 N，5.12 N）、‘普萊德’（27.24 N，4.03 N）、‘午夜美人’（Midnight Beauty）（26.41 N，5.00 N）、‘粉紅葡萄’（Flame Tokay）（25.74 N，4.09 N）、‘格拉卡’（Greaca）（25.48 N，4.23 N）、‘瓦爾瑟’（Waerse）（25.32 N，4.76 N）、‘斯堪地拜格’（Skendberg）（24.83 N，4.85 N）、‘森田尼’（24.07 N，1.80 N）、‘黑大?！‥xotic）（23.93 N，4.73 N）、‘比昂扣’（Rosario Bianco）（23.23 N，5.91 N）、‘西瓦茲’（Xiwazi）（23.13 N，4.65 N），其中‘森田尼’的果柄耐拉力等級(jí)為弱，其余種質(zhì)的果柄耐拉力為中等；也有的種質(zhì)的果柄耐拉力等級(jí)為強(qiáng)，但果實(shí)耐壓力等級(jí)為中等或弱，按照果柄耐拉力從大到小排序依次為‘牡丹紅’（7.59 N，9.14 N），芳香（13.48 N，8.59 N）、勝利（22.45 N，8.09 N）、‘伊麗莎白’（16.25 N，7.74 N）、‘利伐爾’（Lival）（4.69 N，7.46 N）、‘保爾加爾’（Boulgal）（18.66 N，6.63 N）、金田紅（21.73 N，6.51 N）、晚黑寶（11.21 N，6.22 N），其中‘牡丹紅’‘利伐爾’和‘晚黑寶’的果實(shí)耐壓力等級(jí)為弱，其余種質(zhì)的果實(shí)耐壓力為中等（圖1）。

將所有葡萄測(cè)試材料按果實(shí)耐壓值從大到小降序排列，再將各種質(zhì)的果柄耐拉力對(duì)應(yīng)；對(duì)3個(gè)種群和種間雜種中的各個(gè)測(cè)試樣品，進(jìn)行同樣的排列，繪制得到圖2-圖5。3個(gè)種群和種間雜種種各個(gè)測(cè)試樣品的果實(shí)耐壓力值和果柄耐拉力值存在較大差異，雖然各種群測(cè)試樣品的樣本數(shù)量不同，但分布曲線的變化趨勢(shì)基本相同，均為前端和末端曲線下降速率較大，中間曲線下降速率較平緩，整體上呈現(xiàn)出半躺的“S”型。隨著果實(shí)耐壓力值從大到小的降序排列，果柄耐拉力的分布曲線整體上也呈現(xiàn)出相同的下降趨勢(shì)，這種變化趨勢(shì)在總測(cè)試樣品（圖1）、歐亞種群（圖2）、種間雜種（圖3）、東亞種群（圖4）和北美種群（圖5）中也存在，并且在樣本數(shù)量大的種群中這種果柄耐拉力值隨著果實(shí)耐壓力值下降的變化趨勢(shì)更加明顯，如所有測(cè)試樣品（圖1）、歐亞種群（圖2）、種間雜種（圖3）中。

圖1 整體果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力分布情況Figure 1 Distribution of fruit compression tolerance and fruit stalk pulling force for 600 grape germplasm

圖2 歐亞種群果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力分布情況Figure 2 Distribution of fruit compression tolerance and fruit stalk pulling force in Eurasian populations

圖3 種間雜種種群果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力分布情況Figure 3 Distribution of fruit compression tolerance and fruit stalk pulling force in interspecific hybrids

圖4 東亞種群果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力分布情況Figure 4 Distribution of fruit compression tolerance and fruit stalk pulling force in East Asian populations

圖5 北美種群果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力分布情況Figure 5 Distribution of fruit compression tolerance and fruit stalk pulling force in North American populations

歐亞種群中果實(shí)耐壓力等級(jí)為強(qiáng)的種質(zhì)有20份，占強(qiáng)果實(shí)耐壓力等級(jí)總數(shù)的95%，另外1份果實(shí)強(qiáng)耐壓力的種質(zhì)為北美種群的圓葉葡萄‘普萊德’。并且15份果柄耐拉力等級(jí)為強(qiáng)的種質(zhì)也都屬于歐亞種群。種間雜種、東亞種群、北美種群（普萊德除外）中的種質(zhì)均未達(dá)到強(qiáng)果實(shí)耐壓力和強(qiáng)果柄耐拉力的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 耐貯種質(zhì)的篩選

從所有測(cè)試樣品中篩選出耐貯種質(zhì)（果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力等級(jí)均為強(qiáng)）7個(gè)：按照果實(shí)耐壓力從大到小排列依次為‘春之蕾’（31.30 N，6.87 N）、‘皇家秋天’（30.88 N，7.29 N）、‘阿佛阿麗’（30.78 N，6.50 N）、‘蜜紅’（27.84 N，6.90 N）、‘皇家紅’（26.72 N，8.36 N）、‘下吉紅地球’（25.80 N，6.90 N）和‘湘紅’（23.03 N，6.38 N）。以上7個(gè)種質(zhì)屬于歐亞種群，其他2個(gè)種群和種間雜種中未篩選到此類耐貯種質(zhì)。

4 討論與結(jié)論

葡萄果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力與品種自身特性[18]相關(guān)，不同品種（系）間的果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力存在差異且差異較大，兩者的強(qiáng)弱直接影響葡萄果品的貯藏時(shí)間和運(yùn)輸距離。試材包含4個(gè)類群分別是歐亞、東亞、北美3個(gè)種群和種間雜種，其中有人工選育品種也有野生品種（株系），試材代表性較強(qiáng)。研究表明，3個(gè)種群及種間雜種的內(nèi)部和各種群間的果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力因品種不同存在較大差異，兩者之間呈現(xiàn)出極顯著的正相關(guān)性，即果實(shí)耐壓力值越大，它的果柄耐拉力值也越大。前人以‘紅地球’‘巨峰’‘秋黑’‘秋紅’4個(gè)葡萄品種為試材研究果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力的關(guān)系，得出兩者之間無明顯相關(guān)性[19]，與本研究得到的結(jié)論兩者存在極顯著正相關(guān)性不同，推測(cè)可能是由于試材數(shù)量和種類過少導(dǎo)致，測(cè)試樣本代表性不充足。

所有試驗(yàn)材料中，東亞種群和北美種群的種質(zhì)多為野生種類（株系），演化程度受人為選擇和干預(yù)較歐亞種群和種間雜種程度小，因此果實(shí)耐壓力多表現(xiàn)為弱或者中等，這2個(gè)種群中均沒有果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力強(qiáng)的種質(zhì)，僅有北美種群中的圓葉葡萄‘普萊德’的果實(shí)耐壓力值達(dá)到了強(qiáng)等級(jí)，該品種是圓葉葡萄中經(jīng)過一定程度人工選育的栽培品種。測(cè)試的歐亞種群和種間雜種均為栽培品種，經(jīng)過了長期有目的性的人工選擇和栽培馴化，果實(shí)耐壓力（29.6%，41.3%）和果柄耐拉力（22%，26%）大部分為中等；同時(shí)東亞種群和北美種群中的野生種類如山葡萄（山葡萄1號(hào)、山葡萄2號(hào)等）、刺葡萄（高山1號(hào)、黑珍珠等）、毛葡萄（貴州毛葡萄、廣西毛葡萄等）、圓葉葡萄（普萊德）因其極強(qiáng)的抗寒性、抗病性以及對(duì)高溫高濕等區(qū)域惡劣環(huán)境表現(xiàn)出來的極強(qiáng)適應(yīng)性，而人為有目的的進(jìn)行了株系選育和部分雜交育種，不過它們的雜交程度和馴化育種時(shí)間相對(duì)較短，果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力多數(shù)為弱；這2個(gè)野生種群中的一些個(gè)體如腺枝葡萄、蘡薁葡萄、沙地葡萄、夏葡萄等，果實(shí)通常較小，極易落粒和破裂，較少被利用，果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力也大多為弱。雖然東亞種群里面的一些種類演化時(shí)間比歐亞種群和種間雜種中的種質(zhì)要更加久遠(yuǎn)，如蘡薁葡萄最早以“六月食郁及薁”在《詩經(jīng)·豳風(fēng)·七月》中便有記載，它們經(jīng)歷了較長時(shí)間的自然選擇和演化，在不同的自然環(huán)境中呈現(xiàn)出葉片大小、著色深淺等不同的生態(tài)類型，但是試驗(yàn)中不同蘡薁株系仍較大程度的保留了野生特性，特別是果實(shí)的性狀，果穗較為稀疏松散，果粒小，果皮薄，種子多，顏色紫黑色，且果實(shí)成熟后易從樹體上掉落。自然選擇和人工選擇下果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力會(huì)沿著不同的方向發(fā)生演化，自然選擇更多保留了果實(shí)易破裂、易落粒、種子多的特點(diǎn)[20]，便于種群繁衍，而人工馴化則向著耐貯運(yùn)、抗病、無核等方向?qū)ψ匀环N類進(jìn)行馴化或選育。

葡萄采后因水分損失、果膠物質(zhì)降解及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)轉(zhuǎn)變[24]而腐爛、變質(zhì)喪失其商品性[21]。以1-MCP處理可以推遲梨[14]、樹莓、香蕉、蘋果、獼猴桃、草莓、柿子[22-27]等果實(shí)軟化進(jìn)程，提高果實(shí)采后貯藏中的果實(shí)耐壓力。在植株的果實(shí)生長發(fā)育期，進(jìn)行環(huán)剝[28]、噴施鈣、硼肥[29]、殼寡糖[30]等處理可以使果實(shí)采后維持較高的硬度，提高果實(shí)的貯藏品質(zhì)。雖然上述措施可以在一定程度上延緩果實(shí)軟化進(jìn)程，減少損傷，但要真正解決貯運(yùn)問題還需從品種本身入手，用果實(shí)耐拉力和果實(shí)耐壓力強(qiáng)的種質(zhì)進(jìn)行品種改良和新品種選育才會(huì)得到徹底改善。

通過對(duì)600份葡萄種質(zhì)的果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力相關(guān)性進(jìn)行分析，從中篩選出耐貯性較好的葡萄種質(zhì)，并以此改良現(xiàn)有葡萄品種，培育耐貯葡萄新品種對(duì)葡萄產(chǎn)業(yè)有重要意義。前人研究認(rèn)為，葡萄果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力與果樹成熟度呈負(fù)相關(guān)，同時(shí)還與果肉質(zhì)地、硬度等多種因素有關(guān)[5,31-33]，但是果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力之間不存在相關(guān)性[22]。而本研究以歐亞、東亞、北美3個(gè)葡萄種群和種間雜種共600份種質(zhì)證實(shí)了葡萄的果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力二者存在極顯著的正相關(guān)性。在今后的育種工作中除了有無種核、香味、顏色[34-35]等性狀還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)果實(shí)耐壓力和果柄耐拉力的重視，可以利用本研究篩選出的7份種質(zhì)進(jìn)行改良品種或者選育耐貯葡萄新品種。