李文絮，曹曉云，汪曉謙

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，遼寧 110866）

南紅梨為南果梨的紅色芽變品種，因其擁有漂亮的紅色外觀及良好的經(jīng)濟(jì)效益，在遼南地區(qū)得到廣泛的栽培和推廣。受到光照、溫度、濕度、紫外線強(qiáng)度和肥水條件等多種因素的影響，生產(chǎn)上自然著色的果實(shí)通常伴隨著褐斑嚴(yán)重和著色不良等問題，造成了果實(shí)外觀品質(zhì)的下降，進(jìn)而影響了果實(shí)商品性。因此，探索促進(jìn)果皮著色的調(diào)控措施，對(duì)于果實(shí)品質(zhì)提升有重要的產(chǎn)業(yè)意義。

果皮紅色主要由花青素的合成與積累所致。許多植物生長調(diào)節(jié)劑被證明參與了花青素的調(diào)控，如5-氨基乙酰丙酸（ALA），它是一種新型的天然植物生長調(diào)節(jié)劑[1]，對(duì)植物光合作用有促進(jìn)作用，可調(diào)節(jié)植物生長，緩解環(huán)境脅迫對(duì)植物的傷害。同時(shí)，多項(xiàng)研究表明，外源ALA 處理可顯著促進(jìn)蘋果[2]、葡萄[3]、荔枝[4]等果實(shí)的著色，并對(duì)花青素合成相關(guān)基因的表達(dá)水平有明顯的上調(diào)作用[5]。此外，糖信號(hào)及Ca、K、P 等元素在果實(shí)品質(zhì)形成及著色過程中也發(fā)揮了關(guān)鍵作用。糖可作為信號(hào)分子調(diào)控花色苷合成相關(guān)酶和基因的表達(dá)而影響果實(shí)的著色，使用50 mmol/L 蔗糖處理草莓果實(shí)，可顯著提高其花青素含量[6]。果實(shí)采前噴布葉面肥也可以促進(jìn)著色、提升品質(zhì)。甜櫻桃在成熟前噴布鈣肥可提高果皮中花青素含量[7]。

目前，關(guān)于ALA 對(duì)梨果皮著色效應(yīng)的研究尚未見報(bào)道。本研究以南紅梨為試材，通過不同濃度的ALA 與氯化鈣、蔗糖等配合施用，研究ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對(duì)南紅梨果實(shí)品質(zhì)及果皮花青素代謝的影響，篩選合理的外源處理配方，為改善南紅梨果皮色澤、提升果實(shí)品質(zhì)提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2021年9月在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹科研基地進(jìn)行。選擇生長健壯、樹勢(shì)一致、能夠正常開花結(jié)果的8 年生南紅梨樹作為試驗(yàn)材料，并采用常規(guī)栽培措施進(jìn)行管理。試驗(yàn)藥劑包括：ALA（摩萊化學(xué)）、氯化鈣（畢得醫(yī)藥）、蔗糖（Aladdin）、磷酸二氫鉀（麥克林）等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)[8]并結(jié)合前期試驗(yàn)，該試驗(yàn)共設(shè)置4 個(gè)處理（表1）。2021 年9 月10 日對(duì)南紅梨全樹噴布藥劑處理，以噴布蒸餾水的樹體作為對(duì)照（CK），各處理藥劑按1∶1 混合噴施，每株樹噴施1 L 左右。于處理后第7 d 隨機(jī)取樣，每個(gè)重復(fù)取30 個(gè)果實(shí)，用于指標(biāo)測(cè)定。

表1 試驗(yàn)處理

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)及方法

果實(shí)可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定，可溶性固形物含量使用WAY-2S 阿貝折射儀[9]（上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司）測(cè)定，果實(shí)硬度使用硬度計(jì)測(cè)定，可滴定酸含量采用酸堿滴定法測(cè)定[10]。

果實(shí)色澤指標(biāo)紅綠色差指標(biāo)（a*）、黃藍(lán)色差指標(biāo)（b*）、果實(shí)亮度（L*）用手持色差計(jì)（深圳市三思時(shí)科技有限公司）測(cè)定，并計(jì)算色澤飽和度（C）、色調(diào)角（h°）和果實(shí)顏色指數(shù)（CIRG）。

果皮葉綠素含量的測(cè)定參照王鳳婷等[12]的方法，果皮花青素含量的測(cè)定參照王惠聰?shù)萚13]的方法。所有試驗(yàn)重復(fù)3次，記錄所測(cè)定的數(shù)據(jù)。

采用CTAB 法提取果皮中的總RNA，并對(duì)提取的RNA 質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)使用PrimeScript RT 試劑盒（Takara，中國）對(duì)驗(yàn)證合格的RNA 進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄。

在定量PCR 儀上檢測(cè)基因相對(duì)表達(dá)量。從NCBI網(wǎng)站中獲得ANS、UFGT、GST及MYB10基因序列，使用DNAMAN 軟件設(shè)計(jì)所需引物（表2），參考qRT-PCR 試劑盒的PCR 體系和反應(yīng)程序進(jìn)行相對(duì)表達(dá)量分析。

表2 qRT-PCR 所用引物

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2019 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和繪圖，使用SPSS 23.0 軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響

由表3 可以看出，與對(duì)照相比，T1、T2、T3處理對(duì)果形指數(shù)均未產(chǎn)生影響，T2、T3 處理顯著影響了果實(shí)可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸含量和果實(shí)硬度。T2、T3 處理可溶性固形物含量和可溶性糖含量均顯著增加，分別增加了7.61%、7.04%和27.55%、29.17%；可滴定酸含量和果實(shí)硬度均顯著低于對(duì)照，分別降低了12.24%、12.24%和13.06%、19.22%。

表3 ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對(duì)南紅梨果實(shí)品質(zhì)的影響

2.2 ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對(duì)果實(shí)色澤指標(biāo)的影響

著色指標(biāo)可直接反映果實(shí)著色情況[14]。由表4可知，與對(duì)照相比，T2、T3 處理均顯著提高了a*，且T3 處理a*最大，顏色最紅。T2 和T3 處理的b*、C、h°均顯著低于對(duì)照。T3 處理的CIRG 最大，效果最好。結(jié)果表明，300 mg/L ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對(duì)南紅梨果實(shí)著色有較好的促進(jìn)作用。

表4 ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對(duì)南紅梨果實(shí)色澤指標(biāo)的影響

2.3 ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對(duì)果皮花青素和葉綠素含量的影響

果實(shí)成熟過程中葉綠素含量下降，花青素含量上升，有利于果實(shí)著色[15]。如圖1 所示，與對(duì)照相比，T1 處理葉綠素含量和花青素含量差異不顯著，T2、T3 處理均顯著降低了南紅梨果皮中葉綠素含量，并顯著提高了花青素含量，其中T3 處理效果最好，更有利于南紅梨果實(shí)著色。

圖1 ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對(duì)南紅梨果皮葉綠素和花青素含量的影響

2.4 ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對(duì)花青素合成相關(guān)基因表達(dá)的影響

在前期試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對(duì)花青素相關(guān)合成基因表達(dá)的影響。如圖2 所示，與對(duì)照相比，T2、T3 處理均顯著上調(diào)了果皮中ANS、UFGT、GST、MYB10基因的表達(dá)水平，尤其是T3 高濃度ALA 與氯化鈣、蔗糖配施處理的效果更顯著。說明ALA 與氯化鈣、蔗糖配施可能通過提高花青素相關(guān)合成基因ANS、UFGT、GST和MYB10的表達(dá)來促進(jìn)果實(shí)著色。

圖2 ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對(duì)南紅梨花青素合成相關(guān)基因表達(dá)的影響

3 討論與結(jié)論

ALA 作為細(xì)胞內(nèi)生物合成的一種前體物質(zhì)，普遍分布于各類生物體內(nèi)[16]。它是植物代謝活躍的生理活性物質(zhì)，與生命活動(dòng)密切相關(guān)。本試驗(yàn)通過噴施不同濃度的ALA 復(fù)合藥劑研究其對(duì)南紅梨果實(shí)品質(zhì)及著色的影響，結(jié)果表明ALA 處理可提升南紅梨的果實(shí)品質(zhì)、促進(jìn)果皮著色。郭磊等[17]研究發(fā)現(xiàn)，以ALA 溶液涂布桃品種早白花果實(shí)后可促進(jìn)果皮花色素苷提前合成。肖長城等[18]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)云紅梨2 號(hào)進(jìn)行外源ALA 浸泡處理可明顯促進(jìn)果皮著色。本研究與前人研究結(jié)果一致，經(jīng)過ALA 處理的南紅梨果實(shí)品質(zhì)、果皮色澤均優(yōu)于對(duì)照，證明了外源ALA 處理可有效促進(jìn)果皮著色，并對(duì)果實(shí)品質(zhì)的提升有積極作用。

花青素積累通常與花青素相關(guān)合成基因的表達(dá)存在相關(guān)性[19]。本研究發(fā)現(xiàn)，ALA 與氯化鈣、蔗糖配施顯著促進(jìn)了ANS、UFGT、GST及MYB10基因的表達(dá)。這與已有的相關(guān)研究一致，ALA 能誘導(dǎo)離體蘋果果皮的花青素合成基因如PAL、CHS、DFR和UFGT以及轉(zhuǎn)錄因子如MYB、bHLH和WD40的表達(dá)[20]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，ALA 處理后，ANS、UFGT、GST、MYB10等花青素相關(guān)合成基因表達(dá)顯著上升，這可能是促進(jìn)果皮著色的主要原因。另外，ALA 為光敏色素的合成前體[21]，光敏色素能提高果實(shí)對(duì)光的敏感度，其具體原因仍需要深入的研究。

本研究于南紅梨果實(shí)轉(zhuǎn)色期對(duì)果實(shí)進(jìn)行不同濃度的ALA 與氯化鈣、蔗糖配合施用，發(fā)現(xiàn)其對(duì)南紅梨果實(shí)品質(zhì)及果皮著色均有不同程度的促進(jìn)作用。其中，300 mg/L ALA 與氯化鈣、蔗糖等配施處理可顯著提高南紅梨果實(shí)可溶性固形物含量、可溶性糖含量、CIRG 和果皮花青素含量，同時(shí)顯著降低了果實(shí)可滴定酸含量、果實(shí)硬度及果皮葉綠素含量。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，ALA 與氯化鈣、蔗糖配施顯著促進(jìn)了花青素相關(guān)合成基因ANS、UFGT、GST及MYB10的表達(dá)，這可能是外源ALA 促進(jìn)花青素積累的主要原因，具體機(jī)制亟待進(jìn)一步的研究。