不同顏色果袋對(duì)‘金冠’果皮葉綠素含量及品質(zhì)的影響

張修德，宋成秀，厲恩茂，李壯，李敏，程存剛，安秀紅

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)部園藝作物種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧興城 125100)

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不同顏色果袋對(duì)‘金冠’果皮葉綠素含量及品質(zhì)的影響

張修德，宋成秀，厲恩茂，李壯，李敏，程存剛，安秀紅

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)部園藝作物種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧興城 125100)

【目的】研究不同顏色果袋對(duì)‘金冠’果皮著色及品質(zhì)的影響，為‘金冠’有色果袋的應(yīng)用和生產(chǎn)提供科學(xué)參考?！痉椒ā糠謩e用藍(lán)色、紅色、綠色雙層果袋處理蘋果，以小林袋作對(duì)照。測(cè)定果袋光譜、透光率、果實(shí)色澤以及可溶性固形物、可滴定酸、VC等果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)。【結(jié)果】果袋的透光率與果皮外觀色澤有密切關(guān)系，不同顏色果袋透光率存在差異，透光率大小順序?yàn)椋核{(lán)袋>紅袋>綠袋>小林袋。隨著果袋透光率的降低，反映果實(shí)光澤明亮度的L*值在不斷增大，而反映果實(shí)綠色飽和度的a*值和果實(shí)黃色飽和度b*值呈下降的趨勢(shì)。內(nèi)在品質(zhì)方面，不同顏色果袋處理的成熟果實(shí)，可溶性固形物、可滴定酸、VC均存在差異?！窘Y(jié)論】透光率較高的藍(lán)色果袋和紅色果袋有利于果皮葉綠素的積累，使果面黃色、綠色飽和度增強(qiáng)；果實(shí)可溶性固形物、可滴定酸、VC含量均高于對(duì)照小林袋處理，更有利于‘金冠’果實(shí)品質(zhì)的形成。

蘋果；果袋顏色；葉綠素；品質(zhì)

0 引 言

【研究意義】‘金冠’又被稱為金帥、黃元帥、黃香蕉，因其具有豐產(chǎn)性高、適應(yīng)性強(qiáng)、果實(shí)品質(zhì)優(yōu)良、栽培技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，成為世界蘋果主栽品種之一。當(dāng)前‘金冠’在我國(guó)華北、西南、西北等蘋果產(chǎn)區(qū)都有一定栽植面積，在調(diào)節(jié)果品市場(chǎng)方面起著重要作用[1-3]。然而，在大部分產(chǎn)區(qū)，尤其是幼果期低溫濕潤(rùn)地區(qū)和沿海地區(qū)，‘金冠’果面常常會(huì)形成大量銹斑，嚴(yán)重時(shí)會(huì)銹斑連片，導(dǎo)致果實(shí)表面粗糙，使果實(shí)商品價(jià)值大大降低，導(dǎo)致其發(fā)展受到很大限制[4-7]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前防止‘金冠’蘋果果銹發(fā)生的簡(jiǎn)便有效方法是對(duì)果實(shí)進(jìn)行套袋，可以極大地減少果銹發(fā)生，能基本保證果實(shí)不生果銹，無(wú)銹果率能達(dá)到90%～100%[8]。果實(shí)套袋效益高，成本低，適于大面積推廣，并且能夠使果實(shí)果面潔凈，色澤鮮明，農(nóng)藥殘留減少，果品商品性得到提高，是目前生產(chǎn)無(wú)公害果品的一條有效途徑[9-10]。套袋雖然能夠改善果實(shí)的外觀品質(zhì)，但是不利于果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的形成。研究表明，大多數(shù)套袋技術(shù)使果實(shí)生長(zhǎng)的微域環(huán)境(光照、溫度、水分和氣體等)發(fā)生改變[11-12]，引起果實(shí)的物質(zhì)代謝發(fā)生變化，進(jìn)而影響果實(shí)內(nèi)含物的形成，例如套袋使果實(shí)的糖、酸、VC等物質(zhì)含量下降，風(fēng)味變淡，最終導(dǎo)致果實(shí)的內(nèi)在品質(zhì)變差[13-16]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】前人研究表明，草莓[17]、葡萄[18]、梨[19-20]、番茄[12]等物種上都進(jìn)行過(guò)不同顏色果袋處理的相關(guān)試驗(yàn)，不同顏色果袋處理可以改變袋內(nèi)微環(huán)境、果實(shí)著色和果實(shí)品質(zhì)。蘋果的果袋應(yīng)用已經(jīng)非常普及，但相關(guān)試驗(yàn)研究相對(duì)較少?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】試驗(yàn)以‘金冠’蘋果為研究試材，在有效防止果銹發(fā)生的同時(shí)，研究不同顏色果袋對(duì)果皮著色及果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響，篩選出能最小降低果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的果袋，為‘金冠’有色果袋的應(yīng)用提供一些理論基礎(chǔ)，為其優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)于2014～2015年在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所砬山基地進(jìn)行，試驗(yàn)材料為10年生‘金冠’蘋果。6月10日謝花30 d后開始全園套袋，果袋均為雙層紙袋，按照顏色不同設(shè)3個(gè)處理，分為藍(lán)袋、紅袋、綠袋，以蘋果生產(chǎn)上普遍使用的小林袋作對(duì)照。套袋后果園常規(guī)管理，直至10月上旬果實(shí)成熟采收。按照每個(gè)處理在樹體4個(gè)不同方位分別取3個(gè)果的原則進(jìn)行取果，立即用手術(shù)刀切取少量果皮分袋包裝，液氮凍存，用于總RNA的提取。

1.2 方 法

選擇留果量差別不大、樹冠大小相近的植株為試驗(yàn)樹，對(duì)果實(shí)進(jìn)行不同顏色果袋處理，每種果袋至少套3株，每株試驗(yàn)樹進(jìn)行4種果袋處理。套袋時(shí)確保幼果處在果袋的中央部位，使果實(shí)呈懸空狀態(tài)。

果袋光譜測(cè)定利用北京歐普特科技公司生產(chǎn)的光纖光譜儀測(cè)定，果袋透光率測(cè)定利用臺(tái)灣泰仕公司的數(shù)位式照度計(jì)(TES-1332)測(cè)定，通過(guò)測(cè)定紙袋內(nèi)外光照強(qiáng)度確定透光率。

果實(shí)色澤測(cè)定用日本MINOLTA公司CR-400全自動(dòng)色差計(jì)測(cè)定，測(cè)量直徑8 mm，D65光源，白色標(biāo)準(zhǔn)色校準(zhǔn)。采用國(guó)際照明組織CIE制定的均勻色空間L*、a*、b*表色系統(tǒng)評(píng)價(jià)果實(shí)色澤。每個(gè)處理取10個(gè)果實(shí)，測(cè)定每個(gè)果實(shí)對(duì)稱兩面。L*值代表果面亮度，L*越大，表示亮度越高，反之越低，+a*代表紅色飽和度，-a*代表綠色飽和度；+b*代表黃色飽和度，-b*代表青色飽和度。

利用RNeasy Plant Mini Kit(QIAGEN)試劑盒提取蘋果果皮總RNA。經(jīng)過(guò)瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)RNA完整性，并用分光光度計(jì)測(cè)定RNA濃度。以蘋果總RNA為模板，參照反轉(zhuǎn)錄試劑盒Prime ScriptTM RT Reagent Kit with gDNA Eraser(Takara)反轉(zhuǎn)錄得到cDNA第1條鏈，用于定量分析，檢測(cè)葉綠素合成相關(guān)基因的表達(dá)量。

果皮中葉綠素含量檢測(cè)參照鄒琦[21]的丙酮比色方法進(jìn)行；調(diào)控葉綠素合成的相關(guān)基因的相對(duì)表達(dá)量檢測(cè)參照周喆等[22]的方法進(jìn)行；可溶性固形物檢測(cè)采用日本ATAGO公司PR-101α折糖儀測(cè)定；可滴定酸利用電位滴定法[23]測(cè)定；VC含量利用2,6-二氯靛酚法[23]測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同顏色果袋對(duì)透光光譜的影響

研究表明，在不同波長(zhǎng)的光照射下，不同顏色果袋的透射率是不同的。藍(lán)色果袋在藍(lán)光波長(zhǎng)下，透射率最高，為6.28%；紅色果袋在紅光范圍內(nèi)的波長(zhǎng)下，透射率最高，為5.78%；綠色果袋在綠光范圍內(nèi)的波長(zhǎng)下，透射率最高，為1.97%；小林袋不透光，不同波長(zhǎng)的光照射下，透射率均為0。表1

表1 不同果袋透射光光譜
Table 1 Spectral composition and R/FR(645 nm/735 nm) ratio of transmission light of different bags (%)

果袋種類Typeofbags紫光420nmViolet藍(lán)光470nmBlue青光500nmCyan綠光550nmGreen黃光580nmYellow橙光620nmOrange紅光700nmRed遠(yuǎn)紅光>780nmFar-red紅光/遠(yuǎn)紅光645nm/735nmRed/Far-red藍(lán)袋Bluebag12.255.853.491.571.160.812.848.150.13紅袋Redbag8.822.640.950.631.134.996.216.780.89綠袋Greenbag8.482.341.421.190.760.481.026.510.16小林袋(對(duì)照)Kobayashibag(CK)000000000

2.2 不同透光率果袋對(duì)‘金冠’蘋果果實(shí)色澤的影響

研究表明，不同顏色果袋透光率存在差異，透光率分別為：藍(lán)袋>紅袋>綠袋>小林袋。隨著果袋透光率的降低，反應(yīng)果實(shí)光澤明亮度的L*值在不斷增大，而反映果實(shí)綠色飽和度的a*值和反映果實(shí)黃色飽和度b*值卻呈下降的趨勢(shì)。套袋能夠改善了果實(shí)的光亮度，而且果袋的透光率越低，光亮度越好。表2，表3

表2 不同套袋處理及透光率
Table 2 Bagging treatments and light transmittance rates

果袋種類Typeofbags透光率Lighttransmissionofbags(%)藍(lán)袋 Bluebag6.47±0.12紅袋 Redbag4.68±0.13綠袋 Greenbag1.57±0.016小林袋(對(duì)照)Kobayashibag(CK)0

表3 不同果袋下蘋果果實(shí)外觀色澤變化
Table 3 Effects of different bags on pigments of apple

果袋種類TypeofbagsL*a*b*藍(lán)袋 Bluebag82.42±0.82b-18.20±1.29b51.20±3.28a紅袋 Redbag82.54±1.73b-18.67±2.60b52.24±3.94a綠袋 Greenbag83.86±1.98b-17.74±2.03b52.21±4.17a小林袋(對(duì)照)Kobayashibag(CK)87.47±1.39a-12.98±2.39a45.87±2.01b

2.3 不同顏色果袋對(duì)果皮葉綠素含量的影響

不同顏色果袋處理后，成熟金冠果皮葉綠素含量存在一定差異。研究表明，藍(lán)色果袋處理的果皮葉綠素含量最高(0.048 9 mg/g)；其次是紅色果袋處理(0.041 7 mg/g)；綠色果袋(0.037 3 mg/g)和小林袋(0.037 2 mg/g)處理的果皮葉綠素含量最低。圖1

圖1 不同顏色果袋下果皮葉綠素含量變化
Fig.1 Effects of different color bags on chlorophyll content in fruit skin

2.4 果實(shí)成熟期葉綠素合成途徑結(jié)構(gòu)基因表達(dá)

研究表明，成熟期不同顏色果袋的金冠果皮中葉綠素合成途徑結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)量與葉綠素含量總變化趨勢(shì)大體一致，其中HEMA1、CHLH、CAO 3個(gè)基因的表達(dá)趨勢(shì)與同時(shí)期葉綠素含量完全一致，相對(duì)表達(dá)水平為藍(lán)袋>紅袋>綠袋>小林袋；GUN和 CRD1的基因表達(dá)水平存在差異，GUN基因相對(duì)表達(dá)水平為藍(lán)袋>綠袋>紅袋>小林袋，CRD1基因相對(duì)表達(dá)水平為紅袋>藍(lán)袋>綠袋>小林袋。圖2

2.5 不同顏色果袋對(duì)果實(shí)可溶性固形物含量的影響

研究表明，不同顏色果袋處理對(duì)成熟果實(shí)中的可溶性固形物含量有一定影響，可溶性固形物含量依次為藍(lán)袋>紅袋>綠袋>小林袋，其中，藍(lán)袋處理為15.97%，紅袋處理為15.33%，綠袋處理15.47%，小林袋處理為14.75%。圖3

圖2 蘋果葉綠素合成相關(guān)基因的相對(duì)表達(dá)量
Fig.2 The relative expression of the genes encoding chlorophyll biosynthesis

圖3 不同顏色果袋下果實(shí)可溶性固形物含量變化
Fig.3 Effects of different color bags on soluble solid of fruits

2.6 不同顏色果袋對(duì)果實(shí)VC含量的影響

利用2,6-二氯靛酚法檢測(cè)不同顏色果袋處理的成熟果實(shí)中VC含量，研究表明，藍(lán)袋處理為3.939 mg/100 g，紅袋為3.636 mg/100 g，綠袋為3.606 mg/100 g，小林袋為3.455 mg/100 g。藍(lán)袋處理后VC含量最高，紅袋和綠袋處理居中，3種不同顏色果袋處理均高于小林袋。圖4

圖4 不同顏色果袋下果實(shí)VC含量變化
Fig.4 Effects of different color bags on VC of fruits

2.7 不同顏色果袋對(duì)果實(shí)可滴定酸含量的影響

不同顏色果袋處理對(duì)成熟果實(shí)中滴定酸含量影響較上述其他物質(zhì)存在一定差異：紅色果袋和綠色果袋處理的可滴定酸含量最高，分別為 0.477%和0.481%；藍(lán)色果袋居中，為0.407%；小林袋含量最低，為0.393%。圖5

圖5 不同顏色果袋下果實(shí)可滴定酸含量變化
Fig.5 Effects of different color bags on titra Table acid of fruits

3 討 論

3.1 套袋處理對(duì)果實(shí)著色的影響

果皮色素含量和果皮鮮艷程度是影響蘋果果皮著色的主要因素，果皮色澤是包括葉綠素、花青苷、類胡蘿卜素和類黃酮等物質(zhì)按照相應(yīng)比例進(jìn)行分配綜合表現(xiàn)的結(jié)果，單純某一種物質(zhì)的含量不能準(zhǔn)確描述果實(shí)的顏色[15,24-25]?！鸸凇O果屬于綠色果皮品種，幼果期果皮為綠色，成熟期果皮為黃綠色，花青苷含量很少，果皮中葉綠素含量對(duì)果實(shí)顏色起決定性作用[2]。原永兵等[26]認(rèn)為影響蘋果果實(shí)著色的主要色素物質(zhì)是葉綠素和花青苷，果實(shí)套袋后，葉綠素含量下降。程存剛等[27]研究表明，套袋使果皮葉綠素含量降低的原因在于套袋不僅抑制了果實(shí)生長(zhǎng)前期葉綠素的合成，而且促進(jìn)了果實(shí)生長(zhǎng)后期葉綠素的降解。對(duì)‘金冠’蘋果進(jìn)行套袋處理不但能夠有效防治果銹的發(fā)生[7]，而且能夠防治病蟲侵害，提高果面光潔度，降低農(nóng)藥殘留，是提高果品的商品價(jià)值、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)綠色果品的重要手段[28-29]。研究利用不同顏色果袋處理‘金冠’果實(shí)，成熟果實(shí)中基本未出現(xiàn)果銹現(xiàn)象。

植物果實(shí)內(nèi)主要色素的形成除了受到品種遺傳特性影響外，還受果實(shí)發(fā)育環(huán)境的影響[30]。葉綠素生物合成過(guò)程中需要多個(gè)基因的調(diào)控，這些基因編碼相關(guān)酶的表達(dá)，許多酶活性受光照影響[31]，而果實(shí)套袋降低了果面的光照強(qiáng)度，從而影響了果皮葉綠素的合成[32]。很多研究發(fā)現(xiàn)光質(zhì)對(duì)葉綠素的合成存在影響，不同植物葉綠素合成過(guò)程對(duì)光質(zhì)的反應(yīng)有一定差異：Bach A等[33]研究發(fā)現(xiàn)，藍(lán)光有利于風(fēng)信子愈傷組織葉綠素的形成；張瑞華等[34]研究發(fā)現(xiàn)在生姜生長(zhǎng)過(guò)程中增加藍(lán)光照射，可提高葉片中葉綠素的含量；但徐凱等[35]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)草莓葉片分別進(jìn)行藍(lán)膜和紅膜處理，結(jié)果是藍(lán)膜處理的葉片葉綠素含量低于紅膜處理。研究表明，隨著果袋透光率的增加，果實(shí)果皮葉綠素含量呈上升趨勢(shì)，藍(lán)色果袋透光率最高，而且透射光譜成分以藍(lán)紫光最高，這與藍(lán)光促進(jìn)葉綠素含量的結(jié)論相符合。不同顏色果袋對(duì)蘋果果實(shí)的外觀色澤存在一定影響，透光率最小的小林袋處理的果面明亮度較好，但是隨著果袋透光率的減弱，果實(shí)黃色、綠色飽和程度呈降低趨勢(shì)。

3.2 不同顏色果袋的光質(zhì)和透光率對(duì)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響

前人已經(jīng)對(duì)光照、果實(shí)套袋、果實(shí)品質(zhì)之間的關(guān)系進(jìn)行了很多研究，套袋降低了果面照光強(qiáng)度，果面接受的光質(zhì)也發(fā)生變化，最終導(dǎo)致果實(shí)葉綠素含量以及決定果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的糖酸等物質(zhì)的含量也隨光照強(qiáng)弱而發(fā)生變動(dòng)。套紙袋能夠改變果實(shí)周圍包括光照、溫度、水分和氣體等元素的微域環(huán)境[11,36]，影響了果實(shí)的光合能力和物質(zhì)代謝，進(jìn)而影響了決定果實(shí)品質(zhì)的成分積累。在生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)，套袋雖然能夠提高蘋果外觀品質(zhì)，但是對(duì)其內(nèi)在品質(zhì)也產(chǎn)生了不利影響。例如套袋降低了果實(shí)中可溶性糖、可滴定酸以及VC等物質(zhì)的含量，這些物質(zhì)的含量及其比值是形成果實(shí)風(fēng)味的重要因素，最終導(dǎo)致果品風(fēng)味大大降低[13,37-39]。套袋對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響比較復(fù)雜，在研究其能夠提高果實(shí)外觀品質(zhì)的同時(shí)，探索其不利于果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的機(jī)理十分必要。研究表明，蘋果的綠色果皮也具有光合能力，碳同化量是葉片的1/10，而且發(fā)生于果皮的光合產(chǎn)物能夠直接儲(chǔ)藏于果實(shí)中應(yīng)用于其生長(zhǎng)代謝[38]；因?yàn)楣恼诠庾饔?，使果?shí)的光合能力基本喪失，最終導(dǎo)致糖、酸等內(nèi)含物的積累受到抑制[13]；另外套袋后的微域環(huán)境不利于果實(shí)激素(IAA、GA)的產(chǎn)生，從而影響果實(shí)調(diào)運(yùn)光合產(chǎn)物的能力[39]；再可能是由于套袋使果面溫度升高，從而引起果實(shí)呼吸強(qiáng)度增大，碳水化合物的消耗也會(huì)增加。因此，在提高果實(shí)外觀品質(zhì)的前提下，選擇合適的果袋，盡可能降低果袋對(duì)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響顯得十分必要。研究利用不同顏色果袋對(duì)金冠蘋果進(jìn)行處理，從光質(zhì)和透光率方面研究果袋對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響，為套袋技術(shù)的改進(jìn)以及果袋的選擇提供了理論依據(jù)。

4 結(jié) 論

不同顏色果袋處理，對(duì)金冠蘋果外觀色澤和內(nèi)在品質(zhì)都存在一定影響。不同顏色果袋對(duì)透光光譜存在一定的影響，透光率較高的藍(lán)色果袋和紅色果袋有利于果皮葉綠素的積累，使果面黃色、綠色飽和度增強(qiáng)；套袋能夠改善果實(shí)的光亮度，而且果袋的透光率越低，光亮度越好；果皮葉綠素含量與其合成相關(guān)基因趨勢(shì)一致；果實(shí)可溶性固形物、可滴定酸、VC含量均高于對(duì)照小林袋處理，更有利于‘金冠’果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的形成，但是VC含量無(wú)顯著性差異，可溶性固形物和可滴定酸含量有差異。

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Fund project:Doctor Start-up Fund in Liaoning Province "Expression and Functional Identification of Repressor Gene JAZ in Apple"(201501031)

Effects of Bagging with Different Colors on Chlorophyll Content and Quality of 'Golden Delicious' Fruit

ZHANG Xiu-de，SONG Cheng-xiu，LI En-mao，LI Zhuang，LI Min，CHENG Cun-gang，AN Xiu-hong

(ResearchInstituteofPomology，ChineseAcademyofAgricultualSciences/KeyLaboratoryofFruitGermplasmResourcesUtilization,MinistryofAgriculture，XingchengLiaoning125100,China)

【Objective】 Effects of bagging with different colors on chlorophyll content and quality of 'Golden Delicious' fruit were studied so as to provide some theoretical basis for the application of colored bags and 'Golden Delicious' production.【Method】'Golden Delicious' fruit was bagged by blue, red, green and kobayashi bags. Spectral composition, light transmittance rates, fruit coloration and basic fruit quality parameters were determined using conventional methods.【Result】Significant correlation was found between light transmittance rate of bags and fruit pigmentation. The order of light transmittance was that: blue bags> red bags> green bags> kobayashi bag. With the decrease of light transmittance,L*values were increasing, whilea*values andb*values were of a downward trend. The soluble solids, titra
Table acid and VC contents were different in the apples bagged with different colors.【Conclusion】Blue and red bags with high light transmittance promoted the accumulation of chlorophyll and enhanced yellow or green saturation of fruit surface. The contents of total soluble solids, titra
Table acid and vitamin C were higher than the control treatment and they were beneficial to the internal quality formation of 'Golden Delicious'.

apple; fruit bag color; chlorophyll; quality

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.10.005

2016-03-25

遼寧省博士啟動(dòng)基金項(xiàng)目“蘋果茉莉酸信號(hào)途徑阻遏因子基因JAZ表達(dá)及功能鑒定”(201501031)

張修德(1989-)，男，山東臨沂人，碩士研究生，研究方向?yàn)楣麡渖砼c栽培，(E-mail)xdzh0827@163.com

安秀紅(1985-)，女，山東聊城人，助理研究員，博士，研究方向?yàn)楣麡渖铮?E-mail)anxiuhong2007@126.com

S661.1；S605+.9

A

1001-4330(2016)10-1801-09