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  福建农业学报  2019, Vol. 34 Issue (7): 790-795    DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.07.006
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颜少宾, 金光, 张妤艳, 等. 套袋对桃果实发育后期果皮类胡萝卜素的影响[J]. 福建农业学报, 2019, 34(7): 790-795.
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YAN S B, JIN G, ZHANG Y Y, et al. Effect of Bagging on Carotenoids in Peels of Peaches at Maturing Stages[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2019, 34(7): 790-795.
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基金项目

福建省科技计划项目——省属公益类科研院所基本科研专项(2017R1013-7);国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-30-Z-07);福建省财政专项——福建省农业科学院创新团队建设项目(STIT2017-1-4)

通讯作者

俞明亮(1965-), 男, 博士, 研究员, 主要从事桃种质资源和育种研究(E-mail:mly1008@aliyun.com)

作者简介

颜少宾(1988-), 女, 硕士, 助理研究员, 主要从事桃种质资源和果实品质研究(E-mail:ysb2010_good@163.com)

文章历史

收稿日期: 2018-06-05 初稿
2019-03-20 修改稿
套袋对桃果实发育后期果皮类胡萝卜素的影响
颜少宾 1,2, 金光 1, 张妤艳 2, 马瑞娟 2, 俞明亮 2     
1. 福建省农业科学院果树研究所, 福建 福州 350013;
2. 江苏省农业科学院果树研究所, 江苏 南京 210014
摘要:【目的】 为了提高黄肉桃果实的外观品质,通过合理套袋科学指导黄肉桃生产栽培。【方法】 以图八德黄肉桃为试材,于盛花后50 d分别进行黄色单层袋、外黄内黑双层袋果实套袋,以不套袋处理为对照。盛花后98、105、110 d测定图八德果实发育后期果实的单果重、果皮色差、类胡萝卜素含量的变化。【结果】 两个套袋处理均显著提高了图八德果皮的光泽度和色彩鲜艳度,但对果实大小没有显著影响。与对照相比,黄色单层袋处理使果皮叶黄素含量在盛花后98 d显著升高,105 d时显著降低;而外黄内黑双层袋处理显著降低果皮叶黄素含量;果实成熟时,其含量均接近0。黄色单层袋处理显著降低了果皮玉米黄素的含量;在盛花后98 d时,外黄内黑双层袋处理对玉米黄素的含量没有影响,而在盛花后105、110 d时,显著降低玉米黄素的含量。两个套袋处理对果皮β-隐黄质含量的影响不明显。黄色单层袋处理对α-胡萝卜素含量的影响不明显;外黄内黑双层袋处理显著提高α-胡萝卜素含量。两个套袋处理的β-胡萝卜素的含量在盛花后98、105 d与CK差异不显著(P>0.05);果实成熟时,两个套袋处理均显著提高了果皮β-胡萝卜素的含量。尤其是外黄内黑双层袋处理后,果皮β-胡萝卜素的含量提高了6.69 mg·hg-1。【结论】 建议在田间栽培管理上,对黄肉桃进行外黄内黑双层袋套袋栽培,可提高黄肉桃果皮光泽度和色彩鲜艳度以及α-胡萝卜素、β-胡萝卜素含量。
关键词    套袋    类胡萝卜素    单果重    色差    
Effect of Bagging on Carotenoids in Peels of Peaches at Maturing Stages
YAN Shao-bin1,2, JIN Guang1, ZHANG Yu-yan2, MA Rui-juan2, YU Ming-liang2     
1. Fruit Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou, Fujian 350013, China;
2. Fruit Institute, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing, Jiangsu 210014, China
Abstract: 【Objective】 To enhance the coloration of yellow peaches by bagging the fruits on the trees. 【Method】 Yellow single-layer or yellow-and-black two-layer paper pouches were used to cover the Tubade peaches 50 d after full bloom, in comparison with no bagging as CK. The individual fruit weight as well as the chromatic aberration and carotenoids content of peel were measured in the late peach developmental stages. 【Result】 Either of the applied bagging material could enrich the glossiness and saturation of the peels with no effect on fruit weight. The yellow pouches did not exert a consistent effect on xanthophylls, whereas, the two-layer pouches significantly reduced the content in the peels as compared to CK. Upon ripening, the xanthophylls contents of all treatments were close to 0. The yellow pouches significantly reduced the zeaxanthins, whereas, the two-layer pouches showed no effect on it 48 d but significantly reduced the content 55 d and 60 d after bagging. There was no significant effect on β-cryptoxanthin by the bagging or on α-carotene in peels of the fruits covered by the yellow pouches. However, the two-layer pouches significantly increased the α-carotene content than CK. Both bagging treatments significantly raised the β-carotene content in peels of the ripe fruits but not significantly (P>0.05) as compared with CK on 48 d or 55 d after the treatments, which was 6.69 mg·hg-1 higher than CK with two-layer treatment at riping stage. 【Conclusion】 Bagging the peaches on trees cultivated on an orchard with the yellow-outside-and-black-inside paper pouches could increase glossiness and as well as the contents of α-carotene and β-carotene on the peels improving the appearance of the fruits.
Key words: peach    bagging    carotenoids    fruit weight    chromatic aberration    
0 引言

【研究意义】桃Amygdalus persica L.属于蔷薇科Rosaceae李属Prunus L.桃亚属Amygdalus L.多年生落叶果树。按果肉颜色划分有白肉、黄肉和红肉桃。黄肉桃果实成熟后果皮果肉均含有丰富的类胡萝卜素,在清除自由基[1]、延缓衰老[2]、提高人体免疫力[3]、防癌抗癌[4]等方面起着重要的作用。因人体自身不能合成类胡萝卜素,且人体补充化学合成的β-胡萝卜素对防病抗癌没有效果[5],所以优质黄肉桃越来越深受广大消费者喜爱。果皮颜色是影响优质黄肉桃外观品质最重要的指标之一,通过套袋等措施提高黄桃果皮类胡萝卜素含量的研究有着重要的作用。【前人研究进展】果实套袋是优质无公害果的生产途径和技术措施之一。它不仅可以防病虫害、减少喷药次数、减轻农药污染、实现现代化绿色健康生态种植,而且还可以改善果皮外观品质、防止或减轻裂果、提高经济效益[6-7],在桃生产中广泛应用。果皮的呈色主要是叶绿素、类胡萝卜素和花青素三者共同作用的结果[8]。王少敏等[9]研究表明,红富士果实套袋后,3种色素含量明显低于对照。王安柱等[10]和陈栋等[11]研究均表明,套袋降低成熟期桃果实果皮中叶绿素和类胡萝卜素含量,提高桃果实果皮中花青苷含量,说明套纸袋有利于桃果实底色退绿和着色。这是由于套袋后,果实处于弱光环境,叶绿素迅速降解,影响果实的同化和呼吸作用,使类胡萝卜素的合成受阻。【本研究切入点】目前,套袋对果实成熟期类胡萝卜素总含量变化研究已很多,而对黄肉桃果实发育后期果皮类胡萝卜素各个成分的变化研究较少。【拟解决的关键问题】本试验拟对黄肉桃进行套袋处理,从而进一步分析套袋的弱光环境下黄肉桃果实发育后期果皮类胡萝卜素成分的变化规律,指导黄肉桃生产栽培中科学合理的套袋处理,以提高黄肉桃果实外观品质及其经济价值。

1 材料与方法 1.1 试验材料

试验材料为树体健壮、长势基本一致的7年生黄肉桃品种图八德,砧木均为毛桃,定植株行距3 m×5 m,树形呈自然开心形,南北行向,常规栽培措施管理,种植于国家果树种质南京桃资源圃。

试验用纸袋:黄色单层纸袋(透光率46.66%,规格198 mm × 153 mm,购自平度市金禾裕农果袋厂);外黄内黑双层袋(透光率0%,规格198 mm × 153 mm,购自莱阳市爱华果袋厂),以不套袋为对照。

所用试剂丙酮、甲醇、甲基叔丁基醚、叶黄素、β-隐黄质、β-胡萝卜素、β-阿朴-8-胡萝卜醛、α-胡萝卜素、玉米黄素,均为分析纯及以上级别。

1.2 试验方法

在盛花后50 d,选取大小、发育相对一致的正常图八德桃果实进行2种套袋处理,即黄色单层袋(处理I)、外黄内黑双层袋(处理Ⅱ)套袋处理,以不套袋作为对照(CK)。套袋前进行疏果,留果量基本一致,并喷施杀虫杀菌剂。果面开始转色为第一个采样点;之后每隔1周采1次,直至果实成熟。即在盛花后98、105、110 d进行采样。每处理按东、西、南、北4个方位随机采取果实10个,迅速带回实验室,进行果实重量、色差的测定。后将果皮取下,混合后液氮速冻,于-20℃保存备用。重复3次。

1.3 指标测定 1.3.1 果实重量

采用TE124S电子天平测定果实的单果重,每个处理测10个果,重复3次,取平均值。

1.3.2 果皮色差

采用Color Quest XE色差计测定果皮的色差a、b、L值,根据公式计算c、h值[12]

1.3.3 类胡萝卜素成分及其含量的测定

果皮类胡萝卜素标准曲线的制备:以0.005、0.01、0.05、0.10、0.25、0.50、0.75、1.00、5.00 mg·L-1的标准使用溶液制作标准曲线。

果皮类胡萝卜素成分的提取测定方法[13]:以丙酮为有机提取剂,不经过皂化直接提取。经过0.22 mm有机滤头过滤,采用YMC-C30色谱柱进行测定,流动相A:甲醇,流动相B:甲基叔丁基醚,流动相C:水;流速:1.0 mL·min-1;UV 450 nm;温度为25℃;时间:100 min;进样:20 μL;梯度冲洗:0~90 min,81%A/15%B/4%C~6%A/90%B/4%C;92 min,81%A/15%B/4%C。

1.4 数据处理

采用Excel和SPSS 12.0软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析 2.1 套袋对黄肉桃果实发育后期果实大小的影响

果实生长发育后期,图八德果实的增长趋于平缓。从图 1可以看出,套袋降低果实发育后期果实的平均单果重,但与CK差异不显著。

图 1 套袋对图八德果实发育后期单果重的影响 Fig. 1 Effect of bagging on fruit weight of Tubade peaches in later developmental stages 注:CK为对照,即不套袋处理; Ⅰ为套黄色单层袋处理,Ⅱ为套外黄内黑双层袋处理。不同字母表示在同一发育阶段中不同处理条件下差异显著(P < 0.05)。表 1图 2图 3同。 Note:CK indicates no bagging for comparison with treatments; Ⅰ.yellow single-layer pouches; Ⅱ.yellow-black two-layer pouches. Data with different letters in a same row represent significant difference at 0.05 level among different treatments in a same developmental stage.The same as Table 2, Fig. 2, Fig. 3.
表 1 不同套袋对图八德果皮色差的影响 Table 1 Effect of bagging on chromatic aberration of Tubade peach peels in same developmental stage
图 2 不同套袋对图八德果实发育后期果皮颜色的影响 Fig. 2 Effect of bagging on color of Tubade peach peels in later developmental stage
图 3 套袋对图八德果实发育后期果皮类胡萝卜素成分的影响 Fig. 3 Effect of bagging on carotenoids content of Tubade peach peels in later developmental stage
2.2 套袋对黄肉桃果实发育后期果皮色差的影响

果实生长发育后期,套袋对图八德果皮色差有着很大影响。从表 1可以看出,套袋显著降低了果皮色差a(红色饱和度)值、显著提高果皮色差b(黄色饱和度)值、c(色彩饱和度)值、L(亮度)值、h(色度角)值。从图 2也可以看出,套袋对图八德果皮着色有着较大的影响,肉眼观察结果与Color Quest XE色差计测定的结果相一致。说明套袋后,果皮的红颜色逐渐降低,而黄颜色逐渐升高,且套外黄内黑双层袋处理的效果表现得更为明显。

2.3 套袋对黄肉桃果实发育后期果皮类胡萝卜素成分的影响

图 3可以看出,随着果实的生长发育,图八德果皮叶黄素含量逐渐降低,玉米黄素、β-隐黄质、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素含量逐渐增加。套袋处理后,不同纸袋对果皮类胡萝卜素的不同成分影响存在差异,具体如下:

图 3可知,黄色单层袋处理对果皮叶黄素含量在盛花后98 d与对照差异不显著,但盛花后105 d显著高于对照;外黄内黑双层袋处理明显降低了果皮叶黄素含量,盛花后98、105 d均显著低于对照;果实成熟时,2个处理与CK组均不存在显著性差异,其含量均接近0。黄色单层袋处理显著降低了各时期果皮玉米黄素的含量;外黄内黑双层袋处理对盛花后98 d玉米黄素的含量没有影响,而在盛花后105、110 d时,外黄内黑双层袋处理显著降低了玉米黄素的含量。随着果实生长发育,黄色单层袋处理逐渐降低β-隐黄质的含量,外黄内黑双层袋处理提高了β-隐黄质的含量,但两个处理与CK组相比均不存在显著性差异。黄色单层袋处理对α-胡萝卜素含量的影响不明显;外黄内黑双层袋处理显著提高α-胡萝卜素的含量。两个套袋处理提高了β-胡萝卜素的含量,但与CK组相比,在盛花后98、105 d均不存在显著性差异;果实成熟时,两个套袋处理均显著提高了果皮β-胡萝卜素的含量。尤其是外黄内黑双层袋处理后,果皮β-胡萝卜素的含量提高了6.69 mg·hg-1

3 讨论与结论

套袋对果实的影响存在较大差异。王安柱等[10, 14]对秦王桃和秦光2号油桃的套袋试验表明,套单层双色纸袋和双层双色纸袋均会增加果实单果重。李斌等[15]用1、2、3层的橘黄色果袋对湖景蜜露桃果实进行套袋,结果表明套袋会降低果实单果重;郭宝林等[16]采用不同牌子的单层袋和双层袋对燕红桃进行套袋处理,也得到类似的结果。沈玉英等[17]用白袋、黄袋、橘红袋和报纸袋对湖景蜜露进行套袋处理,结果表明前三者果袋均降低果实的单果重,而套报纸袋的果实与对照无区别。本试验结果表明,套袋处理降低图八德果实平均单果重,但套袋处理与CK组不存在显著性差异,说明黄色单层袋和外黄内黑双层袋对图八德果实大小没有影响。由此可见,套袋对果实大小的影响不尽相同,可能是由于试验的品种不同,加之果袋类型较多,所得结果存在差异。

套袋后,果实处于弱光条件,花青素合成过程中的酶如苯丙氨酸氨解酶(PAL)、查儿酮合成酶(CHS)、类黄酮-3-O-葡糖基转移酶(UFGT)等的表达将受到抑制,花青苷的合成也因此受阻,叶绿素的简单酚类物质的合成也受到抑制,因此果实表面呈现黄化乳白色[18]。本文也得到类似的结果,即套袋处理后,果皮红颜色a值减小,黄颜色b值增加,色彩饱和度c值增加,果皮亮度L值增加,说明套袋处理提高了果皮光泽度和色彩鲜艳度,与马瑞娟等[19]、陈巍等[20]研究结果一致。这是由于套袋为果实的生长发育提供了一个相对稳定的环境,使果实免于风雨、药剂和机械摩擦的伤害,减小外界环境对果实的影响。同时,陈军等[21]对红富士苹果套袋研究也表明,套袋后果皮结构会发生改变,表皮细胞增大,排列相对紧密,从而改善果皮光洁度,提高了果实外观品质。

本试验表明,不同套袋处理对图八德果皮中5种类胡萝卜素成分的含量有着不同的影响。在类胡萝卜素代谢中,β-羟基酶(β-HY)分别以α-胡萝卜素、β-胡萝卜素为底物合成叶黄素、玉米黄素和β-隐黄质[22]。果实套袋后,β-羟基酶(β-HY)活性受弱光环境的影响,导致活性降低,从而促进了α-胡萝卜素、β-胡萝卜素的积累,减缓或阻碍了叶黄素、玉米黄素和β-隐黄质的形成和积累。且外黄内黑双层袋处理的结果比黄色单层袋处理的更为显著,与前人[23-24]研究结果相似,均表明β-羟基酶(β-HY)基因的表达调控与光合作用有关。Mc Elroy等[25]研究发现,叶黄素循环库在高光下变大,低光下变小;而β-胡萝卜素含量在高光下减少,低光下增多,也说明弱光有利于β-胡萝卜素的积累。

综合以上试验结果分析,本研究建议田间栽培管理上,对黄肉桃进行外黄内黑双层袋套袋栽培,在提高了果皮光泽度和色彩鲜艳度的基础上,进一步提升其α-胡萝卜素、β-胡萝卜素含量。

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