不同葡萄品种果肉质地和细胞结构及生理指标分析.docx

? ? 不同葡萄品种果肉质地和细胞结构及生理指标分析 ? ? 张 雯，马依努尔·加马力，王 敏，韩守安，谢 辉，潘明启* (1 新疆农业科学院园艺作物研究所/新疆特色果蔬基因组研究与遗传改良重点实验室/农业部新疆地区果树科学观测试验站/新疆作物化学调控工程技术研究中心，乌鲁木齐 830091；2 吐鲁番市高昌区葡萄镇人民政府农技推广站，新疆吐鲁番 838000) 中国是世界最大的鲜食葡萄生产国和消费国[1,2]，目前葡萄已成为很多产区农业支柱产业，在乡村振兴中发挥着重要的作用[3]。果肉质地是果实品质的重要评价指标，不仅直接影响口感品质，同时也是果品储运特性和货架期的重要影响因素[4-6]。前人有研究认为果肉受果肉细胞结构、大小和形态等因素影响，如甜瓜果肉质地与细胞大小有关，果肉细胞越小果肉硬度越大[6]；马铃薯块茎硬度与组织细胞面积和周长显著负相关[7]；苹果的细胞圆度越大果肉硬度越高[8]，甜瓜的圆度与质构指标黏着度显著正相关[6]。同时，细胞壁成分物质和果胶酶等相关酶活性的变化也是果肉质地的重要研究方向，如琵琶果实成熟过程果肉质地变化主要与细胞壁间层果胶降解有关，不同果肉质地品种之间成熟期水溶性果胶(WSP)含量及多聚半乳糖醛酸酶(PG)和β-半乳糖苷酶(β-Gal)等果胶降解酶活性存在显著差异[9]；苹果果实细胞壁WSP含量与果肉脆度呈负相关关系[10]。传统上通常采用感官评价(品尝)的方法对果实质地进行评价，但往往存在易受人为因素干扰、难以量化等缺陷和不足[11]。质地剖面分析(TPA)等仪器分析法，可获得大量与果肉质地相关的量化数据，且具有稳定性好、重复性高等诸多优点，近年来逐渐应用在园艺作物果实质地评价过程中[12]。 目前有关葡萄果肉质地的研究主要集中在果实成熟过程中果肉软化原因分析及采后贮藏保鲜过程中质构特性变化等方面，有关不同葡萄品种果肉质地成因生理基础分析方面的研究较少。因此，本研究以质地存在明显差异的12个葡萄品种为试材，比较分析不同品种葡萄果肉TPA参数、细胞壁成分物质含量、果胶、纤维素代谢酶类活性、细胞结构和形态参数的差异及其相关关系，以期为葡萄果实品质调控技术的研发提供理论基础。 1 材料和方法 1.1 材 料 本研究以国家葡萄产业技术体系果实品质调控岗位核心试验基地内(新疆乌鲁木齐市，新疆农业科学院安宁渠综合试验场)口感质地存在明显差异的12个葡萄品种为试材，品种信息详见表1，果穗形态见图1，于果实成熟期，分别取样进行果肉质地评价、细胞壁结构物质、关键酶活性及组织细胞结构分析。 表1 试验材料 图1 供试葡萄品种果穗形态Fig.1 The ear morphology of studied grape varieties 1.2 测定指标及方法 1.2.1 果肉质地感官评定对12葡萄品种果肉质地进行感官评价，分为1～5级，级数越高，口感越硬。1.2.2 质构指标(TPA) 取果实赤道处果肉材料(带皮和去皮2种)，采用TA.XT. Plus物性分析仪(英国Stable Micro System公司)进行测定，每个品种重复10次。将准备好的果肉样品置于平板上采用P/75柱头(φ75 mm压板)进行测定。前速度5 mm/s，测试速度1 mm/s，测后上行速度1 mm/s，葡萄果肉受压变形为30%，两次压缩停顿时间为5 s，触发力为5 g[13]。通过质地特征曲线得到硬度、弹性、黏着性、胶着度、咀嚼性、回复性等指标。 1.2.3 细胞壁结构物质及关键酶活性成熟期采集新鲜果实，擦拭干净后，去除种子，取果实中部带皮果肉组织液氮速冻后-80 ℃保存待测。使用ELISA(酶联免疫)试剂盒对水溶性果胶(WSP)、原果胶(PP)、纤维素等细胞壁结构物质含量进行测定，进一步计算WSP/PP和总果胶含量；使用ELISA试剂盒对多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲酯酶(PEP)、果胶裂解酶(PL)和纤维素酶(CE)活性进行测定。 1.2.4 果肉组织细胞形态观察选取果实赤道处带皮果肉组织，切成0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm大小组织块，使用50%酒精FAA固定液固定，酒精梯度脱水，石蜡包埋，番红-固绿染色，切片观察组织细胞结构[14]。 1.3 数据统计分析 用ImageJ软件对果肉组织切片进行图像分析，获得细胞形态学参数；用SAS软件对数据进行方差分析和相关性分析。 2 结果与分析 2.1 不同葡萄品种果肉质地比较 2.1.1 果肉质地评级通过感官品尝评价可以将12个葡萄品种分成硬、脆、酥脆、中等和软5种果肉质地类型，质地评级赋分依次为5、4、3、2、1级(表1)。其中，‘维多利亚’、‘克瑞森’和‘红地球’3个品种评价属于硬肉类型，为5级；‘木纳格’、‘火焰无核’和‘夏黑无核’3个品种评价属于脆肉类型，4级