无核白葡萄营养系果实品质及葡萄干特性分析

户金鸽,白世践

(新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所,新疆鄯善 838200)

0 引 言

【研究意义】无核白葡萄(Thompson Seedless)属欧亚东方品种群,中晚熟品种,是一个以制干为主的多用途优良葡萄品种[1]。新疆吐鲁番是无核白葡萄的主产区,2017年吐鲁番葡萄栽培面积约36 808 hm2,其中大部分为无核白葡萄[2]。筛选出丰产优质的无核白株系对优良无核白芽变系的寻求既能鲜食又适宜晾制绿色葡萄干有重要意义。【前人研究进展】芽变是体细胞突变的一种,即体细胞在芽的分生组织细胞中发生突变并经过萌发长成枝条,其性状表现不同于原类型的现象[3]。葡萄是最易产生芽变的果树,也是通过芽变选育品种最多的一类果树。近几年,国内通过无性系选育的葡萄品种达十多个,红旗特早玫瑰、早红珍珠、瑞峰无核、户太9号、户太10号、紫地球等。户太8号是陕西省户县葡萄研究所利用奥林匹亚葡萄芽变选育的优良葡萄新品种,是目前国内优秀的鲜食葡萄品种之一[4]。魏灵珠等[5]选育出宇选1号是浙江省农业科学院园艺研究所和浙江乐清市联宇葡萄研究所从巨峰芽变选育的四倍体葡萄新品种。20世纪50年代末,新疆鄯善县汉墩发现了无核白芽变系长无核白。1964年从芽变株上剪条育苗,1983年在新疆葡萄瓜果开发研究中心(新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所)育苗定植800余株(2 668 m2),1984年经鉴定根尖染色体为2n=38[6]。早期发现吐鲁番葡萄长穗型变异,平均果穗长37 cm[7]。2000年新疆生产建设兵团第十三师农业科学研究所开始选育大粒无核白葡萄新品种,2012年选育出无核葡萄新品种新葡7号,新葡7号是葡萄品种无核白大粒芽变。蒋迪军等[8]对白芽变系的大粒无核白和长粒无核白进行开花生物学特性的观察发现,大粒无核白系无核白的同源四倍体变异子房较无核白大,呈广圆锥形到球形,长粒无核白呈窄圆锥形。牛建新等[9]对无核白葡萄及其芽变品种进行过氧化物同工酶的研究发现,长粒无核白是源于无核白的芽变品种,长粒无核白是因为基因发生突变,在果实的外观上表现为果粒变长变大。闫鹏等[10]以无核白葡萄芽变株系为试材,对其植物学形态特征观察,利用RAPD分析了其基因突变及遗传多样性,并为其营养系新品种的选育提供基础和新依据。张宗勤等[11]以无核白不同营养系为试材,以普通无核白为对照,长粒无核白葡萄果实单粒重、可溶性固形物含量较高,总酚含量较低。别尔麦提布·依明等[12]也对无核白营养系进行了研究,认为选区1、选区4、选区5、选区6芽变区可能为优异变异单株。【本研究切入点】收集无核白及其营养系19个,2018年对老资源圃资源进行更新扩繁,2021年对新扩繁的无核白及其营养系进行果实品质的测定及制干特性的初步研究。尚需分析无核白葡萄及其营养系果实品质及葡萄干的特性。【拟解决的关键问题】研究19个无核白及其营养系果实品质的测定和制干特性,筛选出丰产优质的株系,为无核白葡萄的优质、高产栽培奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材 料

以新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所资源圃内从1979年至今收集并保存的无核白葡萄(Thompson Seedless)及其营养系长穗无核白(Long-bunch Thompson Seedless)、大粒无核白(Big-berry Thompson Seedless)、长粒无核白(Long-berry Thompson Seedless)、W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8、W9、W14、W15、W16、早无核白、宁夏无核白和红秀为试材,以普通无核白为对照,株行距为0.5 m×4.0 m,棚架栽培,标准化统一管理,花期和果实膨大期不进行任何生长调节剂处理。

W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8、W9、W14、W15、W16营养系为收集的代号,早无核白和红秀从郑州果树研究所引进,宁夏无核白从宁夏引进。在葡萄成熟时采样,测定果实品质,并进行制干试验。

1.2 方 法

1.2.1 测定指标

果实品质:包括果粒质量、果粒纵横径、果刷长度、果梗粗度、果粒硬度、果实色差和可溶性固形物含量,各果实品质指标数据测定不低于10次重复。剩余的果实一部分用来进行制干试验,一部分置于-60℃冰箱内测定果实可滴定酸、VC、还原糖含量,3次重复。

果穗质量及大小:果穗质量用分析天平测量(g),果穗大小用直尺测量(cm);果粒纵横径、果刷长度和果梗粗度用游标卡尺测定(mm),果粒硬度用GY-4型水果硬度计测量(kg/cm2);果实色差用色差仪测量,可溶性固形物含量用手持测糖仪测定,可滴定酸用酸碱滴定法测定[13],VC用钼蓝比色法测定[13],还原糖测定方法参照国标GB/T 5009.7-2003标准执行。

制干:每个品种分别称取200.00 g无病虫害的果粒,用促干剂处理后置于晾房内晾干,晾干过程中经常翻动葡萄干,防止堆积造成葡萄干腐烂变质。晾干后,先称取葡萄干质量,计算出干率(%),综合评价葡萄干外观及品质,测定葡萄干平均质量、纵横径、色差,测定方法同果实品质。

出干率(%)=(晾干前质量-晾干后质量)/晾干前质量×100。

1.2.2 营养系综合评价

综合指标的隶属函数值:

式中,Xj为第j个综合指标,u(Xj)为第j个综合指标的隶属函数值,Xmin和Xmax为第j个综合指标的最小值与最大值。

综合指标权重:

式中:wj表示第j个综合指标在所有综合指标中的重要程度即权重;Pj为各品种第j个指标的贡献率。

营养系综合评价值:

式中,D值为各营养系鲜食品质和制干特性的综合评价值。

1.3 数据处理

用Excel 2010进行数据统计与整理,采用SPSS 16.0进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 无核白葡萄及其营养系果穗性状的差异

研究表明,无核白及其营养系的果穗在自然结实状态下,无核白、长穗无核白、W2、W7、W8和W9表现为适中,大粒无核白、长粒无核白、W4和W6果穗疏或极疏,W3、W5、W14、W16、早无核白和红秀果穗适中或偏紧,宁夏无核白果穗紧或极紧,W1和W15果穗适中或疏;早无核白果面颜色呈绿色-粉红色,着色不一致,果粉中等厚,其他果面颜色为黄绿色或绿黄色,果粒大小和果面着色均一致,果粉薄。果粒形状大多是倒卵圆形或短椭圆,个别近圆形(W3)、歪鸡心形(长粒无核白)。W4、W5、W6和W16果皮中等厚或较薄,其他营养系皮薄肉粗。19个营养系味甜或极甜,无涩味,大部分有残核,W9和宁夏无核白除外。表1

2.2 无核白葡萄及其营养系果实品质的差异

研究表明,长穗无核白、W3、W5、W9、W14、W15、W6、早无核白、宁夏无核白和红秀的果穗质量大于无核白,其中长穗无核白和宁夏无核白比无核白增加了1倍多,W3、W5、W9、W14、W15、W6、早无核白和红秀比无核白增加了14.57%、18.51%、38.84%、75.07%、30.07%、53.45%、78.31%和48.84%,大粒无核白、长粒无核白、W1、W2、W4、W6、W7和W8的果穗质量低于无核白,分别比无核白降低了66.98%、82.33%、40.33%、34.19%、8.33%、29.26%和6.36%。在所有的营养系中,长穗无核白的果穗长度最长为44.33 cm,比无核白增加了66.04%,大粒无核白的果穗长度最短为12.60 cm,比无核白减少了52.81%。表2

表2 无核白葡萄及其营养系果穗大小及果面颜色的差异

18个营养系的果粒质量均大于无核白(1.04 g),其中W3果粒质量最大(3.11 g),几乎是无核白的2倍,其次是大粒无核白(2.45 g)比无核白增加了1倍多,宁夏无核白果粒质量也相对较大,比无核白增加了94.80%,均和无核白存在极显著差异。长穗无核白、W4、W16、早无核白、宁夏无核白和红秀的果粒质量也极显著大于无核白。所有营养系的果粒纵径、横径(长粒无核白、W7、W8和W9除外)和果形指数(大粒无核白、W2、W3、W6和宁夏无核白除外)均大于无核白,W14、长穗无核白和长粒无核白的果粒纵径较长,分别是19.03、18.09和16.97 mm,分别比无核白极显著增加了40.16%、33.25%和25.00%,W3、大粒无核白和宁夏无核白的果粒横径较大,分别是17.18、15.98和14.21 mm,分别比无核白极显著增加了52.34%、41.65%和25.96%,大粒无核白、W2、W3、W6、W16和宁夏无核白的果形指数低于无核白,其他营养系大于无核白。在自然生长状态下,长穗无核白、W9、W14、W15和宁夏无核白的折合单产高于1 000 kg/667m2,远远高于无核白。

长粒无核白和W6的果刷长度极显著短于无核白,其他营养系的果刷长度较无核白长,果刷长度最长的是W4(6.50 mm),其次是W2(6.21 mm),再次是W14(6.20 mm),均与无核白存在极显著差异。长粒无核白、W6、W8、W9和宁夏无核白的果梗粗度较无核白细,果梗粗度最小的是W8和宁夏无核白,比无核白降低了11.79%和11.79%,其他营养系的果梗粗度较无核白粗,果梗粗度最粗的是W3(1.65 mm),其次是大粒无核白(1.62 mm),分别比无核白增加了68.41%和64.60%。W2果实硬度显著低于无核白,比无核白降低了12.59%,其他营养系的果粒硬度均高于无核白,W4的硬度最大(1.40 kg/cm2),其次是W14(1.36 kg/cm2)。19份材料中,无核白的可溶性固形物含量最高为25.11%,其他营养系的可溶性固形物含量显著低于无核白,W8的可溶性固形物含量仅次于无核白为23.50%,W14的可溶性固形物含量最低为20.06%,比无核白降低了20.11%;大粒无核白、W5和W9的还原糖含量高于无核白;长穗无核白、W4、W8和宁夏无核白的可滴定酸含量高于无核白,W4的可滴定酸含量(0.69%)极显著高于无核白(0.60%),比无核白增加了14.58%,长穗无核白、W8和宁夏无核白的可滴定酸含量和无核白无显著差异;早无核白和红秀的糖酸比最高,分别为41.18和40.72,比无核白增加了24.34%和22.97%,和无核白存在极显著差异,长穗无核白、W8、W14、W16和宁夏无核白的糖酸比低于无核白,但和无核白均无显著差异性,W2和W4的糖酸比极显著低于无核白,比无核白降低了21.31%和19.58%。长穗无核白、大粒无核白、W3和W7的VC含量高于无核白,其中W3的VC含量在所有材料中最高为16.15 mg/100g,和无核白存在极显著差异,比无核白增加了23.08%,大粒无核白的VC含量次高(15.09 mg/100g),和无核白极显著差异,比无核白增加了15.03%,长穗无核白和W7的VC含量虽然高于无核白,但无显著差异性。表3

2.3 果实品质主成分

研究表明,利用DPS 6.05对穗重(X1)、粒重(X2)、可溶性固形物含量(X3)、还原糖含量(X4)、可滴定酸(X5)、糖酸比(X6)、VC含量(X7)、果实硬度(X8)、果梗粗度(X9)、果刷长度(X10)、单产(X11)进行主成分分析。选取前5个特征值较大的主成分,使其贡献率达85%以上进行主成分分析。

第一主因子主要由X1和X11所决定,分别代表穗质量和单产,2个变量的贡献率为30.058%,第二主因子主要由X2所决定,代表粒重,贡献率为22.199%,第三个主因子主要由X3和X4所决定,分别代表可溶性固形物含量和还原糖含量,贡献率为16.723%,第四个主因子主要由X6所决定,代表糖酸比,贡献率为14.161%,第五个主因子主要由X8决定,代表果粒硬度,贡献率为6.493%。表4

表4 各指标的因子及贡献率

鲜食品质得分最高的前3个营养系依次是宁夏无核白、长穗无核白、W3,3个营养系的鲜食品质优于其他营养系。表5

表5 营养系的权重、u(Xj)值、D值及排序(鲜食)

2.4 无核白葡萄及其营养系葡萄干品质的差异

研究表明,19份材料的葡萄干大多为黄褐色,部分为黄绿色或绿黄色,大粒无核白和W3的葡萄干极不饱满,W2和宁夏无核白葡萄干不饱满,无核白、长穗无核白、长粒无核白、W7、W9、W14、W16和早无核白的葡萄干较饱满,其他营养系的葡萄干均为饱满。长穗无核白的葡萄干口感较其他品种酸甜,W2的葡萄干质地较其他略硬一些。表6

大粒无核白和W8的葡萄干出干率极显著高于无核白(26.41%),其他营养系的出干率低于无核白,其中大粒无核白的出干率最高为28.16%,其次是W8的出干率为27.46%,分别比无核白的出干率高6.65%和3.98%,W2的出干率最低(21.20%),次低为长穗无核白(21.72%),比无核白的出干率降低了19.72%和17.76%,和无核白的出干率存在极显著差异。营养系葡萄干质量(长粒无核白和W2除外)大于无核白,平均葡萄干质量最高可达0.70 g(W3),是无核白葡萄干的2倍之多,大粒无核白和宁夏无核白的平均葡萄干质量也较大,分别为0.58 g和0.53 g,几乎是无核白葡萄干的2倍。营养系葡萄干纵径(W2除外)、横径(长粒无核白除外)均高于无核白葡萄干,长穗无核白、长粒无核白、W8、W14、W6和宁夏无核白的葡萄干纵径在15 mm之上,由于大粒无核白和W3的葡萄果粒偏圆,葡萄干的横径也较大。19份材料中长粒无核白的果形指数最大为3.10,和无核白葡萄干的果形指数存在极显著差异。表7

2.5 葡萄干主要性状主成分

研究表明,对出干率(X1)、葡萄干粒重(X2)、果粒纵径(X3)、果粒横径(X4)和果形指数(X5)产进行主成分分析,选取前3个特征根较大的主成分,使其贡献率达85%以上进行主成分分析。

第一主因子主要由X2和X4所决定,分别代表葡萄干粒质量和葡萄干横径,两个变量的贡献率为54.906%,第二主因子主要由X3所决定,代表葡萄干纵径,贡献率为26.820%,第三个主因子主要由X1所决定,分别代表葡萄干出干率,贡献率为16.818%。表8

表8 各综合指标的系数及贡献率

制干品质得分最高的前3个营养系依次是W3、大粒无核白、宁夏无核白,3个营养系的制干品质优于其他营养系。表9

表9 营养系的权重、u(Xj)值、D值及排序(制干)

3 讨 论

3.1 无核白营养系鲜食品质的优选

无核白是世界著名的鲜食兼制干葡萄品种,美国97%的葡萄干由该品种制成[14]。葡萄干的营养成分来源于葡萄[15]。目前葡萄主要制干品种有很多,如无核白、无核白鸡心、波尔莱特、红宝石无核、火焰无核等,但无核白仍然是最主要的制干品种[16]。

主成分分析法是通过降低数据维数排除众多信息共存中相互重叠的信息,把多个指标转化为少数几个不相关的综合指标的一种多元统计分析方法[17]。主成分分析方法已在猕猴桃[18]、圆黄梨[19]、水稻[20]等作物上评价得到了应用,在酿酒葡萄[21]和鲜食葡萄[22]上也有报道。

主成分分析结果发现穗重、单产、粒重、可溶性固形物含量、还原糖和糖酸比是鲜食葡萄评价的主要指标。主成分分析表明宁夏无核白、长穗无核白和W3排名靠前,品质较优。但试验是在自然生长情况下进行调查的,与实际生产中存在一定的差异。在自然生长状态条件下,长穗无核白和宁夏无核白的果穗质量在600 g以上,W14、W16、早无核白和红秀的果穗质量大于400 g,具有高产可能性较大。由于宁夏无核白、W14、W16、早无核白和红秀的果穗表现为偏紧或极紧,若在生产上进行植物生长调节剂出来后,需进行疏果处理,无形之中增加了单位面积成本。长穗无核白果穗长达44.33 cm,田间果穗表现为适中,因此长穗无核白可作为无核白葡萄优良营养系之一。在果粒大小方面,大粒无核白和W3的平均果粒最大,是无核白葡萄的2倍多,还原糖含量、糖酸比和VC高于无核白,因此大粒无核白和W3也可作为无核白葡萄优良营养系。

3.2 无核白营养系制干品种的优选

葡萄干果粒质量、纵横径和出干率是评价葡萄干品质的主要指标。W3、大粒无核白、宁夏无核白排名靠前,品质较优。长粒无核白和无核白的果粒质量、果粒横径差异不大,由于长粒无核白葡萄纵径较长,致使长粒无核白的葡萄干果形指数极显著大于无核白。长粒无核白葡萄田间自然生长状态下,果穗表现为疏。2020～2021年,对长粒无核白进行植物生长调节剂处理时间和处理浓度试验后能明显改善坐果,促进果粒增大,田间生长平均果穗约900 g,晾制的葡萄干较长。在当地长粒无核白葡萄干高达38元/kg,长粒无核白在制干方面具有明显优势。

无核白营养系果面颜色绝大多数为黄绿或绿黄色,而早无核白表面出现了粉红色,但着色不均,晾制的葡萄干表面呈现黄红-红褐色,既不同于绿色葡萄干也不同于红色葡萄干,具有一定的特色,在生产中可加强栽培管理提高着色,作为一个特色营养系加以应用。由于该试验未涉及葡萄干中的糖酸等指标,在葡萄干品质评价方面存在一定的片面性,是今后工作将要开展的研究方向。

4 结 论

和对照品种无核白相比,长穗无核白葡萄穗重较大为620.20 g,远高于无核白(276.00 g),是无核白的2.25倍;大粒无核白和W3果粒质量较大,分别是3.11和2.45 g,分别是无核白的2.99倍和2.36倍,在果实品质方面,固酸比和VC均高于无核白(13.12、13.12 mg/100g),固酸比分别为38.72 g/mL、33.26 g/mL,VC分别为15.06、16.1 mg/100g,且出干率也较高;结合葡萄产业发展来看,长粒无核白在生产晾干方面具有明显优势,可作为无核白营养系的优良株系。长穗无核白、大粒无核白、W3和长粒无核白均可作为无核白的优良株系加以推广利用。早无核白外观具有粉红色外观,晾制的葡萄干也略带粉红色,可作为无核白特色株系加以利用。