5-氨基乙酰丙酸对葡萄光合特性和果实品质的影响

李晟之 李阳阳 葛亚琪 杜菁荣 于小骞 张朝红

收稿日期：2023-06-16

基金项目：国家重点研发计划课题（2019YFD1001405）；陕西省重点研发计划项目（2023XCZX2-18）

第一作者简介：李晟之（1999-），男，硕士，主要从事葡萄育种及栽培生理研究。E-mail：16635040347＠163.com

*通信作者：张朝红（1970-），男，博士，教授，主要从事果树种质资源与育种研究。E-mail：zhangchaohong@nwsuaf.edu.cn

摘  要：【目的】探究叶面喷施ALA对葡萄光合特性和果实品质的影响。【方法】试验以克瑞森无核葡萄为试验材料，用不同浓度ALA进行叶面喷施处理，测定叶片光合作用能力、叶绿素、类胡萝卜素含量和果实品质等多个指标。【结果】结果表明外源ALA能够增加葡萄叶片中的叶绿体色素含量，提高葡萄叶片的Pn、Tr、Ci和Gs，从而增强葡萄叶片的光合积累能力。同时有利于提高葡萄果实品质和风味口感。相比于10 mg·L-1和50 mg·L-1的ALA，25 mg·L-1ALA处理总体效果更好。【结论】叶面喷施适宜浓度的ALA处理能够增强葡萄叶片的光合积累能力、改善葡萄果实品质。

关键词：葡萄；5-氨基乙酰丙酸；光合特性；果实品质

文章编号：2096-8108（2024）02-0034-04  中图分类号：S663.1中图分类号  文献标识码：A文献标志码

Effects of 5-aminolevulinic Acid on Photosynthetic Characteristics and Fruit Quality of Grapes

LI  Shengzhi1，LI  Yangyang1，2，GE  Yaqi1，DU  Jingrong1，YU  Xiaoqian3，ZHANG  Zhaohong1*

（1.College of Horticulture， Northwest Agriculture and Forestry University， Yangling Shaanxi 712100，China;

2.Horticulture and Sericulture Station of Zhouzhi County， Zhouzhi Shaanxi 710400，China;

3.College of Landscape Architecture and Art， Northwest Agriculture and Forestry University， Yangling Shaanxi 712100，China）

Abstract： 【Objective】 The effects of foliar spraying ALA on photosynthetic characteristics and fruit quality of grapes were investigated.【Methods】The experiment was conducted with Crescent grapes as the test material， and foliar spray treatment was carried out with different concentrations of ALA to determine several indexes such as leaf photosynthetic capacity， chlorophyll， carotenoid content and fruit quality. 【Results】 The experiment showed that exogenous ALA could increase the chloroplast pigment content in grape leaves， and improve the Pn， Tr， Ci and Gs of grape leaves， thus enhancing the photosynthetic accumulation capacity of grape leaves. At the same time， it was conducive to the improvement of grape fruit quality and flavour taste. Compared with 10 mg·L-1 and 50 mg·L-1 ALA， the overall effect of 25 mg·L-1 ALA treatment was better. 【Conclusion】 Foliar spraying with appropriate concentration of ALA can enhance the photosynthetic accumulation capacity of grape leaves and improve grape fruit quality.

Keywords：grape; 5-aminolevulinic acid; photosynthetic characteristics; fruit quality

5-氨基乙酰丙酸是葉绿素进行生物合成的前体物质［1］，在植物的光合作用等生理活动中发挥着重要作用［2-3］。相关ALA试验研究表明，适宜浓度的ALA处理能有效提高植物的光合能力，同时外源ALA处理可以提高果实品质。本试验以露地栽培条件下克瑞森无核葡萄为研究对象，探究ALA处理对葡萄叶片叶绿体色素含量、光合作用积累及果实品质的影响，为实际生产中推广应用5-氨基乙酰丙酸提供理论依据和技术支撑。

1  材料和方法

1.1  试验材料

试验于2017-2018年在咸阳市德丰葡萄庄园进行，试验材料为1年生克瑞森葡萄自根苗（畦寬1.2m，株行距25 cm×30 cm）和5年生克瑞森无核（株行距1m×2m，单干双臂树形配套V形叶幕）。常规土肥水管理。

1.2  试验设计

分别用10、25、50 mg·L-1的ALA溶液对葡萄树叶片进行喷施，对照为清水处理，每个浓度处理12株葡萄树，重复3次。扦插苗处理分别在2017年7月7日和7月12日下午17：00进行，5年生克瑞森处理分别在2017年8月18日、8月23日和9月20日下午17：00进行。各天喷施1次。

1.3  测定指标及方法

1.3.1  叶片光合生理指标

扦插苗第2次喷施ALA后于第3d采样，采用乙醇溶液萃取法测定葡萄叶片的叶绿体色素含量；采用LI-6800光合测定仪于晴天上午进行葡萄叶片光合能力测定，每次选取自根苗枝条中上部同一节位的完整叶片，光合生理测定指标有Pn、Tr、Ci、Gs。

1.3.2  葡萄果实品质指标

5年生克瑞森葡萄果实成熟后采样测定果实品质。葡萄单粒质量用电子天平测定，取30粒并计算其平均值；葡萄果粒的横纵径用数显游标卡尺来测定；葡萄果粒硬度用ITALY型数显果实硬度计测定；葡萄果实的TSS和固酸比用PAL-1手持折光仪测定；葡萄果实色泽指标用CR-400色差仪测定。

1.4  数据处理

数据整理采用Microsoft Office Excel 2016进行，数据分析用SPSS 25.0进行。

2  结果与分析

2.1  ALA叶面喷施对叶片叶绿素含量的影响

叶绿素含量很大程度上反映了植物叶片质量的好坏，而且影响植物的光合效率。在露地栽培条件下，葡萄叶片的叶绿素及类胡萝卜素含量经ALA处理后均有一定程度的增加，其中25 mg·L-1 ALA处理效果最为显著（见表1）。ALA处理提高了葡萄叶片的叶绿素b含量，25 mg·L-1 ALA处理叶绿素b含量最高，同时25 mg·L-1 ALA处理后叶绿素总量也高于对照。

2.2  ALA叶面喷施对葡萄叶片光合作用的影响

净光合速率往往决定着光合积累产物的多少［4-5］。各浓度梯度的ALA处理都显著提高了葡萄叶片的净光合速率（见图1），各处理相比于对照分别高出50%、79%和65%，其中25 mg·L-1 ALA处理后叶片净光合速率最高。不同浓度ALA处理后叶片蒸腾速率也得到了明显提高，其中25、50 mg·L-1 ALA处理后叶片的蒸腾速率比对照存在显著性差异，分别增加了147%和96%。对照相比25 mg·L-1ALA处理与葡萄叶片的胞间CO2浓度明显提高，而10、50 mg·L-1ALA处理下胞间CO2浓度相比于对照无显著性差异。ALA处理可以增加葡萄叶片的气孔导度，其中25、50 mg·L-1ALA处理存在显著性显著，且分别比对照增加165%和110%，25 mg·L-1 ALA处理后表现最好。

2.3  ALA叶面喷施对葡萄果实品质的影响

ALA叶面喷施后葡萄单粒质量略高于对照（见表2）。10、25、50 mg·L-1ALA喷施后果粒纵径显著高于对照，相比于对照各处理分别提高6%、13.2%、5.1%，其中25 mg·L-1ALA处理对增加果粒纵径效果最好。ALA各浓度喷施能够显著提高葡萄的TSS和固酸比，提升果实风味和口感。其中25 mg·L-1ALA喷施果实TSS含量最高。同时在提高果实固酸比方面，10、25 mg·L-1ALA比50 mg·L-1ALA处理效果更为显著。ALA处理果实硬度与对照相比没有显著性差异。在提高葡萄果实品质和风味口感上，25 mg·L-1ALA相比于10、50 mg·L-1ALA处理效果更稳定。

2.4  ALA叶面喷施对葡萄果实色泽的影响

L表示果面亮度，L值越大，表明果面亮度越高［6］。ALA处理相比对照果面亮度降低，其中10、25 mg·L-1ALA处理果面亮度较低，存在显著性差异（见表3），其他处理差异不明显。ALA喷施后a值与对照存在显著性差异，其中25 mg·L-1ALA处理后a值最高，表明ALA处理使得红色不断加深。

10、25 mg·L-1ALA喷施后b值差异显著，两种处理比对照低15.5%和31.1%，而50 mg·L-1ALA处理在a、b值上与对照差异较小。随着果实颜色由绿转红，ALA处理与对照相比提高了葡萄的果实颜色指数，其中25 mg·L-1ALA处理效果较好。

3  讨论与结论

ALA参与了植物体内的叶绿素生物合成，并调节着植物的生长发育进程。外源ALA可以调节植物体叶片的叶绿体色素含量，增强光合积累能力［7］。Tanaka等以黄瓜为研究材料，研究发现ALA可以促进叶绿素a的生物合成，并且显著提高叶片光合能力［3］。本试验研究发现ALA处理可以增加葡萄叶片中叶绿素a和类胡萝卜素含量，同时提高葡萄叶片的Pn、Tr、Ci和Gs，这表明ALA处理可以有效增强葡萄叶片的光合积累效能。

大量研究表明，外源ALA处理对果实品质提升效果显著。在苹果上，ALA处理后果实TSS、可溶性糖、维生素C等含量显著提高［8］。姜晨等［9］在‘珍珠番石榴上研究发现，外源ALA处理使得石榴单果质量、TSS、维生素C等果实品质指标均不同程度增加。张梦燕等［10］设置50、100、150mg·L-1 3个浓度的ALA进行叶面喷施，同样也发现100mg·L-1ALA处理可以提高叶片的光合作用，促进果实着色，同时改善果实色泽和品质。本试验通过ALA处理明显改善了克瑞森葡萄的果实品质，提高了葡萄的单粒质量、果粒纵径、可溶性固形物质量分数和固酸比。同时采用较低浓度的ALA溶液进行叶面喷施，有利于促进葡萄果实着色。而且节省成本，操作也更加安全。

外源ALA处理能够增加葡萄叶片中叶绿素和类胡萝卜素等叶绿体色素含量，提高葡萄叶片的净光合速率（Pn）蒸騰速率（Tr）、胞间CO2浓度（Ci）和气孔导度（Gs）等光合作用指标，从而增强葡萄叶片的光合积累能力。同时有利于提高葡萄果实品质和风味口感。相比于10 mg·L-1和50 mg·L-1的ALA，25 mg·L-1ALA处理总体效果更好。

中文致谢

参考文献

［1］  汪良驹，姜卫兵，章镇，等，小原均.5-氨基乙酰丙酸的生物合成和生理活性及其在农业中的潜在应用［J］.植物生理学通讯，2003（3）：185-192.

［2］  WANG L J， JIANG W B， LIU H， et al. Promotion by 5-Aminolevulinic Acid of Germination of Pakchoi （Brassica campestris ssp. chinensis var. communis Tsen et Lee） Seeds Under Salt Stress［J］. Journal of Integrative Plant Biology， 2005， 47（9）： 1084-1091.

［3］  TANAKA Y， TANAKA A， TSUJI H. Effects of 5-Aminolevulinic Acid on the Accumulation of Chlorophyll b and Apoproteins of the Light-Harvesting Chlorophyll a/b-Protein Complex of Photosystem II［J］. Plant & Cell Physiology， 1993， 34（3）： 465-472.

［4］  杨永胜，卜崇峰，高国雄.平茬措施对柠条生理特征及土壤水分的影响［J］.生态学报，2012，32（4）：323-332.

［5］  巩志勇，辛建华，商小雨，等.盐碱胁迫下香椿幼苗光合及抗逆生理特性［J］.西北植物学报，2021，41（7）：1199-1209.

［6］  颜丽菊，蒋芯，陈安南，等.‘东魁杨梅果实色泽指标及果实内在品质相关性［J］.中国农学通报，2023，39（10）：136-143.

［7］  刘连玲，孙军利，赵宝龙.不同pH的ALA处理对葡萄叶片光合及叶绿素荧光特性的影响［J］.北方园艺，2019（15）：30-36.

［8］  高晶晶， 冯新新， 段春慧， 等. ALA提高苹果叶片光合性能与果实品质的效应［J］. 果树学报， 2013， 30（6）： 944-951.

［9］  姜昊，符栩，任正恺，等.ALA对珍珠番石榴果实品质的影响［J］.分子植物育种，2022（7）： 1-16.

［10］  张梦燕，孙军利，赵宝龙.外源ALA对克瑞森无核葡萄叶片光合特性及果实品质的影响［J］.西北植物学报，2018，38（3）：493-500.