不同葡萄品种果肉质地和细胞结构及生理指标分析.pdf
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1、西北植物学报,2 0 2 2,4 2(1 1):1 8 7 0-1 8 7 9A c t a B o t.B o r e a l.-O c c i d e n t.S i n.d o i:1 0.7 6 0 6/j.i s s n.1 0 0 0-4 0 2 5.2 0 2 2.1 1.1 8 7 0 h t t p:/x b z w x b.a l l j o u r n a l.n e t收稿日期:2 0 2 2-0 6-2 1;修改稿收到日期:2 0 2 2-1 0-2 4基金项目:新疆农业科学院科技创新重点培育专项(x j k c p y-2 0 2 0 0 0 1);新疆维吾尔自治区
2、天山创新团队计划(2 0 2 2 D 1 4 0 1 4);财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系(C A R S-2 9-Z P-0 8);国家自然科学基金(3 1 8 6 0 5 3 1)作者简介:张 雯(1 9 8 4-),女,研究员,博士,研究方向为果园生态与果树生理。E-m a i l:z w x i l i n 1 2 6.c o m*通信作者:潘明启,研究员,硕士,研究方向为葡萄栽培与质量控制。E-m a i l:P a n m q 3 3 9 9s o h u.c o m不同葡萄品种果肉质地和细胞结构及生理指标分析张 雯1,马依努尔加马力2,王 敏1,韩守安1,谢 辉1,潘
3、明启1*(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 8 3 0 0 9 1;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 8 3 8 0 0 0)摘 要:该研究以1 2个葡萄品种成熟期果实为材料,采用质地剖面分析(TA P)法测定其果肉硬度、弹性、黏着度、胶着度、咀嚼性和回复性等T A P质构参数,对其果实口感质地进行分级评价;测定葡萄果肉细胞壁组成物质(水溶性果胶、原果胶、纤维素)的含量以及P G、P E P、P L、C E等关键酶活性;采用组织切片法观察了葡萄果肉组织
4、细胞的显微结构,测定其细胞面积、周长、长度、宽度等细胞结构参数和纵横比、圆度等细胞形状参数,以探讨各指标在不同品种间的差异以及细胞壁组成物质、关键酶活性和细胞形态参数与果肉质地的关系,为葡萄果肉质地品质调控提供依据。结果显示:(1)1 2个葡萄品种果实果肉可评为脆、酥脆、硬、中等、软5种口感质地类型等级。(2)葡萄果实质构参数以及果肉细胞壁组成物质含量、关键酶活性、细胞形态参数和显微结构在各质地类型品种间存在明显差异;质构参数中果实去皮T P A硬度、胶着度和咀嚼性等指标差异最大,变异系数分别达到7 5.1 6%、6 5.5 7%和6 5.2 5%;细胞壁组成物质及关键酶活性指标中纤维素含量及
5、水溶性果胶/原果胶差异最大,变异系数分别达到3 8.1 2%和3 7.5 9%;细胞结构指标中细胞面积差异最大,变异系数达到6 4.9 1%。(3)葡萄果肉质地评级分数与果实带皮和去皮测定的质构参数均达到显著或极显著相关关系,其中与带皮T P A硬度、胶着度和咀嚼性的相关系数最高,分别为0.5 7 8*、0.7 5 1*和0.7 8 9*;果肉质地评分与果肉细胞壁组成物质原果胶含量呈显著正相关关系(0.6 7 9*),与水溶性果胶/原果胶比值呈极显著负相关关系(-0.8 6 0*),而与其余的果肉细胞壁组成物质含量和4种关键酶活性均无显著相关性;果肉细胞结构参数、形状参数与果肉质地评分及质构参
6、数的相关性均未达到显著水平,但酥脆果肉品种果肉细胞面积显著大于其他品种,软肉品种果肉细胞解体,细胞壁边界不清。研究表明,葡萄果肉硬度主要受果肉细胞降解影响,水溶性果胶/原果胶比值越高,果肉质地越软,水溶性果胶/原果胶比值以及带皮测定T P A硬度、胶着度和咀嚼性等指标可作为葡萄果肉质地的量化评价指标。关键词:葡萄;果肉;质地剖面分析;质地参数;细胞壁组成物质;细胞形态中图分类号:Q 9 4 5.6+6;Q 9 4 4.5 9;S 6 6 3.1文献标志码:AA n a l y s i s o n t h e F l e s h T e x t u r e,C e l l A r c h i t
7、 e c t u r e a n d I t s P h y s i o l o g i c a l C h a r a c t e r i s t i c s o f D i f f e r e n t G r a p e V a r i e t i e sZ HANG W e n1,MAY I NUR J i a m a l i2,WANG M i n1,HAN S h o u a n1,X I E H u i1,P AN M i n g q i1*(1 I n s t i t u t e o f H o r t i c u l t u r a l C r o p s,X i n j i
8、a n g A c a d e m y o f A g r i c u l t u r a l S c i e n c e/K e y L a b o r a t o r y o f H o r t i c u l t u r e C r o p G e n o m i c s R e s e a r c h a n d G e n e t i c I m p r o v e m e n t i n X i n j i a n g/S c i e n t i f i c O b s e r v i n g a n d E x p e r i m e n t a l S t a t i o n
9、o f P o m o l o g y X i n j i a n g,M i n i s t r y o f A g r i c u l t u r e,U r u m q i 8 3 0 0 9 1,C h i n a;2 A g r i c u l t u r a l T e c h n o l o g y E x t e n s i o n S t a t i o n o f P u t a o z h e n T o w n P e o p l e s G o v e r n m e n t,G a o c h a n g D i s t r i c t,T u r p a n,X
10、i n j i a n g 8 3 8 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:T h e f r u i t s o f 1 2 g r a p e v a r i e t i e s a t t h e m a t u r i t y s t a g e w e r e u s e d a s m a t e r i a l s i n t h i s s t u d y.W e u s e d t e x t u r e p r o f i l e a n a l y s i s(T P A)t o d e t e r m i n e f l e s h t e
11、x t u r e p a r a m e t e r s s u c h a s h a r d n e s s,e l a s t i c i t y,a d-h e s i v e n e s s,s t i c k i n e s s,c h e w i n e s s,a n d r e s i l i e n c e,a n d e v a l u a t e d t h e f l e s h t e x t u r e a n d g r a d e.T h e c o n t e n t s o f f l e s h c e l l w a l l c o m p o n
12、e n t s(w a t e r-s o l u b l e p e c t i n,p r o t o p e c t i n,c e l l u l o s e)a n d t h e a c t i v i t i e s o f P G,P E P,P L,C E,a n d o t h e r k e y e n z y m e s w e r e d e t e r m i n e d b y E l i s a k i t,a n d t h e d i f f e r e n c e s a m o n g d i f f e r e n t v a r i e-t i e
13、s w e r e a n a l y z e d.W e u s e d t h e t i s s u e s e c t i o n m e t h o d t o o b s e r v e t h e m i c r o s t r u c t u r e o f g r a p e p u l p t i s s u e c e l l s,a n d m e a s u r e t h e c e l l s t r u c t u r e p a r a m e t e r s s u c h a s c e l l a r e a,c i r c u m f e r e n
14、c e,l e n g t h,w i d t h,a n d c e l l s h a p e p a r a m e t e r s s u c h a s a s p e c t r a t i o a n d r o u n d n e s s,t o a n a l y z e t h e d i f f e r e n c e s o f c e l l s t r u c t u r e a m o n g d i f-f e r e n t v a r i e t i e s.T o f u r t h e r e x p l o r e t h e r e l a t i
15、o n s h i p b e t w e e n c e l l w a l l c o m p o n e n t s,k e y e n z y m e a c t i v i t i e s a n d c e l l m o r p h o l o g y p a r a m e t e r s a n d g r a p e f l e s h t e x t u r e,a n d p r o v i d e r e f e r e n c e f o r g r a p e f l e s h t e x t u r e q u a l-i t y c o n t r o l.
16、T h e r e s u l t s s h o w e d a s f o l l o w s:(1)t h e f l e s h t e x t u r e o f 1 2 g r a p e v a r i e t i e s w a s d i v i d e d i n t o 5 t y p e s,c r i s p,f r a g i l e a n d c r i s p,f i r m,m e d i u m a n d s o f t;(2)T h e r e w e r e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s i
17、n t h e i n t e r-s t i t i a l p a r a m e t e r s,t h e c o n t e n t s o f t h e c o m p o n e n t s o f p u l p c e l l w a l l,t h e a c t i v i t i e s o f k e y e n z y m e s,c e l l m o r p h o l o g i c a l p a r a m e t e r s a n d m i c r o s t r u c t u r e s a m o n g d i f f e r e n t
18、c u l t i v a r s.Am o n g t h e t e x t u r e p a r a m e t e r s,t h e T P A h a r d n e s s,a d h e s i o n a n d c h e w a b i l i t y o f f r u i t p e e l e d h a d t h e l a r g e s t d i f f e r e n c e s,w i t h t h e c o e f f i c i e n t o f v a r i a t i o n r e a c h e d 7 5.1 6%,6 5.5
19、7%a n d 6 5.2 5%,r e s p e c t i v e l y.Am o n g t h e c e l l w a l l c o m p o n e n t s a n d k e y e n z y m e a c t i v i t y i n d e x e s,c e l l u l o s e c o n t e n t a n d w a t e r-s o l u b l e p e c t i n/o r i g i n a l p e c t i n h a d t h e g r e a t e s t d i f f e r e n c e s,w
20、i t h c o e f f i c i e n t s o f v a r i a t i o n r e a c h e d 3 8.1 2%a n d 3 7.5 9%,r e s p e c t i v e l y.T h e c e l l a r e a s h o w e d t h e l a r g e s t d i f f e r e n c e a m o n g t h e c e l l s t r u c t u r e i n d e x e s,w i t h a v a r i a t i o n c o e f f i c i e n t o f 6 4
21、.9 1%.(3)T h e r e w e r e s i g n i f i c a n t o r e x t r e m e l y s i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n s b e t w e e n t e x t u r e p a r a m e t e r s m e a s u r e d w i t h a n d w i t h-o u t s k i n a n d t e x t u r e r a t i n g s c o r e,a n d t h e c o r r e l a t i o n c o e f
22、 f i c i e n t s o f T P A h a r d n e s s,s t i c k i n e s s a n d c h e w i-n e s s w e r e t h e h i g h e s t(0.5 7 8*,0.7 5 1*a n d 0.7 8 9*,r e s p e c t i v e l y).T h e r e w a s a s i g n i f i c a n t p o s i t i v e c o r r e-l a t i o n b e t w e e n f l e s h c e l l w a l l c o m p o
23、n e n t s p r o t o p e c t i n c o n t e n t a n d t e x t u r e r a t i n g s c o r e(0.6 7 9*),a n d a s i g n i f i c a n t n e g a t i v e c o r r e l a t i o n b e t w e e n w a t e r-s o l u b l e p e c t i n/p r o t o p e c t i n a n d t e x t u r e r a t i n g s c o r e(-0.8 6 0*),w h i l e
24、 t h e c o n t e n t s o f o t h e r c e l l w a l l c o m p o n e n t s a n d a c t i v i t i e s o f 4 k e y e n z y m e s h a d n o s i g-n i f i c a n t c o r r e l a t i o n w i t h f l e s h t e x t u r e s c o r e a n d t e x t u r e p a r a m e t e r s.T h e c o r r e l a t i o n b e t w e e
25、 n t h e s t r u c t u r a l p a r a m e t e r s a n d s h a p e p a r a m e t e r s o f f l e s h c e l l s a n d t h e r a t i n g s c o r e o f t e x t u r e a n d t e x t u r e p a r a m e t e r s w a s n o t s i g n i f i c a n t.T h e f l e s h c e l l a r e a o f t h e s o f t c r i s p y f l
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