2024年2月9日发(作者：孔同)
光质对'红富士'苹果果实着色的影响
宋哲;李天忠;徐贵轩;谷大军;何明莉;张春波
【摘 要】为探明 '红富士'苹果着色机理,试验以'红富士'苹果为试材,应用不同光质的光源对进入着色期的套袋果实进行室内离体补光和田间树冠内膛补光照射处理,对果皮花青苷、果实糖分及相关酶的活性等生理指标进行测定.试验结果表明,红光(R)照射离体套袋'红富士'苹果果实不着色,紫外光UVA(＞320 nm)灼伤果实果皮而变褐色;UVB(280～320 nm)及其组合光源刺激果实PAL酶活性增加,促进糖含量增长,并使果实花青苷大量积累,促进'红富士'苹果着红色.白光对'红富士'苹果果实PAL酶活性、花青苷及糖分含量的增加也有一定促进作用,但不如UVB及其组合光源照射效果好.因此,UVB光源是'红富士'苹果着色的直接外在因子,是直接刺激'红富士'苹果着色的光信号之一.
【期刊名称】《生态学报》
【年(卷),期】2009(029)005
【总页数】8页(P2304-2311)
【关键词】苹果;'红富士';套袋果实;不同光质照射;生理指标
【作 者】宋哲;李天忠;徐贵轩;谷大军;何明莉;张春波
【作者单位】辽宁省果树科学研究所,辽宁熊岳,115009;中国农业大学园艺植物研究所,北京,100094;中国农业大学园艺植物研究所,北京,100094;辽宁省果树科学研究所,辽宁熊岳,115009;辽宁省果树科学研究所,辽宁熊岳,115009;辽宁省果树科学研究所,辽宁熊岳,115009;辽宁省果树科学研究所,辽宁熊岳,115009
【正文语种】中 文
【中图分类】Q142;Q945;S661.1;S605+.9
‘红富士’是我国苹果主栽品种，果实着色差一直是限制其出口的主要质量因子。有关苹果着色机理近年来有不少报道， Saure[1]和Lancaster[2]分别就环境因素调控和基因调节作了综述，原永兵[3]等就内在调节机制作了综述，张光伦[4]在生态因子对果实品质影响中综述了苹果色泽的生态效应，李兴国[5]就花青苷的研究进展作了综述。但红富士苹果生育期间果实着色的直接外在因子以及果实生理变化指标等研究都不够明确，因此，以‘红富士’苹果为试材，对刚刚进入着色期的套袋‘红富士’苹果进行人工不同光质照射试验，对其相关指标进行检测，旨在探讨不同光质对‘红富士’苹果果实着色的影响。为改善‘红富士’苹果果实外观品质，指导果树生产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
田间试验在辽宁省果树科学研究所苹果优质栽培试验园进行，该果园为平地，供试品种为‘福岛短枝红富士’，砧木为‘山定子’，授粉品种为‘首红’，树龄10年生，株行距3 m×4 m，树形为纺锤形，树势健壮，栽培管理水平较高。试验果实(盛花后20～130d)进行套袋遮光处理(大连‘久松’牌双层纸袋)。
1.2 试验处理
1.2.1 不同光质室内照射试验
试验处理：9月20日(盛花后130d)随袋采摘套袋果擦净，于试验室组织培养架上进行不同光质照射试验，温度控制在18℃，室内有鼓风机通风。照射时间每天7：00～20：00。共设9个处理：CK(白天室内太阳散射光作对照)、紫外光
UVA(UVA)、红光(R)、白光(W)、W+R、紫外光UVB(UVB)、UVB + R、UVB +
W、UVB + W+R；每个处理18个样品果，每3个果实为一组；共照射25 d。白光和红光光源为深圳市来田实业有限公司生产的Philips牌40W的普通照明灯，波长分别为350～600 nm和640～660 nm；UVB光源为天津紫制品有限公司生产的40W紫外灯，波长280～320 nm；UVA光源为广东佛山电器照明有限公司生产40W的灭菌灯，波长365 nm；CK为室内散射光。不同层间用0.5 cm厚纸壳隔离。
通过调节光源与果实间的距离，控制光源到达果实表面的光强，光源与果实间的距离在55～65 cm之间，光源到达果实表面的光强控制在500lx左右(光强测定采用宁夏回族自治区银川电表厂生产的GZ- 1型棍式照度计)，所有处理间到达果实表面的光强保持基本一致。
1.2.2 套袋‘红富士’苹果果实去袋后田间补光照射试验
田间试验处理：田间采用天津紫制品有限公司生产的40W UVB(280～320 nm)紫外灯，于9月20日开始对大树内膛摘袋果实进行补光照射试验处理，被照果实距光源60cm，果实表面的光强控制在500lx左右。从果实摘袋时起每天7：00～20：00进行补光照射。内膛套袋果实摘袋后自然光照射为对照。
1.2.3 取样与测定指标
每5 d取一次样，每次取3个果实，分别测定可溶性糖、蔗糖、果糖、葡萄糖、淀粉、花青苷、PAL酶活性等动态变化，单个果实进行测定，重复3次。
1.3 试验设计
1.3.1 室内不同光质照射试验设计方法
采用裂区试验设计，设A、B二因素三水平，其中A因素为光质，分别为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9(CK、UVA、R、W、W+R、UVB、UVB + R、UVB + W、UVB + W+R)，为主处理；B因素为照射天数，分别为B1、B2、B3、
B4、B5、B6(0、5、10、15、20、25d)，为副处理。
1.3.2 室内UVB + W+R光质照射试验设计方法
采用单因素三水平完全随机设计， 即UVB + W+R光质照射，室内散射光为CK，设照射天数B1、B2、B3、B4、B5、B6(0、5、10、15、20、25d)6个处理。
田间补UVB光质照射试验设计方法同1.3.2。
1.4 样品分析
1.4.1 花青苷含量测定
仝月澳《果树营养诊断法》中叙述的“花青苷测定”方法[6]，用直径为1.2 cm的打孔器在果实相对4面各取一果皮圆片，剪碎后，用0.1 mol·L-1 HCl提取并过滤，采用分光光度法测定果皮花青苷，其中花青苷含量单位：把100 cm2果皮在分光光度计上的总吸收度(即总光密度)定义为一个单位，用U/100 cm2表示。
1.4.2 可溶性糖含量的测定
取皮下有代表性的果肉10g 作材料，参照《中国食品工业标准汇编》“水果、蔬菜可溶性样测定法”[7]。
1.4.3 葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉的测定
取皮下有代表性的果肉10g 作材料，采用蒽酮分光光度比色法[8]。
1.4.4 PAL(苯丙氨酸解氨酶)测定方法
参照王敬文[9]方法。PAL活性的测定用分光光度法。取果皮及皮下2 mm果肉1
g作材料。以每小时在290 nm处OD值变化0.1作为一个酶活性单位 (相当每毫升反应混合物形成1 μg肉桂酸)，用U·g-1FW·h-1表示。各测定项目重复3次。
1.4.5 试验数据统计分析
应用《实用统计分析及其DPS数据处理系统》软件[10] 中，裂区试验设计和单因素完全随机设计统计分析，及平均数比较Student“t” 试验检验统计分析方法。
2 结果与分析
2.1 室内不同光质照射对‘红富士’苹果果肉可溶性糖、PAL酶活性及果皮花青苷含量的影响
从表1看出：区组间没有显著差异，而A因素间(CK、 UVA、 R、 W、W+R、UVB、UVB + R、UVB + W、UVB + W+R)、B因素间(照射天数0、5、10、15、20、25d)、A×B互作间皆存在极显著差异(P<0．01)，因此，对主处理A因素各个水平、裂区B处理和A×B互作各个水平间进行SSR检验和Duncan多重比较。
表1 3个项目的方差分析概要Table 1 Summary of analysis of variance for 3
projects变异来源Sourceofvariation自由度DFF值(FValue)可溶性糖SugarsPAL酶PAL花青苷Anthocynin显著水平(P)Levelreapectively区组2因素A868．81167．365943209．9410误差16因素B5162．1125837．4441256450．8360A×B409．20440．238106891．4550误差90
P<0.01表示1%极显著水平 Indicates significant difference at 0.01 level
从表2对主处理间与副处理间SSR检验和Duncan多重比较可以看出：主处理A9、A8、A7、A6与A5、A4、A3、A2、A1处理的苹果果肉可溶性糖含量、PAL酶活性及果皮花青苷含量存在极显著差异，说明UVB及其组合光源照射效果明显；而A9 (UVB + W+R)处理与其它8个处理的苹果果肉可溶性糖含量、PAL酶活性及果皮花青苷含量差异基本上也极为显著。从表2还可看出副处理B6(照射25d)与B5、B4、B3、B2、B1(照射20、15、10、5、0d)处理之间存在极显著差异。
从表3的A×B互作各个水平间进行的SSR检验和Duncan多重比较结果可以看出(由于互作结果篇幅过大故只列出最大值与最小值)：A9(UVB + W+R)×B6(照射25d)互作其苹果果肉可溶性糖含量、PAL酶活性及果皮花青苷含量平均值最大，分别达到12.42%、2.52 U·g-1FW·h-1、28.48 U/100cm2，比最小值
A2(UVA)×B1(照射0d)高3.22%、2.17 U·g-1FW·h-1、22.33 U/100cm2。
从表4可以看出：UVB + W+R光质照射25d，可溶性糖含量比对照高2.54%，比白光(W) 高1.92%；PAL酶活性比对照高0.72 U·g-1FW·h-1，比白光(W)高0.54 U·g-1FW·h-1；果皮花青苷含量比对照高19.52U/100cm2，比白光(W) 高18.53U/100cm2。
从表4经单因素完全随机设计的Duncan多重方差统计分析比较还可以看出：‘红富士’苹果经前5种光质照射处理25d后，果实可溶性糖含量变化不大，在9.66%～10.68%之间，经后4种光源照射后果实可溶性糖含量明显增大，在10.83%～12.42%之间；经前5种光质照射处理25d后，果实PAL酶活性变化不大，在1.80～1.99 U·g-1FW·h-1之间，经后4种光源照射后，果实PAL酶活性明显增大，在2.42～2.52U·g-1FW·h-1之间；经前5种光质照射处理25d后，果实花青苷含量变化不大，在8.55～11.94U/100cm2之间。经后4种光源照射后花青苷含量明显增大，在20.56～28.48U/100cm2之间。这一规律说明：UVB 光源对‘红富士’苹果着色起主要作用，白光(W)及与红光组合光源起次要作用。
表2 不同光质照射对‘红富士’苹果果肉可溶性糖、PAL酶活性及果皮花青苷含量变化的影响
Table 2 The changes of sugars contents, PAL enzyme activity, anthocynin
contents of ‘Red Fuji’ apple as affected by different types of irradiation
处理Treatment平均值Average可溶性糖Sugars(%)PAL酶PAL(U·g-1FW·h-1)花青苷Anthocynin(U/100cm2)A910．85aA1．38aA18．18aAA810．78aA1．36aAB17．60bBA710．19bB1．31bBC15．71cCA610．05bB1．28bC15．53dDA59．90bcC1．13cD8．589eEA49．87cC1．13cD8．42fFA39．50dD1．08dDE7．84gGA19．48dD1．05dE7．63hHA29．40dD1．03dE7．41iIB610．8
2aA2．14aA16．24aAB510．48bB1．66bB15．74bBB410．15cC1．27cC13．66cCB39．81dD0．99dD11．10dDB29．65eD0．73eE8．38eEB19．22fE0．36fF6．15fF
Duncan法差异显著性检验，字母相同表示差异不显著，大写字母表示1%显著，小写字母表示5%显著 The same letters mean the differences between
treatments were not significant according to Duncan’s new multiple
range test, capital letters represent 1% significant level, small letters
represent 5% significant level
表3 A×B互作对‘红富士’苹果果肉可溶性糖、PAL酶活性及果皮花青苷含量变化的影响Table 3 The changes of total sugar contents、PAL enzyme activity、anthocynin contents of ‘Red Fuji’ apple as affected by A×B interaction处理Treatment均值Average可溶性糖Sugars(%)PAL酶PAL(U·g-1FW·h-1)花青苷AnthocyninU/100cm2A9×B6(最大值Max．)12．42aA2．52aA28．48aAA2×B1(最小值Min．)9．20pS0．35nL6．15zZ
Duncan法差异显著性检验，字母相同表示差异不显著，大写字母表示1%显著，小写字母表示5%显著 The same letters mean the differences between
treatments were not significant according to Duncan,s new multiple range
test, capital letters represent 1% significant level, small letters represent 5%；
significant level
表4 不同光质照射25d‘红富士’苹果果肉可溶性糖、PAL酶活性及果皮花青苷含量变化的影响
Table 4 The changes of sugars contents, PAL enzyme activity, anthocynin
contents of ‘Red Fuji’ apple as affected by different types of irradiation
for 25 days
处理Treatment25d均值Averagefor25days可溶性糖Sugars(%)PAL酶PAL(U·g-1FW·h-1)花青苷AnthocyninU/100cm2A19．88dD1．80cB8．96gGA29．66Dd1．82cB8．55IA39．87Dd1．80cB8．66hHA410．50cC1．98bB9．95fFA510．68cBC1．99bB11．94eEA610．83bcBC2．42aA20．56dDA711．12bB2．44aA23．46cCA812．36aA2．52aA25．64bBA912．42aA2．52aA28．48aA
Duncan法差异显著性检验，字母相同表示差异不显著，大写字母表示1%显著，小写字母表示5%显著 The same letters mean the differences between
treatments were not significant aaccording to Duncan’s new multiple
range test, capital letters represent 1% significant level, small letters
represent 5% significant level
图1 不同光质照射着色效果Fig.1 Coloring features under different light
spectraA:UVB+W+R照射4d着色状 Coloring feature after 4 days under
radiation of UVB+W+R；B:W照射4d着色状Coloring feature after 4 days
under radiation of W；C: UVB+W+R照射4天着色状 Coloring feature after
4 days under radiation of UVB+W+R；D:CK散射光照射4d着色状 Coloring
feature after 4 days under radiation of CK；E: UVB田间照射试验处理
Treatment from field under radiation of UVB；F: UVA照射4天着色状
Coloring feature after 4 days under radiation of UVA
外观观察结果(图1)也充分证明了这一点：UVB与白色光源照射的果实2天就开始着色(A、B为照射4d着色状，D为室内散色光照射)，且UVB及其组合光源照射着色明显，白光照射略有红晕。25d以后有UVB及其组合光源照射的果实着鲜红色(图1C)，白光照射的果实红色较淡。从外观结果看经UVB及其组合光源照射处
理的‘红富士’苹果果实着色明显,白光(W)照射果实虽有着色但很淡，UVA光源照射果实被灼伤呈褐色(图1D)，红色光源照射及对照(室内散色光)照射果实不着色。与上述测定结果相一致。
由于此前预备试验发现(从外观观察)及上述试验2.1结果看：UVB+W+R光质照射‘红富士’苹果果实着色效果最佳，故此对UVB+W+R光质照射的‘红富士’苹果果实的蔗糖、果糖、葡萄糖、淀粉含量进行进一步测定并进行单因素完全随机设计的Duncan多重方差统计分析，结果见表5(表中数据为3次测定结果的平均值)。
室内UVB+W+R光质照射随着照射时间的增长其糖分含量逐渐增加，经Student“t”检验，室内UVB+W+R光质照射15d后的‘红富士’苹果果实蔗糖、果糖、葡萄糖含量与同一时间处理的对照相比P<0.01，差异极显著(表5)，且随着照射时间的增长蔗糖含量比对照高0.54%～0.63%，果糖含量比对照高0.10%～0.31%，葡萄糖含量比对照高0.01%～0.17%。而淀粉含量与同一时间处理的对照相比差异显著(P<0.05)且比对照 低0.04%～0.07%，呈下降的趋势，说明在这期间淀粉转化为可溶性糖。
表5 室内UVB+W+R光质照射对‘红富士’苹果果肉糖分含量变化Table 5
Changes of sugur contents in Fuji apples under UVB+W+R irradiation
indoors照射时间Irradiationtime(d)蔗糖Sucrose(%)UVB+W+RCK果糖Fructose(%)UVB+W+RCK葡萄糖Glucose(%)UVB+W+RCK淀粉Starch(%)UVB+W+RCK01．98fF1．98fF5．03fF5．03fF1．97fE1．97dD2．40aA2．40aA52．55eE2．01eE5．31eE5．10eE2．01eE2．00dD2．33aAB2．34bB102．77dD2．10dD5．42dD5．11dD2．31dD2．05cC2．25bBC2．30cB153．03cC2．20cC5．50cC5．20cC2．73cC2．12bB2．17cCD2．21dC203．08bB2．41bB5．73bB5．62bB3．03bB2．32aA2．10cDE2．14eD253
．11aA2．48aA5．81aA5．71aA3．50aA2．33aA2．00dE2．07fE
Duncan法差异显著性检验，字母相同表示差异不显著，大写字母表示1%显著，小写字母表示5%显著 The same letters mean the differences between
treatments were not significant aaccording to Duncan’s new multiple
range test, capital letters represent 1% significant level; small letters
represent 5% significant level
2.2 田间补UVB光照射对‘红富士’苹果果实着色的影响
2.2.1 田间补UVB光照射对‘红富士’苹果果肉糖分含量变化的影响
田间补UVB处理的‘红富士’苹果果实随着照射时间的增长其糖分含量逐渐增加(表6)。在照射10 d后果实可溶性糖及各种糖分含量与同一时间处理的对照相比经Student“t”检验P<0.01，均呈现极显著差异，唯独淀粉呈递减趋势，上述结果与室内处理结果基本相吻合。这些糖类的形成可能为花青苷的合成提供充足的底物，从而促进花青苷的合成，进而促进果实着红色(图1E)。
表6 田间UVB补光照射对‘红富士’苹果果肉糖分含量变化Table 6 Changes
of sugur contents in ‘Red Fuji’ apples under UVB irradiation in the field
(%)照射时间Irradiationtime(d)可溶性糖SugarsUVBCK蔗糖SucroseUVBCK果糖FructoseUVBCK葡萄糖GlucoseUVBCK淀粉StarchUVBCK09．0fF9．0fF1．98fF1．98fF5．03fF5．03fF1．97fF1．97fF3．20aA3．21aA59．59eE9．50eE2．11eE2．10eE5．23eE5．12eE2．13eE2．11eE3．12bB3．20bB1010．44dD10．04dD2．31dD2．21dD5．38dD5．24dD2．33dD2．14dD2．67cC2．85cC1511．52cC10．42cC2．82cC2．33cC5．48cC5．34cC2．82cC2．35cC2．11dD2．34dD2012．36bB10．88bB3．06bB2．35bB6．11bB5．44bB3．11bB2．46bB1．52eE1．96eE2514．88aA11．12aA3．53aA2．54aA7．41aA5．52aA3．41aA2．66aA1．01fF
1．34fF
Duncan法差异显著性检验，字母相同表示差异不显著，大写字母表示1%显著，小写字母表示5%显著 The same letters mean the differences between
treatments were not significant aaccording to Duncan,s new multiple
range test, capital letters represent 1% significant level, small letters
represent 5% significant level
2.2.2 田间UVB补光照射对‘红富士’苹果果肉PAL酶活性变化的影响
‘红富士’苹果田间补UVB光照射果实PAL酶活性与对照一样都随着照射时间的增长呈上升趋势，从0.35～3.78 U·g-1FW·h-1，比对照要高(0.35～1.80 U·g-1FW·h-1)(图2)，并经Student“t”检验田间补UVB光照射5d以后直至25d结束与同一时间对照相比果实PAL酶活性变化P<0.01，差异极显著(图2)，说明田间补UVB光照射能够提高果实PAL酶的活性，这一点与室内人工照射试验的趋势基本吻合。
2.2.3 田间补UVB光照射对‘红富士’苹果果皮花青苷含量变化的影响
‘红富士’苹果田间补UVB光照射果实花青苷含量的变化，与对照一样，都随着照射时间的增长而增加，从10.75～98.70 U/100cm2 ，比对照要高(10.75～59.24 U/100cm2)(图3)；并经Student“t”检验田间补UVB光照射5d至25d结束与同一时间对照相比花青苷含量变化差异极显著(P<0.01)(图3)。这一点进一步验证了室内人工照射试验的结果。
图2 ‘红富士’苹果田间补UVB光照射对果肉PAL酶活性的影响Fig.2 Effects
of UVB irradiation on the activities of PAL enzyme in ‘Red Fuji’ apples
图3 ‘红富士’苹果田间补UVB光照射对果皮花青苷含量的影响Fig.3 Effects of
UVB irradiation on the contents of anthocynin in ‘Red Fuji’ apples
3 讨论
‘红富士’苹果不同光质照射1～25d室内试验，果实虽少量失水，但通过对不同处理间果实单果重的测量，测得不同处理间果实与对照相比失水率差异不显著，故果实失重结果略。
果实的颜色主要取决于果实表皮及近果皮的果肉细胞中的叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮以及花青素的含量 。这几种色素在果实不同发育阶段含量不同，红色品种从生长期过渡到成熟阶段果实的底色由绿变黄，同时在底色的基础上着生红色或紫红色。底色的变化是由叶绿素的分解和类胡萝卜素含量的增加决定的，而红色的产生是由于花青苷的合成[11]。现已查明花青苷是由花青素和糖组成的，而花青素是花色素(anthocyanidin)的一种，是植物体内很重要的一大类次生物质，属于类黄酮(flavonoid)的一种。花色素是花和果实的主要色素。自然界广泛分布的花色素以花葵素(pelargonidin )、花青素(cyanidin)和花翠素(delphinidin)为主。花青素易溶于水，存在于果皮或果肉的细胞液或细胞质中，而红色苹果果皮中合成的花青苷存在于液泡中。
在花青苷的生物合成过程中，PAL酶是催化合成反应的第一个酶。长期以来，一直认为PAL酶是苹果中花青苷合成的关键酶。据[12]报道，随果实中花青素含量增加，PAL活性也增加。
由此，以糖含量和PAL酶活性及花青苷含量的变化等作为红富士苹果着色的生理指标开展该项试验研究。不同光质照射对‘红富士’苹果果实着色的影响试验测定结果显示：红光(R)、紫外光(灭菌灯UVA>320nm)直接照射离体的套袋‘红富士’苹果果实不着色(对照室内散色光照射离体的套袋‘红富士’苹果果实不着色),并且
PAL酶、糖分含量、花青苷等生理指标与对照相比差异不显著，但经紫外光UVA(灭菌灯UVA>320nm)照射的果实果皮被灼伤而变褐色(图1F)。UVB及其组合光源与白光(W)照射的‘红富士’苹果果实，PAL酶、糖分含量、花青苷等生理指标与对照相比差异显著(P<0.05)，并且经UVB+W+R光源照射25d后的‘红
富士’苹果，不但刺激果实PAL酶活性的增加，比对照高0.72 U·g-1FW·h-1，比白光(W)高0.54 U·g-1FW·h-1；还促进了其糖分含量的增长(这一点黎峥[13]在藻类生物上曾有报道)可溶性糖含量比对照高2.54%，比白光(W) 高1.92%，蔗糖含量比对照高0.54%～0.63%，果糖含量比对照高0.10%～0.31%，葡萄糖含量比对照高0.01%～0.17%。葡萄糖、果糖的升高为‘红富士’苹果果实花青苷的形成提供前体物质，蔗糖可能在此期间为转化成单糖作储备。同时使果实花青苷含量大量累积，比对照高19.52U/(100cm2)，比白光(W) 高18.53U/100cm2，促进‘红富士’苹果着红色。白光也可促进‘红富士’苹果果实PAL酶活性以及糖分、花青苷含量增加，对‘红富士’苹果着红色也有一定促进作用,但远不如UVB及其组合光源照射效果好(图1A、B、C)。田间补UVB光照射试验结果与室内结果基本吻合。由此可见，UVB光源是‘红富士’苹果着色的直接外在因子。
河北农业大学园艺系孙建设等“富士苹果果皮色泽形成的需光特性研究”结果显示[14]：640 nm红光处理和430 nm紫外光处理的果实花青苷含量均被明显抑制,果皮几乎没有红色形成，花青苷生物代谢最终产物的生成需要白色光照射,整个生长期单一红光或紫光处理抑制花青苷的形成(光质试验:田间采用特制纸滤光和在晚间利用人造光源补充紫外光及特异波长光。(1)补光处理:40 W灯,主波长640、430、280 nm,被测果实取样范围为距光源1.0～1.5 m受光区内。(2)采用纸或膜过滤自然光,使透过光的主波长为640、430 nm。(3)用半透明纸袋调节自然光透过率。控制处理天数和光质交替处理方式。)。
孙建设的研究结果与本研究的红光(R)、紫外光UVA(灭菌灯UVA>320nm)直接照射离体的套袋‘红富士’苹果果实不着色,经紫外光UVA(灭菌灯UVA>320nm)照射的果实果皮被灼伤而变褐色(图1F)，白光对‘红富士’苹果着红色也有一定促进作用相吻合，但他没有做UVB (280～320 nm)光质照射对红富士苹果果实着色的影响的处理，故也就未见UVB (280～320 nm)光质照射对红富士苹果果实着色
的影响的明确报道。
4 结论
红富士苹果不同光质照射对果实着色的影响试验结果表明：红光(R)直接照射离体的套袋‘红富士’苹果果实不着色，紫外光(灭菌灯UVA>320nm)照射的果实果皮被灼伤而变褐色；UVB(280～320nm)及其组合光源照射‘红富士’苹果，不但刺激果实PAL酶活性的增加，还促进其糖分含量的增长，使果实花青苷大量积累，促进‘红富士’苹果着红色。白光对‘红富士’苹果果实PAL酶活性、花青及糖苷分含量的增加也有一定促进作用,也能促进‘红富士’苹果着红色,但远不如UVB及其组合光源照射效果好。因此，UVB光源是‘红富士’苹果着色的直接外在因子，是直接刺激‘红富士’苹果着色的光信号之一。
eferences:
[1] Saure M C. External control of anthocyanin formation in applfe. Sci Hort,
1990,30:252-282.
[2] Lancaster J.E, Regulation of color in al Rev Plant
Sci,1992,10:487-502.
[3] Yuan Y B, Liu C L, Ju Z G,et ism for red color formation of
apple peel. Chinese Society for Horticultural Science and Beijing
Agricultural University. Anu Rev Hort Sci. Beijing:Science Press,1995. (1):
121-132.
[4] Zhang G effect of ecobgical factor on fruit Tree
Science,1994,(2):120-124.
[5] Li X G,Yu Z ch Progress of Anthocynin,Northern
Horticulture,2003,(4):6-8.
[6] Tong Y A. Anthocynin mensurated method. Nutrition analysis of fruit
g:Agriculture Press,1982.113-115.
[7] Mensurated Method of Soluble Swatch in Fruit or
ation of Chinese Foodstuff Industry Criterion. Beijing:
Chinese Criterion Press,1999. 343-345.
[8] Zhang Y J. Anthracene- ketone prismatic luminosity e
Journal of Analytical Chemistry, 1981,5(3)：167-171.
[9] Wang J mensurated Phytophysiologica
Sicica,1981,7(4):373-378.
[10] Tang Q Y，Feng M Data Processing System for Practical
Statistics. Beijing: Science Press, 2002.
[11] Lü Z S,Fruit Tree ai: Shanghai Science and
Technology Press, 1983. 341-342.
[12] Zhou A Q,Liu C L,Yuan Y B. Activity of chalcone synthase and
UDPGal:falvonoid- 3- 0- glycosytransferase in relation to anthocyanin
synthesis in ia Horticulturas,1995,63:175-185.
[13] Li Z,Duan S S,Wu B s of different intensity of UV-B irradiation
enhancement on photosynthetic pigmentsn and polysaccharide content in
two ic Science Feb,2003,22(1):042-044.
[14] Sun J S, Ma B K, Zhang W study on the sharacters of needed
light in the coloration of Fuji′apple Skin. Acta Horticulturae Sinica, 2000, 27
(3): 213-215.
参考文献:
[3] 原永兵，刘成连，鞠志国，等．苹果果皮红色形成的机制．园艺学年评．北京：科学出版社，1995. (1)：121～132.
[4] 张光伦.生态因子对果实品质的影响.果树科学，1994,(2)：120～124.
[5] 李兴国，于泽源.花青苷的研究进展.北方园艺，2003,(4)：6～8.
[6] 仝月澳.“花青苷测定”方法.果树营养诊断法.北京：农业出版社，1982.
[7] “水果、蔬菜可溶性糖测定法”.中国食品工业标准汇编.北京：中国标准出版社，1999. 343～345.
[8] 张友杰.蒽酮分光光度法.分析化学，1981，5(3)：167～171.
[9] 王敬文.苯丙氨酸解氨酶的测定法.植物生理学报，1981，7(4)：373～378.
[10] 唐启义，冯明光.应用《实用统计分析及其DPS数据处理系统》软件.北京：科学出版社，2002.
[11] 吕忠恕.果树生理.上海：上海科学技术出版社，1983. 341～342.
[13] 黎峥，段舜山，武宝干.UV-B对两种藻光合色素和多糖含量的影响.生态科学，2003，22(1)：042～044.
[14] 孙建设，马宝琨，章文才.富士苹果果皮色泽形成的需光特性研究.园艺学报，2000, 27 (3)：213～215.
2024年2月9日发(作者：孔同)
光质对'红富士'苹果果实着色的影响
宋哲;李天忠;徐贵轩;谷大军;何明莉;张春波
【摘 要】为探明 '红富士'苹果着色机理,试验以'红富士'苹果为试材,应用不同光质的光源对进入着色期的套袋果实进行室内离体补光和田间树冠内膛补光照射处理,对果皮花青苷、果实糖分及相关酶的活性等生理指标进行测定.试验结果表明,红光(R)照射离体套袋'红富士'苹果果实不着色,紫外光UVA(＞320 nm)灼伤果实果皮而变褐色;UVB(280～320 nm)及其组合光源刺激果实PAL酶活性增加,促进糖含量增长,并使果实花青苷大量积累,促进'红富士'苹果着红色.白光对'红富士'苹果果实PAL酶活性、花青苷及糖分含量的增加也有一定促进作用,但不如UVB及其组合光源照射效果好.因此,UVB光源是'红富士'苹果着色的直接外在因子,是直接刺激'红富士'苹果着色的光信号之一.
【期刊名称】《生态学报》
【年(卷),期】2009(029)005
【总页数】8页(P2304-2311)
【关键词】苹果;'红富士';套袋果实;不同光质照射;生理指标
【作 者】宋哲;李天忠;徐贵轩;谷大军;何明莉;张春波
【作者单位】辽宁省果树科学研究所,辽宁熊岳,115009;中国农业大学园艺植物研究所,北京,100094;中国农业大学园艺植物研究所,北京,100094;辽宁省果树科学研究所,辽宁熊岳,115009;辽宁省果树科学研究所,辽宁熊岳,115009;辽宁省果树科学研究所,辽宁熊岳,115009;辽宁省果树科学研究所,辽宁熊岳,115009
【正文语种】中 文
【中图分类】Q142;Q945;S661.1;S605+.9
‘红富士’是我国苹果主栽品种，果实着色差一直是限制其出口的主要质量因子。有关苹果着色机理近年来有不少报道， Saure[1]和Lancaster[2]分别就环境因素调控和基因调节作了综述，原永兵[3]等就内在调节机制作了综述，张光伦[4]在生态因子对果实品质影响中综述了苹果色泽的生态效应，李兴国[5]就花青苷的研究进展作了综述。但红富士苹果生育期间果实着色的直接外在因子以及果实生理变化指标等研究都不够明确，因此，以‘红富士’苹果为试材，对刚刚进入着色期的套袋‘红富士’苹果进行人工不同光质照射试验，对其相关指标进行检测，旨在探讨不同光质对‘红富士’苹果果实着色的影响。为改善‘红富士’苹果果实外观品质，指导果树生产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
田间试验在辽宁省果树科学研究所苹果优质栽培试验园进行，该果园为平地，供试品种为‘福岛短枝红富士’，砧木为‘山定子’，授粉品种为‘首红’，树龄10年生，株行距3 m×4 m，树形为纺锤形，树势健壮，栽培管理水平较高。试验果实(盛花后20～130d)进行套袋遮光处理(大连‘久松’牌双层纸袋)。
1.2 试验处理
1.2.1 不同光质室内照射试验
试验处理：9月20日(盛花后130d)随袋采摘套袋果擦净，于试验室组织培养架上进行不同光质照射试验，温度控制在18℃，室内有鼓风机通风。照射时间每天7：00～20：00。共设9个处理：CK(白天室内太阳散射光作对照)、紫外光
UVA(UVA)、红光(R)、白光(W)、W+R、紫外光UVB(UVB)、UVB + R、UVB +
W、UVB + W+R；每个处理18个样品果，每3个果实为一组；共照射25 d。白光和红光光源为深圳市来田实业有限公司生产的Philips牌40W的普通照明灯，波长分别为350～600 nm和640～660 nm；UVB光源为天津紫制品有限公司生产的40W紫外灯，波长280～320 nm；UVA光源为广东佛山电器照明有限公司生产40W的灭菌灯，波长365 nm；CK为室内散射光。不同层间用0.5 cm厚纸壳隔离。
通过调节光源与果实间的距离，控制光源到达果实表面的光强，光源与果实间的距离在55～65 cm之间，光源到达果实表面的光强控制在500lx左右(光强测定采用宁夏回族自治区银川电表厂生产的GZ- 1型棍式照度计)，所有处理间到达果实表面的光强保持基本一致。
1.2.2 套袋‘红富士’苹果果实去袋后田间补光照射试验
田间试验处理：田间采用天津紫制品有限公司生产的40W UVB(280～320 nm)紫外灯，于9月20日开始对大树内膛摘袋果实进行补光照射试验处理，被照果实距光源60cm，果实表面的光强控制在500lx左右。从果实摘袋时起每天7：00～20：00进行补光照射。内膛套袋果实摘袋后自然光照射为对照。
1.2.3 取样与测定指标
每5 d取一次样，每次取3个果实，分别测定可溶性糖、蔗糖、果糖、葡萄糖、淀粉、花青苷、PAL酶活性等动态变化，单个果实进行测定，重复3次。
1.3 试验设计
1.3.1 室内不同光质照射试验设计方法
采用裂区试验设计，设A、B二因素三水平，其中A因素为光质，分别为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9(CK、UVA、R、W、W+R、UVB、UVB + R、UVB + W、UVB + W+R)，为主处理；B因素为照射天数，分别为B1、B2、B3、
B4、B5、B6(0、5、10、15、20、25d)，为副处理。
1.3.2 室内UVB + W+R光质照射试验设计方法
采用单因素三水平完全随机设计， 即UVB + W+R光质照射，室内散射光为CK，设照射天数B1、B2、B3、B4、B5、B6(0、5、10、15、20、25d)6个处理。
田间补UVB光质照射试验设计方法同1.3.2。
1.4 样品分析
1.4.1 花青苷含量测定
仝月澳《果树营养诊断法》中叙述的“花青苷测定”方法[6]，用直径为1.2 cm的打孔器在果实相对4面各取一果皮圆片，剪碎后，用0.1 mol·L-1 HCl提取并过滤，采用分光光度法测定果皮花青苷，其中花青苷含量单位：把100 cm2果皮在分光光度计上的总吸收度(即总光密度)定义为一个单位，用U/100 cm2表示。
1.4.2 可溶性糖含量的测定
取皮下有代表性的果肉10g 作材料，参照《中国食品工业标准汇编》“水果、蔬菜可溶性样测定法”[7]。
1.4.3 葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉的测定
取皮下有代表性的果肉10g 作材料，采用蒽酮分光光度比色法[8]。
1.4.4 PAL(苯丙氨酸解氨酶)测定方法
参照王敬文[9]方法。PAL活性的测定用分光光度法。取果皮及皮下2 mm果肉1
g作材料。以每小时在290 nm处OD值变化0.1作为一个酶活性单位 (相当每毫升反应混合物形成1 μg肉桂酸)，用U·g-1FW·h-1表示。各测定项目重复3次。
1.4.5 试验数据统计分析
应用《实用统计分析及其DPS数据处理系统》软件[10] 中，裂区试验设计和单因素完全随机设计统计分析，及平均数比较Student“t” 试验检验统计分析方法。
2 结果与分析
2.1 室内不同光质照射对‘红富士’苹果果肉可溶性糖、PAL酶活性及果皮花青苷含量的影响
从表1看出：区组间没有显著差异，而A因素间(CK、 UVA、 R、 W、W+R、UVB、UVB + R、UVB + W、UVB + W+R)、B因素间(照射天数0、5、10、15、20、25d)、A×B互作间皆存在极显著差异(P<0．01)，因此，对主处理A因素各个水平、裂区B处理和A×B互作各个水平间进行SSR检验和Duncan多重比较。
表1 3个项目的方差分析概要Table 1 Summary of analysis of variance for 3
projects变异来源Sourceofvariation自由度DFF值(FValue)可溶性糖SugarsPAL酶PAL花青苷Anthocynin显著水平(P)Levelreapectively区组2因素A868．81167．365943209．9410误差16因素B5162．1125837．4441256450．8360A×B409．20440．238106891．4550误差90
P<0.01表示1%极显著水平 Indicates significant difference at 0.01 level
从表2对主处理间与副处理间SSR检验和Duncan多重比较可以看出：主处理A9、A8、A7、A6与A5、A4、A3、A2、A1处理的苹果果肉可溶性糖含量、PAL酶活性及果皮花青苷含量存在极显著差异，说明UVB及其组合光源照射效果明显；而A9 (UVB + W+R)处理与其它8个处理的苹果果肉可溶性糖含量、PAL酶活性及果皮花青苷含量差异基本上也极为显著。从表2还可看出副处理B6(照射25d)与B5、B4、B3、B2、B1(照射20、15、10、5、0d)处理之间存在极显著差异。
从表3的A×B互作各个水平间进行的SSR检验和Duncan多重比较结果可以看出(由于互作结果篇幅过大故只列出最大值与最小值)：A9(UVB + W+R)×B6(照射25d)互作其苹果果肉可溶性糖含量、PAL酶活性及果皮花青苷含量平均值最大，分别达到12.42%、2.52 U·g-1FW·h-1、28.48 U/100cm2，比最小值
A2(UVA)×B1(照射0d)高3.22%、2.17 U·g-1FW·h-1、22.33 U/100cm2。
从表4可以看出：UVB + W+R光质照射25d，可溶性糖含量比对照高2.54%，比白光(W) 高1.92%；PAL酶活性比对照高0.72 U·g-1FW·h-1，比白光(W)高0.54 U·g-1FW·h-1；果皮花青苷含量比对照高19.52U/100cm2，比白光(W) 高18.53U/100cm2。
从表4经单因素完全随机设计的Duncan多重方差统计分析比较还可以看出：‘红富士’苹果经前5种光质照射处理25d后，果实可溶性糖含量变化不大，在9.66%～10.68%之间，经后4种光源照射后果实可溶性糖含量明显增大，在10.83%～12.42%之间；经前5种光质照射处理25d后，果实PAL酶活性变化不大，在1.80～1.99 U·g-1FW·h-1之间，经后4种光源照射后，果实PAL酶活性明显增大，在2.42～2.52U·g-1FW·h-1之间；经前5种光质照射处理25d后，果实花青苷含量变化不大，在8.55～11.94U/100cm2之间。经后4种光源照射后花青苷含量明显增大，在20.56～28.48U/100cm2之间。这一规律说明：UVB 光源对‘红富士’苹果着色起主要作用，白光(W)及与红光组合光源起次要作用。
表2 不同光质照射对‘红富士’苹果果肉可溶性糖、PAL酶活性及果皮花青苷含量变化的影响
Table 2 The changes of sugars contents, PAL enzyme activity, anthocynin
contents of ‘Red Fuji’ apple as affected by different types of irradiation
处理Treatment平均值Average可溶性糖Sugars(%)PAL酶PAL(U·g-1FW·h-1)花青苷Anthocynin(U/100cm2)A910．85aA1．38aA18．18aAA810．78aA1．36aAB17．60bBA710．19bB1．31bBC15．71cCA610．05bB1．28bC15．53dDA59．90bcC1．13cD8．589eEA49．87cC1．13cD8．42fFA39．50dD1．08dDE7．84gGA19．48dD1．05dE7．63hHA29．40dD1．03dE7．41iIB610．8
2aA2．14aA16．24aAB510．48bB1．66bB15．74bBB410．15cC1．27cC13．66cCB39．81dD0．99dD11．10dDB29．65eD0．73eE8．38eEB19．22fE0．36fF6．15fF
Duncan法差异显著性检验，字母相同表示差异不显著，大写字母表示1%显著，小写字母表示5%显著 The same letters mean the differences between
treatments were not significant according to Duncan’s new multiple
range test, capital letters represent 1% significant level, small letters
represent 5% significant level
表3 A×B互作对‘红富士’苹果果肉可溶性糖、PAL酶活性及果皮花青苷含量变化的影响Table 3 The changes of total sugar contents、PAL enzyme activity、anthocynin contents of ‘Red Fuji’ apple as affected by A×B interaction处理Treatment均值Average可溶性糖Sugars(%)PAL酶PAL(U·g-1FW·h-1)花青苷AnthocyninU/100cm2A9×B6(最大值Max．)12．42aA2．52aA28．48aAA2×B1(最小值Min．)9．20pS0．35nL6．15zZ
Duncan法差异显著性检验，字母相同表示差异不显著，大写字母表示1%显著，小写字母表示5%显著 The same letters mean the differences between
treatments were not significant according to Duncan,s new multiple range
test, capital letters represent 1% significant level, small letters represent 5%；
significant level
表4 不同光质照射25d‘红富士’苹果果肉可溶性糖、PAL酶活性及果皮花青苷含量变化的影响
Table 4 The changes of sugars contents, PAL enzyme activity, anthocynin
contents of ‘Red Fuji’ apple as affected by different types of irradiation
for 25 days
处理Treatment25d均值Averagefor25days可溶性糖Sugars(%)PAL酶PAL(U·g-1FW·h-1)花青苷AnthocyninU/100cm2A19．88dD1．80cB8．96gGA29．66Dd1．82cB8．55IA39．87Dd1．80cB8．66hHA410．50cC1．98bB9．95fFA510．68cBC1．99bB11．94eEA610．83bcBC2．42aA20．56dDA711．12bB2．44aA23．46cCA812．36aA2．52aA25．64bBA912．42aA2．52aA28．48aA
Duncan法差异显著性检验，字母相同表示差异不显著，大写字母表示1%显著，小写字母表示5%显著 The same letters mean the differences between
treatments were not significant aaccording to Duncan’s new multiple
range test, capital letters represent 1% significant level, small letters
represent 5% significant level
图1 不同光质照射着色效果Fig.1 Coloring features under different light
spectraA:UVB+W+R照射4d着色状 Coloring feature after 4 days under
radiation of UVB+W+R；B:W照射4d着色状Coloring feature after 4 days
under radiation of W；C: UVB+W+R照射4天着色状 Coloring feature after
4 days under radiation of UVB+W+R；D:CK散射光照射4d着色状 Coloring
feature after 4 days under radiation of CK；E: UVB田间照射试验处理
Treatment from field under radiation of UVB；F: UVA照射4天着色状
Coloring feature after 4 days under radiation of UVA
外观观察结果(图1)也充分证明了这一点：UVB与白色光源照射的果实2天就开始着色(A、B为照射4d着色状，D为室内散色光照射)，且UVB及其组合光源照射着色明显，白光照射略有红晕。25d以后有UVB及其组合光源照射的果实着鲜红色(图1C)，白光照射的果实红色较淡。从外观结果看经UVB及其组合光源照射处
理的‘红富士’苹果果实着色明显,白光(W)照射果实虽有着色但很淡，UVA光源照射果实被灼伤呈褐色(图1D)，红色光源照射及对照(室内散色光)照射果实不着色。与上述测定结果相一致。
由于此前预备试验发现(从外观观察)及上述试验2.1结果看：UVB+W+R光质照射‘红富士’苹果果实着色效果最佳，故此对UVB+W+R光质照射的‘红富士’苹果果实的蔗糖、果糖、葡萄糖、淀粉含量进行进一步测定并进行单因素完全随机设计的Duncan多重方差统计分析，结果见表5(表中数据为3次测定结果的平均值)。
室内UVB+W+R光质照射随着照射时间的增长其糖分含量逐渐增加，经Student“t”检验，室内UVB+W+R光质照射15d后的‘红富士’苹果果实蔗糖、果糖、葡萄糖含量与同一时间处理的对照相比P<0.01，差异极显著(表5)，且随着照射时间的增长蔗糖含量比对照高0.54%～0.63%，果糖含量比对照高0.10%～0.31%，葡萄糖含量比对照高0.01%～0.17%。而淀粉含量与同一时间处理的对照相比差异显著(P<0.05)且比对照 低0.04%～0.07%，呈下降的趋势，说明在这期间淀粉转化为可溶性糖。
表5 室内UVB+W+R光质照射对‘红富士’苹果果肉糖分含量变化Table 5
Changes of sugur contents in Fuji apples under UVB+W+R irradiation
indoors照射时间Irradiationtime(d)蔗糖Sucrose(%)UVB+W+RCK果糖Fructose(%)UVB+W+RCK葡萄糖Glucose(%)UVB+W+RCK淀粉Starch(%)UVB+W+RCK01．98fF1．98fF5．03fF5．03fF1．97fE1．97dD2．40aA2．40aA52．55eE2．01eE5．31eE5．10eE2．01eE2．00dD2．33aAB2．34bB102．77dD2．10dD5．42dD5．11dD2．31dD2．05cC2．25bBC2．30cB153．03cC2．20cC5．50cC5．20cC2．73cC2．12bB2．17cCD2．21dC203．08bB2．41bB5．73bB5．62bB3．03bB2．32aA2．10cDE2．14eD253
．11aA2．48aA5．81aA5．71aA3．50aA2．33aA2．00dE2．07fE
Duncan法差异显著性检验，字母相同表示差异不显著，大写字母表示1%显著，小写字母表示5%显著 The same letters mean the differences between
treatments were not significant aaccording to Duncan’s new multiple
range test, capital letters represent 1% significant level; small letters
represent 5% significant level
2.2 田间补UVB光照射对‘红富士’苹果果实着色的影响
2.2.1 田间补UVB光照射对‘红富士’苹果果肉糖分含量变化的影响
田间补UVB处理的‘红富士’苹果果实随着照射时间的增长其糖分含量逐渐增加(表6)。在照射10 d后果实可溶性糖及各种糖分含量与同一时间处理的对照相比经Student“t”检验P<0.01，均呈现极显著差异，唯独淀粉呈递减趋势，上述结果与室内处理结果基本相吻合。这些糖类的形成可能为花青苷的合成提供充足的底物，从而促进花青苷的合成，进而促进果实着红色(图1E)。
表6 田间UVB补光照射对‘红富士’苹果果肉糖分含量变化Table 6 Changes
of sugur contents in ‘Red Fuji’ apples under UVB irradiation in the field
(%)照射时间Irradiationtime(d)可溶性糖SugarsUVBCK蔗糖SucroseUVBCK果糖FructoseUVBCK葡萄糖GlucoseUVBCK淀粉StarchUVBCK09．0fF9．0fF1．98fF1．98fF5．03fF5．03fF1．97fF1．97fF3．20aA3．21aA59．59eE9．50eE2．11eE2．10eE5．23eE5．12eE2．13eE2．11eE3．12bB3．20bB1010．44dD10．04dD2．31dD2．21dD5．38dD5．24dD2．33dD2．14dD2．67cC2．85cC1511．52cC10．42cC2．82cC2．33cC5．48cC5．34cC2．82cC2．35cC2．11dD2．34dD2012．36bB10．88bB3．06bB2．35bB6．11bB5．44bB3．11bB2．46bB1．52eE1．96eE2514．88aA11．12aA3．53aA2．54aA7．41aA5．52aA3．41aA2．66aA1．01fF
1．34fF
Duncan法差异显著性检验，字母相同表示差异不显著，大写字母表示1%显著，小写字母表示5%显著 The same letters mean the differences between
treatments were not significant aaccording to Duncan,s new multiple
range test, capital letters represent 1% significant level, small letters
represent 5% significant level
2.2.2 田间UVB补光照射对‘红富士’苹果果肉PAL酶活性变化的影响
‘红富士’苹果田间补UVB光照射果实PAL酶活性与对照一样都随着照射时间的增长呈上升趋势，从0.35～3.78 U·g-1FW·h-1，比对照要高(0.35～1.80 U·g-1FW·h-1)(图2)，并经Student“t”检验田间补UVB光照射5d以后直至25d结束与同一时间对照相比果实PAL酶活性变化P<0.01，差异极显著(图2)，说明田间补UVB光照射能够提高果实PAL酶的活性，这一点与室内人工照射试验的趋势基本吻合。
2.2.3 田间补UVB光照射对‘红富士’苹果果皮花青苷含量变化的影响
‘红富士’苹果田间补UVB光照射果实花青苷含量的变化，与对照一样，都随着照射时间的增长而增加，从10.75～98.70 U/100cm2 ，比对照要高(10.75～59.24 U/100cm2)(图3)；并经Student“t”检验田间补UVB光照射5d至25d结束与同一时间对照相比花青苷含量变化差异极显著(P<0.01)(图3)。这一点进一步验证了室内人工照射试验的结果。
图2 ‘红富士’苹果田间补UVB光照射对果肉PAL酶活性的影响Fig.2 Effects
of UVB irradiation on the activities of PAL enzyme in ‘Red Fuji’ apples
图3 ‘红富士’苹果田间补UVB光照射对果皮花青苷含量的影响Fig.3 Effects of
UVB irradiation on the contents of anthocynin in ‘Red Fuji’ apples
3 讨论
‘红富士’苹果不同光质照射1～25d室内试验，果实虽少量失水，但通过对不同处理间果实单果重的测量，测得不同处理间果实与对照相比失水率差异不显著，故果实失重结果略。
果实的颜色主要取决于果实表皮及近果皮的果肉细胞中的叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮以及花青素的含量 。这几种色素在果实不同发育阶段含量不同，红色品种从生长期过渡到成熟阶段果实的底色由绿变黄，同时在底色的基础上着生红色或紫红色。底色的变化是由叶绿素的分解和类胡萝卜素含量的增加决定的，而红色的产生是由于花青苷的合成[11]。现已查明花青苷是由花青素和糖组成的，而花青素是花色素(anthocyanidin)的一种，是植物体内很重要的一大类次生物质，属于类黄酮(flavonoid)的一种。花色素是花和果实的主要色素。自然界广泛分布的花色素以花葵素(pelargonidin )、花青素(cyanidin)和花翠素(delphinidin)为主。花青素易溶于水，存在于果皮或果肉的细胞液或细胞质中，而红色苹果果皮中合成的花青苷存在于液泡中。
在花青苷的生物合成过程中，PAL酶是催化合成反应的第一个酶。长期以来，一直认为PAL酶是苹果中花青苷合成的关键酶。据[12]报道，随果实中花青素含量增加，PAL活性也增加。
由此，以糖含量和PAL酶活性及花青苷含量的变化等作为红富士苹果着色的生理指标开展该项试验研究。不同光质照射对‘红富士’苹果果实着色的影响试验测定结果显示：红光(R)、紫外光(灭菌灯UVA>320nm)直接照射离体的套袋‘红富士’苹果果实不着色(对照室内散色光照射离体的套袋‘红富士’苹果果实不着色),并且
PAL酶、糖分含量、花青苷等生理指标与对照相比差异不显著，但经紫外光UVA(灭菌灯UVA>320nm)照射的果实果皮被灼伤而变褐色(图1F)。UVB及其组合光源与白光(W)照射的‘红富士’苹果果实，PAL酶、糖分含量、花青苷等生理指标与对照相比差异显著(P<0.05)，并且经UVB+W+R光源照射25d后的‘红
富士’苹果，不但刺激果实PAL酶活性的增加，比对照高0.72 U·g-1FW·h-1，比白光(W)高0.54 U·g-1FW·h-1；还促进了其糖分含量的增长(这一点黎峥[13]在藻类生物上曾有报道)可溶性糖含量比对照高2.54%，比白光(W) 高1.92%，蔗糖含量比对照高0.54%～0.63%，果糖含量比对照高0.10%～0.31%，葡萄糖含量比对照高0.01%～0.17%。葡萄糖、果糖的升高为‘红富士’苹果果实花青苷的形成提供前体物质，蔗糖可能在此期间为转化成单糖作储备。同时使果实花青苷含量大量累积，比对照高19.52U/(100cm2)，比白光(W) 高18.53U/100cm2，促进‘红富士’苹果着红色。白光也可促进‘红富士’苹果果实PAL酶活性以及糖分、花青苷含量增加，对‘红富士’苹果着红色也有一定促进作用,但远不如UVB及其组合光源照射效果好(图1A、B、C)。田间补UVB光照射试验结果与室内结果基本吻合。由此可见，UVB光源是‘红富士’苹果着色的直接外在因子。
河北农业大学园艺系孙建设等“富士苹果果皮色泽形成的需光特性研究”结果显示[14]：640 nm红光处理和430 nm紫外光处理的果实花青苷含量均被明显抑制,果皮几乎没有红色形成，花青苷生物代谢最终产物的生成需要白色光照射,整个生长期单一红光或紫光处理抑制花青苷的形成(光质试验:田间采用特制纸滤光和在晚间利用人造光源补充紫外光及特异波长光。(1)补光处理:40 W灯,主波长640、430、280 nm,被测果实取样范围为距光源1.0～1.5 m受光区内。(2)采用纸或膜过滤自然光,使透过光的主波长为640、430 nm。(3)用半透明纸袋调节自然光透过率。控制处理天数和光质交替处理方式。)。
孙建设的研究结果与本研究的红光(R)、紫外光UVA(灭菌灯UVA>320nm)直接照射离体的套袋‘红富士’苹果果实不着色,经紫外光UVA(灭菌灯UVA>320nm)照射的果实果皮被灼伤而变褐色(图1F)，白光对‘红富士’苹果着红色也有一定促进作用相吻合，但他没有做UVB (280～320 nm)光质照射对红富士苹果果实着色的影响的处理，故也就未见UVB (280～320 nm)光质照射对红富士苹果果实着色
的影响的明确报道。
4 结论
红富士苹果不同光质照射对果实着色的影响试验结果表明：红光(R)直接照射离体的套袋‘红富士’苹果果实不着色，紫外光(灭菌灯UVA>320nm)照射的果实果皮被灼伤而变褐色；UVB(280～320nm)及其组合光源照射‘红富士’苹果，不但刺激果实PAL酶活性的增加，还促进其糖分含量的增长，使果实花青苷大量积累，促进‘红富士’苹果着红色。白光对‘红富士’苹果果实PAL酶活性、花青及糖苷分含量的增加也有一定促进作用,也能促进‘红富士’苹果着红色,但远不如UVB及其组合光源照射效果好。因此，UVB光源是‘红富士’苹果着色的直接外在因子，是直接刺激‘红富士’苹果着色的光信号之一。
eferences:
[1] Saure M C. External control of anthocyanin formation in applfe. Sci Hort,
1990,30:252-282.
[2] Lancaster J.E, Regulation of color in al Rev Plant
Sci,1992,10:487-502.
[3] Yuan Y B, Liu C L, Ju Z G,et ism for red color formation of
apple peel. Chinese Society for Horticultural Science and Beijing
Agricultural University. Anu Rev Hort Sci. Beijing:Science Press,1995. (1):
121-132.
[4] Zhang G effect of ecobgical factor on fruit Tree
Science,1994,(2):120-124.
[5] Li X G,Yu Z ch Progress of Anthocynin,Northern
Horticulture,2003,(4):6-8.
[6] Tong Y A. Anthocynin mensurated method. Nutrition analysis of fruit
g:Agriculture Press,1982.113-115.
[7] Mensurated Method of Soluble Swatch in Fruit or
ation of Chinese Foodstuff Industry Criterion. Beijing:
Chinese Criterion Press,1999. 343-345.
[8] Zhang Y J. Anthracene- ketone prismatic luminosity e
Journal of Analytical Chemistry, 1981,5(3)：167-171.
[9] Wang J mensurated Phytophysiologica
Sicica,1981,7(4):373-378.
[10] Tang Q Y，Feng M Data Processing System for Practical
Statistics. Beijing: Science Press, 2002.
[11] Lü Z S,Fruit Tree ai: Shanghai Science and
Technology Press, 1983. 341-342.
[12] Zhou A Q,Liu C L,Yuan Y B. Activity of chalcone synthase and
UDPGal:falvonoid- 3- 0- glycosytransferase in relation to anthocyanin
synthesis in ia Horticulturas,1995,63:175-185.
[13] Li Z,Duan S S,Wu B s of different intensity of UV-B irradiation
enhancement on photosynthetic pigmentsn and polysaccharide content in
two ic Science Feb,2003,22(1):042-044.
[14] Sun J S, Ma B K, Zhang W study on the sharacters of needed
light in the coloration of Fuji′apple Skin. Acta Horticulturae Sinica, 2000, 27
(3): 213-215.
参考文献:
[3] 原永兵，刘成连，鞠志国，等．苹果果皮红色形成的机制．园艺学年评．北京：科学出版社，1995. (1)：121～132.
[4] 张光伦.生态因子对果实品质的影响.果树科学，1994,(2)：120～124.
[5] 李兴国，于泽源.花青苷的研究进展.北方园艺，2003,(4)：6～8.
[6] 仝月澳.“花青苷测定”方法.果树营养诊断法.北京：农业出版社，1982.
[7] “水果、蔬菜可溶性糖测定法”.中国食品工业标准汇编.北京：中国标准出版社，1999. 343～345.
[8] 张友杰.蒽酮分光光度法.分析化学，1981，5(3)：167～171.
[9] 王敬文.苯丙氨酸解氨酶的测定法.植物生理学报，1981，7(4)：373～378.
[10] 唐启义，冯明光.应用《实用统计分析及其DPS数据处理系统》软件.北京：科学出版社，2002.
[11] 吕忠恕.果树生理.上海：上海科学技术出版社，1983. 341～342.
[13] 黎峥，段舜山，武宝干.UV-B对两种藻光合色素和多糖含量的影响.生态科学，2003，22(1)：042～044.
[14] 孙建设，马宝琨，章文才.富士苹果果皮色泽形成的需光特性研究.园艺学报，2000, 27 (3)：213～215.