不同预冷方式结合1-甲基环丙烯对红提葡萄的保鲜效果

【目的】研究不同预冷方式结合1-甲基环丙烯(1-MCP)对红提葡萄预冷速度及贮藏品质的影响。【方法】以红提葡萄为试材,分别用隧道式原位差压预冷装置、预蓄冷周转箱、冷库预冷三种预冷方式结合1.5μL/L 1-MCP熏蒸处理,无1-MCP熏蒸作为对照(CK)。置于(0±0.5)℃、相对湿度85%的保鲜库中贮藏,每20 d测定1次果实的各项生理指标变化。【结果】隧道式原位差压预冷、预蓄冷周转箱处理的红提葡萄降温速率明显比冷库预冷的速率快,1.5μL/L 1-MCP结合隧道式差压预冷、预蓄冷周转箱处理的果实较1-MCP结合冷库及CK处理的果实腐烂率和落粒率低,对葡萄的可滴定酸(TA)、可溶性固形物(SSC)含量的保留具有积极的作用,抑制了果实的呼吸强度和丙二醛(MDA)含量,激发了过氧化物酶(POD)的活性,较好的维持了果实品质和营养成分,有效延缓了果实的衰老进程。【结论】1.5μL/L 1-MCP结合隧道式原位差压预冷处理,推迟了红提葡萄的后熟软化衰老进程,保持了果实的品质和营养成分。

‘红地球’葡萄VvARF18功能分析

【目的】生长素响应因子ARF是生长素信号转导途径中的重要调控因子,在植物生长发育和各类生理过程中发挥着重要作用。分析‘红地球’葡萄VvARF18启动子、异源表达、内源激素含量及其对激素响应的表达,以探究VvARF18在‘红地球’葡萄生长素(IAA)信号转导途径及花芽分化进程中的作用机理。【方法】以设施‘红地球’葡萄花芽为试验材料,通过同源克隆获得VvARF18序列,利用在线数据库PLACE分析启动子的顺式作用元件。以pCAMBIAI2300植物表达载体为基础,通过双酶切和同源重组法构建植物超表达载体pC2300-VvARF18。采用电击法将重组载体pC2300-VvARF18转化至根癌农杆菌GV3101菌株中,以本氏烟草叶片为外植体,通过农杆菌介导的愈伤组织转化法转入烟草中,经PCR检测获得阳性转基因幼苗。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对转VvARF18烟草株系表达水平进行分析,筛选出高表达量的转基因株系培养至T_(3)代,并分别进行IAA和GA_(3)处理,以分析VvARF18的表达情况。通过酶联免疫法测定转基因烟草花芽和叶片中的IAA、GA、ABA、CTK含量。【结果】‘红地球’葡萄VvARF18位于第13条染色体,含有3个外显子和2个内含子。VvARF18启动子区域存在多种光响应、植物激素响应和逆境响应的顺式作用元件。表型分析发现,转基因烟草的花芽分化进程快于野生型烟草。qRT-PCR结果显示,VvARF18在转基因烟草花芽发育的4个时期中呈先上升后下降的表达趋势,且S3时期表达量达到最高。转基因烟草植株花芽和叶片中IAA、CTK、GA和ABA测定结果表明,转基因烟草花芽和叶片中4种植物激素的含量均高于野生型植株,其中GA/IAA在转基因烟草花芽发育的4个时期中变化趋势与VvARF18表达趋势相一致。转基因烟草植株经IAA和GA_(3)处理后,VvARF18的表达量随IAA处理浓度的增高而降低,也随GA_(3)处理时间的延长而降低。【结论】葡萄Vv ARF18负调控生长素参与植物花芽分化进程,可能与赤霉素信号转导途径中的关键因子相互作用协同调控植物花芽中的激素水平,对植物花芽分化具有促进作用。

红蓝光诱导下红地球葡萄VvBES1-1基因表达模式分析

BRI1-EMS-Suppressor 1(BES1)是油菜素内酯信号转导重要的转录因子,已被证实在调控植物光形态建成及花芽发育方面发挥重要作用。为探究VvBES1是否响应红蓝光调控红地球葡萄花芽分化及在该调控模式下VvBES1的表达规律,本研究以红地球葡萄花芽为试验材料,温室自然光作为对照(CK),红蓝4∶1(R4B1)为光照处理,从前期转录组数据筛选获得VvBES1-1(Vitvi10g00636),同源克隆获得该基因编码序列(CDS),全长1026 bp,编码341个氨基酸;生物信息学分析结果显示,VvBES1-1蛋白含有1个BES1家族高度保守的BES1-N结合结构域,与河岸葡萄属于同一亚族。VvBES1-1表达具有组织特异性,VvBES1-1时空表达模式显示,VvBES1-1在各时期均有一定表达,但是在R4B1处理期间表达量显著低于自然光,9月15日(花序二级轴发育期)表达量达到最高,由此推测VvBES1-1在红地球葡萄花序二级轴发育期发挥重要作用。VvBES1-1烟草异源转化试验结果显示,转基因植株表现出花期延迟、节间缩短等表型特征,外源BR处理下VvBES1-1基因表达量均明显上调表达,VvBES1-1在光介导控花芽分化的过程中表达模式呈先升后降趋势且同红地球葡萄中的一致。本研究结果为VvBES1-1参与红蓝光介导BR信号调控红地球葡萄花芽分化提供了理论依据。

不同产区‘红地球’葡萄果实品质差异研究

‘红地球’是我国主栽的鲜食葡萄品种之一,由于其喜光的特性,不同产区的果实品质存在差异。对云南、山东、陕西和宁夏4个产区的‘红地球’葡萄14个果实品质指标进行检测,结果表明,云南产区的果实粒质量最大,可溶性固形物和香气物质含量较低,总酚和黄烷醇含量均较高;山东产区的果实可溶性固形物及还原糖含量较低,总花色苷含量最高,其中二甲花翠素3-O-葡萄糖苷等3种单体花色苷含量较高;陕西产区的果实可溶性固形物、还原糖、总酚、单宁含量均较高,但花色苷和香气含量较低;宁夏产区的果实理化指标均较低,总花色苷和单体花色苷总量较低,但花青素3-O-葡萄糖苷含量则高于其他产区,香气物质种类和含量均为最高。该研究为各地区‘红地球’葡萄果实品质调控和生产管理提供一定参考。

摘叶处理对‘红地球’葡萄品质及部分类黄酮合成基因表达的影响

以‘红地球’葡萄为材料,分别在果实转色始期和转色末期进行1、2、4片摘叶处理,对不同摘叶处理的果实理化指标、果皮酚类物质含量进行检测分析,并将这些品质指标进行主成分分析和综合评价;同时选择得分较高的2个处理,对其类黄酮合成相关基因和转录因子进行实时荧光定量PCR分析,并对酚类物质含量与类黄酮合成基因进行相关性分析。结果表明,不同摘叶处理对葡萄理化指标、酚类物质含量的影响存在差异,多数摘叶处理提升了果实的糖含量,增加了果皮酚类物质含量,上调了类黄酮相关基因和转录因子的相对表达量,CHS3、DFR1、FAOMT、CHI2和GST4基因与酚类物质的含量关系密切。通过主成分分析得出,在‘红地球’葡萄转色末期从结果枝基部摘除1片叶处理,所得果实的综合品质最佳。

基于透射光谱技术的红提pH和硬度无损检测

红提pH和硬度决定着果实的口感和收获后的品质。本文提出了一种基于透射光谱的红提pH和硬度(Firmness,FI)的检测方法。首先采集360个全生长周期红提样本光谱数据并通过不同光谱预处理建模,以此确定最好的光谱预处理方法。然后分别采用竞争性自适应加权算法(Competitive Adaptive Reweighted Sampling,CARS)、连续投影算法(Successive Projection Algorithm,SPA)、无信息变量消除算法(Uniformative Variable Elimination,UVE)、CARS-SPA、UVE-SPA数据降维方法对光谱进行特征变量提取,分别建立红提pH和硬度的偏最小二乘回归算法(Partial Least Squares Regression,PLSR)检测模型。红提果粒的pH和硬度的最优预测模型分别为移动平均法(Moving-Average Method,MA)-CARS-SPA-PLSR和MA-UVE-SPA-PLSR,两个模型预测集相关系数(Correlation Coefficient of Prediction,RP)分别为0.9882、0.9588,残差预测偏差(Residual Predictive Deviation,RPD)分别为6.5857、3.5167。结果表明,透射光谱技术可应用于红提果粒pH和硬度的检测,为全生长周期红提果粒pH和硬度的检测提供了一种新思路和新方法。

灰霉菌侵染对红提葡萄表皮蜡质结构和化学组分的影响

目的探讨灰霉菌侵染对红提葡萄表皮蜡质结构和化学组分的影响。方法红提葡萄采后分别用灰霉菌孢子悬浮液与无菌水处理,于0、6和15 d采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和气相色谱-质谱法(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)对果实表皮蜡质微观结构和化学组分进行分析,通过差量法计算蜡质总量。结果随着贮藏时间延长,蜡质总量逐渐降低,接菌果实蜡质总量始终低于对照果实;通过SEM观察到红提葡萄表皮蜡质呈现堆叠的片状结构。贮藏后期,堆叠的蜡质结构出现塌陷,与对照果实相比,灰霉菌侵染后蜡质表面被分生孢子和菌丝所覆盖,蜡质逐渐溶解减少;GC-MS表明红提葡萄表皮蜡质包括脂肪酸和醇类各9种、烃类11种、酯类6种、萜类2种、醛类和其他成分各5种。其中,主要成分为脂肪酸(38.82%)和酯类(29.04%)。与对照果实相比,接菌果实蜡质成分中的脂肪酸、酯类和醛类相对含量在贮藏中期逐渐增加,烃类、醇类、萜类和其他成分相对含量逐渐降低。结论灰霉菌侵染对葡萄表皮蜡质总量、微观结构和化学组分均具有明显的影响,但其影响机制尚需进一步研究。

外源褪黑素对“红地球”葡萄采后贮藏品质的影响

研究不同浓度的外源褪黑素对“红地球”葡萄采后品质的影响,为葡萄保鲜技术提供一定的数据支撑和理论依据。以“红地球”葡萄果实为试验材料,采用5个浓度(0、50、100、200、400μmol/L)的外源褪黑素浸泡“红地球”葡萄果实0.5 h,常温贮藏,测定果实的失重率、硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、维生素C含量、多酚氧化酶(PPO)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量等指标的变化。结果表明,贮藏到第16 d时,CK组霉变严重,失重率达到35.4%,而外源褪黑素处理组均只有轻微霉点,失重率为23.8%~33.2%,且可溶性糖、MDA、PPO、POD含量均显著低于CK组;果实硬度、可溶性固形物、可滴定酸、维生素C等含量均显著高于CK组。说明外源褪黑素能有效减缓“红地球”葡萄果实采后的失水失鲜和霉变,维持葡萄果实贮藏期间的品质,保持果实良好口感,其中,以100μmol/L外源褪黑素贮藏保鲜效果最佳。

鲜食红地球葡萄蒸馏酒的酿造工艺研究

目的:以新鲜红地球葡萄为原料,选用发酵温度、酵母菌种、浸渍条件和是否添加辅料4个因素,探究不同发酵条件对红地球葡萄蒸馏酒品质的影响。方法:设置不同发酵温度(高温25℃,低温15℃)、接种发酵与自然发酵、浸渍与清汁发酵、添加辅料与不加辅料4组变量,设计12组影响因素试验组合,并组成20组单因素对比实验,研究单因素变化条件下红地球发酵原酒及蒸馏酒的理化指标以及酯类、酸类、酚类、醛类等香气物质的差异,以期对红地球葡萄蒸馏酒的酿造工艺条件进行优化。结果:红地球葡萄在较低的温度和浸渍作用下进行自然发酵,在添加辅料时所得蒸馏酒总酯含量及酸含量较高,高级醇含量相对较低,具有良好的风味和光泽度,蒸馏酒品质良好,香气均衡。结论:蒸馏酒的基酒在发酵过程中受到酵母添加、浸渍作用、发酵温度和添加辅料等多种工艺因素的影响。本试验所得最佳酿造工艺以期解决目前红地球葡萄产量过剩、大量堆积、储藏困难等问题,助力我国葡萄酒产业的经济发展。

高光谱成像的红提总酸与硬度的预测及其分布可视化

利用高光谱成像技术实现对红提总酸和硬度无损检测和分布可视化。首先,利用高光谱采集生长期360个红提样本在波段450~1000 nm的高光谱图像信息后用化学方法测定对应样本的总酸,用质构仪测定硬度。采用KS(Kennard-Stone)算法将总样本按照3∶1的比例划分为训练集(270个样本)和测试集(90个样本)。对红提原始光谱数据分别利用标准正态变量变换(standard normal variate transformation,SNV)、卷积平滑(Savitzky-Golay,SG)处理法、多元散射校正(multivariate scatter correction,MSC)、归一化等光谱预处理方法处理,确定最优光谱预处理方法。然后,分别采用一次降维(竞争性自适应重加权算法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)、连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)、遗传算法(genetic algorithm,GA)、无信息变量消除法(uninformative variable elimination,UVE))算法和组合降维算法(CARS-SPA、UVE-SPA)6种降维方法对光谱信息进行特征变量提取;分别建立红提总酸和硬度的偏最小二乘回归(partial least square regression,PLSR)最优预测模型。最后,根据所建最优预测模型计算红提图像每个像素点的总酸和硬度,得到灰度图像并对该灰度图像进行伪彩色变换,实现红提总酸和硬度的分布可视化。结果表明根据提取到的特征波长对生长期内的红提总酸和硬度进行建模分析得到:总酸的最优检测模型为MSC-CARS-SPA-PLSR,其预测集相关系数Rp和均方根误差分别为0.9851、1.3482,残差预测偏差(residual predictive deviation,RPD)为5.6643;硬度的最优检测模型为SG-CARSPLSR,其预测集相关系数Rp和均方根误差分别为0.9291、7.9354,RPD为2.5108。综上利用高光谱成像技术可以实现红提总酸和硬度的检测与可视化分布,为生长期红提总酸和硬度的检测及可视化找到一种新方法。

基于代谢组学解析SO_(2)对鲜食葡萄贮藏品质的调控作用

为研究SO_(2)处理对鲜食葡萄贮藏过程中的影响,该文以红地球葡萄为实验材料,通过亲水相互作用液相色谱-超高效液相色谱与四极杆飞行时间质谱联用技术(hydrophilic interaction liquid chromatography ultra-high-performance liquid chromatography coupled with quadrupole time-of-flight mass spectrometry,HILIC UHPLC-Q-TOF MS)分别测定了贮藏0、24、48 d时与葡萄果实贮藏品质有关的代谢物质,解析了SO_(2)处理前后葡萄果实中的代谢物差异特性。结果表明,随着贮藏时间的延长,SO_(2)处理通过延缓葡萄果实的硬度下降抑制腐烂率、电导率和丙二醛含量的上升,保持了果实贮藏品质;贮藏24 d时,SO_(2)显著调控了葡萄果实中氮代谢、氨基酸代谢、谷胱甘肽代谢和碳水化合物代谢等主要途径的富集作用;贮藏48 d时,SO_(2)显著调控了葡萄果实中类黄酮生物合成、氨基酸代谢和碳水化合物代谢等主要途径的富集作用。可见,在整个贮藏过程中,SO_(2)通过差异化调控代谢物富集途径有效保持了葡萄果实贮藏品质。该研究结果为进一步揭示SO_(2)延缓贮藏过程中红地球葡萄劣变的作用机理提供了新的思路。

中药提取物对‘红地球’葡萄保鲜效果的影响

以黄连、黄芩、大黄、大青叶、艾叶五种中药材的乙醇提取物浸渍处理‘红地球’葡萄,以无菌水为CK1、2 g·L^(-1)的亚硫酸钠溶液为CK2,在4℃下贮藏65 d,比较不同中药提取物处理的‘红地球’葡萄果实腐烂率、总酚和抗坏血酸含量、可溶性固形物及相关抗氧化酶活性的差异,旨在明确中药提取物在葡萄贮藏保鲜方面的应用潜力。结果显示,大青叶处理组的葡萄果实多酚、抗坏血酸、可溶性固形物含量下降速度均较慢,烂果率较低,抑菌效果较优,多酚氧化酶(PPO)活性较低;艾叶处理组烂果率较低,抑菌效果最优,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性较高,多酚氧化酶(PPO)活性较低;黄芩处理组SOD、POD酶活性显著高于CK1、CK2,抗坏血酸、可溶性固形物含量下降速度较慢。大青叶、艾叶和黄芩提取物对‘红地球’果实的贮藏保鲜具有一定效果,其中黄芩处理能使葡萄果实维持较高的抗氧化保护酶活性,以保持果实的品质;而大青叶和艾叶处理能较好地抑制葡萄表面杂菌生长,延缓葡萄果实的腐烂来保持果实品质。综合比较,大青叶对葡萄贮藏品质的综合保鲜效果较佳。

基于可见/近红外光谱技术的红提成熟度判别模型

成熟度是水果评价的重要标准,直接影响水果的品质和经济价值。针对红提采摘成熟度评判困难,果肉营养价值参差不齐、产品竞争力低等问题,建立基于可见/近红外光谱技术的红提成熟度判别模型。该研究选取红提生长过程的4个阶段(分别为:未成熟、半成熟、成熟、过熟)的样本并进行光谱信息采集。选择550 nm~1000 nm的光谱波段建模,分别将经过预处理的光谱用竞争性自适应加权算法(Competitive Adaptive Reweighted Sampling,CARS)、无信息变量消除算法(Uniformative Variable Elimination,UVE)和连续投影算法(Successive Projection Algorithm,SPA)进行特征波长提取,建立支持向量机(Support Vector Machines,SVM)、极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)和偏最小二乘判别分析(Partial Least Squares Discriminant Analysis,PLS-DA)的判别模型,最终建立可见/近红外光谱技术的红提成熟度的最佳判别分类模型。研究结果表明,在Savitzky-Golay(SG)卷积平滑处理算法光谱预处理后运用SPA算法进行特征波段提取建立的ELM模型成熟度判别分类效果最佳,SVM模型次之,PLS-DA模型最差。因此,红提成熟度的最佳判别分类模型为SG-SPA-ELM,该模型的训练集和测试集的准确率分别为97.50%和96.67%。利用可见/近红外光谱技术对红提成熟度进行判别是可行的,该研究为红提成熟度的判别找到了一种新的无损检测方法。

霍尔果斯市红提葡萄精细化气候区划

利用霍尔果斯市及周边10个气象站1981—2020年逐日气象资料,采用数理统计和空间插值方法,根据红提葡萄种植的气候生态条件,筛选出≥10℃积温和无霜冻期作为红提葡萄的气候适宜性区划指标,将霍尔果斯市红提葡萄种植区划分为适宜种植区、次适宜种植区和不适宜种植区。适宜种植区分布在海拔720 m以下的南部平原地带;次适宜种植区分布在霍尔果斯市中部海拔720~950 m的山前平原;不适宜种植区位于霍尔果斯市北部海拔950 m以上的天山山区。

红提葡萄丰产栽培技术

红提葡萄是我国鲜食葡萄栽培常见品种,其营养价值丰富,被誉为“葡萄之王”,深受市场及消费者的追捧,这极大地推动着红提葡萄产业发展。市场需求不断增加的背景下,种植红提葡萄的农户越来越多,为保证红提葡萄的产量和品质,做好栽培管理工作意义重大。基于此,文章以陕西地区为例,着重对红提葡萄丰产栽培技术要点展开了深入探析。

基于近红外相机成像的红提串缺陷检测

目的:探寻快速、准确的葡萄串褐斑及损伤腐烂检测方法。方法:通过近红外工业相机采集红提串的彩色图像(RGB)和近红外图像(NIR)。利用近红外图像(NIR)运用Sobel算子提取清晰葡萄串的边缘和褐斑及损伤腐烂部分的边缘,然后将图像通过自适应阈值对图像进行二值化,实现图像分割,通过归一化超绿法和寻找大连通域去除葡萄串边缘及果梗,分别提取红提串缺陷和果粒边缘的圆形度、矩形度和外接矩形长宽比的形状特征参数,并建立基于BP神经网络和支持向量机的缺陷和果粒边缘判别分类模型,通过建立的分类模型实现果粒边缘的剔除,获得褐斑及损伤腐烂的图像信息。结果:利用上述检测方法对60个葡萄串样本进行验证,完好葡萄串判别准确率为90.00%,褐斑及损伤腐烂葡萄串判别准确率为93.33%,综合判别准确率达到91.67%。结论:研究建立的褐斑及损伤腐烂图像的检测方法可以实现红提葡萄的分级挑选。

葡萄果皮花色素的提取及其理化性质

以红地球葡萄品种为试材,研究了葡萄果皮中花色素的提取方法及色素理化性质。结果表明,1%盐酸-无水甲醇的提取葡萄果皮色素效率最高,其次是95%乙醇-4.7%盐酸(v/v=85/15)、1%盐酸-无水乙醇;以1%盐酸-无水乙醇为提取液,葡萄果皮质量与提取液的料液比宜为1∶5～1∶10(m∶v,g/mL)。光谱特性分析表明,葡萄皮花色素属于花色素苷类,其稳定性受溶液的pH值影响最大,当溶液pH≥9时,特征光谱消失。葡萄花色素具有一定的热稳定性,但在光下降解速度加快,受热后在光下降解更快;Fe3+对葡萄花色素的不良影响大于Zn2+、Ca2+;高浓度的蔗糖、果糖对花色素有一定的护色效应,而葡萄糖对其影响不明显;维生素C、苯甲酸钠对花色素有不良影响。

环剥和GA处理对红地球葡萄果实性状的影响

以红地球葡萄为试材,于2003、2004年分别在河南长垣、开封及新密进行了4个独立试验,主要研究了环剥和GA3处理对红地球葡萄果粒大小、果穗重量、种子数目、果梗耐拉力等性状的影响。结果表明,于红地球葡萄果粒横径15-16mm时主干环剥可增大果粒10%左右,应用GA340-60mg/L水溶液浸蘸果穗,可显著增大果粒,增加果穗重量,对果穗其他性状、成熟期和可溶性固形物含量影响不大。

地面遮阴对新疆‘红地球’葡萄果实着色的影响

【目的】探讨新疆‘红地球’葡萄果实着色过深的问题。【方法】以‘红地球’葡萄为试材,分析了地面遮阴对‘红地球’果实着色的抑制作用,以及果皮锦葵色素(Mv)含量与UFGT酶活性积累的关系。【结果】不同程度地面遮阴处理对果实着色有显著影响,随遮光率增加,果面光泽明亮度L*值和颜色组分b*升高,颜色组分a*、C*以及颜色指数(CIRG)下降。地面遮阴处理还明显抑制了UFGT活性,锦葵色素(Mv)的积累和UFGT活性表现出良好的一致性。Mv含量与果实色泽参数L*、a*、b*均达到极显著性相关,与CIRG之间的相关系数为0.871,呈极显著性正相关。【结论】不同程度地面遮阴显著抑制果实着色,遮光率为86.39%的地面遮阴处理,果实着色不均,果面呈光亮粉红色,Mv含量与UFGT酶活性最低。遮光率为57.93%的地面遮阴处理,显著改善果实着色,果面呈现光亮饱满的鲜红色。

1-MCP结合ClO_2处理对冰温贮藏红提葡萄生理品质的影响

以红提葡萄为试材,通过对不同处理方式果实在贮藏期间品质和生理生化指标的变化规律分析,探讨冰温贮藏条件下,1-MCP和ClO2处理对果实的保鲜效果。结果表明:1-MCP+ClO2处理结合了1-MCP、ClO2处理的优点,减轻了葡萄贮藏过程中因腐烂造成的损失,对果实可滴定酸(TA)、可溶性固形物(TSS)和VC含量的保留有积极作用,良好的保持了葡萄的品质和营养成分;抑制了葡萄呼吸和乙烯生成速率,减缓了细胞膜透性和丙二醛(MDA)含量的增长速度,增强过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,有效延缓了葡萄在贮藏过程中的衰老进程。