【摘 要】
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硒是人体健康中必须的营养元素,缺硒往往会引起人体“大骨节病”的发生。中国72%的国土面积处于缺硒状态,为减少“大骨节病”的发生,许多地区需通过人工施硒的方式来满足当地居民对硒需求。葡萄(Vitis vinifera L.)作为硒的载体,可有效帮助人类增加硒的摄入,富硒葡萄的深入研究在食品营养、市场价值方面有着深远意义。目前,葡萄果实内VC含量的提高与硒的关系未被深入探究,其生理机制的探索对葡萄科学
【基金项目】
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国家科技支撑计划子课题“西安城郊经济林高产优质高效生产关键技术研究与示范” (编号:2014BAD14B006); 中国科学院水利部水土保持研究所创新专项“葡萄成熟期调节技术与品质效应”基金;
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硒是人体健康中必须的营养元素,缺硒往往会引起人体“大骨节病”的发生。中国72%的国土面积处于缺硒状态,为减少“大骨节病”的发生,许多地区需通过人工施硒的方式来满足当地居民对硒需求。葡萄(Vitis vinifera L.)作为硒的载体,可有效帮助人类增加硒的摄入,富硒葡萄的深入研究在食品营养、市场价值方面有着深远意义。目前,葡萄果实内VC含量的提高与硒的关系未被深入探究,其生理机制的探索对葡萄科学栽培具有重要意义。另外,硒元素在葡萄树体中的分布以及对树体的持续影响也是研究空白之一。硒在植物体内的循环利用、常年连续喷硒对植物的影响,这些问题的解答对于富硒食品的健康问题、及富硒农业的可持续发展提供相关理论依据。本研究旨在研究成熟过程中葡萄果实各组分动态变化(可溶性糖(SS)、有机酸(TA)、可溶性固形物(TSS)、可溶性蛋白质(SP)、维生素C(VC)、白藜芦醇、原花青素、硒含量)、叶面硒肥对葡萄果实维生素C代谢机制的影响以及在连续喷施或中断叶面硒肥前后的品质变化和硒元素积累动态。本研究在葡萄果实膨大期,对葡萄叶面喷施硒浓度为120 mg·L-1有机叶面硒肥,每间隔15天喷一次,共计3次。设置两种微环境(温室和室外遮雨棚)、两个葡萄品种(户太8号和夏黑),分别监测葡萄生长期的硒含量、VC含量、抗坏血酸氧化酶(AAO)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、多酚氧化酶(PPO)动态,监测不同微环境下户太8号葡萄各类指标的变化过程。另外,设置对照组(CK)、首次施硒组(SE1)、第五年中断施硒组(SE2)、及连续五年施硒组(SE3),探究硒元素在葡萄树体中的分布以及对树体的持续影响。主要研究结果如下:1.不同环境下叶面有机硒肥对户太8号葡萄品质的动态影响有机硒肥不仅改善了果实口感,如SS、TA含量等,还增加了硒元素在葡萄果肉内的富集,提高了VC含量。另外,硒肥延缓成熟期,增加了营养产物积聚的时间,且树体的抗氧化性能提高,有利于葡萄树体的可持续生长。2.不同微环境下叶面有机硒肥对户太8号果实内VC含量及相关酶活性的影响从转色期到成熟期,户太8号葡萄果实的硒含量在果肉内积累持续升高,VC含量先升高后趋于平缓。在生长过程中,果实内AAO活性先降低后升高,与VC含量呈弱负相关。APX活性持续降低先快后慢,与VC含量呈显著强负相关。PPO活性先降低后升高,与VC含量呈负相关。说明在VC分解过程中,低AAO活性和APX活性减少了VC的分解。另外,无论在温室还是在遮雨棚环境下,有机硒肥的施加不仅可以提高户太8号内的硒元素含量,也可以通过影响VC相关的重要酶活性进而影响VC的积累。硒显著降低了葡萄果肉内的AAO活性,呈弱相关;但APX活性无显著规律,其与硒含量之间为负相关。另外硒肥显著提高了PPO活性,硒含量与PPO活性呈中等程度负相关。3.叶面有机硒肥对温室夏黑果实内VC含量及相关酶活性的影响温室环境下夏黑葡萄果实内硒含量、VC含量及相关酶活性变化趋势一致,但与户太8号不同的是,生长过程中夏黑葡萄内PPO活性持续降低。有机硒肥的施加不仅可以提高葡萄果实内的硒含量也可以增加VC含量。硒肥显著降低了夏黑葡萄内的AAO、APX活性,且都与硒含量呈强负相关性。硒肥也显著提高了夏黑葡萄的PPO活性,提高葡萄果肉内的抗氧化能力。硒肥喷施影响了不同品种的VC分解过程。4.叶面有机硒肥对户太8号葡萄不同部位硒含量及果实品质的影响生长期葡萄叶片中的硒含量缓慢降低,且当年喷施硒肥的叶片中(SE1和SE3)硒含量显著高于对照组CK与第五年中断施硒组SE2。果实中的硒含量逐渐升高,且只要喷施过硒肥的树体,果实都聚集了一定含量的硒元素。硒肥的施加能够显著改善葡萄果实的营养品质和保健品质。如果连续四年喷施硒肥但第五年中断喷硒,滞留在树体中的硒虽不能提高葡萄果实内硒含量,但仍然可有效改善果实品质,如提高SS、SP、VC等含量,且白藜芦醇、原花青素等活性物质含量较高,表明喷施叶面有机硒肥产生了对树体、果实有益的滞后效应。对于葡萄果实品质而言,连续喷硒四年后中断一年,果实品质仍然较好,但是对于富硒葡萄生产而言则需要连年喷硒。主成分分析评价得出的综合分数表明,首次喷施硒肥的处理组综合品质最高,其次是SE2和SE3。另外,在葡萄生长的整个生命周期中,硒元素在葡萄树体内是可以移动的。试验结果表明,在葡萄树体的枝条、嫩芽等部位都发现了硒元素的聚集,尤其是连续喷施四年以上的叶面硒肥。另外,当年施加叶面硒肥对葡萄树体的枝条、芽部硒元素聚集的影响最大,表明硒元素可以根据植物生命活动的需要转移至葡萄树体活跃部位,且在下一年葡萄的生命周期中持续发挥作用影响植物生长。
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