酿酒葡萄品种改良岗位

唐晓萍团队

　　摘　要：黄酮类物质是葡萄与葡萄酒中重要的生理活性物质，对葡萄酒的感官品质起决定作用。研究以酿酒葡萄‘赤霞珠’5个营养系为试验材料，分析黄酮类物质含量差异，为提高黄土高原产区葡萄酒品质提供材料。结果表明：在转色后‘赤霞珠’葡萄营养系可溶性固性物和可滴定酸含量差异不显著，而CS191平均单粒重在转色后80天时显著高于其他4个营养系。CS191在转色后80天时，果皮和种子中总类黄酮、原花色素含量显著高于其他营养系。在转色后80天时，营养系间果皮中黄烷醇含量差异不显著，但此时期CS170果皮中黄烷醇含量显著高于其他4个营养系。结论：CS191在完熟时果实中总类黄酮和原花色素含量高于其他营养系，CS170果皮中黄烷醇和花色苷含量较其它营养系含量高，均可做为黄土高原地区栽培的高黄酮物质含量的‘赤霞珠’品种。

　　关键词：赤霞珠葡萄；营养系；果皮；种子；黄酮

　　葡萄酒的质量首先取决于葡萄原料，优良的酿酒品种对提高葡萄酒品质，酿造特色葡萄酒有关键作用。酿酒红品种‘赤霞珠’是世界上公认的优良酿酒品种，与‘蛇龙珠’、‘品丽珠’为姐妹系。葡萄果实中含有大量酚类活性物质，特别是黄酮多酚。黄酮化合物主要包括有总类黄酮、黄烷醇、原花色素、花色苷等，主要存在于葡萄果皮和葡萄籽中，通过酿酒的浸渍和酒精发酵过程进入酒体，对红葡萄酒的色泽、口感、香气、抗氧化、抗菌有重要作用。果实中黄酮物质含量主要受葡萄品种、栽培环境和酿造工艺的影响，其中葡萄品种是决定因素。营养系选种是基于品种内基因型发生微小变异而进行的育种，其中酿酒葡萄营养系选种已在国内外都取得了重大成果。例如德国通过对‘雷司令’不同营养系选择对比，选育出的单系产量提高了36%；张宗勤等对欧洲葡萄—无核白10个营养系的性状研究表明，无核白W3营养系成熟果实果皮中白藜芦醇含量是无核白的4.86倍。唐美玲等对烟台地区不同蛇龙珠营养系果实品质分析发现，不同营养系在果穗重、可溶性固形物含量、酸度、Vc含量及主要香气物质等方面有明显差异；李红娟对法引酿酒葡萄赤霞珠营养系研究中表明，赤霞珠各营养系植物学性状差异不大，生物学及果实性状上存在一定差异。对酿酒葡萄营养系酚类物质含量差异的研究报道已经非常普遍，

　　但对转色后不同时期果实中果皮和种子中黄酮类物质含量变化差异的研究还尚未报道，本研究以‘赤霞珠’5个营养系转色后果实为试验材料，研究不同营养系不同着色面积时果皮和种子中总类黄酮、黄烷醇、原花色素、花色苷含量变化，以初步明确不同营养系在不同着色期黄酮类物质代谢的差异，为选育的高黄酮类物质含量的‘赤霞珠’品系提供理论依据，为在黄土高原栽培‘赤霞珠’品种提供材料依据。

　　1　材料与方法

　　1.1　试验时间和地点

　　田间试验开始于2016年7月，取样地点为山西省农业科学院果树研究所，供试材料为酿酒葡萄营养系选种圃‘赤霞珠’(CabernetSauvignon)葡萄5个营养系，分为：CS169、CS170、CS191、

CS338、CS685，于2011年栽培建园，架势为倾斜式单龙蔓“厂”字形立架栽培，行距为0.8m×2.5m。采样方法为对角线法则，分别在转色后20天、转色后40、转色后60天、转色后80天（达到生产成熟）参考Puspa等 方法进行随机取样后测定果实单粒重、可溶性固形物、可滴定酸含量。并取200g果实液氮冷冻后于-80℃冰箱保存。12月15日在室内提取测定果皮和种子中的黄酮类物质。

　　1.2　试验方法

　　1.2.1　单粒质量、可溶性固形物和可滴定酸含量测定

　　采用质量法测得单粒重，采用NaOH滴定法测定可滴定酸，可溶性固形物利用数显折射仪测定。

　　1.2.2　果皮中黄酮类物质含量测定

　　从超低温冰箱中取冷冻葡萄100g，对果实进行果皮和种子的剥离后，取2g果皮和2g种子分别于100ml棕色容量瓶中，用70%酒精暗处浸提24小时后，过滤后滤液为黄酮类物质提取液。将提取液按照氯化铝比色法测定总类黄酮，结果以儿茶素等价表示（mg/gFW）；采用香草醛-盐酸法测定黄烷醇，结果以儿茶素等价表示（mg /gFW）；采用正丁醇-盐酸比色法测定原花色素含量，结果以标准原花色素等价表示（mg/gFW）。

　　花色苷含量采用pH示差法测定，称取0.4g果皮于100ml棕色容量瓶中，用1%盐酸-无水甲醇于暗处浸提24小时，以每克果皮中二甲花翠素葡萄糖苷表示。

　　1.2.3　统计分析

　　采用Excel 2016和SAS 9.0进行各因子的数据分析。

　　2　结果分析

　　2.1　‘赤霞珠’葡萄营养系转色后果实平均单粒重、可溶性固形物与可滴定酸含量变化比较。

　　赤霞珠葡萄营养系在转色后平均单粒重存在显著差异（表1），其中CS191在转色后80天时平均单粒重为1.46g，显著高于其他4个营养系。可溶性固性物含量和可滴定酸含量在转色后20天、40天、60天时存在显著差异，但在转色后80天时5个营养系葡萄可溶性固性物含量和可滴定酸含量差异均不显著。

　　2.2　‘赤霞珠’葡萄营养系转色后果实中黄酮类物质含量比较

　　2.2.1　‘赤霞珠’葡萄营养系转色后果实中总类黄酮含量变化比较

　　在图1中可以看出‘赤霞珠’葡萄在转色后果皮中总类黄酮含量呈先下降后上升。在果实转色后20天时，CS191果皮中总类黄酮含量为2.06mg/g，显著低于CS169。在转色后40天和60天时，CS191果皮中含量显著高于CS338。当转色80天后时，CS191果皮中含量显著高于其他4个营养系。种子中总类黄酮含量在转色后一直下降，其中在转色后20天时，CS191果皮中含量显著高于CS169、CS170、CS338；在转色后40天时，CS191含量显著高于其他4个营养系；而转色后80天时，CS191种子中含量显著高于CS170。

　　2.2.2　‘赤霞珠’葡萄营养系转色后果实中黄烷醇含量变化比较

　　‘赤霞珠’葡萄营养系果皮中黄烷醇含量在转色后逐渐上升（图2）。在转色后20天时，‘赤霞珠’5个营养系含量均在8mg/g以上。在花后60天时，5个营养系果皮中含量差异不显著，当转色后80天时，CS170含量显著高于其他4个营养系，分别比CS191、CS685、CS338、CS169高13.2%、26.17%、51.82%、77.76%。5个营养系种子中黄烷淳含量在转色后一直下降，且在转色40天以后，种子中含量差异不明显，在转色后80天时5个营养系差异均不显著。

　　2.2.3　‘赤霞珠’葡萄营养系转色后果实中原花色素含量变化比较

　　在果实转色后，‘赤霞珠’营养系葡萄果皮中原花色素含量逐渐增加（图3）。在转色后20天、40天、60天时，CS191果皮中含量与其他营养系差异不明显，当转色后80天时，成熟CS 191果皮中黄烷醇含量为8.28mg/g，显著高于CS169和CS170。在转色后种子黄烷醇含量较低，且在各时期个营养系含量均低于0.9mg/g，其中转色后80天时，CS191含量最高，分别比CS685、CS338、CS170、CS169高2.86%（ P > 0 . 0 5 ） 、16.13%(P<0.05)、63.64%(P<0.05)、125%(P<0.05)。

　　2.2.4　‘赤霞珠’葡萄营养系转色后花色苷含量变化比较

　　各营养系葡萄在转色后随着果皮颜色的加深果皮中花色甘增加（图4）。其中在转色20天时，5个营养系花色苷含量均较低，此时CS170果皮含量为2.98mg/g。当花后40天时，CS191含量显著高于其他四个营养系。在花后60天时，CS191分别比CS170、CS169、CS685、CS338高出4.64%（P>0.05）、14.07%(P<0.05)、29.43%(P<0.05)、50.65%(P<0.05)。在转色80天时CS170含量显著高于CS169和CS338。

　　3　讨论

　　葡萄浆果的成熟伴随着可溶性固形物含量的增加和酸度的下降，这个过程被认为是由内源脱落酸（ABA）引发。Katayama-Ikegami等通过ABA处理‘赤霞珠’浆果对着色和黄酮类物质合成基因的影响中表明，葡萄果实发育期间ABA参与黄酮化合物合成的碳流。本研究中酿酒葡萄‘赤霞珠’营养系随着果实的成熟，果皮中黄酮类物质发生了积累，这与黄酮物质大量向果皮运输有关，这与《葡萄学》中关于葡萄果实发育和茎叶的生长特点相符合。且许多研究表明：黄酮化合物在果实的的含量在很大程度上取决于葡萄品种的基因型。

　　黄酮物质中总类黄酮是葡萄酒中一类重要的保健成分，在葡萄果皮和种子含量较高。Zhao等研究发现，总类黄酮等次生代谢产物合成受信号分子的调节。代红军等研究表明，‘赤霞珠’葡萄在花后35d果皮中总类黄酮含量保持上升，这与本研究中各营养系果皮中总类黄酮含量在转色后上升的结论相符。代红军等在各时期用水杨酸处理后果皮中总类黄酮含量都比同时期对照高，说明在发育过程中果皮中总类黄酮含量受水杨酸等信号分子的调控，而本试验中CS191果皮和种子中总类黄酮含量最高，可能是该时期信号分子正调控比较高所致。黄烷醇具有保护葡萄果实免受紫外线（UV）辐射的作用，在葡萄果实中，LAR酶对果实中黄烷醇含量的积累起决定作用，Gagne等研究表明，LAR酶在幼果期处于最高值，之后迅速下降，在转色期酶活性有所回升。该结论验证了研究中各营养系果皮中黄烷醇含量在转色后呈先下降后上升的规律，且与李小龙对酿酒葡萄果实生长发育过程中黄烷醇物质变化规律相似。

　　原花色素又称为缩合单宁，具有很强的生理活性，对葡萄和葡萄酒的苦涩有一定的贡献，并很大成度上影响葡萄和葡萄酒色泽。何非等克隆得到‘赤霞珠’葡萄原花色素合成的相关结构基因Vv LAR1、Vv LAR2及Vv ANR 基因启动子的序列，并表明这些基因表达受环境和植物激素等信号分子的影响。本试验中材料均来自黄土高原栽培下的‘赤霞珠’营养系，在相同的栽培模式下，CS191在转色后60天后，果皮中原花色素含量均较同时期其他营养系含量高，这可能与不同营养系原花色素相关基因表达量不同导致。

　　葡萄果皮的花色苷是重要的色泽性状，对红葡萄酒的颜色、品质和保健功能有重要作用。在花色苷的合成过程中，PLA是代谢途径中首先起催化作用的酶， UFGT则是花色苷生物合成过程中的关键酶，所以PAL 和UFGT 在葡萄果皮花色苷合成过程中发挥着重要的催化作用。Kennedy等研究表明花色苷物质在葡萄果实转色后迅速积累，在花后120天后变化不明显。张彦芳等研究河西走廊不同产地‘美乐’葡萄果实成熟过程中，花色苷物质含量随成熟逐步积累，而在不

　　同产区相同转色期花色苷含量存在差异，但各产地均以‘美乐5’含量最高，体现了品系特征。本试验研究表明，在黄土高原栽培下的赤霞珠营养系在转色后各时期花色苷含量不同，这可能与不同时期花色苷相关基因表达量不同所致，在完熟情况下以CS170果皮中的花色甘含量最高，体现了CS170的品系特征。

　　4　结论

　　在黄土高原栽培下的‘赤霞珠’5个营养系在转色后不同时期黄酮类物质存在明显的差异，这可能与不同时期相关基因表达量不同所致，其中CS191在完熟时果实中总类黄酮和原花色素含量均为最高，CS170在完熟时果皮中黄烷醇和花色苷含量较其它营养系含量高，可做为黄土高原地区栽培的高黄酮类物质含量的‘赤霞珠’品种。且不同的营养系黄酮类物质含量特性不同，可通过相关基因表达量验证其品系特性，为杂交育种提供材料依据。