济南综合试验站

陈迎春 李勃

 

  随着消费者对生活品质要求的不断提升，市场对葡萄的健康属性、风味口感等品质指标提出了更高标准。但近年极端天气频发，冻害、涝害、高温干旱等非生物胁迫及病虫害交替出现，既导致葡萄减产，又引发着色不均、糖度下降、农药残留等问题，严重阻碍产业提质增效。在此背景下，寻找能增强葡萄抗病、抗逆能力的绿色解决方案迫在眉睫，植物免疫激活蛋白的应用价值愈发凸显。作为一类能激活植物免疫系统、调节新陈代谢的功能性制剂，该类蛋白在我国发展迅速，已广泛应用于多种作物，其核心优势在于无需依赖传统化学药剂的直接杀灭作用，而是通过诱导作物自身产生抗逆、抗病应答，同时兼具促进生长、提高产量、改善农产品品质及贮藏性的多重功效[1-2]。据报道，植物免疫激活蛋白作为重要的植物免疫诱抗剂已广泛用于果树领域，在鲜食葡萄和葡萄干行业，以扩大无籽品种的浆果比例[3]。植物在不引起过敏反应（HR）的情况下，利用免疫激活蛋白VDAL可以抵抗大丽轮枝菌侵染[4]。对无核红宝石葡萄园全生育期喷施4遍6%寡糖·链蛋白1 000倍液，可显著提高葡萄叶绿素含量、增加果穗重量[5]。为进一步明确植物免疫激活蛋白在葡萄上的应用效果，笔者开展田间试验，调查了不同植物免疫激活蛋白对葡萄生长发育性状和抗性相关指标的影响，为其应用于葡萄安全生产提供依据。

  1 材料与方法

  1.1 试验地概况

  于2024年2—7月在山东省临沂市平邑县武沟葡萄种植专业合作社进行，试验田土壤为壤质土，土壤肥力中等。葡萄品种为贵妃玫瑰，连栋冷棚种植，树龄3年，栽植株行距2 m×3 m，篱架V形叶幕。

  1.2 供试药剂

  供试发植物免疫诱抗剂共3种，威普绿（VIP），由山东鲁保科技开发有限公司和中国农业大学联合创制研发；维大力（VDAL），由中国农业大学生物学院研发；威普绿及维大力混合物产品，由山东鲁保科技开发有限公司创制。

  1.3 试验设计

  本试验共设置16个试验小区，选取生长势一致的葡萄5株为1组作为1个小区，分萌芽前处理和开花前处理两个阶段开展。具体如下：萌芽前30 d选取8组葡萄，分别喷施7种不同种类、浓度植物免疫激活蛋白混合物及破眠剂，以喷施等量清水为对照，调查其对葡萄萌芽期、萌芽率及新梢生长的影响；花前一周，另选长势一致的8组葡萄，分别喷施7种不同种类及浓度植物免疫激活蛋白，以喷施等量清水为对照，花后一周取样调查其对叶片功能、花穗质量及抗性指标的影响。

 

  1.4 测定指标及方法

  萌芽后，调查各处理的萌芽情况，并计算萌芽率/%=萌芽数/总芽数×100；新梢生长量用钢卷尺测定新梢长度。

  叶片叶绿素相对含量（SPAD）的测定，每处理均匀选取中部的10片功能叶片，采用LC-01型（美国）便携式叶绿素仪测定叶片的叶绿素SPAD值。

  叶绿素荧光参数的测定，选择晴天9～11时，每处理均匀选取中部的10片功能叶片，采用快速荧光测定仪（汉莎，Handy-PEA）测定[6]。

  离体叶片失水率采用重量法，采集叶片后放置于干净滤纸上，在0、24、48和72 h用电子天平称取叶片重量，计算失水率，失水率/%=（脱水前鲜重－脱水后鲜重）/脱水前鲜重[7]。

  可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝方法测定[8]。

  抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）的含量选用索莱宝公司的相关试剂盒通过比色法测定[8]。

  1.5 数据统计与分析

  利用Excel 2013软件进行数据统计，使用SPSS 22.0软件对试验所得数据进行方差分析，差异显著性分析（P＜0.05）。

  2 结果与分析

  2.1 植物免疫激活蛋白对葡萄的物候期及萌芽的影响

  通过连续观察，不同浓度植物免疫激活蛋白处理及对照组均在3月24日前后开始萌芽，各处理在物候期上没有明显差异，植物免疫激活蛋白处理过的枝条生长状况良好。由表2可看出，P3处理VIP 40.0 mg/L的萌芽率为63.75%，显著高于其他处理及对照，其他处理与对照间无显著差异。

 

 

  2.2 植物免疫激活蛋白对葡萄新梢节间长度的影响

  从表2可看出，与对照组相比，P1、P2、D3、DP1处理新梢节间长度均显著大于对照组，其中P2处理，VIP 浓度8.0 mg/L下新梢节间长度最长，为6.36 cm，其次为P1处理，VIP浓度0.8 mg/L下节间长度为6.19 cm，P1、P2处理新梢节间长度相较于对照分别高出30.86%及27.37%。较高浓度的DP1及D3处理，即VDAL+VIP 41.5 mg/L及VDAL50.0 mg/L处理下新梢节间长度相较于对照分别高出15.23%及12.55%。表明较低浓度的VIP 及较高浓度VDAL+VIP混合物及VDAL均有助于植株的枝条伸长生长，在新梢生长期表现出一定的优势。

  2.3 植物免疫激活蛋白对葡萄离体叶片失水率的影响

  测定离体叶片失水率表明，随处理时间的延长，各处理的葡萄叶片都表现失水加剧，相对含水量均呈下降趋势。24 h后，VD1、VD2、VD3、VP2、VP3和DP2这6个处理失水率显著低于对照；48 h后，VD1、VP3和DP2这3个处理失水率显著低于对照；72 h之后，对照组失水率达到42.24%，其他喷施植物免疫激活蛋白的处理失水率在25.19%～2.65%，均低于对照组，存在显著性差异，其中VD1、VP3失水率最低，保水耐旱能力更强。在葡萄的生长过程中喷施VDAL 50.0 mg/L及VIP 80.0 mg/L可显著降低离体叶片的失水率。

 

  2.4 植物免疫激活蛋白对葡萄叶片叶绿素及荧光参数的影响

  由表4可见，不同种类植物免疫激活蛋白处理间的叶片叶绿素含量均显著高于对照组，高于对照8.49%～17.48%，处理间均无显著差异。初始荧光（Fo）也称基础荧光，是光系统Ⅱ（PSⅡ）反应中心处于完全开放时的荧光产量，与叶片叶绿素浓度有关。试验数据显示，VP1、VP2处理的Fo值显著高于对照，分别为对照的1.12倍及1.05倍，其他处理与对照无显著差异。最大荧光（Fm）产量，是PSⅡ反应中心处于完全关闭时的荧光产量。7个不同处理与对照组的Fm值无显著差异。在完整叶片中，Fv/Fm代表PSⅡ最大光化学效率，Fv/Fo代表潜在光化学效率。VP1处理即VDAL 50.0 mg/L的Fv/Fm值略低，为对照的97.53%，存在一定的显著差异，不同处理的叶绿素荧光参数Fv/Fo无显著差别，其他处理与对照间无显著差异。

  2.5 植物免疫激活蛋白对葡萄叶片抗性指标的影响

  在植物组织中，可溶性蛋白质含量的变化反映了植物的生长状态、代谢活性及对外界环境的响应。由表5可知，不同处理叶片中可溶性蛋白质的含量均显著高于对照组，尤其以VD2、VP1处理效果最好，叶片内可溶性蛋白含量分别是14.21 mg·g-1及13.96 mg·g-1，分别比对照增加11.10%及9.15%，有利于满足葡萄生长发育过程中对营养物质的需求，为增加葡萄产量提供基础。

  过氧化氢酶（CAT）在植物生长过程中维持植物稳定、光呼吸、植物免疫、非生物胁迫响应、植物激素信号传导、植物体内活性氮代谢等起着重要的作用。由表5可知，不同处理的叶片过氧化氢酶活性均显著高于对照组，VDAL处理的叶片过氧化氢酶活性为对照组的3.60~5.35倍，VIP处理的叶片过氧化氢酶活性为对照组的1.32~3.57倍，二者混合处理叶片过氧化氢酶活性为对照组的3.97倍，经植物免疫激活蛋白处理过的叶片中过氧化氢酶活性均显著大于对照组。

  超氧化物歧化酶（SOD）在植物中广泛存在，可以在细胞中发挥不同的防御作用，增强植物的耐受力。经不同处理的葡萄叶片超氧化物歧化酶活性也不同，经检测可得，不同处理之间存在一定的显著性差异，其活性为VD3、VP3>CK、VP1>DP2>VD2>VP2、VD1。

 

  2.6 植物免疫激活蛋白对葡萄花后一周穗长的影响

  由表6可知，开花后一周测量花穗的长度，经过连续的观察，喷施植物免疫激活蛋白的处理花穗生长状况良好，尤其VP1、DP2、VP2长势最佳，分别是23.45 cm、22.75 cm及22.40 cm，比对照长度分别高23.55%、19.86%及18.02%。对照组穗长显著低于VIP处理与VDAL、VIP的混合处理。花期花穗长有利于果粒膨大，减少成熟期裂果。由此可见，VIP及VDAL的施用有利于葡萄的生长，为高产打下基础。

 

  3 小结与讨论

  植物免疫激活蛋白富含氨基酸、多肽、微量元素等营养成分，可以为葡萄植株提供全面的营养支持，促进植株的根系发育、枝条生长和叶片扩展。前人研究表明，喷施植物免疫蛋白可以促进生姜植株发育[9]，VDAL原粉稀释液单独使用对青梗菜有明显的壮苗和增产效果[10]，VDAL对生菜产量、品质均具有良好的效果[11]。本研究表明，在设施大棚中，喷施VDAL与VIP也可促进葡萄生长发育，均提高其新梢生长期节间长度及花期花穗长度；叶片叶绿素含量、Fo初始荧光也有不同程度的提高。处理后的成熟叶片，其叶片失水率也显著降低。表明植物免疫激活蛋白VDAL、VIP及其混合物对设施葡萄的农艺性状和经济性状均有明显的促进作用。

  植物免疫激活蛋白可以增强植株的抗逆性，提高其对不良环境的适应能力，减少病虫害的发生和传播[12]。在本研究中，葡萄生长在适宜环境中，未做逆境胁迫处理，而经常被用作抗性筛选的指标可溶性蛋白、过氧化氢酶活性[13]，不同处理均显著高于对照含量；可以认为植物免疫激活蛋白VDAL与VIP在提高葡萄抗逆性方面起到一定作用。后续，可在抗病性、抗逆等生境下做进一步验证。

  试验表明，VDAL、VIP单独使用与混合使用均对葡萄有明显的促进生长及增强抗性的效果。其中萌芽前施用VIP40.0 mg/L处理可有效提高萌芽率，VIP0.8 mg/L和VIP8.0 mg/L处理可显著提高新梢生长期节间生长；开花前施用VIP8.0 mg/L和VIP40.0 mg/L处理可显著提高叶绿素含量、显著拉长花穗；VDAL、VIP及其混合物在提高植物抗性上均有显著效果。合理使用植物免疫激活蛋白可以显著促进葡萄的生长，提高抗性，但具体的效果还会受到多种因素的影响，如使用方法、使用时期、环境条件以及葡萄品种等。不同的植物免疫激活蛋白产品在葡萄上的应用效果也可能存在差异，需要进一步深入研究和实践验证。