





中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (19): 3879-3893.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.19.014
张柯楠1(
), 尹海宁1, 王家逵2, 曹建宏2, 惠竹梅1,3(
)
收稿日期:2023-03-15
接受日期:2023-06-05
出版日期:2023-10-01
发布日期:2023-10-08
通信作者:
联系方式:
张柯楠,E-mail:kenanzhang@nwafu.edu.cn。
基金资助:
ZHANG KeNan1(
), YIN HaiNing1, WANG JiaKui2, CAO JianHong2, XI ZhuMei1,3(
)
Received:2023-03-15
Accepted:2023-06-05
Published:2023-10-01
Online:2023-10-08
摘要:
【目的】酚类物质是酿酒葡萄的重要次级代谢产物,对葡萄和葡萄酒的品质有重要影响。结合土壤及气候因子研究不同海拔葡萄果皮酚类物质含量的差异及成因,为高海拔酿酒葡萄种植及葡萄品质差异化管理提供理论依据。【方法】本研究以云南香格里拉产区酿酒葡萄‘梅尔诺’(Merlot)为试材,连续3年(2020、2021、2022年)分析2个海拔(2 181、2 300 m)成熟期葡萄果皮总酚、总类黄酮、总单宁、总花色苷、单体花色苷及非单体花色苷酚类物质含量差异,同时监测葡萄生长发育期间不同海拔的光照、温度、湿度等气候因子,进而分析气候因子对葡萄果皮酚类物质的影响。【结果】两个海拔葡萄园土壤主要矿质养分无显著差异,光照、紫外线强度、温湿度等气候因子存在一定差异。海拔对葡萄果皮酚类物质含量具有显著影响,较高海拔有利于葡萄果皮酚类物质的积累。在2020—2022年,海拔(2 300 m)葡萄果皮总酚、总单宁、总花色苷、大部分单体花色苷以及槲皮素物质含量显著高于海拔2 181 m,其中总单宁含量提高幅度为56.27%—174.49%;而海拔2 181 m处葡萄果皮的总类黄酮含量显著高于海拔2 300 m,提高32.25%—79.48%。OPLS-DA分析显示,两个海拔葡萄果皮酚类物质的主要差异化合物为总单宁(TTC)、总类黄酮(TFo)、二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷(Mv)、二甲花翠素-3-O-(6-O-乙酰化)葡萄糖苷(Mv-Ace)、花青素-3-O-葡萄糖苷(Cy)以及甲基花青素-3-O-葡萄糖苷(Pn)。灰色关联分析显示,葡萄生长季昼夜温差对葡萄果皮总酚和总类黄酮含量影响较大;光照强度和紫外线强度对果皮总花色苷、单体花色苷和槲皮素含量影响较大;3种单体花色苷(Pt、Pn-Ace和Pn-Cou)和槲皮素含量主要受葡萄转色期(7月)光照强度的影响。【结论】不同海拔昼夜温差、光照强度和紫外线强度是引起葡萄果皮酚类物质含量显著差异的主要气候因素。高海拔下较大的昼夜温差、光照强度和紫外线强度有利于葡萄果皮总酚、槲皮素、总花色苷及其单体物质的积累。
张柯楠, 尹海宁, 王家逵, 曹建宏, 惠竹梅. 云南香格里拉不同海拔葡萄果皮酚类物质差异及成因分析[J]. 中国农业科学, 2023, 56(19): 3879-3893.
ZHANG KeNan, YIN HaiNing, WANG JiaKui, CAO JianHong, XI ZhuMei. Differences and Genesis of Grape Phenolic Compounds Among Different Altitudes in Yunnan Shangri-la[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2023, 56(19): 3879-3893.
表1
葡萄园土壤养分"
| 海拔 Altitude (m) | 土壤质地 Soil texture | pH | 有机质 Organic matter (g∙kg-1) | 全氮 Total N (g∙kg-1) | 全磷 Total P (g∙kg-1) | 全钾 Total K (g∙kg-1) | 速效磷 Available P (mg∙kg-1) | 速效钾 Available K (mg∙kg-1) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2181 | 粉砂质壤土 Silty loam | 7.34±0.01a | 16.94±0.08a | 1.45±0.05a | 0.60±0.06a | 16.15±0.04a | 14.10±0.05a | 317.11±0.67a |
| 2300 | 粉砂质壤土 Silty loam | 7.09±0.02b | 17.08±0.07a | 1.42±0.04a | 0.75±0.004a | 16.15±0.01a | 14.32±0.17a | 319.11±1.30a |
图4
不同海拔葡萄果皮单体花色苷物质含量 Dp:花翠素-3-O-葡萄糖苷Delphinidin-3-O-gliucoside,Cy:花青素-3-O-葡萄糖苷Cyanidin-3-O-glucoside,Pt:甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷Petunidin-3-O-glucoside,Pn:甲基花青素-3-O-葡萄糖苷Peonidin- 3-O- glucoside,Mv:二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷Malvidin-3-O-glucoside,Pn-Ace:甲基花青素-3-O-(6-O-乙酰化)Peonidin-3-O-(6-O-acetate)- glucoside,Mv-Ace:二甲花翠素-3-O-(6-O-乙酰化)葡萄糖苷Malvidin- 3-O-(6-O-acetate)-glucoside,Pn-Cou:甲基花青素-3-O-(6-O-香豆酰化)葡萄糖苷Peonidin-3-O-(6-O-coumarate)-glucoside,Mv-Cou:二甲花翠素-3-O-(6-O-香豆酰化)葡萄糖苷Malvidin-3-O-(6-O-coumarate)- glucoside *表示不同海拔之间单体花色苷含量差异显著(P<0.05)且含量较高"
表2
不同海拔葡萄果皮非花色苷单体酚类物质含量"
| 年份 Years | 海拔 Altitude (m) | 黄烷醇类 Flavanols | 黄酮醇类 Flavonols | 羟基肉桂酸类 Hydroxycinnamic acids | 羟基苯甲酸类 Hydroxybenzolic acids | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 儿茶素 Catechin | 表儿茶素 Epicatechin | 槲皮素 Quercetin | 山奈酚 Kaempferol | 绿原酸 Chlorogenic acid | 咖啡酸 Caffeic acid | 反式阿魏酸 Trans-ferulic acid | 对香豆酸 P-coumaric acid | 没食子酸 Gallic acid | 原儿茶酸 Protocatechuic acid | 香草酸 Vanillic acid | 丁香酸 Syringic acid | ||
| 2021 | 2 181 | 0.60±0.05a | 0.58±0.01a | 3.00±0.04b | 1.84±0.02b | 1.02±0.001a | 0.90±0.01a | 0.39±0.001a | 0.40±0.001a | 0.33±0.002a | 0.54±0.002a | 0.36±0.02a | 0.35±0.001a |
| 2 300 | 0.59±0.02a | 0.61±0.01a | 4.06±0.13a | 1.98±0.001a | 1.03±0.03a | 0.90±±0.001a | 0.41±0.01a | 0.41±0.002a | 0.32±0.001a | 0.55±0.003a | 0.35±0.01a | 0.35±0.01a | |
| 2022 | 2 181 | 0.52±0.05a | 0.75±0.02b | 2.89±0.10b | 2.14±0.13a | 1.00±0.001b | 0.89±0.006a | 0.40±0.002b | 0.34±0.006b | 0.32±0.001b | 0.54±0.001a | 0.37±0.005b | 0.40±0.005a |
| 2 300 | 1.37±0.29a | 0.98±0.04a | 3.41±0.09a | 2.25±0.46a | 1.44±0.02a | 1.01±0.07a | 0.50±0.004a | 0.40±0.001a | 0.43±0.001a | 0.53±0.02a | 0.49±0.01a | 0.45±0.04a | |
图6
海拔及气候因子与葡萄果皮酚类物质的灰色关联分析 Qu:槲皮素 Quercetin;AL:海拔 Altitude;HAT:最高空气温度 Highest air temperature;MAT:平均空气温度 Mean air temperature;LAT:最低空气温度 Lowest air temperature;HRH:最高相对湿度 Highest relative humidity;MRH:平均相对湿度 Mean relative humidity;LRH:最低相对湿度 Lowest relative humidity;DIF:昼夜温差 Day-night temperature difference;LI:光照强度 Light intensity;UVI:紫外线强度 UV intensity;PARC:光合有效辐射系数 Photosynthetic active radiation coefficient;GDD:有效积温 Growing degree days;SDIF:9月昼夜温差 September day-night temperature difference;JLRH:7月最低相对湿度 July lowest relative humidity;JLI:7月光照强度 July light intensity。*表示酚类物质与海拔显著相关(P<0.05)*represent phenolics are significantly correlated with altitude (P<0.05)"
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