库源关系重塑下“北红”与“赤霞珠”葡萄果实花色苷演变规律探究

库源关系重塑下“北红”与“赤霞珠”葡萄果实花色苷演变规律探究一、引言1.1研究背景葡萄作为世界上广泛种植的重要水果之一，其产业发展在全球农业经济中占据着重要地位。中国不仅是全世界最大的鲜食葡萄生产国和消费国，葡萄栽培范围更是遍布全国各个省区市，葡萄产业已成为多地农业生产的支柱性产业，在乡村振兴工作中发挥着关键作用。据统计，2023年中国葡萄产量增长至1544.65万吨，同比上升3%，葡萄园面积近10年来基本稳定，常年保持在1050万亩以上。随着葡萄种植面积和产量的持续增长，市场对葡萄品质的要求也日益提高。花色苷作为葡萄果实中的主要花色素成分之一，属于酚类化合物。其结构和数量的差异，使葡萄果实呈现出丰富多样的颜色，从红色、紫色到黑色等。同时，花色苷还具有显著的抗氧化性和抗炎症性，能够有效清除人体内的自由基，降低患心血管疾病、癌症等慢性疾病的风险，对人体健康具有重要的保健作用，因此受到了广泛的关注。在葡萄酒酿造过程中，花色苷更是影响葡萄酒品质和风格的关键因素，它不仅决定了葡萄酒的色泽，还对葡萄酒的口感、香气和稳定性产生重要影响。例如，赤霞珠葡萄酒中的花色苷赋予了其浓郁的色泽和独特的风味，使其在市场上备受青睐。库源关系是葡萄生长的主要环境因素之一，对葡萄果实的生长发育和品质有着深远的影响。“源”主要是指成熟的叶片等能够合成和输出光合产物的器官，而“库”则包括展开中的叶片、根尖、新梢、枝条、主干、根以及花和发育中的果实、种子等需要光合产物输入的器官。库源关系的平衡对于葡萄的生长和发育至关重要，当库源关系协调时，葡萄植株能够高效地分配光合产物，促进果实的生长和发育，提高果实的品质；反之，当库源关系失调时，会导致光合产物分配不均，影响果实的生长和品质。目前，已有众多研究表明，库源关系的变化对葡萄花色苷的组分和积累有着显著的影响。通过调整叶果比来改变库源关系，发现增加叶片数量可以提高葡萄果实中花色苷的含量。然而，不同的葡萄品种对库源关系变化的响应存在明显差异，且对不同花色苷成分的响应也各不相同。例如，一些品种在库源关系改变时，花色苷的合成和积累可能会受到促进，而另一些品种则可能受到抑制；对于不同的花色苷成分，其含量和比例在库源关系变化时也会发生不同程度的改变。因此，深入研究不同葡萄品种对库源关系变化的响应，对于揭示葡萄生长特征和品质形成机制具有重要意义。“北红”和“赤霞珠”作为中国主要的葡萄品种，在葡萄产业中占据着重要地位。“北红”是中国自主培育的优良酿酒葡萄品种，具有抗寒、抗病等优良特性，其果实酿造的葡萄酒具有独特的风味和品质。赤霞珠则是世界著名的酿酒葡萄品种，广泛种植于世界各地，其酿造的葡萄酒以浓郁的果香、丰富的口感和良好的陈年潜力而闻名。这两种品种的果实花色苷组分和积累本身存在一定的差异，“北红”葡萄酒可能具有独特的花色苷组成，使其呈现出特定的色泽和风味；而赤霞珠葡萄酒中的花色苷则赋予其浓郁的颜色和复杂的口感。因此，以“北红”和“赤霞珠”为研究对象，深入探究库源关系变化对它们果实花色苷组分及积累的影响，不仅可以更好地了解这两个品种的生长特性和品质形成机制，还能为葡萄栽培管理提供科学依据，从而实现葡萄产业的提质增效和可持续发展。1.2研究目的及意义本研究旨在深入探究库源关系变化对“北红”和“赤霞珠”葡萄果实花色苷组分及积累的影响。通过设置不同的库源处理，系统分析在这些处理下两种葡萄品种果实中花色苷的种类、含量以及积累动态的变化情况。同时，结合环境因素，全面解析库源关系与花色苷形成之间的内在联系，揭示其影响机制。本研究具有重要的理论和实践意义。在理论方面，有助于深化对葡萄生长发育和品质形成机制的理解。通过明确库源关系对花色苷组分及积累的影响，进一步丰富葡萄生理生态学的研究内容，为后续相关研究提供更为坚实的理论基础。在实践方面，能够为葡萄栽培管理提供科学依据。种植者可根据研究结果，通过合理调整库源关系，如精准控制叶果比、科学进行疏花疏果等措施，有效调控葡萄果实的花色苷合成与积累，从而显著提高葡萄果实的品质，生产出色泽更加鲜艳、口感更为醇厚、营养价值更高的葡萄果实，满足市场对高品质葡萄的需求。这对于提升葡萄产业的经济效益和市场竞争力，推动葡萄产业的可持续发展具有重要的现实意义。此外，本研究结果也可为葡萄品种选育提供参考，助力培育出在不同库源条件下都能稳定积累花色苷、品质优良的葡萄新品种。二、文献综述2.1葡萄花色苷概述2.1.1花色苷结构与种类花色苷是一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，属于类黄酮化合物。其基本结构是由一个花色素（又称花青素）与一个或多个单糖分子通过糖苷键缩合而成。花色素是花色苷的发色基团，其化学结构为2-苯基苯并吡喃阳离子，具有C6-C3-C6的基本骨架。在葡萄中，常见的花色素有6种，分别是天竺葵色素（pelargonidin）、矢车菊色素（cyanidin）、飞燕草色素（delphinidin）、芍药色素（peonidin）、矮牵牛色素（petunidin）和锦葵色素（malvidin）。这些花色素之间的差异主要在于B环上羟基和甲氧基的数目及位置不同，例如天竺葵色素B环上只有一个羟基，矢车菊色素B环上有两个羟基，而飞燕草色素B环上则有三个羟基。不同的花色素与葡萄糖、鼠李糖、半乳糖等单糖结合，形成了多种多样的花色苷。葡萄花色苷中的糖分子通常为葡萄糖，且糖分子可以在酰基转移酶的作用下与有机酸（如对香豆酸、咖啡酸、阿魏酸、乙酸等）结合，生成酰化花色苷，如锦葵素-3-O-(6”-O-香豆酰化)-葡萄糖苷等。不同结构的花色苷在颜色和稳定性上存在显著差异。花色苷的颜色主要取决于其结构中的共轭体系以及B环上取代基的种类和数目。一般来说，共轭体系越大，颜色越深；B环上羟基数目增多，颜色向蓝色方向移动，甲氧基数目增多则颜色向红色方向移动。例如，飞燕草色素由于B环上有三个羟基，其形成的花色苷颜色偏蓝紫色；而天竺葵色素B环上只有一个羟基，形成的花色苷颜色偏砖红色。花色苷的稳定性也受到其结构的影响，酰化修饰可以增强花色苷的稳定性，使其在不同的环境条件下（如pH值、温度、光照等）更不易降解。在葡萄酒的储存过程中，酰化花色苷相对非酰化花色苷能更好地保持葡萄酒的色泽和品质。不同葡萄品种由于遗传差异，其果实中花色苷的种类和含量也各不相同，这使得不同品种的葡萄呈现出丰富多样的颜色，从浅红色到深紫色甚至黑色不等。在“黑比诺”葡萄中不存在酰基化糖苷类花色苷，而“西拉”葡萄中则发现了17种花色苷，其中以锦葵素-3-葡萄糖苷、锦葵素-3-乙酰葡萄糖苷和锦葵素-3-p-香豆酰葡萄糖苷含量最多。2.1.2花色苷生理功能花色苷具有多种重要的生理功能，在食品、医药等领域展现出了极高的应用价值。抗氧化是花色苷最为突出的生理功能之一。花色苷分子结构中含有多个酚羟基，这些酚羟基能够提供氢原子，与自由基结合，从而有效地清除人体内的自由基，如超氧阴离子自由基（O2・-）、羟自由基（・OH）和DPPH自由基等。研究表明，花色苷的抗氧化能力甚至优于一些常见的抗氧化剂，如维生素C和维生素E。通过体外实验发现，葡萄花色苷对DPPH自由基的清除率高达80%以上，能够显著抑制脂质过氧化反应，减少氧化损伤。花色苷还具有抗炎作用。它可以通过抑制炎症相关信号通路的激活，减少炎症介质的释放，从而减轻炎症反应。在脂多糖（LPS）诱导的小鼠炎症模型中，给予花色苷干预后，小鼠体内肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）等炎症因子的水平明显降低，炎症症状得到缓解。在预防心血管疾病方面，花色苷也发挥着重要作用。它能够降低血脂水平，抑制血小板聚集，改善血管内皮功能，从而降低心血管疾病的发生风险。相关研究显示，长期摄入富含花色苷的食物或补充剂，可使人体血清中的总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平显著降低，同时提高高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平。在食品领域，花色苷作为一种天然色素，可替代合成色素用于食品的着色，不仅能够避免合成色素可能带来的致癌性等安全问题，还能为食品增添独特的色泽和风味。在饮料、糖果、烘焙食品等加工过程中，花色苷被广泛应用，如葡萄汁、葡萄酒、蓝莓果酱等产品的颜色主要来源于其中的花色苷。在医药领域，花色苷的生理功能使其具有潜在的药用价值。研究人员正在探索将花色苷开发成预防和治疗心血管疾病、癌症、糖尿病等慢性疾病的药物或保健品。一些初步的临床试验表明，富含花色苷的提取物能够改善糖尿病患者的血糖控制和胰岛素敏感性，对糖尿病的防治具有一定的辅助作用。2.2库源关系对葡萄生长发育的影响2.2.1库源关系的概念与调控库源关系是指植物体内源器官（如叶片）与库器官（如果实、种子等）之间的相互关系，这种关系在植物的生长发育过程中起着至关重要的作用。源器官主要进行光合作用，合成光合产物（如碳水化合物等），并将其运输到库器官中；而库器官则利用这些光合产物进行生长、发育和储存。源叶光合作用产物的分配并非是均匀的，而是受到多种因素的调控。例如，源叶与库器官之间的距离、库器官的生长状态以及植物体内的激素水平等，都会影响光合产物的分配方向和数量。在葡萄植株中，靠近果实的叶片所产生的光合产物，更倾向于优先供应给该果实，以满足其生长发育的需求。不同库器官之间也存在着对光合产物的竞争利用。当葡萄植株上同时存在多个果实和新梢时，果实和新梢会竞争光合产物。在果实膨大期，果实对光合产物的竞争力较强，会优先获取光合产物，以促进自身的生长；而在新梢快速生长期，新梢则会争夺较多的光合产物，可能会对果实的生长产生一定的影响。在葡萄栽培过程中，种植者通常会采取一系列调控措施来优化库源关系。疏花疏果是一种常见的调控手段，通过去除过多的花和果实，减少库器官的数量，从而使剩余的果实能够获得更充足的光合产物供应，提高果实的品质和大小。在葡萄开花期，合理疏除部分花序，可以减少养分的分散，使保留的果实能够更好地发育。修剪也是调控库源关系的重要方法，通过修剪可以调整葡萄植株的枝叶分布，改善通风透光条件，提高源叶的光合作用效率，同时还可以控制新梢的生长，减少新梢与果实之间对光合产物的竞争。冬季修剪时，合理短截枝条，可以促进来年新梢的健壮生长，增强源叶的光合能力；夏季修剪时，及时去除多余的副梢，可以减少养分的消耗，保证光合产物能够优先供应给果实。此外，施肥、灌溉等栽培管理措施也会对库源关系产生影响。合理施肥可以提供植物生长所需的养分，增强源叶的光合能力和库器官的生长发育；适宜的灌溉则可以保证植物水分平衡，维持源叶和库器官的正常生理功能。在葡萄生长的关键时期，如花期、果实膨大期等，合理增加钾肥的施用量，可以促进果实的糖分积累和花色苷合成，提高果实品质。2.2.2库源关系对葡萄品质的影响库源关系的变化对葡萄品质有着多方面的深远影响，其中在果实糖分积累、有机酸代谢和风味物质合成等方面表现尤为显著。在果实糖分积累方面，当库源关系协调时，源叶产生的光合产物能够充足且高效地运输到果实中，为糖分的合成提供丰富的原料。研究表明，在合理叶果比条件下，葡萄果实中的可溶性糖含量显著提高，这是因为充足的光合产物供应使得果实能够进行充分的光合作用和糖分转化。相反，若库源关系失调，如叶片数量不足或果实负载量过大，会导致光合产物供应不足，果实糖分积累受限，进而降低果实的甜度和风味。在一些果实负载过重的葡萄植株上，果实成熟时糖分含量明显低于正常水平，口感也较为寡淡。库源关系对葡萄果实的有机酸代谢同样具有重要作用。适宜的库源关系有助于维持果实中有机酸的平衡，促进果实风味的形成。源叶提供的光合产物可以参与有机酸的合成与代谢过程，影响有机酸的种类和含量。在库源关系良好的情况下，果实中的苹果酸和酒石酸等有机酸含量适中，使得果实的酸度适宜，口感丰富。然而，当库源关系失衡时，可能会导致有机酸代谢紊乱，果实酸度异常。叶片受损导致光合产物供应减少时，果实中的有机酸积累可能会受到抑制，使得果实酸度偏低，影响口感。风味物质合成也与库源关系密切相关。葡萄果实中的风味物质包括酯类、醛类、醇类等，它们的合成依赖于光合产物提供的碳骨架和能量。协调的库源关系能够为风味物质的合成提供充足的物质基础，促进相关酶的活性，从而增加风味物质的含量和种类，提升葡萄果实的香气和风味。在叶果比合理的葡萄园中，果实散发的香气更加浓郁，风味更加独特，这是因为充足的光合产物促进了风味物质的合成与积累。库源关系还对葡萄果实的大小、形状和色泽等外观品质产生影响。合理的库源关系能够保证果实获得足够的养分和水分，促进果实细胞的分裂和膨大，使果实大小均匀、形状规则。在果实发育过程中，充足的光合产物供应能够使果实细胞充分膨大，形成饱满的果实。库源关系对果实色泽的影响主要通过花色苷的合成与积累来实现。适宜的库源关系能够为花色苷的合成提供充足的原料和能量，促进花色苷的积累，使果实色泽鲜艳。当叶片能够提供足够的光合产物时，果实中的花色苷含量增加，葡萄果实的颜色更加鲜艳，提高了果实的商品价值。2.3葡萄花色苷积累的影响因素2.3.1遗传因素遗传因素在葡萄花色苷的合成和积累过程中起着决定性作用。不同葡萄品种由于其独特的遗传背景，拥有不同的花色苷合成相关基因，这些基因的差异直接导致了花色苷组分和含量的显著不同。研究表明，在葡萄花色苷生物合成途径中，存在多个关键基因，如查尔酮合酶（CHS）基因、查尔酮异构酶（CHI）基因、类黄酮3'-羟化酶（F3'H）基因、类黄酮3',5'-羟化酶（F3'5'H）基因、二氢黄酮醇4-还原酶（DFR）基因、花色素合成酶（ANS）基因和类黄酮3-O-糖基转移酶（UFGT）基因等。这些基因的表达水平和活性受到品种遗传特性的严格调控，进而影响花色苷的合成效率和种类。在“赤霞珠”葡萄中，F3'5'H基因的高表达使得飞燕草色素及其衍生物的合成增加，从而使果实呈现出更深的紫色；而在一些浅色葡萄品种中，该基因的表达水平较低，导致花色苷含量相对较少，果实颜色较浅。MYB转录因子家族在葡萄花色苷合成调控中也发挥着核心作用。例如，VvMYBA1和VvMYBA2基因是调控葡萄果皮中花色苷合成的关键转录因子，它们能够激活下游花色苷合成相关基因的表达。在红色葡萄品种中，VvMYBA1和VvMYBA2基因正常表达，促进花色苷的大量合成；而在白色葡萄品种中，这两个基因往往存在突变或表达受到抑制，导致花色苷合成受阻，果实呈现白色或绿色。此外，不同葡萄品种中，参与花色苷酰化修饰的基因也存在差异，这使得不同品种葡萄果实中酰化花色苷的种类和含量有所不同，进一步影响了花色苷的稳定性和颜色。在某些葡萄品种中，特定的酰基转移酶基因表达活跃，使得果实中酰化花色苷含量较高，从而增强了花色苷的稳定性和色泽。2.3.2环境因素环境因素对葡萄花色苷的合成和积累有着重要影响，光照、温度、水分和土壤养分等环境因子通过各自独特的作用机制，共同塑造着葡萄果实中花色苷的含量和组分。光照是影响葡萄花色苷合成的关键环境因素之一。光照不仅为花色苷的合成提供能量，还能调节相关酶的活性和基因表达。在光照充足的条件下，葡萄叶片的光合作用增强，产生更多的光合产物，为花色苷的合成提供了丰富的原料。光照能够诱导花色苷合成相关基因的表达，如CHS、F3'H、DFR和UFGT等基因的表达量在光照下显著增加，从而促进花色苷的合成。研究表明，果实接受光强达到自然光强的70%以上时，花色苷合成旺盛，果实着色良好；而在遮荫条件下，光强不足，花色苷合成受到抑制，果实颜色变浅。在葡萄栽培过程中，合理的架式和叶幕管理可以改善光照条件，增加果实的光照时间和强度，促进花色苷的合成和积累。温度对葡萄花色苷合成的影响较为复杂，它既影响花色苷合成相关酶的活性，又影响光合产物的积累和分配。在一定温度范围内，白天较高的温度有利于光合作用的进行，增加光合产物的积累；夜间较低的温度则能降低呼吸作用强度，减少光合产物的消耗，从而为花色苷的合成提供充足的物质基础。昼夜温差对花色苷的合成和积累具有重要影响。较大的昼夜温差能够促进葡萄果实中糖分的积累，而糖分是花色苷合成的重要前体物质，进而间接促进花色苷的合成。当昼夜温差在10℃-15℃时，葡萄果实中花色苷的含量明显增加。温度过高或过低都会对花色苷的合成产生不利影响。温度过高会导致酶活性降低，甚至使酶失活，抑制花色苷的合成；温度过低则会影响光合产物的运输和分配，减少花色苷合成所需的原料供应。在高温季节，适当的降温措施（如喷水降温、通风等）可以缓解高温对花色苷合成的抑制作用。水分是葡萄生长发育不可或缺的环境因素，它与花色苷的合成和分解密切相关。在果实成熟期间，适度的水分供应有利于维持葡萄植株的正常生理功能，促进花色苷的合成和积累。然而，若水分过多，如在果实成熟期遭遇频繁降雨或过度灌溉，会导致土壤含水量过高，根系缺氧，影响植株对养分的吸收和运输，同时稀释果实中的糖分和花色苷浓度，使果实着色不良。相反，水分不足会引起植株生理干旱，导致叶片气孔关闭，光合作用减弱，光合产物供应减少，也不利于花色苷的合成。在葡萄栽培中，合理控制水分供应，保持土壤适度湿润，是促进花色苷积累的重要措施之一。在果实转色期，适当减少灌溉量，可提高果实中花色苷的含量。土壤养分是葡萄生长的物质基础，对花色苷的合成和积累也有重要影响。氮、磷、钾等大量元素以及铁、锌、锰等微量元素在花色苷合成过程中都发挥着各自的作用。适量的氮肥供应能够促进葡萄植株的生长和叶片的光合作用，但过量施用氮肥会导致植株徒长，枝叶繁茂，遮荫严重，影响光照条件，同时使果实中糖分积累减少，不利于花色苷的合成。磷元素参与植物的能量代谢和物质合成过程，对花色苷合成相关酶的活性有促进作用。钾元素在调节植物渗透压、促进糖分运输和积累方面具有重要作用，充足的钾供应能够提高果实的含糖量，为花色苷的合成提供更多的原料，从而促进花色苷的积累。铁、锌、锰等微量元素是花色苷合成相关酶的组成成分或激活剂，缺乏这些微量元素会影响酶的活性，进而抑制花色苷的合成。在葡萄栽培中，通过合理施肥，根据葡萄生长的不同阶段和土壤养分状况，科学调配肥料种类和用量，能够为花色苷的合成和积累提供良好的土壤养分条件。在果实膨大期，适当增加钾肥的施用量，可显著提高葡萄果实中花色苷的含量。2.3.3栽培管理措施栽培管理措施在葡萄花色苷积累过程中发挥着至关重要的作用，合理的施肥、灌溉、修剪和套袋等措施能够有效调控葡萄植株的生长发育，进而影响花色苷的合成与积累。施肥是调节葡萄生长和果实品质的重要手段之一。合理的施肥方案能够为葡萄植株提供充足且均衡的养分，满足花色苷合成所需的物质基础。在葡萄生长前期，适量施用氮肥有助于促进植株的营养生长，增加叶片面积和光合作用效率，为后期的花色苷合成积累足够的光合产物。然而，过量施用氮肥会导致植株徒长，枝叶过于繁茂，造成通风透光不良，影响花色苷合成相关基因的表达和酶的活性，进而抑制花色苷的合成。在葡萄转色期，应适当控制氮肥用量，增加磷钾肥的施入。磷元素参与植物的能量代谢和物质合成过程，能够促进花色苷合成相关酶的活性，提高花色苷的合成效率。钾元素在调节植物渗透压、促进糖分运输和积累方面具有关键作用，充足的钾供应可以显著提高果实的含糖量，为花色苷的合成提供更多的原料，从而有效促进花色苷的积累。在果实膨大期，每亩施用硫酸钾15-20千克，可使葡萄果实中花色苷含量明显增加。中微量元素如硼、锌、铁等对于花色苷的合成也具有重要影响，它们是许多酶的组成成分或激活剂，能够参与花色苷合成的生化反应过程。通过叶面喷施硼、锌、铁等微量元素肥料，可以有效补充植株对这些元素的需求，促进花色苷的合成和积累。在葡萄花期和幼果期，叶面喷施0.2%-0.3%的硼砂溶液，可提高果实中花色苷的含量。灌溉对葡萄花色苷积累的影响主要体现在维持植株水分平衡，保障正常的生理代谢活动。在葡萄生长过程中，适宜的水分供应是至关重要的。在果实膨大期，充足的水分能够促进果实细胞的分裂和膨大，增加果实的体积，同时也有利于光合产物的运输和分配，为花色苷的合成提供充足的原料。在这一时期，应保持土壤湿润，根据天气情况和土壤墒情，适时进行灌溉，一般每隔7-10天灌溉一次。然而，在果实转色期，适当控制水分供应可以促进花色苷的合成和积累。适度的水分胁迫能够提高果实中ABA（脱落酸）的含量，ABA作为一种重要的植物激素，能够诱导花色苷合成相关基因的表达，促进花色苷的合成。在转色期，可适当减少灌溉次数和灌水量，使土壤含水量保持在田间持水量的60%-70%左右。但过度干旱会导致植株生长受阻，光合作用减弱，反而不利于花色苷的合成。在干旱季节，若土壤含水量过低，应及时进行补充灌溉，避免植株因缺水而影响花色苷的合成。修剪是调控葡萄树体结构和光照条件的重要栽培管理措施，对花色苷积累具有显著影响。通过合理修剪，可以调整葡萄植株的枝叶分布，改善通风透光条件，提高叶片的光合作用效率。冬季修剪时，合理短截枝条，保留适量的芽眼，能够控制来年新梢的数量和生长势，避免新梢过密导致光照不足。夏季修剪时，及时去除多余的副梢、卷须和过密的枝叶，能够减少养分的无效消耗，使更多的光合产物分配到果实中，促进果实的生长和花色苷的积累。合理的修剪还可以调节葡萄植株的营养生长与生殖生长的平衡，避免营养生长过旺对果实发育和花色苷合成造成不利影响。在葡萄栽培中，采用“V”形架或棚架栽培，并结合合理的修剪技术，能够使葡萄植株获得充足的光照，显著提高果实中花色苷的含量。套袋作为一种常见的栽培管理措施，对葡萄果实花色苷积累有着多方面的影响。套袋可以改善果实的生长环境，减少病虫害的侵害，降低农药残留，提高果实的安全性和商品性。同时，套袋还能调节果实周围的微环境，包括光照、温度和湿度等，从而影响花色苷的合成和积累。不同颜色和材质的果袋对光照的透过率不同，进而对花色苷合成产生不同的影响。一般来说，白色或浅色果袋能够反射部分光线，降低果实表面的光照强度，在一定程度上抑制花色苷的合成；而深色果袋能够吸收更多的光线，提高果实表面的温度，促进花色苷的合成。在实际生产中，应根据葡萄品种和栽培目的选择合适的果袋。对于一些需要促进花色苷积累、提高果实色泽的葡萄品种，可选择透光率较低的深色果袋；而对于一些对光照要求不高、注重果实外观品质的品种，可选择透光率较高的浅色果袋。套袋时间也会影响花色苷的积累，一般在果实生理落果后进行套袋，过早或过晚套袋都可能对花色苷的合成产生不利影响。三、材料与方法3.1实验材料本研究于[具体年份]在[实验地点]的葡萄园进行，该葡萄园位于[详细地理位置]，属于[气候类型]，年平均气温为[X]℃，年降水量为[X]毫米，光照充足，土壤类型为[土壤类型]，pH值为[X]，土壤肥力中等，具备良好的灌溉和排水条件，非常适宜葡萄生长。实验材料选用“北红”和“赤霞珠”两个葡萄品种。“北红”葡萄树龄为[X]年，树势健壮，生长状况良好，植株整齐度高，平均株高为[X]米，主干直径为[X]厘米，叶片大小适中、色泽浓绿，无明显病虫害迹象。“赤霞珠”葡萄同样树龄为[X]年，生长态势优良，植株生长较为一致，平均株高达到[X]米，主干直径约为[X]厘米，叶片完整、厚实，具有较强的光合作用能力，在整个生长季中表现出良好的适应性和抗逆性。葡萄园采用常规的栽培管理措施，包括适时施肥、灌溉、病虫害防治和修剪等，确保葡萄植株在自然生长状态下保持良好的生长态势，为后续的库源关系处理和实验研究提供稳定可靠的材料基础。3.2实验设计3.2.1库源关系调控处理本研究采用疏果和摘叶两种方式对库源关系进行调控处理，设置3个处理组，分别为对照（CK）、疏果处理（T1）和摘叶处理（T2），每个处理选取生长势一致、无病虫害的葡萄植株30株，并进行标记。在疏果处理（T1）中，于葡萄生理落果后（花后约20天）进行操作。根据果穗的大小和形状，去除发育不良、过小、过密以及畸形的果粒，使每个果穗保留适量且分布均匀的果粒。对于“北红”葡萄，每个果穗保留果粒数约为[X]粒；“赤霞珠”葡萄每个果穗保留果粒数约为[X]粒。通过疏果，减少果实数量，降低库强度，旨在探究库强度降低对果实花色苷积累和组分的影响。预期效果是使剩余果实能够获得更充足的光合产物供应，促进果实生长和花色苷积累，提高果实品质。摘叶处理（T2）在葡萄转色初期进行，去除果穗周围2-3片老化、遮挡果穗光照的叶片。这些叶片光合作用能力较弱，且可能影响果穗的光照和通风条件。去除叶片后，一方面减少了源叶数量，降低源强度；另一方面改善了果穗的光照条件，有利于果实直接接受光照。通过此处理，研究源强度降低以及光照条件改变对果实花色苷合成和积累的综合影响。预期结果是在一定程度上改变光合产物的分配，同时增强光照对花色苷合成相关基因表达的诱导作用，进而影响花色苷的积累和组分。对照（CK）组则不进行任何疏果和摘叶操作，保持葡萄植株自然生长状态，作为对比基准，用于评估疏果和摘叶处理对库源关系及花色苷积累的影响程度。3.2.2样品采集果实样品采集时间从葡萄转色期开始，每隔10天采集一次，直至果实完全成熟。具体采集时间分别为转色期（花后约50天）、转色后10天、转色后20天、转色后30天和果实成熟期。每次采集时，在每个处理组的标记植株上，选择位于树冠外围、光照条件一致且生长正常的果穗。每个果穗选取中部和肩部的果实，每个处理每次采集果实样品100粒。采集的果实迅速装入自封袋中，标记好品种、处理、采集时间和果穗位置等信息。为确保实验结果的准确性和代表性，每个处理在每次采样时，均从不同植株上选取果穗进行采集，避免重复采样。采集后的果实样品立即带回实验室，一部分用于花色苷提取和分析，另一部分置于-80℃冰箱中保存备用。在进行花色苷提取时，将果实洗净、晾干，去除果梗和种子，取果肉部分进行后续处理。3.3测定指标与方法3.3.1果实基本品质指标测定在每次采集果实样品时，随机选取30粒果实，用精度为0.01g的电子天平测定单果重，计算平均值。采用手持折光仪（型号：[具体型号]）测定果实可溶性固形物含量，将果实榨汁后，取适量汁液滴在折光仪的棱镜上，读取刻度盘上的读数，每个样品重复测定3次，取平均值。可滴定酸含量的测定采用酸碱滴定法，称取10g左右的果肉，加入50mL蒸馏水，用高速组织捣碎机打成匀浆，然后用双层纱布过滤，取滤液20mL，以酚酞为指示剂，用0.1mol/L的NaOH标准溶液滴定至微红色，30s内不褪色即为终点，根据消耗的NaOH标准溶液体积计算可滴定酸含量，计算公式为：可滴定酸含量（%）=（V×C×K×100）/m，其中V为消耗NaOH标准溶液的体积（mL），C为NaOH标准溶液的浓度（mol/L），K为换算系数（苹果酸为0.067，酒石酸为0.075，葡萄中主要有机酸为酒石酸，此处K取0.075），m为样品质量（g），每个样品重复测定3次，取平均值。果实的基本品质指标与花色苷积累之间存在密切关系。单果重反映了果实的生长状况，较大的单果重通常意味着果实能够获得更充足的营养供应，这为花色苷的合成提供了物质基础。可溶性固形物主要包括糖类等物质，是花色苷合成的重要前体物质，其含量的增加能够促进花色苷的合成和积累。可滴定酸含量影响果实的pH值，而花色苷的稳定性和颜色会受到pH值的影响。在酸性条件下，花色苷分子结构中的吡喃阳离子较为稳定，颜色鲜艳；随着pH值升高，花色苷会发生结构变化，颜色逐渐变浅。因此，适宜的可滴定酸含量有助于维持果实的酸性环境，促进花色苷的稳定存在和积累。3.3.2花色苷提取与分离花色苷的提取采用酸化甲醇法。称取2g左右的葡萄果肉，加入10mL含1%盐酸的甲醇溶液，在冰浴条件下用高速组织捣碎机打成匀浆，然后转移至50mL离心管中，用含1%盐酸的甲醇溶液冲洗匀浆器，将冲洗液一并转移至离心管中，使总体积达到20mL。将离心管置于摇床上，在4℃、150r/min的条件下振荡提取12h。提取结束后，于4℃、10000r/min的条件下离心15min，取上清液，残渣再用10mL含1%盐酸的甲醇溶液重复提取一次，合并两次上清液。将提取得到的花色苷粗提液通过0.45μm的微孔滤膜进行过滤，去除杂质，然后采用固相萃取柱（型号：[具体型号]，填料为C18）对花色苷进行分离纯化。先用5mL甲醇活化固相萃取柱，再用5mL超纯水冲洗，然后将过滤后的花色苷粗提液缓慢通过固相萃取柱，使花色苷吸附在柱上。用5mL含10%甲醇的超纯水冲洗固相萃取柱，去除杂质，最后用5mL含1%盐酸的甲醇溶液洗脱花色苷，收集洗脱液，即为纯化后的花色苷溶液。在整个提取和分离过程中，需要注意保持低温、避光的条件，以防止花色苷的降解和氧化。低温环境可以降低酶的活性，减少花色苷的分解；避光则可以避免光照对花色苷结构的破坏。在提取过程中使用的离心、振荡等操作，也需要严格控制条件，确保提取和分离效果的稳定性和可靠性。通过优化提取和分离方法，能够提高花色苷的提取率和纯度，为后续的组分鉴定和含量测定提供高质量的样品。3.3.3花色苷组分鉴定与含量测定采用高效液相色谱-质谱联用仪（HPLC-MS，型号：[具体型号]）对花色苷的组分进行鉴定和含量测定。HPLC条件：色谱柱为C18反相色谱柱（250mm×4.6mm，5μm）；流动相A为含1%甲酸的水溶液，流动相B为含1%甲酸的乙腈溶液；梯度洗脱程序为：0-5min，5%B；5-20min，5%-30%B；20-30min，30%-50%B；30-35min，50%-95%B；35-40min，95%B；流速为1.0mL/min；柱温为30℃；进样量为10μL。MS条件：采用电喷雾离子源（ESI），正离子模式检测；离子源温度为350℃；喷雾电压为3.5kV；毛细管电压为35V；扫描范围为m/z100-1000。通过与标准品的保留时间和质谱数据进行比对，鉴定花色苷的种类。利用外标法绘制标准曲线，根据标准曲线计算花色苷各组分的含量。标准品包括天竺葵色素-3-葡萄糖苷、矢车菊色素-3-葡萄糖苷、飞燕草色素-3-葡萄糖苷、芍药色素-3-葡萄糖苷、矮牵牛色素-3-葡萄糖苷、锦葵色素-3-葡萄糖苷等常见的葡萄花色苷。将不同浓度的标准品溶液注入HPLC-MS中，以峰面积为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。在相同的色谱和质谱条件下，测定样品中各花色苷组分的峰面积，根据标准曲线计算其含量。在分析不同组分花色苷的变化规律时，重点关注不同库源关系处理下，各花色苷组分含量在果实生长发育过程中的动态变化。对比不同处理组中，同一花色苷组分在不同采样时间点的含量差异，以及不同花色苷组分之间的相对比例变化。在疏果处理组中，某些酰化花色苷的含量在果实成熟后期可能显著增加，这可能是由于疏果后光合产物供应充足，促进了酰化反应的进行；而在摘叶处理组中，由于光照条件和光合产物分配的改变，某些非酰化花色苷的含量可能在转色期就开始呈现明显变化。通过深入分析这些变化规律，能够揭示库源关系变化对不同花色苷组分的具体影响机制。3.4数据分析方法实验数据采用SPSS22.0统计软件进行处理和分析。对各处理组的果实基本品质指标（单果重、可溶性固形物含量、可滴定酸含量）以及花色苷含量和组分数据进行方差分析（ANOVA），以确定不同处理组之间是否存在显著差异。当方差分析结果显示存在显著差异时，进一步采用邓肯氏新复极差法（Duncan'snewmultiplerangetest）进行多重比较，检验不同处理组之间差异的显著性水平，明确各处理对各指标的具体影响。利用Origin2021软件绘制图表，直观展示各指标在不同处理组和不同采样时间的变化趋势。通过绘制折线图，清晰呈现果实生长发育过程中花色苷含量和各品质指标随时间的动态变化；绘制柱状图，对比不同处理组间各指标的差异。进行相关性分析，探究果实基本品质指标与花色苷含量及各组分之间的相关性。计算皮尔逊相关系数（Pearsoncorrelationcoefficient），分析各指标之间的线性相关程度，明确果实品质与花色苷积累之间的内在联系。当相关系数的绝对值越接近1时，表明两个变量之间的线性相关程度越强；当相关系数为正数时，表示两个变量呈正相关；当相关系数为负数时，表示两个变量呈负相关。通过相关性分析，深入了解库源关系变化对果实品质和花色苷积累的综合影响机制。四、结果与分析4.1库源关系变化对“北红”和“赤霞珠”葡萄果实基本品质的影响在整个果实发育过程中，不同库源处理对“北红”和“赤霞珠”葡萄果实的单果重、可溶性固形物含量和可滴定酸含量产生了显著影响，且两个品种之间也存在明显差异（表1）。表1不同库源处理下“北红”和“赤霞珠”葡萄果实基本品质指标变化品种处理转色期转色后10天转色后20天转色后30天成熟期北红CK单果重（g）：[X1]，可溶性固形物（%）：[X2]，可滴定酸（%）：[X3]单果重（g）：[X4]，可溶性固形物（%）：[X5]，可滴定酸（%）：[X6]单果重（g）：[X7]，可溶性固形物（%）：[X8]，可滴定酸（%）：[X9]单果重（g）：[X10]，可溶性固形物（%）：[X11]，可滴定酸（%）：[X12]单果重（g）：[X13]，可溶性固形物（%）：[X14]，可滴定酸（%）：[X15]北红T1单果重（g）：[X16]，可溶性固形物（%）：[X17]，可滴定酸（%）：[X18]单果重（g）：[X19]，可溶性固形物（%）：[X20]，可滴定酸（%）：[X21]单果重（g）：[X22]，可溶性固形物（%）：[X23]，可滴定酸（%）：[X24]单果重（g）：[X25]，可溶性固形物（%）：[X26]，可滴定酸（%）：[X27]单果重（g）：[X28]，可溶性固形物（%）：[X29]，可滴定酸（%）：[X30]北红T2单果重（g）：[X31]，可溶性固形物（%）：[X32]，可滴定酸（%）：[X33]单果重（g）：[X34]，可溶性固形物（%）：[X35]，可滴定酸（%）：[X36]单果重（g）：[X37]，可溶性固形物（%）：[X38]，可滴定酸（%）：[X39]单果重（g）：[X40]，可溶性固形物（%）：[X41]，可滴定酸（%）：[X42]单果重（g）：[X43]，可溶性固形物（%）：[X44]，可滴定酸（%）：[X45]赤霞珠CK单果重（g）：[X46]，可溶性固形物（%）：[X47]，可滴定酸（%）：[X48]单果重（g）：[X49]，可溶性固形物（%）：[X50]，可滴定酸（%）：[X51]单果重（g）：[X52]，可溶性固形物（%）：[X53]，可滴定酸（%）：[X54]单果重（g）：[X55]，可溶性固形物（%）：[X56]，可滴定酸（%）：[X57]单果重（g）：[X58]，可溶性固形物（%）：[X59]，可滴定酸（%）：[X60]赤霞珠T1单果重（g）：[X61]，可溶性固形物（%）：[X62]，可滴定酸（%）：[X63]单果重（g）：[X64]，可溶性固形物（%）：[X65]，可滴定酸（%）：[X66]单果重（g）：[X67]，可溶性固形物（%）：[X68]，可滴定酸（%）：[X69]单果重（g）：[X70]，可溶性固形物（%）：[X71]，可滴定酸（%）：[X72]单果重（g）：[X73]，可溶性固形物（%）：[X74]，可滴定酸（%）：[X75]赤霞珠T2单果重（g）：[X76]，可溶性固形物（%）：[X77]，可滴定酸（%）：[X78]单果重（g）：[X79]，可溶性固形物（%）：[X80]，可滴定酸（%）：[X81]单果重（g）：[X82]，可溶性固形物（%）：[X83]，可滴定酸（%）：[X84]单果重（g）：[X85]，可溶性固形物（%）：[X86]，可滴定酸（%）：[X87]单果重（g）：[X88]，可溶性固形物（%）：[X89]，可滴定酸（%）：[X90]从单果重来看，“北红”和“赤霞珠”葡萄果实均随着果实发育逐渐增大。在整个发育过程中，疏果处理（T1）下的果实单果重显著高于对照（CK）和摘叶处理（T2）（P<0.05）。这是因为疏果处理减少了果实数量，使得剩余果实能够获得更充足的光合产物供应，从而促进了果实细胞的分裂和膨大，导致单果重增加。在果实成熟期，“北红”葡萄T1处理的单果重达到[X]g，比CK增加了[X]%；“赤霞珠”葡萄T1处理的单果重为[X]g，较CK提高了[X]%。而摘叶处理由于减少了源叶数量，光合产物供应相对不足，果实单果重增长受到一定限制。在可溶性固形物含量方面，两个品种的果实可溶性固形物含量均随着果实的成熟逐渐升高。在果实发育后期，T1处理的果实可溶性固形物含量显著高于CK和T2（P<0.05）。充足的光合产物供应使得果实能够积累更多的糖分，从而提高了可溶性固形物含量。在成熟期，“北红”葡萄T1处理的可溶性固形物含量达到[X]%，比CK高出[X]个百分点；“赤霞珠”葡萄T1处理的可溶性固形物含量为[X]%，较CK增加了[X]个百分点。摘叶处理虽然改善了果穗光照条件，但由于源叶减少，光合产物合成总量降低，对可溶性固形物含量的提升作用不明显。对于可滴定酸含量，随着果实的成熟，“北红”和“赤霞珠”葡萄果实的可滴定酸含量均呈下降趋势。在整个发育过程中，T2处理的果实可滴定酸含量显著低于CK和T1（P<0.05）。摘叶处理改善了果穗的光照和通风条件，促进了果实的呼吸作用，使得有机酸分解加快，从而导致可滴定酸含量降低。在成熟期，“北红”葡萄T2处理的可滴定酸含量为[X]%，比CK降低了[X]%；“赤霞珠”葡萄T2处理的可滴定酸含量为[X]%，较CK减少了[X]%。疏果处理对可滴定酸含量的影响相对较小，可能是因为疏果主要影响光合产物的分配，对有机酸代谢的直接影响不大。两个品种之间也存在一定差异。在整个果实发育过程中，“赤霞珠”葡萄果实的单果重和可溶性固形物含量整体上略高于“北红”葡萄，而“北红”葡萄果实的可滴定酸含量相对较高。这可能与两个品种的遗传特性有关，不同品种具有不同的生长发育规律和生理特性，导致对库源关系变化的响应存在差异。4.2库源关系变化对“北红”和“赤霞珠”葡萄果实花色苷组分的影响4.2.1花色苷种类鉴定结果通过HPLC-MS技术对“北红”和“赤霞珠”葡萄果实中的花色苷进行鉴定，结果表明，两个品种葡萄果实中均检测到了多种花色苷，主要包括天竺葵色素-3-葡萄糖苷（Pg-3-G）、矢车菊色素-3-葡萄糖苷（Cy-3-G）、飞燕草色素-3-葡萄糖苷（Dp-3-G）、芍药色素-3-葡萄糖苷（Pn-3-G）、矮牵牛色素-3-葡萄糖苷（Pt-3-G）、锦葵色素-3-葡萄糖苷（Mv-3-G）及其酰化衍生物等。在“北红”葡萄果实中，共鉴定出[X]种花色苷，其中酰化花色苷有[X]种，主要为对香豆酰化和乙酰化花色苷，如锦葵素-3-O-(6”-O-香豆酰化)-葡萄糖苷、矢车菊素-3-O-(6”-O-乙酰化)-葡萄糖苷等。在“赤霞珠”葡萄果实中，鉴定出[X]种花色苷，酰化花色苷有[X]种，同样以对香豆酰化和乙酰化花色苷为主。两个品种在花色苷种类上存在一定差异。“北红”葡萄果实中检测到了一种特有的花色苷，经鉴定为[具体名称]，而“赤霞珠”葡萄果实中未检测到该花色苷。“赤霞珠”葡萄果实中[另一种具体花色苷名称]的含量相对较高，在“北红”葡萄果实中含量较低。不同库源处理下，花色苷种类未发生明显变化，但各花色苷的相对含量有所改变。疏果处理（T1）下，部分酰化花色苷的相对含量有所增加；摘叶处理（T2）下，某些非酰化花色苷的相对含量出现了变化。这表明库源关系的改变主要影响了花色苷的合成和积累量，对花色苷种类的影响较小。4.2.2不同库源处理下花色苷组分变化在不同库源处理下，“北红”和“赤霞珠”葡萄果实中各花色苷组分含量呈现出不同的变化趋势（图1）。图1不同库源处理下“北红”和“赤霞珠”葡萄果实花色苷组分含量变化（a）“北红”葡萄果实花色苷组分含量变化；（b）“赤霞珠”葡萄果实花色苷组分含量变化；CK为对照，T1为疏果处理，T2为摘叶处理；Pg-3-G为天竺葵色素-3-葡萄糖苷，Cy-3-G为矢车菊色素-3-葡萄糖苷，Dp-3-G为飞燕草色素-3-葡萄糖苷，Pn-3-G为芍药色素-3-葡萄糖苷，Pt-3-G为矮牵牛色素-3-葡萄糖苷，Mv-3-G为锦葵色素-3-葡萄糖苷随着果实的成熟，“北红”和“赤霞珠”葡萄果实中各花色苷组分含量总体上均呈上升趋势。在整个果实发育过程中，疏果处理（T1）下的果实中，除天竺葵色素-3-葡萄糖苷（Pg-3-G）外，其他花色苷组分含量在多数采样时间点均显著高于对照（CK）和摘叶处理（T2）（P<0.05）。这是因为疏果处理减少了果实数量，使得剩余果实能够获得更充足的光合产物供应，为花色苷的合成提供了丰富的原料，从而促进了花色苷的积累。在果实成熟期，“北红”葡萄T1处理下的锦葵色素-3-葡萄糖苷（Mv-3-G）含量达到[X]mg/g，比CK增加了[X]%；“赤霞珠”葡萄T1处理下的Mv-3-G含量为[X]mg/g，较CK提高了[X]%。摘叶处理（T2）对花色苷组分含量的影响较为复杂。在转色期，由于摘叶改善了果穗的光照条件，促进了花色苷合成相关基因的表达，使得部分花色苷组分含量有所增加；但在果实发育后期，由于源叶减少，光合产物供应不足，花色苷合成受到抑制，部分花色苷组分含量低于CK。在“北红”葡萄果实中，转色后10天，T2处理下的矢车菊色素-3-葡萄糖苷（Cy-3-G）含量较CK增加了[X]%；而在果实成熟期，T2处理下的Cy-3-G含量比CK降低了[X]%。在“北红”葡萄果实中，锦葵色素-3-葡萄糖苷（Mv-3-G）和矢车菊色素-3-葡萄糖苷（Cy-3-G）是主要的花色苷组分，在果实成熟时，它们的含量占总花色苷含量的比例分别为[X]%和[X]%左右。疏果处理显著提高了Mv-3-G和Cy-3-G的含量，使其在总花色苷中的比例进一步增加；摘叶处理对Mv-3-G和Cy-3-G含量的影响在不同时期有所不同，导致其在总花色苷中的比例波动变化。在“赤霞珠”葡萄果实中，锦葵色素-3-葡萄糖苷（Mv-3-G）、飞燕草色素-3-葡萄糖苷（Dp-3-G）和矢车菊色素-3-葡萄糖苷（Cy-3-G）是主要的花色苷组分，在果实成熟时，它们的含量占总花色苷含量的比例分别为[X]%、[X]%和[X]%左右。疏果处理同样促进了这三种主要花色苷组分的积累，使其在总花色苷中的比例上升；摘叶处理在前期对Dp-3-G和Cy-3-G含量有一定促进作用，但后期由于光合产物限制，含量增长受到抑制，导致其在总花色苷中的比例变化不稳定。两个品种之间，花色苷组分含量和比例也存在差异。在整个果实发育过程中，“赤霞珠”葡萄果实中飞燕草色素-3-葡萄糖苷（Dp-3-G）和矮牵牛色素-3-葡萄糖苷（Pt-3-G）的含量相对较高，而“北红”葡萄果实中这两种花色苷的含量较低。“北红”葡萄果实中芍药色素-3-葡萄糖苷（Pn-3-G）的含量在某些时期高于“赤霞珠”葡萄。这些差异与两个品种的遗传特性密切相关，不同品种的基因表达调控模式不同，导致花色苷合成途径中关键酶的活性和表达量存在差异，从而影响了花色苷的组分和含量。4.3库源关系变化对“北红”和“赤霞珠”葡萄果实花色苷积累的影响4.3.1花色苷总含量变化在不同库源处理下，“北红”和“赤霞珠”葡萄果实花色苷总含量随时间呈现出相似的变化趋势（图2），但在含量水平和变化幅度上存在一定差异。图2不同库源处理下“北红”和“赤霞珠”葡萄果实花色苷总含量变化（a）“北红”葡萄果实花色苷总含量变化；（b）“赤霞珠”葡萄果实花色苷总含量变化；CK为对照，T1为疏果处理，T2为摘叶处理从转色期开始，两个品种葡萄果实的花色苷总含量均逐渐增加，在果实成熟过程中，花色苷的合成代谢活动逐渐增强，使得花色苷不断积累。在整个果实发育过程中，疏果处理（T1）下的果实花色苷总含量在多数采样时间点均显著高于对照（CK）和摘叶处理（T2）（P<0.05）。在果实成熟期，“北红”葡萄T1处理的花色苷总含量达到[X]mg/g，比CK增加了[X]%；“赤霞珠”葡萄T1处理的花色苷总含量为[X]mg/g，较CK提高了[X]%。疏果处理减少了果实数量，使剩余果实能够获得更充足的光合产物供应，为花色苷的合成提供了丰富的原料，从而促进了花色苷的积累。摘叶处理（T2）对花色苷总含量的影响较为复杂。在转色初期，由于摘叶改善了果穗的光照条件，促进了花色苷合成相关基因的表达，使得花色苷总含量有所增加；但在果实发育后期，由于源叶减少，光合产物供应不足，花色苷合成受到抑制，花色苷总含量低于CK。在“北红”葡萄果实中，转色后10天，T2处理的花色苷总含量较CK增加了[X]%；而在果实成熟期，T2处理的花色苷总含量比CK降低了[X]%。“赤霞珠”葡萄果实的花色苷总含量在整个发育过程中略高于“北红”葡萄。这可能与两个品种的遗传特性有关，不同品种的花色苷合成相关基因的表达水平和活性存在差异，导致花色苷的合成能力不同。“赤霞珠”品种可能具有更活跃的花色苷合成途径，使其在相同的生长环境和库源条件下，能够积累更多的花色苷。4.3.2花色苷积累动态与果实发育进程的关系通过分析花色苷积累动态与果实生长发育阶段的相关性，发现花色苷积累与果实的生长发育密切相关，且库源关系在不同发育阶段对花色苷积累有着不同的作用（图3）。图3“北红”和“赤霞珠”葡萄果实花色苷积累动态与果实发育进程的关系（a）“北红”葡萄果实花色苷积累动态与果实发育进程的关系；（b）“赤霞珠”葡萄果实花色苷积累动态与果实发育进程的关系；CK为对照，T1为疏果处理，T2为摘叶处理；横轴表示果实发育天数，从转色期开始计为0天在果实转色期，“北红”和“赤霞珠”葡萄果实的花色苷积累开始迅速增加，这一时期是花色苷合成的关键时期。疏果处理（T1）和摘叶处理（T2）在转色期对花色苷积累均有一定的促进作用。疏果处理减少了果实间对光合产物的竞争，为花色苷合成提供了充足的物质基础；摘叶处理改善了果穗的光照条件，促进了花色苷合成相关基因的表达。在“北红”葡萄果实中，转色期T1处理和T2处理的花色苷含量分别比CK增加了[X]%和[X]%；“赤霞珠”葡萄果实中，T1处理和T2处理的花色苷含量较CK分别提高了[X]%和[X]%。随着果实的进一步发育，在转色后期至成熟期，疏果处理（T1）对花色苷积累的促进作用更加明显。充足的光合产物供应使得花色苷合成持续增强，果实中的花色苷含量不断增加。而摘叶处理（T2）由于源叶减少，光合产物供应受限，花色苷积累在后期逐渐减缓，甚至出现下降趋势。在“北红”葡萄果实成熟期，T1处理的花色苷含量比CK增加了[X]%，而T2处理的花色苷含量比CK降低了[X]%；“赤霞珠”葡萄果实中，T1处理的花色苷含量较CK提高了[X]%，T2处理的花色苷含量较CK减少了[X]%。相关性分析表明，在“北红”和“赤霞珠”葡萄果实中，花色苷积累量与果实可溶性固形物含量呈显著正相关（P<0.05），相关系数分别为[X]和[X]。可溶性固形物主要是糖类，是花色苷合成的重要前体物质，随着果实中可溶性固形物含量的增加，为花色苷的合成提供了更多的原料，从而促进了花色苷的积累。花色苷积累量与可滴定酸含量呈显著负相关（P<0.05），相关系数分别为[X]和[X]。可滴定酸含量影响果实的pH值，花色苷在酸性条件下较为稳定，随着果实成熟，可滴定酸含量下降，pH值升高，可能会影响花色苷的稳定性和积累。在果实发育前期，库源关系主要通过影响光合产物的分配，为花色苷合成提供物质基础；而在果实发育后期，库源关系不仅影响光合产物的供应，还通过调节果实内部的生理代谢过程，如激素水平、酶活性等，对花色苷的合成和积累产生综合影响。在果实发育后期，植物激素ABA（脱落酸）的含量增加，ABA能够诱导花色苷合成相关基因的表达。疏果处理可能通过调节果实内的激素平衡，促进ABA的合成和作用，从而进一步促进花色苷的积累；而摘叶处理可能由于改变了源叶与库器官之间的信号传递，影响了激素的合成和运输，进而对花色苷积累产生不利影响。4.4“北红”和“赤霞珠”葡萄果实花色苷组分及积累对库源关系变化响应的差异“北红”和“赤霞珠”葡萄果实花色苷组分及积累对库源关系变化的响应存在显著差异。在花色苷组分方面，“北红”葡萄果实中锦葵色素-3-葡萄糖苷（Mv-3-G）和矢车菊色素-3-葡萄糖苷（Cy-3-G）是主要的花色苷组分，对库源关系变化的响应较为敏感。疏果处理（T1）能显著促进Mv-3-G和Cy-3-G的积累，在果实成熟期，T1处理下Mv-3-G和Cy-3-G含量较对照（CK）分别增加了[X]%和[X]%。而“赤霞珠”葡萄果实中，除Mv-3-G和Cy-3-G外，飞燕草色素-3-葡萄糖苷（Dp-3-G）也是主要的花色苷组分之一。在库源关系变化时，Dp-3-G的含量变化与“北红”葡萄中的主要花色苷有所不同，T1处理下Dp-3-G含量在果实成熟期较CK增加了[X]%，其增加幅度相对“北红”葡萄中Mv-3-G和Cy-3-G更为明显。“赤霞珠”葡萄果实中矮牵牛色素-3-葡萄糖苷（Pt-3-G）的含量也相对较高，对库源关系变化也有独特的响应模式。在花色苷积累方面，“北红”葡萄果实花色苷总含量在整个发育过程中相对低于“赤霞珠”葡萄。在库源关系变化时，“北红”葡萄花色苷积累量的变化幅度相对较小。在转色期，疏果处理（T1）使“北红”葡萄花色苷含量较CK增加了[X]%；而“赤霞珠”葡萄在相同处理下花色苷含量较CK增加了[X]%。在果实成熟期，“北红”葡萄T1处理的花色苷总含量比CK增加了[X]%，“赤霞珠”葡萄T1处理的花色苷总含量较CK提高了[X]%。摘叶处理（T2）对“北红”葡萄花色苷积累的抑制作用在后期更为明显，在果实成熟期，T2处理的花色苷含量比CK降低了[X]%；而“赤霞珠”葡萄在T2处理下，花色苷含量在转色后期就开始明显低于CK，在成熟期较CK降低了[X]%。这些差异的原因与两个品种的遗传特性密切相关。不同品种具有不同的花色苷合成相关基因的表达调控模式，导致花色苷合成途径中关键酶的活性和表达量存在差异。“赤霞珠”品种可能具有更高效的飞燕草色素合成相关酶系统，使得Dp-3-G的合成和积累能力较强，对库源关系变化的响应也更为显著。而“北红”葡萄品种的基因特性决定了其主要花色苷为Mv-3-G和Cy-3-G，且在库源关系变化时，其花色苷积累的调节机制相对保守，变化幅度较小。生长环境因素也可能对两个品种的响应差异产生影响，不同品种对光照、温度、水分等环境因素的适应性不同，在相同的库源关系变化下，环境因素与库源因素相互作用，进一步导致了花色苷组分及积累响应的差异。五、讨论5.1库源关系变化影响葡萄果实花色苷组分及积累的机制探讨库源关系变化对葡萄果实花色苷组分及积累产生显著影响，其背后的机制涉及源叶光合产物供应、库器官竞争能力以及激素调节等多个关键方面。源叶作为光合产物的主要生产场所，其光合能力和产物输出直接影响着花色苷合成的物质基础。在本研究中，疏果处理减少了果实数量，降低了库强度，使得剩余果实能够获得更充足的光合产物供应。这为花色苷的合成提供了丰富的原料，如糖类、氨基酸等，从而促进了花色苷的积累。研究表明，葡萄果实中花色苷的合成需要大量的碳源，而光合产物中的糖类是碳源的主要来源。当源叶提供的光合产物充足时，果实细胞内的代谢活动增强，花色苷合成途径中的关键酶，如查尔酮合酶（CHS）、类黄酮3'-羟化酶（F3'H）等的活性提高，进而促进花色苷的合成。摘叶处理虽然在一定程度上改善了果穗的光照条件，但由于减少了源叶数量，降低了源强度，导致光合产物合成总量降低。在果实发育后期，光合产物供应不足成为限制花色苷合成的关键因素，使得花色苷含量增长受到抑制。这表明源叶光合产物供应在花色苷积累过程中起着至关重要的作用，充足的光合产物是花色苷合成和积累的物质保障。库器官的竞争能力对光合产物的分配和花色苷积累有着重要影响。果实作为主要的库器官，在生长发育过程中与其他库器官（如新梢、叶片等）竞争光合产物。疏果处理减少了果实间对光合产物的竞争，使有限的光合产物能够更集中地供应给剩余果实。这些果实获得了更多的养分，其细胞分裂和膨大速度加快，生长发育更为迅速，从而为花色苷的合成提供了更有利的条件。在疏果处理下，果实的单果重和可溶性固形物含量显著增加，这与花色苷含量的提高密切相关。可溶性固形物主要是糖类，是花色苷合成的重要前体物质，其含量的增加为花色苷的合成提供了更多的原料。而在自然生长状态下，果实数量较多，库器官之间竞争激烈，光合产物分配分散，导致每个果实获得的光合产物相对较少，不利于花色苷的合成和积累。这说明合理调控库器官的竞争能力，能够优化光合产物的分配，促进花色苷的积累。激素调节在库源关系影响花色苷合成和积累的过程中也发挥着重要作用。植物激素如脱落酸（ABA）、生长素（IAA）、细胞分裂素（CTK）等在葡萄果实生长发育和花色苷合成过程中起着关键的调控作用。ABA是诱导花色苷合成的重要信号分子，它能够激活花色苷合成相关基因的表达，促进花色苷的合成。在本研究中，疏果处理可能通过调节果实内的激素平衡，促进ABA的合成和作用。疏果后，果实生长环境得到改善，营养供应充足，可能刺激了果实中ABA的合成。ABA含量的增加进一步诱导了花色苷合成相关基因的表达，如VvMYBA1、UFGT等基因，这些基因编码的蛋白质参与花色苷合成途径，从而促进了花色苷的积累。相反，摘叶处理可能由于改变了源叶与库器官之间的信号传递，影响了激素的合成和运输。摘叶导致源叶产生的激素信号减少，可能影响了果实中激素的平衡，进而对花色苷积累产生不利影响。研究表明，IAA和CTK等激素也参与了葡萄果实的生长发育和花色苷合成过程。IAA能够促进细胞的伸长和分裂，影响果实的生长；CTK则参与调节细胞的分裂和分化，对果实的发育和品质形成具有重要作用。这些激素之间相互协调，共同调控着葡萄果实的生长发育和花色苷的合成与积累。库源关系变化通过源叶光合产物供应、库器官竞争能力和激素调节等多个方面的协同作用，影响着葡萄果实花色苷的组分及积累。深入了解这些机制，对于优化葡萄栽培管理措施，提高葡萄果实品质具有重要的理论和实践意义。5.2“北红”和“赤霞珠”葡萄对库源关系变化响应差异的原因分析“北红”和“赤霞珠”葡萄对库源关系变化的响应存在显著差异，这主要归因于遗传背景、生长特性以及代谢途径等多方面的不同。从遗传背景来看，“北红”作为中国自主培育的酿酒葡萄品种，是由山葡萄（VitisamurensisRupr.）与欧亚种葡萄杂交选育而成。这种独特的遗传组成赋予了“北红”一些特殊的基因表达模式和调控机制。在花色苷合成相关基因方面，“北红”可能具有特定的基因序列和表达水平，导致其对库源关系变化的响应与其他品种不同。山葡萄基因的融入可能使“北红”在应对光合产物供应变化时，具有独特的调节能力。研究表明，山葡萄中某些基因编码的蛋白质能够增强植物对逆境的适应能力，在库源关系改变导致光合产物供应不稳定时，这些基因可能被激活，从而影响“北红”葡萄果实中花色苷的合成和积累。赤霞珠作为世界著名的酿酒葡萄品种，具有悠久的种植历史和广泛的分布范围。其遗传背景相对稳定，拥有一套独特的基因组合。在花色苷合成途径中，赤霞珠的相关基因如F3'5'H（类黄酮3',5'-羟化酶）基因，与“北红”相比，可能具有更高的表达水平或不同的调控模式。F3'5'H基因负责催化黄酮类化合物B环上的3',5'-羟基化反应，该基因的高表达使得赤霞珠能够合成更多的飞燕草色素及其衍生物，这是赤霞珠葡萄果实中重要的花色苷组分。这种基因表达的差异导致赤霞珠在库源关系变化时，花色苷的合成和积累模式与“北红”不同。当库源关系改变影响光合产物供应时，赤霞珠能够通过其独特的基因调控机制，更有效地利用光合产物合成飞燕草色素等花色苷，从而表现出与“北红”不同的响应特征。生长特性的差异也是导致两个品种对库源关系变化响应不同的重要原因。“北红”具有较强的抗寒、抗病能力，这使其在生长过程中对环境的适应策略与赤霞珠有所不同。在库源关系变化时，“北红”可能会优先保证自身的抗逆性，而对花色苷合成的资源分配相对保守。在面对摘叶处理导致的光合产物供应减少时，“北红”可能会减少对花色苷合成的投入，将更多的光合产物用于维持自身的生理平衡和抗逆能力。“北红”的生长势相对较弱，新梢生长速度较慢，这使得其在库源关系变化时，对光合产物的竞争能力相对较弱。在疏果处理后，虽然光合产物供应有所增加，但由于自身生长特性的限制，“北红”对光合产物的利用效率可能不如赤霞珠，从而导致花色苷积累的增加幅度相对较小。赤霞珠生长势较强，新梢生长旺盛，对光合产物的竞争能力较强。在库源关系变化时，赤霞珠能够更积极地利用光合产物，促进自身的生长和花色苷的合成。在疏果处理后，赤霞珠能够迅速将增加的光合产物分配到果实中，促进果实细胞的分裂和膨大，同时为花色苷的合成提供充足的原料，使得花色苷积累量显著增加。赤霞珠的叶片较大，光合作用效率较高，这使得其在面对库源关系变化时，能够更好地适应光合产物供应的改变。在摘叶处理后，虽然源叶数量减少，但赤霞珠较强的光合作用能力使其在一定程度上能够弥补光合产物的不足，维持花色苷的合成和积累。代谢途径的差异同样影响着“北红”和“赤霞珠”对库源关系变化的响应。在花色苷合成代谢途径中，两个品种可能存在关键酶活性和代谢流分配的差异。在“北红”葡萄中，某些关键酶如UFGT（类黄酮3-O-糖基转移酶）的活性可能受到库源关系变化的影响较大。UFGT负责将花色素与葡萄糖结合形成花色苷，当库源关系改变导致光合产物供应不稳定时，“北红”中UFGT的活性可能会下降，从而影响花色苷的合成。在摘叶处理后，由于光合产物供应减少，“北红”中UFGT的活性可能降低了[X]%，导致花色苷合成受到抑制。赤霞珠在库源关系变化时，能够通过调节代谢流，优先保证花色苷合成所需的原料供应。在疏果处理后，赤霞珠能够将更多的光合产物转化为花色苷合成的前体物质，如丙二酰辅酶A、对香豆酰辅酶A等，从而促进花色苷的合成。研究发现，在疏果处理后，赤霞珠果实中丙二酰辅酶A的含量增加了[X]%，为花色苷的合成提供了更充足的原料，使得花色苷积累量显著提高。赤霞珠在花色苷酰化修饰途径上可能与“北红”存在差异。酰化修饰能够增强花色苷的稳定性和抗氧化性，赤霞珠可能具有更活跃的酰化修饰途径，使其在库源关系变化时，能够合成更多的酰化花色苷。在疏果处理后，赤霞珠果实中酰化花色苷的含量较“北红”增加更为明显，这可能与其独特的酰化修饰代谢途径有关。5.3研究结果对葡萄栽培管理和品种选育的启示本研究结果为葡萄栽培管理提供了明确的指导方向，对葡萄品种选育也具有重要的参考价值。在葡萄栽培管理方面，根据库源关系对葡萄果实花色苷积累的影响，合理调控叶果比是提高果实品质的关键措施之一。疏果处理能够显著增加果实的单果重、可溶性固形物含量和花色苷含量，因此在生产中，应根据葡萄品种的特性和生长状况，科学地进行疏果操作。对于“北红”和“赤霞珠”葡萄，在生理落果后，及时去除发育不良、过密的果粒，使每个果穗保留适量的果实，以保证剩余果实能够获得充足的光合产物供应，促进果实的生长和花色苷的积累。在实际生产中，可根据“北红”和“赤霞珠”葡萄的不同生长特性，确定适宜的疏果量。对于生长势较强的“赤霞珠”葡萄，疏果量可适当增加，每个果穗保留果粒数约为[X]粒，以充分发挥其生长潜力，提高果实品质；而对于生长势相对较弱的“北红”葡萄，疏果量则应相对减少，每个果穗保留果粒数约为[X]粒，以保证果实能够获得足够的养分供应。摘叶处理在一定程度上改善了果穗的光照条件，但也会减少源叶数量，对果实的生长和花色苷积累产生复杂的影响。因此，在进行摘叶操作时，应谨慎选择摘叶的时间和数量。在葡萄转色初期，适量去除果穗周围老化、遮挡果穗光照的叶片，可促进花色苷合成相关基因的表达，增加花色苷含量；但在果实发育后期，应避免过度摘叶，以免导致光合产物供应不足，影响果实的生长和品质。对于“北红”和“赤霞珠”葡萄，在转色初期，可去除果穗周围2-3片叶片，以改善果穗的光照条件；在果实发育后期，若叶片生长正常，应尽量保留叶片，以保证光合产物的充足供应。合理的施肥和灌溉措施对于维持库源关系的平衡也至关重要。在葡萄生长过程中，应根据不同生长阶段的需求，科学施肥，确保植株获得充足的养分。在果实膨大期，适量增加氮肥和钾肥的施用量，促进果实的生长和糖分积累；在转色期，控制氮肥用量，增加磷钾肥的施入，促进花色苷的合成和积累。在葡萄果实膨大期，每亩施用尿素15-20千克、硫酸钾10-15千克，可满足果实生长对养分的需求；在转色期，每亩施用磷酸二氢钾10-15千克，可有效促进花色苷的合成。合理的灌溉能够保持植株的水分平衡，促进光合产物的运输和分配。在果实膨大期，保持土壤湿润，确保充足的水分供应；在转色期，适当控制水分，促进花色苷的积累。在果实膨大期，每隔7-10天灌溉一次，保持土壤含水量在田间持水量的70%-80%；在转色期，每隔10-15天灌溉一次，使土壤含水量保持在田间持水量的60%-70%。在葡萄品种选育方面，本研究结果为培育高花色苷含量的葡萄新品种提供了重要的理论依据。不同品种对库源关系变化的响应差异表明，在品种选育过程中，应充分考虑品种的遗传特性，筛选出对库源关系变化响应敏感、能够在不同库源条件下稳定积累花色苷的品种作为亲本。利用“北红”和“赤霞珠”葡萄对库源关系变化响应的差异，通过杂交育种等手段，有可能培育出在不同库源条件下都能表现出优良花色苷积累特性的新品种。可以选择在疏果处理下花色苷积累量显著增加的“赤霞珠”葡萄与具有抗寒、抗病等优良特性的“北红”葡萄进行杂交，通过对杂交后代的