摘要
为了明确聚谷氨酸(poly-γ-glutamic acid，PGA)调控草莓生长和果实品质的生理机制，本研究选用‘章姬’草莓为材料，采用盆栽实验研究了不同浓度PGA对草莓生长指标、光合生理参数、叶绿素荧光参数、果实品质以及相应品质形成相关代谢酶活性的影响。PGA施用方式分为叶面喷施和根部灌溉两种，均以蒸馏水处理作为对照组(CK)。PGA溶液浓度均设置3个梯度处理，分别为50mg/L、100mg/L和200mg/L。在幼苗期和现蕾期分别测定草莓叶片SPAD值、光合生理参数(蒸腾速率、净光合速率、胞间CO2摩尔分数、气孔导度、气孔限制值及水分利用效率)及叶绿素荧光参数(PSⅡ实际光化学效率、PSⅡ最大光化学量子产量、PSⅡ有效光化学量子产量、表现电子传递速率、非光化学淬灭系数及光化学淬灭系数)；在现蕾期测定其地上部生长指标(株高、横幅、纵幅、基径、最大叶长、最大叶宽及地上部生物量)、根系生长指标(根总长、根表面积、根平均直径、根总体积及地下部生物量)以及总生物量和根冠比；在成熟期测定果实品质品质指标(果形指数、色泽参数、可溶性固形物、蛋白质、总酚、花色素苷、柠檬酸、苹果酸、总酸、Vc、可溶性糖、果糖、蔗糖及葡萄糖)；在转色期和成熟期分别测定其Vc代谢相关酶(抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶、脱氢抗坏血酸氧化酶、单脱氢抗坏血酸氧化酶及L-半乳糖酸-1,4-内酯脱氢酶)、糖代谢相关酶(蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶、中性转化酶及酸性转化酶)、酸代谢相关酶(柠檬酸合酶、NAD-苹果酸酶、NADP-苹果酸酶、NAD-苹果酸脱氢酶及NADP-苹果酸脱氢酶)活性以及相关代谢产物含量。通过上述研究，以期阐明PGA调控草莓生长和果实品质的生理机制，从而为PGA在草莓生产栽培中的应用提供参考依据。 经过对研究所得数据的统计与分析，得出以下结论： 1.PGA处理能够提高幼苗期和现蕾期草莓叶片的叶绿素SPAD值，叶面喷施和根部灌溉两种施用方式均在100mg/L PGA处理下达到最大值，但两种施用方式对SPAD值的影响无明显差异。同时，PGA处理能够增加叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2摩尔分数(Ci)、气孔导度(Gs)及水分利用率(WUE)，且在叶面喷施和根部灌溉下各指标均以100mg/L PGA处理效果最为显著，叶面喷施效果好于根部灌溉。PGA还能降低幼苗期和现蕾期草莓叶片气孔限制值(Ls)，叶面喷施和根部灌溉下均以100mg/L PGA处理效果最显著，但两种施用方式对Ls的影响无显著差异。此外，PGA处理还能够提高叶绿素荧光参数PSⅡ实际光化学效率(Y(Ⅱ))、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ有效光化学量子产量(Fv''/Fm'')、表观电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)，同时降低非光化学淬灭系数(NPQ)。这表明，叶面喷施和根部灌溉下PGA均可以提高草莓叶片PSⅡ光能转化效率及利用率，降低非光化学的能量消耗，进而提高光合性能，促进光合产物的积累。两种施用方式下，均以100mg/L PGA处理效果最为显著，且叶面喷施效果好于根部灌溉。 2.PGA对草莓植株生长具有促进作用，尤其是显著提高植株横幅和纵幅的生长。同时，提高了草莓植株地上部生物量、地下部生物量和总生物量，但对根冠比无显著影响。另外，PGA处理还促进了植株根系的生长，显著提高了根总长，但对根平均直径无显著影响。两种施用方式下，均以100mg/L PGA处理对草莓生长指标的影响最为显著，且叶面喷施效果好于根部灌溉。 3.PGA处理能够提高成熟期果实果形指数、色泽参数以及可溶性固形物、蛋白质、总酚、花色素苷、Vc、可溶性糖、果糖、蔗糖、葡萄糖含量，并降低柠檬酸、苹果酸、总酸含量，进而提高草莓果实品质。这说明，PGA处理能够提高草莓果实的外观品质和营养品质。两种施用方式下，均以100mg/L PGA处理效果最为显著，且叶面喷施效果好于根部灌溉。 4.PGA处理能够提高转色期和成熟期果实抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、脱氢抗坏血酸氧化酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸氧化酶(MDHAR)和L-半乳糖酸-1,4-内酯脱氢酶(Gal LDH)活性，进而提高草莓果实Vc含量。这说明，PGA处理能够增强草莓果实Vc合成代谢和循环代谢，从而提高果实Vc含量。两种施用方式下，均以100mg/L PGA处理对Vc代谢增强效果最佳，且叶面喷施的效果好于根部灌溉。 5.PGA处理能够增强转色期和成熟期果实蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)、中性转化酶(NI)和酸性转化酶(AI)活性，进而提高果实中的蔗糖、果糖和葡萄糖含量。这说明，PGA处理能够促进草莓果实的糖代谢，进而提高果实糖含量，提升果实品质。两种施用方式下，均以100mg/L PGA处理对糖代谢增强效果最佳，且叶面喷施效果好于根部灌溉。 PGA处理能够抑制转色期和成熟期果实柠檬酸合酶(CS)、NAD-苹果酸酶(NAD-ME)、NADP-苹果酸酶(NADP-ME)、NAD-苹果酸脱氢酶(NAD-MDH)和NADP-苹果酸脱氢酶(NADP-MDH)活性，进而降低果实的柠檬酸(CA)和苹果酸(MA)含量。这说明，PGA处理能够降低草莓果实的酸代谢，进而降低果实的酸含量，对提升果实品质有促进作用。两种施用方式下，均以100mg/L PGA处理对酸代谢的抑制效果最佳，且叶面喷施效果好于根部灌溉。PGA处理能够提升转色期和成熟期果实的可溶性固形物和可溶性糖含量，降低总酸含量，从而提高果实糖酸比，改善果实口感品质。两种施用方式下，均以100mg/L PGA处理对糖酸比的提升效果最佳，且叶面喷施效果好于根部灌溉。
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