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目前,葡萄酒产业已成为新疆新兴产业之一。但葡萄(Vitis vinifera L.)种植过程中易受病原微生物侵染,生产中常使用化学杀菌剂防控病害,给葡萄酒质量安全带来了隐患。为了提高葡萄酒安全性和降低农药对葡萄酒品质的影响,本文以“赤霞珠”葡萄为试材,研究了S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosy1-L-methionine, SAM)对嘧菌酯(Azoxystrobin, AZX)、甲霜灵(Metalaxyl, Me)和甲基硫菌灵(Thiophanate-Methyl, TM)三种广谱杀菌剂的控制效果、促进杀菌剂降解的生理机制及其对葡萄和葡萄酒品质的影响,以期为SAM控制农药残留的研究提供理论参考。主要研究结果如下:
(1)探究了SAM处理对葡萄果实三种杀菌剂含量及品质的影响。结果表明:1.0μmol·L-1SAM喷施处理可显著降低葡萄果实中AZX和TM含量,并在一定程度上降低了Me的含量,说明SAM可促进葡萄果实对多种杀菌剂的降解;SAM喷施处理可有效提高葡萄果实可溶性固形物、还原糖、总酚和总花色苷的积累及可滴定酸和单宁含量的下降,说明SAM处理可有效提高葡萄品质并加速果实成熟。
(2)探究了SAM处理对葡萄果实活性氧(Reactive oxygen species, ROS)代谢的影响。结果表明:1.0μmol·L-1SAM喷施处理可显著提高施用杀菌剂AZX后的葡萄果实处理初期超氧阴离子(Superoxide anion, O2-·)产生速率和过氧化氢(Hydrogen peroxide, H2O2)含量及解毒关键酶过氧化物酶(Peroxidase, POD)活力,有效促进AZX在葡萄体内的氧化降解过程,增强了葡萄果实食用安全性。SAM能有效提高超氧化物歧化酶(Hydrogen peroxide, SOD)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase, APX)活力及抗坏血酸(Ascorbic acid, AsA)含量,有效降低了农药胁迫下丙二醛(Malondialdehyde, MDA)的积累,一定程度上增强了葡萄对农药胁迫的抗性。说明SAM处理促进葡萄果实农药降解并增强葡萄对农药胁迫的耐受性与调控ROS代谢密切相关。
(3)探究了SAM处理对葡萄果实谷胱甘肽相关解毒系统的影响。结果表明:1.0μmol·L-1SAM喷施处理有效提高了处理初期施用杀菌剂AZX后的葡萄果实还原型谷胱甘肽(Thiol-reduced glutathione, GSH )、氧化型谷胱甘肽(Disulfide oxidized glutathione, GSSG )和总谷胱甘肽(GSH+GSSG)含量及谷胱甘肽还原氧化比(GSH/GSSG),增强了谷胱甘肽还原酶(Glutathione reductase, GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase, GPX)活力,诱导增强了谷胱甘肽代谢水平。同时该处理提高了解毒关键酶谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione S-transferase, GST)活力,加快了农药在植物体内酶介导的降解过程。说明SAM处理促进植物农药降解与调控谷胱甘肽相关解毒途径的代谢密切相关。
(4)探究了SAM处理对葡萄酒三种杀菌剂含量及品质的影响。结果表明:1.0μmol·L-1SAM喷施处理可降低葡萄酒中AZX、TM和Me的含量,说明SAM可用于控制葡萄酒多种杀菌剂残留;SAM有效提高了葡萄酒酒精度、总酚、总花色苷含量和色度、柔顺指数,并有效降低了葡萄酒的总酸含量。感官评价发现,SAM处理提高了葡萄酒的色泽品质、余味和平衡感,尽管香气浓郁度略有下降,但整体上提高了葡萄酒感官品质。说明SAM处理可有效降低葡萄酒农药残留量并在一定程度上提高了葡萄酒品质。葡萄酒酿造过程农药残留量大幅降低(约80%)。酒精发酵(Alcohol fermentation, AF)和澄清过程对农药有明显的去除作用,苹果酸乳酸发酵(Malolactic fermentation, MLF)和陈酿阶段农药含量降低相对较慢。
以上研究结果表明,外源喷施1.0μmol·L-1SAM可有效提高葡萄及葡萄酒品质,并通过诱导增强葡萄果实ROS及谷胱甘肽相关解毒代谢过程,降低了葡萄及葡萄酒中AZX、Me和TM三种农药残留量,提高了葡萄酒品质和食用安全性。
(1)探究了SAM处理对葡萄果实三种杀菌剂含量及品质的影响。结果表明:1.0μmol·L-1SAM喷施处理可显著降低葡萄果实中AZX和TM含量,并在一定程度上降低了Me的含量,说明SAM可促进葡萄果实对多种杀菌剂的降解;SAM喷施处理可有效提高葡萄果实可溶性固形物、还原糖、总酚和总花色苷的积累及可滴定酸和单宁含量的下降,说明SAM处理可有效提高葡萄品质并加速果实成熟。
(2)探究了SAM处理对葡萄果实活性氧(Reactive oxygen species, ROS)代谢的影响。结果表明:1.0μmol·L-1SAM喷施处理可显著提高施用杀菌剂AZX后的葡萄果实处理初期超氧阴离子(Superoxide anion, O2-·)产生速率和过氧化氢(Hydrogen peroxide, H2O2)含量及解毒关键酶过氧化物酶(Peroxidase, POD)活力,有效促进AZX在葡萄体内的氧化降解过程,增强了葡萄果实食用安全性。SAM能有效提高超氧化物歧化酶(Hydrogen peroxide, SOD)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase, APX)活力及抗坏血酸(Ascorbic acid, AsA)含量,有效降低了农药胁迫下丙二醛(Malondialdehyde, MDA)的积累,一定程度上增强了葡萄对农药胁迫的抗性。说明SAM处理促进葡萄果实农药降解并增强葡萄对农药胁迫的耐受性与调控ROS代谢密切相关。
(3)探究了SAM处理对葡萄果实谷胱甘肽相关解毒系统的影响。结果表明:1.0μmol·L-1SAM喷施处理有效提高了处理初期施用杀菌剂AZX后的葡萄果实还原型谷胱甘肽(Thiol-reduced glutathione, GSH )、氧化型谷胱甘肽(Disulfide oxidized glutathione, GSSG )和总谷胱甘肽(GSH+GSSG)含量及谷胱甘肽还原氧化比(GSH/GSSG),增强了谷胱甘肽还原酶(Glutathione reductase, GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase, GPX)活力,诱导增强了谷胱甘肽代谢水平。同时该处理提高了解毒关键酶谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione S-transferase, GST)活力,加快了农药在植物体内酶介导的降解过程。说明SAM处理促进植物农药降解与调控谷胱甘肽相关解毒途径的代谢密切相关。
(4)探究了SAM处理对葡萄酒三种杀菌剂含量及品质的影响。结果表明:1.0μmol·L-1SAM喷施处理可降低葡萄酒中AZX、TM和Me的含量,说明SAM可用于控制葡萄酒多种杀菌剂残留;SAM有效提高了葡萄酒酒精度、总酚、总花色苷含量和色度、柔顺指数,并有效降低了葡萄酒的总酸含量。感官评价发现,SAM处理提高了葡萄酒的色泽品质、余味和平衡感,尽管香气浓郁度略有下降,但整体上提高了葡萄酒感官品质。说明SAM处理可有效降低葡萄酒农药残留量并在一定程度上提高了葡萄酒品质。葡萄酒酿造过程农药残留量大幅降低(约80%)。酒精发酵(Alcohol fermentation, AF)和澄清过程对农药有明显的去除作用,苹果酸乳酸发酵(Malolactic fermentation, MLF)和陈酿阶段农药含量降低相对较慢。
以上研究结果表明,外源喷施1.0μmol·L-1SAM可有效提高葡萄及葡萄酒品质,并通过诱导增强葡萄果实ROS及谷胱甘肽相关解毒代谢过程,降低了葡萄及葡萄酒中AZX、Me和TM三种农药残留量,提高了葡萄酒品质和食用安全性。