《Scientia Horticulturae》：Putrescine and spermidine preharvest treatments improve crop yield, resistance to rain-induced cracking and fruit quality traits in sweet cherries
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针对甜樱桃在极端天气（如强降雨）下易出现裂果、导致产量和品质下降的问题，研究人员开展了一项关于采前施用多胺类物质（PUT与SPD）的研究。结果显示，0.01 mM的PUT或SPD处理能显著提高果实产量、增强抗裂果性，并改善果实硬度、色泽（Hue角降低）、可滴定酸度（TA）及花青素、酚类物质含量。该研究为樱桃产业应对气候挑战提供了有效的农艺策略。
想象一下，一颗颗红艳欲滴、饱满多汁的甜樱桃，不仅是美味的水果，更承载着种植户一年的辛勤与希望。然而，这份甜蜜的产业正面临严峻挑战。气候变化导致的极端天气事件，尤其是临近采收期的强降雨，常常让果农措手不及。雨水被果实快速吸收，果皮不堪内部压力而破裂，形成难看的裂口。这不仅是外观的瑕疵，更是病原菌入侵的通道，导致果实迅速腐烂，商业价值荡然无存。对于‘Sunburst’和‘Skeena’等经济价值高的甜樱桃品种，如何抵御雨水引发的裂果，稳定并提升产量与品质，成为摆在科研人员和种植者面前的紧迫课题。
传统的应对方法可能成本高昂或效果有限。有没有一种天然、高效且环境友好的解决方案呢？目光转向了一类名为多胺（Polyamines）的天然化合物。腐胺（Putrescine, PUT）和亚精胺（Spermidine, SPD）是植物体内重要的多胺，已知在植物生长发育、应激响应和果实成熟衰老中扮演关键角色。已有研究表明，采后施用多胺能延缓果实软化、保持品质，但关于它们在果实生长发育期间（即采前）应用，能否从源头增强果树自身“体质”、提高抗逆性和最终果实品质的研究，尤其在甜樱桃上尚属空白。为此，Jenifer Puente-Moreno等研究人员在《Scientia Horticulturae》上发表了一项研究，旨在探究采前喷施PUT和SPD是否能为甜樱桃产业带来新的曙光。
为回答上述问题，研究人员在2022和2023两个连续的生长季，于西班牙阿利坎特的一个商业化果园中，对‘Sunburst’和‘Skeena’两个甜樱桃品种进行了田间试验。研究采用了随机区组设计，设置了不同浓度（0.01, 0.1, 1 mM）的PUT和SPD水溶液进行叶面喷施，以仅含表面活性剂的水溶液作为对照。处理在果实发育的三个关键阶段进行：硬核期、转色期和采收前4天。研究团队系统评估了处理对作物产量、裂果发生率以及一系列果实品质和营养成分指标的影响。所采用的关键技术方法包括：使用色差计测量果实色泽（CIELAB色空间，计算Hue角），质构仪测定果实硬度（以力与形变比值N mm-1表示），数字折光仪测定可溶性固形物（TSS），自动滴定仪测定可滴定酸度（TA），以及分光光度法和高效液相色谱法（HPLC）分别定量总花青素、总酚和单体花青素（如矢车菊素-3-O-芸香糖苷）与酚类物质（如新绿原酸、绿原酸）的含量。统计分析采用方差分析（ANOVA）和Tukey检验。
3.1. 果实生长与作物产量
研究结果显示，多胺处理显著促进了果实生长，增大了采收时的果实直径。更重要的是，在2022年（正常气候年份），所有浓度的PUT和SPD处理均显著提高了两个品种的单株产量，其中以0.01 mM浓度的效果最为突出，相较于对照增产达35-40%。这种增产源于单果重和单株结果数量的同步增加。在2023年，尽管因强降雨导致裂果严重，未统计总产量，但采样分析发现，0.01 mM的PUT和SPD处理依然能显著提高健康果实的单果重。
3.2. 果实色泽与花青素含量
果实外观是重要的商品属性。研究发现，多胺处理显著降低了果实的Hue角值，意味着果实红色更深、更鲜艳。与此一致，总花青素和单体花青素（主要是矢车菊素-3-O-芸香糖苷）的含量在所有处理中均显著高于对照，0.01 mM处理组的提升幅度最大（在‘Sunburst’中提升约2倍）。这表明多胺处理有效促进了甜樱桃的着色和花青素积累。
3.3. 果实硬度、可溶性固形物与可滴定酸度
果实硬度关乎贮运性和消费者口感。PUT和SPD处理，特别是0.01 mM浓度，在两个年份均显著提高了两个品种的果实硬度。可溶性固形物含量在各处理间无显著差异。然而，可滴定酸度在所有多胺处理下均得到显著提升，这有助于维持果实更佳的风味平衡。
3.4. 总酚与单体酚类物质
酚类物质是甜樱桃功能价值的重要贡献者。研究结果表明，PUT和SPD处理显著提高了两个品种的总酚含量，0.01 mM处理效果最佳。单体酚类物质（如新绿原酸、绿原酸等）的含量也因处理而增加，且品种间酚类物质谱存在差异。
对裂果的影响
2023年5月底的强降雨为评估多胺处理的抗逆性提供了天然“压力测试”。结果显示，多胺处理（尤其是0.01 mM PUT和SPD）能显著降低两个品种因降雨导致的裂果及后续腐烂的果实比例，在‘Skeena’上降低了约50%，在‘Sunburst’上降低了约30%，证明了其在增强甜樱桃抵御自然灾害能力方面的潜力。
归纳研究的结论与讨论部分，本研究首次系统报道了采前施用低浓度（特别是0.01 mM）腐胺（PUT）和亚精胺（SPD）对甜樱桃的多种积极效应。其重要意义体现在三个方面：首先，在生产实践上，该处理作为一种创新的农艺措施，能够在正常年份提高产量，在极端降雨年份有效减轻裂果损失，直接帮助种植者稳定收益、降低气候风险。其次，在果实品质上，处理全面提升了包括果实大小、硬度、色泽、酸度以及健康相关的花青素和酚类物质在内的多项指标，使得果实更具商业吸引力和营养价值，让消费者受益。最后，在作用机制上，研究推测多胺可能通过强化细胞壁结构（与细胞壁组分交联）、抑制细胞壁降解酶活性、维持细胞膜完整性以及可能激活苯丙烷代谢通路等途径，综合实现增产、提质和抗逆的效果。尽管具体的分子机制尚需深入探索，但本研究确凿地证明了采前多胺处理是提升甜樱桃产业韧性和果实综合品质的一种有效且具有应用前景的策略。论文推荐将0.01 mM腐胺处理用于实际生产，以实现最佳效益成本比。这项工作为应对气候变化下的果树栽培挑战提供了重要的科学依据和实践方案。
