不同倍性西瓜果實不同糖含量比較

萬學閃，劉文革，閻志紅，趙勝杰，何楠，路緒強，劉鵬

（中國農(nóng)業(yè)科學院鄭州果樹研究所，河南鄭州，450009）

不同倍性西瓜果實不同糖含量比較

萬學閃，劉文革，閻志紅，趙勝杰，何楠，路緒強，劉鵬

（中國農(nóng)業(yè)科學院鄭州果樹研究所，河南鄭州，450009）

試驗采用8組高代自交二倍體品種西瓜，相應人工誘導的同源四倍體及二倍體和四倍體雜交的同源三倍體為材料，分析不同倍性西瓜總糖、果糖、葡萄糖和蔗糖含量的差異。結(jié)果表明，不同倍性西瓜果實成熟時期總糖、果糖、葡萄糖和蔗糖含量存在差異，總糖和果糖含量有同樣趨勢，為四倍體＞三倍體＞二倍體；葡萄糖含量為四倍體＞二倍體＞三倍體；蔗糖含量為三倍體＞四倍體＞二倍體。

西瓜；倍性；果糖，葡萄糖，蔗糖

果實中主要的可溶性糖是蔗糖、葡萄糖、果糖。這3種糖中，果糖甜度是葡萄糖的2倍、蔗糖的1.8倍[1～2]。不同園藝作物果實發(fā)育過程中糖的積累類型不同。西瓜果實所積累的糖種類、含量及比例決定西瓜的品質(zhì)及口感，培育低糖品種特別是減少蔗糖和葡萄糖含量可以滿足糖尿病病人的特殊需求[3]。

萬閃學等[3]研究表明，不同西瓜品種之間及果實的不同部位蔗糖、葡萄糖、果糖含量差異明顯，不同倍性植物之間同樣存在著很大差異。Soltis等[4]認為，多倍體植物在抗逆、組織器官增大、生物學產(chǎn)量提高、次生物質(zhì)增加等方面有一些它們二倍體祖先所不具備的特征特性。劉文革等[5～8]研究發(fā)現(xiàn)，不同倍性西瓜植株的分子遺傳特性、花粉微形態(tài)特征、葉片微形態(tài)特征以及光合速率都有很大差異。不少學者對蔬菜作物不同倍性之間的差異進行過研究，劉惠吉等[9]發(fā)現(xiàn)，四倍體不結(jié)球白菜還原糖比二倍體增加24%。顏志明等[10]認為，與二倍體蘿卜相比，四倍體蘿卜葉片中還原糖極顯著提高。程志強等[11]認為，不同倍性西瓜果實維生素C含量差異比較大。但同基因型不同倍性西瓜果實果糖、葡萄糖和蔗糖的含量差異還未見報道。

本試驗通過對8組同基因型西瓜的同源四倍體、三倍體、二倍體材料進行比較研究，分析不同倍性西瓜含糖量的差異，旨在為西瓜品質(zhì)研究、功能性西瓜多倍體育種提供理論依據(jù)。

表1 不同倍性西瓜果實材料

表2 不同倍性西瓜總糖含量 g/kg

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為8組高代自交二倍體 （2n=2x=22）西瓜品種、相應的人工誘導同源四倍體（2n=4x=44）及二倍體和四倍體雜交的同源三倍體 （2n=3x=33）品種名稱（表1）。試材于3月播種于中國農(nóng)業(yè)科學院鄭州果樹研究所多倍體西瓜試驗基地，試驗設置3次重復，完全隨機排列，田間栽培管理一致。6月上旬開始人工授粉，掛牌標記授粉時間及授粉花朵數(shù)，7月西瓜成熟后采收同日授粉的西瓜帶回實驗室測定。

1.2 試驗方法

西瓜果實成熟后每個組合選取同一天授粉的6個西瓜成熟果實帶回實驗室，分別測定蔗糖、果糖、還原糖含量，測定方法如下。

西瓜果實縱切后全瓜瓜瓤榨汁，用勻漿機做破壁處理，準確稱取瓜汁5 g，加入80%乙醇5 mL，水浴鍋80℃提取40 min，加2 g活性炭80℃脫色30 min，過濾；重復3次，合并上清液，定容至20 mL[3]。

蔗糖、果糖的測定采用蒽酮比色法[12]，還原糖采用3，5-硝基水楊酸比色法[13]。葡萄糖=還原糖-果糖；總糖＝還原糖＋蔗糖[14]。試驗設置3次重復，求平均值。蔗糖含量（g/kg）=（0.146 6A+0.011 7）×f；果糖含量（g/kg）=（0.386 0A-0.004 1）×f；還原糖含量（g/kg）=（0.232 1A-0.002 0）×f。

其中A為測定吸光值，f為總稀釋倍數(shù)。數(shù)據(jù)分析采用DPS 7.05進行統(tǒng)計分析。

表3 不同倍性西瓜果糖含量 g/kg

表4 不同倍性西瓜葡萄糖含量 g/kg

表5 不同倍性西瓜蔗糖含量 g/kg

2 結(jié)果與分析

2.1 不同倍性西瓜瓜瓤中總糖含量的差異

如表2所示，總糖含量方面，二倍體西瓜果實為86.5～117.3 g/kg，平均值為94.8 g/kg；三倍體西瓜果實含量為93.6～118.6 g/kg，平均值為101.1 g/kg；四倍體西瓜果實含量為91.8～124.9 g/kg，平均值為104.7 g/kg?？偺呛?個西瓜品種四倍體果實高于三倍體，1個西瓜品種三倍體果實含量高于四倍體；8個品種西瓜四倍體果實含量高于二倍體；8個品種西瓜三倍體果實含量高于二倍體，總體來說，西瓜總糖含量四倍體＞三倍體＞二倍體，三倍體比二倍體高6.2%，四倍體比二倍體高9.5%，四倍體比三倍體高3.4%。

2.2 不同倍性西瓜瓜瓤中果糖含量的差異

如表3所示，二倍體西瓜果實果糖含量為44.9～72.6 g/kg，平均值為56.4 g/kg；三倍體西瓜果實為52.6～71.1 g/kg，平均值為60.6 g/kg；四倍體西瓜果實為54.5～73.9 g/kg，平均值為63.7 g/kg。果糖含量6個品種西瓜四倍體果實果糖含量高于三倍體，2個三倍體品種西瓜含量高于四倍體；7個品種西瓜三倍體果實含量高于二倍體，1個二倍體品種西瓜含量高于三倍體，8個品種西瓜四倍體果實含量高于二倍體?？傮w來說，西瓜果糖含量四倍體＞三倍體＞二倍體；三倍體比二倍體高6.9%，四倍體比二倍體高11.5%，四倍體比三倍體高4.9%。

2.3 不同倍性西瓜瓜瓤中葡萄糖含量的差異

如表4所示，二倍體西瓜果實葡萄糖含量為22.1～34.9 g/kg，平均值為27.4 g/kg；三倍體西瓜果實為21.2～36.2 g/kg，平均值為26.1g/kg；四倍體西瓜果實葡萄糖含量為 24.1～40.8 g/kg，平均值為28.8 g/kg。葡萄糖含量4個品種西瓜四倍體果實含量高于二倍體，4個品種西瓜二倍體果實含量高于四倍體；8個品種西瓜四倍體果實含量高于三倍體；6個品種西瓜二倍體果實含量高于三倍體，2個品種西瓜三倍體果實含量高于二倍體?？傮w來說，西瓜果實葡萄糖含量四倍體＞二倍體＞三倍體，二倍體比三倍體高4.7%，四倍體比二倍體高4.9%，四倍體比三倍體高9.4%。

2.4 不同倍性西瓜瓜瓤中蔗糖含量的差異

如表5所示，二倍體西瓜果實蔗糖含量為7.9～13.9 g/kg，平均值為10.9 g/kg；三倍體西瓜果實為11.3～19.0 g/kg，平均值為14.5 g/kg；四倍體西瓜果實為8.7～18.6 g/kg，平均值為12.1 g/kg。蔗糖含量8個品種西瓜三倍體果實含量高于四倍體；8個品種西瓜四倍體果實含量高于二倍體；8個品種西瓜三倍體果實含量高于二倍體?？傮w來說，西瓜果實蔗糖含量三倍體＞四倍體＞二倍體；三倍體比二倍體高24.8%，四倍體比二倍體高9.9%，三倍體比四倍體高16.6%。

3 小結(jié)與討論

研究表明，多倍體總糖、果糖、葡萄糖和蔗糖含量普遍高于二倍體，這與前人研究結(jié)果比較一致。不同倍性西瓜果實含糖量的差異可能跟Soltis等[4]所闡述的因素理論有關。劉文革等[5]通過AFLP分析，發(fā)現(xiàn)秋水仙素誘導成的同源四倍體和相應的二倍體有特異性的DNA片段消失和增加，以四倍體西瓜為母本和二倍體雜交得到的三倍體果實和雙親F1相比也存在消失和增加DNA片段的現(xiàn)象，這些DNA片段的變化可能導致糖分積累的差異。

同基因型不同倍性西瓜果實各成分含量也存在一定差異，但并不是每個單瓜都符合倍性之間的高低關系，說明西瓜果實各成分含量除了與倍性有關外，栽培條件和氣候?qū)Ω鞒煞值姆e累也存在一定影響。同時本試驗取同一天授粉的西瓜果實，不同倍性西瓜果實熟性有差異，對功能性成分的測定結(jié)果有一定的影響。

研究結(jié)果表明，充分利用多倍體優(yōu)勢來培育出高功能性成分西瓜品種和高糖品種是一種可能的有效途徑，這不僅為西瓜含糖量的研究提供了新的思路，同時也為功能性西瓜多倍體育種提供了理論依據(jù)。

[1]Doty T E.Fructose sweetness:a new dimension[J].Cereal Foods world，1976，21(2):62-63.

[2]Yamaguehi S,Yoshikawa T,Ninomiya T.Studies on the taste of some sweet substanees.Part1.Measurement of the relative sweetness[J].Agric Biol Chem,1970,34:181-186.

[3]萬學閃，劉文革，閻志紅，等.無籽西瓜果實不同部位糖含量測定[J].中國瓜菜，2009（5）：10-14.

[4]Soltis P S,Soltis D E．The role of genetic and genomic attributes in the success of polyploids[J].PNAS,2000,97: 7 051-7 057.

[5]劉文革，王鳴，閻志紅.西瓜二倍體及同源多倍體遺傳差異的AFLP分析[J].果樹學報，2004，21（4）：46-49.

[6]劉文革，王鳴，閻志紅.不同倍性西瓜花粉形態(tài)觀察[J].園藝學報，2003，30（3）：328-330.

[7]劉文革，閻志紅，王鳴.不同染色體倍性西瓜光合速率日變化的研究[J].中國西瓜甜瓜，2003（2）：4-6.

[8]劉文革，閻志紅，饒小莉.不同倍性西瓜的葉表皮微形態(tài)特征比較[J].果樹學報，2005，22（1）：31-34.

[9]劉惠吉，曹壽椿，王華，等.南農(nóng)矮腳黃四倍體不結(jié)球白菜新品種的選育[J].南京農(nóng)業(yè)大學學報，1990，13（2）：33-40.

[10]顏志明，張蜀寧，湯偉華，等.二倍體和四倍體揚花蘿卜的品質(zhì)特性及抗寒性比較研究 [J].西北植物學報，2007，27（7）：1 405-1 410.

[11]程志強，劉文革，劉志敏，等.不同倍性西瓜果實維生素C含量比較研究[J].果樹學報，2008，25（5）：760-763.

[12]薛應龍.植物生理學實驗手冊[M].上海:上?？茖W技術(shù)出版社，1985：135-138.

[13]張龍翔，張庭芳，李令媛，等.生化實驗方法和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，1982：9.

[14]錢瓊秋，劉慧英，朱祝軍.嫁接西瓜果實發(fā)育過程中蔗糖代謝及相關酶調(diào)控的研究[J].浙江大學學報：農(nóng)業(yè)與生命科學版，2004，30（3）：285-289.

Comparison of Fructose,Glucose,Sucrose and Total Sugar Contents in Different Ploidy Watermelon Fruits

WAN Xueshan,LIU Wenge,YAN Zhihong,ZHAO Shengjie,HE Nan,LU Xuqiang,LIU Peng
(Zhengzhou Fruit Research Institute,CAAS,Zhengzhou 450009)

The contents of fructose,glucose,sucrose and total sugar of watermelon fruits with eight groups of different ploidy including diploid(2x),triploid(3x)and tetraploid(4x)were measured.The results showed that the fructose,glucose, sucrose and total sugar contents were divergent in different ploidy watermelon as follows:total sugar and fructose maked the same trend,4x＞3x＞2x;glucose,4x＞2x＞3x;sucrose,3x＞4x＞2x.

Watermelon;Ploidy;Fructose;Glucose;Sucrose

10.3865/j.issn.1001-3547.2010.08.006

萬學閃，男，碩士研究生，主要從事西甜瓜育種研究，電話：13337529998

2010-03-18