德州西瓜地方品種“喇嘛”和“三白”主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累規(guī)律的研究

朱金英 賀洪軍 王 磊 王友平 徐光東 譚月強(qiáng) 張春沂

（山東省德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院 253015）

西瓜果實(shí)甜度下降、品質(zhì)變劣是生產(chǎn)上存在的主要問(wèn)題，隨著人們對(duì)西瓜品質(zhì)的要求越來(lái)越高，從而對(duì)西瓜育種工作提出了更高的要求。種質(zhì)資源是決定育種成功與否的重要因素，準(zhǔn)確描述西瓜種質(zhì)資源的相關(guān)品質(zhì)性狀，是西瓜品質(zhì)育種的重要基礎(chǔ)。

西瓜果實(shí)品質(zhì)在很大程度上取決于果實(shí)內(nèi)糖的種類(lèi)、含量以及維生素C和酸的含量。葫蘆科作物光合產(chǎn)物是以棉子糖和水蘇糖的形式運(yùn)輸，最終進(jìn)入果實(shí)中的糖分仍是蔗糖，進(jìn)而分解為葡萄糖和果糖等貯存,或直接以蔗糖形式貯存。西瓜中主要包含的可溶性糖有蔗糖、葡萄糖和果糖。隨著果實(shí)的發(fā)育，糖的含量和組成不斷變化，Vc含量、酸含量也都在不斷變化。喇嘛和三白是兩種獨(dú)具特色的西瓜種質(zhì)資源，喇嘛瓜型橢圓，瓤色橘黃，三白瓜皮、瓜瓤、瓜籽均為白色。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)三白、喇嘛兩種不同西瓜種質(zhì)資源生育期定期采樣,測(cè)量其葡萄糖、果糖、蔗糖、Vc和蘋(píng)果酸的含量，直觀反映果實(shí)內(nèi)各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累規(guī)律，為今后優(yōu)質(zhì)西瓜品種的培育提供一定的技術(shù)參數(shù)，同時(shí)為西瓜的優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2010年在山東省德州市黃河涯有機(jī)西瓜種植基地進(jìn)行，供試西瓜品種為三白和喇嘛。4月23日露地直播，每667m2栽926株。每個(gè)種質(zhì)資源為1個(gè)處理，雙蔓整枝，選留主蔓第2雌花坐瓜，花期人工輔助授粉，其它管理同一般生產(chǎn)田。于第2雌花盛花期，選擇授粉日期相同、子房大小相仿、坐果節(jié)位一致、植株長(zhǎng)勢(shì)相似的植株進(jìn)行掛牌標(biāo)記，作為采樣株。待植株開(kāi)花時(shí)，于授粉當(dāng)天選花期相同、節(jié)位一致的花掛牌，分別于授粉后 5d、10d、16d、22d、28d、30d和32d取樣，每小區(qū)隨機(jī)選3個(gè)瓜，從果實(shí)心部到果肉邊緣取一長(zhǎng)柱體作為分析樣品，測(cè)定蔗糖、葡萄糖、果糖、Vc和蘋(píng)果酸含量。

2 測(cè)定方法

2.1 果實(shí)可溶性糖

將西瓜縱切，除去種子，從果實(shí)心部到果肉邊緣取一長(zhǎng)柱體作為分析樣品，全期取樣部位相同。準(zhǔn)確稱(chēng)取樣品5g，加入80%乙醇5mL：，水浴鍋80℃提取40min，加2g活性炭于80℃條件下脫色30min，過(guò)濾，重復(fù)3次，合并上清液，定容至20mL。蔗糖、果糖采用蒽酮比色法測(cè)定，還原糖采用 3,5-二硝基水楊酸法比色法測(cè)定。葡萄糖=還原糖-果糖，總糖=還原糖+蔗糖，設(shè) 3次重復(fù)，求平均值。

蔗糖含量（g／kg）=（0.1466A+0．0117）×f

果糖含量（g／kg）=（0.3860A-0．0041）×f

還原糖含量 （g／kg）=（0.2321A-0.0020）×f

2.2 維生素C

Vc的測(cè)定采用2,6-二氯淀粉滴定法。準(zhǔn)確稱(chēng)取10g西瓜樣品，搗碎、浸提、定容、過(guò)濾，吸取濾液用已經(jīng)標(biāo)定的2,6-二氯淀粉溶液滴定，直至溶液呈粉色15s不褪色為止。

2.3 可滴定酸

準(zhǔn)確稱(chēng)取10g西瓜樣品，磨碎、用蒸餾水定容、過(guò)濾，吸取濾液，用已經(jīng)標(biāo)定的氫氧化鈉溶液滴定。

3 結(jié)果與分析

3.1 西瓜果實(shí)發(fā)育進(jìn)程中果糖和葡萄糖的積累

由圖1可知，喇嘛、三白兩個(gè)西瓜品種糖含量及構(gòu)成隨果實(shí)的發(fā)育而變化，其變化動(dòng)態(tài)一致，同一個(gè)品種的果糖和葡萄糖的變化趨勢(shì)一致。果實(shí)發(fā)育早期果糖、葡萄糖和蔗糖含量均很低，糖分積累迅速。三白在授粉16d后，葡萄糖和果糖含量達(dá)最高，喇嘛在授粉后22d，果糖和葡萄糖達(dá)到峰值。喇嘛果糖的峰值大于三白，葡萄糖的峰值略低于三白。喇嘛的甜度品嘗起來(lái)遠(yuǎn)高于三白，可能與這幾種可溶性糖對(duì)甜度的貢獻(xiàn)值不同有關(guān)。西瓜果實(shí)中的蔗糖、葡萄糖、果糖這三種糖中，果糖甜度是葡萄糖的2倍、是蔗糖的1.8倍。

圖1 西瓜果實(shí)發(fā)育過(guò)程中果糖、葡萄糖含量的變化

2.2 西瓜果實(shí)發(fā)育過(guò)程中蔗糖的積累

從圖2可以看出，在果實(shí)發(fā)育早期蔗糖積累極其緩慢，在授粉后16d逐漸積累，三白在授粉后22d達(dá)到峰值，喇嘛在授粉后28d達(dá)到峰值，然后緩慢下降，28～32d下降緩慢。比較圖1和圖2可以看出，三白和喇嘛蔗糖峰值的出現(xiàn)均較各自的果糖、葡萄糖峰值出現(xiàn)推遲6d。這是由于幼果期處于細(xì)胞分裂分化高峰期，需要構(gòu)建各種細(xì)胞器、細(xì)胞壁和細(xì)胞液成分，所以輸入的蔗糖分解成單糖和UDPG供合成淀粉、纖維素、半纖維素和各種細(xì)胞成分及呼吸消耗，為旺盛的生理活動(dòng)提供能量。所以蔗糖含量在幼果期很低，在果實(shí)發(fā)育后期升高。

圖2 西瓜果實(shí)發(fā)育過(guò)程中蔗糖含量的變化

2.3 西瓜果實(shí)發(fā)育過(guò)程中Vc的積累

由圖3可知，喇嘛、三白2個(gè)西瓜品種中Vc含量隨果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育有相似的變化趨勢(shì)。幼果期Vc含量較高，果實(shí)膨大期迅速降低，膨大期結(jié)束后，果實(shí)生長(zhǎng)后期其含量又不斷加大，整個(gè)變化過(guò)程近似V型變化曲線。2個(gè)品種Vc峰值都出現(xiàn)在成熟期。

圖3 西瓜果實(shí)發(fā)育過(guò)程中Vc的含量變化

2.4 西瓜果實(shí)發(fā)育過(guò)程中蘋(píng)果酸的積累

由圖4可知，喇嘛、三白兩個(gè)西瓜品種酸的變化都是幼果期低，且前期增長(zhǎng)緩慢，至授粉后16d增長(zhǎng)迅速，，它們的峰值均出現(xiàn)在授粉后22d。喇嘛的峰值高于三白，之后均緩慢下降。

圖4 西瓜果實(shí)發(fā)育過(guò)程中蘋(píng)果酸的含量變化

3 小結(jié)與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，西瓜果實(shí)中蔗糖、果糖和葡萄糖總的變化趨勢(shì)為：幼果期可溶性糖以葡萄糖和果糖為主，且果糖始終高于葡萄糖；蔗糖則在果實(shí)發(fā)育后期逐漸升高并成為可溶性糖的主要成分，這與前人報(bào)道相符。

抗壞血酸是植物組織內(nèi)廣泛存在的高豐度小分子物質(zhì)，它作為一些酶、自由基的清除基,葉綠體和質(zhì)膜電子供體或受體以及作為植物草酸鹽和酒石酸生物合成的底物等4個(gè)方面發(fā)揮著重要作用。Vc的生物合成場(chǎng)所是線粒體，由專(zhuān)一的載體運(yùn)輸。西瓜果實(shí)發(fā)育過(guò)程中Vc含量較高的時(shí)期均為幼果期和成熟期。我們認(rèn)為V型變化趨勢(shì)，符合植物生理中的源庫(kù)學(xué)說(shuō)，即西瓜坐果后，其幼果有抗壞血酸庫(kù)的功能，幼果期貯存了大量的抗壞血酸；果實(shí)膨大期植物體內(nèi)需求量加大，其體內(nèi)短期的合成及體外吸收無(wú)法滿足自身需要，抗壞血酸便由庫(kù)運(yùn)輸?shù)皆炊l(fā)揮著相應(yīng)的功能，以滿足西瓜迅速膨大的需求：隨著果實(shí)膨大期結(jié)束，植物體內(nèi) Vc的需求量降低，植物體內(nèi)合成大于需求，便由源運(yùn)輸?shù)綆?kù),使 Vc在果實(shí)內(nèi)得到積累而使含量增加。

有機(jī)酸是果實(shí)風(fēng)味的重要成分,適當(dāng)?shù)奶撬岵拍墚a(chǎn)生最佳的口感，蘋(píng)果酸含量對(duì)綜合評(píng)價(jià)直接通徑系數(shù)是正值。果實(shí)有機(jī)酸含量是數(shù)量性狀，遺傳較為復(fù)雜，一般認(rèn)為由多基因控制。

三白在果實(shí)發(fā)育前期葡萄糖和果糖迅速積累，并成為果實(shí)成熟時(shí)可溶性糖的主要成分，喇嘛在果實(shí)發(fā)育前期果糖和葡萄糖含量較高，而在后期蔗糖迅速積累，并成為果實(shí)成熟時(shí)可溶性糖的主要成分。所以，利用生物學(xué)手段調(diào)控糖分積累，提高三白葡萄糖和果糖含量，從而提高果實(shí)成熟時(shí)的甜度；通過(guò)增加蔗糖的含量，增加喇嘛甜度，從而達(dá)到改良種質(zhì)資源的目的，為進(jìn)一步選育出優(yōu)良品種奠定基礎(chǔ)；或者通過(guò)育種方法，針對(duì)不同種質(zhì)資源各種糖積累的階段不同，配制育種組合選育新品種。