苦瓜兩種葉色值與果色的相關(guān)性分析

程蛟文 崔竣杰 唐 鑫 吳智明 胡開林*

（1華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，廣東廣州 510640；2仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院園藝園林學(xué)院，廣東廣州510225）

苦瓜（Momordica charantiaL.）為葫蘆科苦瓜屬一年生蔓性植物，廣泛種植于熱帶、亞熱帶地區(qū)。葉綠素是綠色植物葉綠體內(nèi)參與光合作用的重要色素，在光合作用的能量捕獲及能量傳遞中起著重要作用?？喙先~片葉綠素含量的降低會(huì)導(dǎo)致葉色變淺或異常，從而引起光合效率的變化，嚴(yán)重的造成減產(chǎn)甚至植株死亡；另一方面，苦瓜商品成熟果果皮顏色（簡稱果色）作為苦瓜重要的外觀品質(zhì)之一，越來越受到消費(fèi)者和育種者的關(guān)注。前人對(duì)葉片 SPAD值與葉片葉綠素含量的相關(guān)性進(jìn)行了大量研究（艾天成 等，2000；Madeira et al.，2003；蘇云松 等，2007），結(jié)果表明兩者呈高度正相關(guān)。汪琳和應(yīng)鐵進(jìn)（2000）、王利群和戴雄澤（2009）研究發(fā)現(xiàn)色差計(jì)用于番茄和辣椒果實(shí)顏色檢測具有高效、簡便、無損傷等優(yōu)點(diǎn)。而有關(guān)苦瓜葉色、果色及其相關(guān)性的研究鮮見報(bào)道。本試驗(yàn)以肉眼觀察具有一定形態(tài)特征差異的苦瓜自交系為材料，分別測定了葉片的SPAD值以及表示葉片和果實(shí)顏色的重要參數(shù)——色度角（hue angle，H°），并對(duì)葉片SPAD值、色度角和果實(shí)色度角進(jìn)行相關(guān)性分析，以期為優(yōu)質(zhì)苦瓜育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為26份苦瓜自交系（表1）。2011年春將苦瓜材料播種、育苗、定植于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)增城蔬菜試驗(yàn)基地，常規(guī)肥水管理。于商品果始收期開始每隔2 d測定葉片SPAD值、色度角（H°）和果實(shí)色度角（H°），每次每份材料取3片葉片和3個(gè)果實(shí)進(jìn)行測定，共測定3次。

表1 供試苦瓜自交系名稱及其葉色和果色

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 葉片SPAD值的測定 每份苦瓜自交系隨機(jī)選取3片陽光照射充足的成熟葉片，在其葉脈兩側(cè)均勻取3點(diǎn)，用葉綠素計(jì)SPAD-502（美能達(dá)，日本）測定葉片的SPAD值，每片葉測3次。

1.2.2 葉片、果實(shí)色度角（H°）的計(jì)算 測完SPAD值的葉片直接用CR-300色差計(jì)（美能達(dá)，日本）測定CIE-Lab表色系中的L、a、b值。每份苦瓜自交系隨機(jī)取3個(gè)商品成熟果，在果實(shí)最大橫徑處圓周均勻取3點(diǎn)，用色差計(jì)測定CIE-Lab表色系中的L、a、b值，每個(gè)果實(shí)測3次。根據(jù)國際上通用的亨特（Hunter）標(biāo)度表色系統(tǒng)（Hunter，1975），用空間坐標(biāo)L、a、b表色:L軸表示明度，各種灰-白介于黑（L=0）和白（L=100）之間；a軸表示紅綠相比程度，從綠到紅a值在-80～100之間變化；b值表示黃藍(lán)相比程度，從藍(lán)到黃b值在-80～70之間變化。實(shí)際色澤研究中應(yīng)用最多的是HSI顏色模型，色度角為該模型中最常用的一種參數(shù)，其值大于100時(shí)，值越大表示綠色越深。利用測得的L、a、b值分別計(jì)算色度角:當(dāng)a＞0且b≥0時(shí)，H°=tan-1（a/b）；當(dāng) a＜0 時(shí)，H°=180° + tan-1（a/b）；當(dāng) a＞0 且 b＜0 時(shí)，H°=360° + tan-1（a/b）。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉片SPAD值

由表2可知，26份苦瓜自交系葉片SPAD值范圍為35.82～47.41，SPAD值最大的是22號(hào)（莞沅大頂-167），最小的是 1號(hào)（四川白苦瓜-2）。不同苦瓜自交系之間葉片SPAD值存在極顯著差異（F=8.83**）。通過肉眼觀察，莞沅大頂-167葉色深綠，四川白苦瓜-2葉色淺綠略顯黃白，其余介于兩者之間。

2.2 葉片色度角（H°）

由表 2可知，26份苦瓜自交系葉片色度角與葉片SPAD值基本一致。葉片色度角最大的是22號(hào)（莞沅大頂-167），為130.76°；最小的是1號(hào)（四川白苦瓜-2），為 125.72°；其余介于兩者之間。方差分析結(jié)果表明，不同自交系之間葉片色度角存在極顯著差異（F=5.46**）。

表2 苦瓜不同自交系的葉片SPAD值、色度角（H°）和果實(shí)色度角（H°）比較

2.3 果實(shí)色度角（H°）

由表2可知，26份苦瓜自交系果實(shí)色度角變化范圍為 115.01°～121.30°，果實(shí)色度角較大的是25號(hào)（穗新苦瓜-153）和 26號(hào)（惠州大頂-166），最小的是 1號(hào)（四川白苦瓜-2）。不同自交系之間果實(shí)色度角存在極顯著差異（F=18.34**）。通過肉眼觀察，果實(shí)色度角較大的穗新苦瓜-153和惠州大頂-166果實(shí)為墨綠色；果實(shí)色度角中等的13號(hào)（馬來西亞小苦瓜-68）和 8號(hào)（碧綠 2號(hào)-34）果實(shí)為綠色；果實(shí)色度角較小的1號(hào)（四川白苦瓜-2）、17號(hào)（奇俊426-100）和 2號(hào)（云南白苦瓜-151）果實(shí)為白色。說明所測果實(shí)色度角與肉眼觀察結(jié)果一致。

2.4 葉片SPAD值、色度角（H°）以及果實(shí)色度角（H°）之間的相關(guān)性

從圖1可以看出，苦瓜葉片SPAD值、色度角均與果實(shí)色度角呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為 0.47和 0.41，線性回歸方程分別為y=0.319 5x+104.85和y=0.666 2x+33.05。而苦瓜葉片SPAD值與葉片色度角之間存在極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為 0.89，線性回歸方程為y=0.369x+112.63（圖 2）。

圖1 不同苦瓜自交系葉片SPAD值、色度角與果實(shí)色度角的相關(guān)性

圖2 不同苦瓜自交系葉片SPAD值與葉片色度角的相關(guān)性

3 結(jié)論與討論

蔬菜產(chǎn)品的色澤是重要的外觀品質(zhì)之一，而色澤主要受產(chǎn)品組織內(nèi)的葉綠素（a和 b）、類胡蘿卜素（胡蘿卜素和葉黃素）和花青素等含量的綜合影響。在育種實(shí)踐中，僅僅根據(jù)肉眼觀察有時(shí)難以判斷產(chǎn)品色澤的細(xì)微差別。利用色差計(jì)測定果實(shí)顏色可以使其數(shù)值化，結(jié)果比肉眼觀察更客觀，比色素層析鑒定方法更快捷，而且具有操作簡單、無損傷等特點(diǎn)。

本試驗(yàn)以26份苦瓜自交系為材料，首次研究了葉片SPAD值、色度角以及果實(shí)色度角三者之間的相關(guān)性。結(jié)果表明，葉片兩種葉色值（SPAD值和色度角）均與果實(shí)色度角存在顯著正相關(guān)，因此，一般來說可以用葉片 SPAD值或葉片色度角對(duì)果實(shí)顏色進(jìn)行早期預(yù)測。但是也有例外，如17號(hào)（奇俊426-100）、14號(hào)（海南苦瓜-85）和15號(hào)（海南苦瓜-88）果實(shí)色度角都較小，但是它們的葉片SPAD值卻較大，葉片顏色也較偏綠。另外，25號(hào)（穗新苦瓜-153）、5號(hào)（江門大頂-22）果實(shí)色度角較大，但它們的葉片SPAD值和色度角卻較小。所以，在針對(duì)果色進(jìn)行育種時(shí)，還要結(jié)合材料或組合的實(shí)際情況而定。本試驗(yàn)結(jié)果還表明，苦瓜葉片 SPAD值與葉片色度角存在極顯著正相關(guān)，說明利用葉綠素計(jì)SPAD-502和色差計(jì)CR-300兩種儀器均可用于綠色植物葉色的測定。

一些研究者通過對(duì)水稻、玉米和大豆（艾天成 等，2000）以及甜椒（Madeira et al.，2003）、馬鈴薯（蘇云松 等，2007）等作物進(jìn)行測定的結(jié)果表明，葉片SPAD值與葉片葉綠素含量呈極顯著正相關(guān)。因此，葉綠素計(jì) SPAD-502通常也被用于葉片葉綠素相對(duì)含量的快速測定以及氮素營養(yǎng)精度診斷（李剛?cè)A 等，2005）。從本試驗(yàn)結(jié)果來看，苦瓜葉片 SPAD值與其果色存在顯著相關(guān)性，據(jù)此推測苦瓜葉片葉綠素含量可能也與果色呈顯著正相關(guān)。

艾天成，李方敏，周治安，張敏，吳海榮．2000．作物葉片葉綠素含量與SPAD值相關(guān)性研究．湖北農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，20（1）:6-8．

李剛?cè)A，丁艷鋒，薛利紅，王紹華．2005．利用葉綠素計(jì)（SPAD-502）診斷水稻氮素營養(yǎng)和推薦追肥的研究進(jìn)展．植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，11（3）:412-416．

蘇云松，郭華春，陳伊里．2007．馬鈴薯葉片SPAD值與葉綠素含量及產(chǎn)量的相關(guān)性研究．西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，20（4）:690-693．

王利群，戴雄澤．2009．色差計(jì)在辣椒果實(shí)色澤變化檢測中的應(yīng)用．辣椒雜志，（3）:23-26．

汪琳，應(yīng)鐵進(jìn)．2000．番茄果實(shí)采后貯藏的顏色動(dòng)力學(xué)研究．食品科技，（5）:49-51．

Hunter R S．1975．The measurement of appearance．New York:John Wiley & Sons Inc．

Madeira A C，F(xiàn)erreira A，de Varennes A，Vieira MI．2003．SPAD meter versus tristimulus colorimeter to estimate chlorophyll content and leaf color in sweet pepper．Communications in Soil Science and Plant Analysis，34（17-18）:2461-2470．