小型西瓜果皮酶系與裂果性的關系

高美玲++于長寶++李佳益

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.061

摘要：以抗裂小型西瓜K2和易裂小型西瓜L1、L2為試材，研究西瓜瓜皮酶系與裂果性之間的關系，結果表明，易裂小型西瓜瓜皮中的果膠酶活性、纖維素酶活性、POD酶活性顯著高于抗裂小型西瓜，裂果率與纖維素酶活性呈顯著正相關（P<0.05）；瓜皮中SOD酶活性、瓜皮厚度與裂果率呈負相關，SOD酶活性越高、瓜皮越厚，品種抗裂性越強；易裂薄皮瓜皮中MDA含量顯著高于抗裂厚皮西瓜，且差異顯著；易裂小型薄皮西瓜L1、L2之間裂果率、瓜皮中的果膠酶活性、纖維素酶活性、POD酶活性、SOD酶活性差異顯著。

關鍵詞：小型西瓜；果皮；裂果；果膠酶；纖維素酶；POD酶；SOD酶；活性

中圖分類號： S651.03文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）10-0228-02

收稿日期：2016-04-08

基金項目：國家自然科學基金（編號：31401891）；黑龍江省自然科學基金（編號：C201330）。

作者簡介：于長寶（1989—），男，黑龍江哈爾濱人，碩士研究生，從事西瓜遺傳育種研究。E-mail：1021000708@qq.com。

通信作者：高美玲，博士，副教授，碩士生導師，從事西甜瓜遺傳育種及生物技術研究。E-mail：gaomeiling0539@163.com。小型西瓜屬東亞生態(tài)型普通食用西瓜中果型較小的一類，市場前景廣闊，經濟效益可觀[1]。裂果是西瓜發(fā)育后期經常發(fā)生的現象，尤其小型禮品西瓜易或極易裂果，這成為降低商品價值、增加運營成本、影響經濟效益的主要因素，限制了西瓜產業(yè)的發(fā)展。目前，有學者從生理解剖、栽培技術、遺傳等方面[2-6]對西瓜裂果進行了研究，但西瓜瓜皮中酶系與裂果關系的研究尚未見報道。本試驗通過測定瓜皮中果膠酶活性、纖維素酶活性、SOD酶活性、POD酶活性、丙二醛含量及果實裂果率等指標，分析各種酶與裂果率的相關性，從瓜皮酶系角度研究西瓜的抗裂性，有助于全面了解西瓜裂果機理，為小型西瓜抗裂育種奠定基礎。

1材料與方法

1.1試驗材料

3個自交系小型西瓜品種，分別為橢圓形綠皮紅瓤型西瓜K2、圓形花皮黃瓤型西瓜L1、橢圓形綠皮紅瓤型西瓜L2。

1.2試驗方法

試驗在黑龍江省齊齊哈爾大學生物園內進行，設3次重復，立架栽培，K2、L1、L2分別種植30、60、60株，行距60 cm，株距30 cm，地膜覆蓋，單蔓整枝，留主蔓，去側蔓，第二雌花留瓜，吊瓜以防落瓜；根據日期和西瓜表皮形態(tài)判斷西瓜是否成熟，成熟時，統(tǒng)計每個西瓜品種的裂果率，計算公式為：裂果率=果實開裂個數/總調查果實個數×100%；每個品種每處理隨機采收1個瓜，共取3個西瓜果實，將取樣的西瓜剖開，除掉可食用部分，每個西瓜樣品在赤道處（圖1）均勻3點取瓜皮，用精確度為0.1 cm的直尺測量厚度，計算其瓜皮平均厚度，同時，赤道處取瓜皮置于-80 ℃冰箱中儲藏，參照前人研究方法[7-11]，測定瓜皮中果膠酶活性、纖維素酶活性、SOD酶活性、POD酶活性、MDA含量。

2結果與分析

2.1不同西瓜品種裂果率及果皮厚度比較

由表1可見，品種K2的裂果率相對最低，為0%，果皮厚度為0.967 cm；品種L2的裂果率相對最高，達35.714%，果皮厚度為0.367 cm；品種L1的裂果率為11.765%，果皮厚度為0.600 cm。瓜皮相對較厚的品種K2抗裂果，而2個果皮較薄的品種L1、L2易裂果，且裂果率相差較大（圖2）。

2.2西瓜瓜皮中酶活性比較

由表2可見，品種K2瓜皮中果膠酶活性極顯著低于L1、L2，品種L1瓜皮中果膠酶活性顯著高于L2，但未達到極顯著差異水平；品種K2瓜皮中纖維素酶活性顯著低于L1、L2，品種L2瓜皮中纖維素酶活性極顯著高于L1；品種K2瓜皮中SOD酶活性最高，為44.500 U/g，其次是品種L2，品種L1瓜皮中SOD酶活性最低，為5.352 U/g；品種L1與L2之間的SOD酶活性有顯著性差異，品種K2與L1、L2之間的SOD酶活性有極顯著性差異；品種K2瓜皮中POD酶活性極顯著低于品種L1、L2，品種L1瓜皮中POD酶活性極顯著高于L2。

2.3西瓜瓜皮中MDA含量比較

由表3可見，品種K2瓜皮中MDA含量相對最低，為1170 nmol/g，品種L2瓜皮中MDA含量相對最高，為 1.564 nmol/g；品種K2與L1之間MDA含量差異顯著，品種L1、K2與L2之間MDA含量差異極顯著。

2.4裂果率與瓜皮中不同酶活性的相關性分析

由表4可見，西瓜裂果率與瓜皮中果膠酶活性、纖維素酶活性、POD酶活性、MDA含量呈正相關，與瓜皮厚度、SOD酶活性呈負相關，其中，裂果率與纖維素酶活性、MDA含量呈顯著正相關；瓜皮厚度與果膠酶活性呈顯著負相關，纖維素酶活性與MDA含量呈極顯著正相關，SOD酶活性與POD酶活性呈顯著負相關。

3結論與討論

通過測定3個不同抗裂性小型西瓜品種瓜皮中果膠酶活性、纖維素酶活性、SOD酶活性、POD酶活性、MDA含量及瓜皮厚度，并與西瓜裂果性進行比較分析，結果表明，西瓜裂果率與瓜皮中果膠酶活性、纖維素酶活性、POD酶活性、MDA含量呈正相關，與瓜皮厚度、SOD酶活性呈負相關；抗裂西瓜品種K2瓜皮中SOD酶活性、瓜皮厚度比易裂品種L1、L2高，且西瓜瓜皮厚度與瓜皮中SOD酶活性呈正相關性，這與丁勤等研究結論[12-13]較為相似。

有關果實裂果性與控制技術，前人進行了大量研究。陳繼群等研究鈣處理對臍橙裂果及其細胞壁酶活性的影響發(fā)現，抗裂品種果皮中的鈣含量高于易裂品種，鈣能通過影響細胞壁酶的活性影響裂果[14]；李建國等研究表明，裂果率高的荔枝果皮中果膠酶、纖維素酶和果膠甲酯酶的活性高于易裂果品種，其中果膠酶活性差異最為明顯[15]。曹一博等研究發(fā)現，棗的裂果性與果皮中細胞壁代謝酶活性、鈣及內源激素含量有關[16-19]。江海坤等認為，噴KCl會影響西瓜的裂果[20]。楊為海等研究表明，果皮細胞壁中多糖、蛋白質、酚類物質及礦質元素與裂果有關[21]。本試驗僅對小型西瓜成熟期瓜皮中多種酶的活性進行研究，今后可進一步探討果實不同發(fā)育時期果皮中多種酶活性及果皮細胞壁中多糖、蛋白質、酚類物質、礦質元素含量的變化，以更加全面地闡述西瓜裂果機制。

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