雞糞及其配施尿素對(duì)甜瓜香味物質(zhì)、酶活性及基因表達(dá)的影響

靳亞忠, 陳業(yè)雯, 陸 淼,張 森, 蘭 慧，何淑平, 齊紅巖

(1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)園藝園林學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2 .沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110866)

薄皮甜瓜(Cucumismelovar.makuwaMakino)，一種重要的甜瓜栽培品種類型，其成熟果實(shí)香味濃郁、脆甜多汁、口感優(yōu)良，是一種良好的消暑水果，深受消費(fèi)者的喜愛(ài)。香味物質(zhì)是衡量甜瓜風(fēng)味品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，且果實(shí)中香味的濃烈程度受揮發(fā)性物質(zhì)的種類、含量和組成的影響[1-5]。甜瓜果實(shí)香味物質(zhì)主要包括酯類、醇類、醛類、酮類、酸以及含硫化合物等[3,5-6]。許多研究已表明薄皮甜瓜成熟果實(shí)中主要呈香物質(zhì)是酯類物質(zhì)，其中乙酸乙酯、乙酸己酯、乙酸正己酯、乙酸-2-甲基-1-丁酯、乙酸苯甲酯、2-甲基丁酸乙酯、異丁酸乙酯、乙酸-2-甲基丙酯等為其果實(shí)特征性香氣物質(zhì)[1-2,4]。此外，甜瓜品種、果實(shí)成熟度、果實(shí)部位、嫁接以及外源物質(zhì)等影響了果實(shí)中香氣物質(zhì)的種類、含量及其組分比例，進(jìn)而導(dǎo)致了香味的差異[3-4,7-9]。在番茄[10-11]、桃[12-15]、藍(lán)莓[16]、烤煙[17]中的研究也表明外源物質(zhì)處理、貯藏、栽培措施、光質(zhì)、施肥等措施促進(jìn)或抑制了果實(shí)或煙草中香氣物質(zhì)的合成。

甜瓜屬于喜肥作物，對(duì)氮、鉀的需求量較多，但是在設(shè)施栽培中，一定的氮肥施用范圍內(nèi)，氮肥可以提高甜瓜果實(shí)產(chǎn)量，而過(guò)量施用氮肥卻降低了產(chǎn)量以及可溶性糖分含量、Vc等品質(zhì)指標(biāo)[18]；此外，潛宗偉等[19]研究發(fā)現(xiàn)水培營(yíng)養(yǎng)液中100%氮素用量處理的甜瓜果實(shí)中乙酸丁酯、乙酸-2-甲基丙基酯和2-甲基丁酸乙酯等特征性香氣物質(zhì)含量最高，但隨著氮素用量的增加，這些特征性酯類物質(zhì)含量則有所降低。在煙葉中也發(fā)現(xiàn)，氮肥過(guò)量施用降低了相同節(jié)位葉片中特征性香味物質(zhì)——茄酮和新植二烯的含量[17,20]。為了提高生產(chǎn)中的肥料利用以及果實(shí)品質(zhì)，國(guó)家實(shí)行了減肥減藥的戰(zhàn)略計(jì)劃，利用有機(jī)肥進(jìn)行化學(xué)氮肥的替代是策略之一。在紅富士蘋(píng)果栽培中，有機(jī)肥替代化肥使用，提高了果實(shí)中特征香氣物質(zhì)——乙酸己酯、丁酸己酯、丁酸-2-甲基己酯的含量，并促進(jìn)了(S)-2-甲基-1-丁醇和(E )-2-己烯醛的合成，提高了蘋(píng)果風(fēng)味品質(zhì)[21]；在鴨梨栽培中，施用有機(jī)肥提高了果實(shí)總糖和總酸含量，也提高了果實(shí)中香氣物質(zhì)種類和含量，尤其是特征性香氣物質(zhì)——乙酸己酯、丙酸乙酯、2-甲基丙酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、α-法尼烯的含量，且賦予了果實(shí)果香味[22]。有機(jī)肥改變了桃果實(shí)香氣物質(zhì)種類和含量，尤其是提高了特征性香氣物質(zhì)——內(nèi)脂的種類和含量，降低了C6醇類和醛類物質(zhì)合成，促進(jìn)了果實(shí)甜香味和果香味的形成[23-24]，雞糞的使用促進(jìn)了肥城桃果實(shí)特征性酯類——乙酸丙酯、甲酸甲酯、乙酸己酯和丙酸甲酯的合成[24]。此外，利用有機(jī)肥替代化學(xué)氮肥提高了煙葉特征性香味物質(zhì)——新植二烯、法尼基丙酮、茄酮、苯乙醇的含量[25]。由此可知，有機(jī)肥的使用可以改變果實(shí)香氣物質(zhì)的種類、含量以及組分比例，進(jìn)而影響果實(shí)的香味，但是有機(jī)肥是如何通過(guò)香氣物質(zhì)代謝途徑調(diào)節(jié)其合成，鮮有報(bào)道。在甜瓜果實(shí)中，許多研究已經(jīng)表明甜瓜果實(shí)香氣物質(zhì)的合成與脂氧合酶(LOX)、氫過(guò)氧化物裂解酶(HPL)、乙醇脫氫酶(ADH)、醇?；D(zhuǎn)移酶(AAT)、氨基轉(zhuǎn)移酶等酶活性及其基因家族成員相關(guān)[9,26-31]，但是有機(jī)肥如何影響香氣物質(zhì)代謝途徑中關(guān)鍵酶活性及酶基因的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控香氣物質(zhì)的合成，還未見(jiàn)報(bào)道。因此，本試驗(yàn)研究采用基質(zhì)栽培的方式，以薄皮甜瓜“DX108”為試材，研究雞糞替代或與尿素配施對(duì)甜瓜果實(shí)香氣物質(zhì)合成的影響，旨在探討雞糞調(diào)控甜瓜果實(shí)香氣物質(zhì)合成的可能生理機(jī)理，為有機(jī)肥替代化學(xué)氮肥在甜瓜優(yōu)質(zhì)綠色栽培中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

盆栽試驗(yàn)采用基質(zhì)栽培的方式進(jìn)行，基質(zhì)為草炭∶河沙=3∶1比例配置的混合基質(zhì)，每桶裝填10 kg基質(zhì)。供試薄皮甜瓜為黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)園藝系甜瓜課題組繁育的“DX108”自交系品種(花后30～33 d成熟)，采用穴盤(pán)進(jìn)行育苗，當(dāng)幼苗長(zhǎng)出第4片真葉時(shí)，選取生長(zhǎng)大小基本一致、無(wú)病蟲(chóng)害的幼苗定植于桶中進(jìn)行種植，每桶定植1株甜瓜幼苗。

供試肥料為常規(guī)肥料：尿素(含N為46%)、含磷(P2O5)46.0%和含N 21.2%的磷酸二銨和含鉀(K2O)34.3%的硫酸鉀；試驗(yàn)用雞糞為商品雞糞：含全氮1.46%，含磷(P2O5)0.74%，含鉀(K2O) 0.75 %，由黑龍江牧康牧業(yè)有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置為對(duì)照(CK)為化學(xué)肥料處理(純N 600 mg·kg-1、P2O5300 mg·kg-1和K2O 300 mg·kg-1)，該處理中尿素用量為10 g·pot-1、磷酸二銨用量為6.52 g·pot-1、硫酸鉀用量為8.74 g·pot-1；A處理為純N 300 mg·kg-1+雞糞(純N 300 mg·kg-1)，其中雞糞的用量為205 g·pot-1，尿素的用量為5.04 g·pot-1，磷酸二銨的用量為3.22 g·pot-1，硫酸鉀的用量為4.26 g·pot-1；B處理為雞糞處理，所用雞糞的量根據(jù)純N 600 mg·kg-1來(lái)計(jì)算，其用量為410 g·pot-1，且雞糞中含磷(P2O5)為303 mg·kg-1,含鉀(K2O)為308 mg·kg-1，與CK處理中肥料的總磷、總鉀用量相接近，因此該處理沒(méi)有額外添加磷酸二銨和硫酸鉀。在桶中填混合基質(zhì)時(shí)，CK處理50%的氮、磷、鉀肥料以基肥的形式混合到土中，其余的肥料再平均分成2份，分別在甜瓜植株伸蔓期和果實(shí)坐果后進(jìn)行追施；A和B處理所用到雞糞以及磷鉀肥，在裝填桶時(shí)與基質(zhì)混合均勻，裝填入桶中。每個(gè)處理18桶，3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)6個(gè)桶，按照隨機(jī)區(qū)組方法進(jìn)行排列，放置于黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)園藝園林學(xué)院實(shí)驗(yàn)基地的塑料大棚中進(jìn)行栽培，各處理澆水、病蟲(chóng)害防治都按照統(tǒng)一的管理方式進(jìn)行。甜瓜植株按照單蔓整枝方式進(jìn)行管理，子蔓結(jié)瓜，瓜前留1片葉進(jìn)行摘心。在甜瓜果實(shí)開(kāi)花當(dāng)天進(jìn)行人工授粉，并掛標(biāo)簽進(jìn)行標(biāo)記，分別在花后果實(shí)生長(zhǎng)的第20、25、30、35 d進(jìn)行甜瓜果肉樣品采集，樣品放置于-40℃和-80℃冰柜中進(jìn)行貯藏，用于各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

香氣物質(zhì)測(cè)定：采用頂空固相微萃取(SPME) 技術(shù)提取不同處理薄皮甜瓜果實(shí)香氣成分，經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS) 進(jìn)行測(cè)定分析，參照齊紅巖等采用的檢測(cè)方法進(jìn)行測(cè)定[9]。

香氣物質(zhì)合成關(guān)鍵酶活性測(cè)定：LOX酶活性、氨基轉(zhuǎn)移酶、ADH酶以及AAT酶活性參照李巖的方法進(jìn)行測(cè)定[7]。

實(shí)時(shí)熒光定量基因表達(dá)分析：果實(shí)組織總RNA的提取按照ultrapure RNA Kit(北京康為世紀(jì)生物科技有限公司，北京)試劑盒中提供的操作方法進(jìn)行。獲得的RNA用RNase-free 無(wú)菌水30μL進(jìn)行溶解，并用DNAse I (Promega, Madison, WI, USA)在37℃下處理50 min，去除基因組DNA污染，并進(jìn)行重新沉淀和濃縮。qRT-PCR采用反應(yīng)體系為20 μL，采用的試劑盒為SuperReal PreMix Plus (SYBR Green)(Cat.FP205,天根,北京,中國(guó))，并使用ABI PRISM7500熒光定量PCR儀進(jìn)行測(cè)定。qRT-PCR的反應(yīng)條件如下：50℃，2 min；95℃，10 min；95℃，45個(gè)循環(huán)，15 s；60℃，1 min；每個(gè)樣品的qRT-PCR都進(jìn)行3次重復(fù)，cDNA來(lái)自3個(gè)生物學(xué)重復(fù)的樣品。試驗(yàn)中以18SrRNA DNA (148 bp)作為內(nèi)參基因，ADH基因和AAT基因家族成員表達(dá)引物見(jiàn)表1，樣品Ct值是由擴(kuò)增曲線計(jì)算獲得的。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010和SPSS.19軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan 新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性分析，Origin 8.0軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)薄皮甜瓜果實(shí)香氣物質(zhì)種類及含量的影響

由表2可以看出，薄皮甜瓜果實(shí)中香氣物質(zhì)主要由醇類、醛類、酯類、酸類物質(zhì)組成，且隨著果實(shí)的發(fā)育這些香氣物質(zhì)種類以及總含量發(fā)生變化，不同施肥處理的果實(shí)之間存在顯著差異(P<0.05)。尿素單獨(dú)處理(CK)果實(shí)中，隨著果實(shí)發(fā)育，醇類、醛類、酯類、酸類物質(zhì)種類逐漸增多；雞糞+尿素(A)和雞糞(B)處理的果實(shí)中酯類物質(zhì)種類逐漸增多，而醇類、醛類種類減少。對(duì)于這些香氣物質(zhì)總含量而言，在各個(gè)時(shí)期尿素(CK)處理的甜瓜果實(shí)中香氣物質(zhì)主要以醇類和醛類物質(zhì)為主，酯類物質(zhì)次之，尤其是C6+C9醇類和醛類物質(zhì)含量明顯高于雞糞+尿素以及單獨(dú)雞糞處理(圖1)；而雞糞+尿素(A)和雞糞(B)處理的果實(shí)中香氣物質(zhì)則以酯類物質(zhì)為主，醇類和醛類次之，尤其是乙酸酯類物質(zhì)含量顯著高于CK(圖1)。此外，在尿素(CK)單獨(dú)處理的甜瓜果實(shí)中酯類物質(zhì)總含量隨著果實(shí)發(fā)育呈現(xiàn)先升高而后降低的現(xiàn)象，而其它兩個(gè)處理果實(shí)中酯類物質(zhì)總含量則呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，且在果實(shí)成熟的后期(30 d和35 d)，雞糞+尿素(A)處理的果實(shí)中酯類物質(zhì)總量明顯高于雞糞(B)處理的果實(shí)中酯類總含量(P<0.05)。

2.2 不同施肥處理對(duì)薄皮甜瓜果實(shí)中主要酯類物質(zhì)含量的影響

表3中列出的為果實(shí)中含量較高和因施肥處理不同而變化強(qiáng)烈的酯類物質(zhì)，其中包含一些甜瓜果實(shí)特征性酯類物質(zhì)。由表3可知，乙酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、2-甲基丁基乙酸酯是薄皮甜瓜果實(shí)中含量較高的酯類物質(zhì)，隨著果實(shí)發(fā)育，其含量呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，但是雞糞+尿素(A)處理果實(shí)中2-甲基丁基乙酸酯含量先升高而后降低?？傮w來(lái)看，與雞糞+尿素以及雞糞單獨(dú)處理相比較，單獨(dú)尿素處理(CK)的甜瓜果實(shí)中沒(méi)有檢測(cè)到2-甲基丁酸甲酯、2-乙基丁酸乙酯、乙酸香葉酯、甘油亞麻酸酯、乙酸異丁酯、異丁酸乙酯、正癸酸正癸酯、水楊酸甲酯；只在花后30 d或35 d的果實(shí)中檢測(cè)到丙酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基乙酸丁酯、異丁酸丁酯、辛酸乙酯、乙酸仲丁酯、乙酸戊酯，且含量較低。雞糞+尿素和雞糞處理明顯提高了花后30 d或35 d果實(shí)中乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸丁酯、2-甲基乙酸丁酯、2-甲基丁基乙酸酯、乙酸苯甲酯、甘油亞麻酸酯、乙酸異丁酯、異丁酸丁酯、己酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸己酯的含量，尤其是雞糞的施用顯著促進(jìn)了甜瓜特征性香氣物質(zhì)乙酸乙酯、乙酸己酯、丁酸乙酯、乙酸苯甲酯、乙酸異丁酯、己酸乙酯含量的增加。

表2 不同施肥處理對(duì)薄皮甜瓜果實(shí)中香氣物質(zhì)種類和含量的影響

圖1 不同施肥處理對(duì)薄皮甜瓜成熟果實(shí)中乙酸酯類、非乙酸酯類、C6+C9醇類和醛類含量的影響Fig.1 Effects of different fertilization treatments on the contents of acetate esters, non-acetate esters,C6+C9 alcohols and aldehydes in melon ripe fruits

2.3 不同施肥處理對(duì)薄皮甜瓜果實(shí)中香氣物質(zhì)合成相關(guān)酶活性的影響

由圖2可知， 花后20 d時(shí)，各處理之間LOX酶活性差異不顯著，但在25 d之后，雞糞+尿素(A)和雞糞(B)處理甜瓜果實(shí)中LOX酶活性迅速升高，在30 d時(shí)達(dá)到峰值，之后又降低，且顯著高于單施尿素處理(CK)(P<0.05)。雞糞單獨(dú)處理果實(shí)中氨基轉(zhuǎn)移酶活性始終高于單施尿素處理，在35 d的果實(shí)中處理之間差異顯著(P<0.05)；而雞糞(B)與雞糞+尿素(A)處理之間相比，只在花后20～30 d期間和35 d果實(shí)中氨基轉(zhuǎn)移酶活性呈現(xiàn)差異(P<0.05)。此外，單施尿素處理(CK)與雞糞+尿素(A)處理甜瓜果實(shí)中氨基轉(zhuǎn)移酶的活性，僅在花后35 d差異顯著(P<0.05)。

ADH和AAT酶是果實(shí)中酯類香氣物質(zhì)合成途徑中下游的關(guān)鍵調(diào)節(jié)酶。由圖2可知，等氮量條件下，在花后20 d，單施尿素(CK)處理甜瓜果實(shí)中ADH酶活性顯著高于雞糞(B)以及雞糞+尿素(A)處理(P<0.05)。隨著果實(shí)的發(fā)育，尿素處理果實(shí)中ADH酶活性呈現(xiàn)出先降低而后升高的趨勢(shì)，而雞糞(B)以及雞糞+尿素(A)處理果實(shí)中ADH酶活性逐漸升高，在花后30 d時(shí)達(dá)到峰值，之后降低，且在花后30 d時(shí)，ADH酶活性稍高于尿素；但在花后35 d時(shí)，則顯著低于尿素(CK)處理(P<0.05)。此外，3種處理甜瓜果實(shí)中AAT酶活性，隨著果實(shí)發(fā)育都顯示出先升高，在花后30 d時(shí)達(dá)到峰值，之后呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。雞糞(B)、雞糞+尿素(A)處理果實(shí)中AAT酶活性在花后30 d時(shí)顯著高于單施尿素(CK)處理(P<0.05)，在花后35 d時(shí)，雞糞+尿素(A)處理果實(shí)AAT酶活性明顯大于單施尿素(CK)和雞糞(B)處理，而單施尿素(CK)與單施雞糞(B)處理之間果實(shí)中AAT活性無(wú)顯著差異(P<0.05)。

2.4 不同施肥處理對(duì)薄皮甜瓜果實(shí)中香氣物質(zhì)合成相關(guān)酶基因表達(dá)的影響

由圖3可知，甜瓜果實(shí)中CmADH1和CmADH2的表達(dá)量隨著果實(shí)發(fā)育呈現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì)，且處理之間差異顯著(P<0.05)。尿素單獨(dú)處理(CK)促進(jìn)了花后30 d和35 d甜瓜果實(shí)中CmADH1和CmADH2的表達(dá)，這2個(gè)基因的表達(dá)量顯著高于雞糞(B)和雞糞+尿素處理(A)(P<0.05)。雞糞+尿素(A)處理增加了花后20 d和25 d果實(shí)中CmADH1的表達(dá)量，而雞糞(B)處理提高了花后20 d和25 d果實(shí)中的CmADH2的表達(dá)量(P<0.05)。

尿素、雞糞以及雞糞+尿素處理對(duì)CmAAT1、CmAAT2和CmAAT3表達(dá)的影響也存在差異(圖4)。尿素處理(CK)減弱了CmAAT2和CmAAT3在果實(shí)中的表達(dá)，而雞糞+尿素(A)以及雞糞(B)處理顯著促進(jìn)了CmAAT3基因在花后20～35 d果實(shí)中的表達(dá)，且雞糞+尿素(A)處理提高了CmAAT1和CmAAT3在花后30 d和35 d果實(shí)中的表達(dá)水平，而且顯著高于尿素(CK)和雞糞(B)單獨(dú)處理(P<0.05)。

表3 不同施肥處理對(duì)薄皮甜瓜果實(shí)中主要酯類香氣物質(zhì)含量的影響

3 討 論

有機(jī)肥在果蔬上的施用對(duì)果菜品質(zhì)具有重要的作用，在提高果蔬品質(zhì)方面的效果已被證實(shí)。有機(jī)肥可以提高肥城桃果實(shí)中可溶性固形物、Vc、固酸比、蔗糖和總糖含量以及桃果實(shí)中特征性香氣物質(zhì)含量和種類，賦予了果實(shí)果香和甜香味[23-24]；在蘋(píng)果[21]、香蕉[32]、鴨梨[22]的栽培中也發(fā)現(xiàn)，施用有機(jī)肥提高了果實(shí)中“酯香型”和“果香型”酯類物質(zhì)含量，同時(shí)也增加了酯類物質(zhì)種類，且雞糞的施用促進(jìn)了肥城桃果實(shí)中特征性酯類——乙酸乙酯、乙酸丙酯、甲酸甲酯、乙酸己酯和丙酸甲酯的積累[25]，這與本文的研究結(jié)果相似。本文詳細(xì)分析了雞糞、雞糞+尿素以及尿素處理對(duì)薄皮甜瓜香氣物質(zhì)合成的影響，發(fā)現(xiàn)雞糞、雞糞+尿素處理降低了果實(shí)中C6和C9醇、醛的種類和含量，而促進(jìn)了“酯香型”物質(zhì)——丁酸乙酯、乙酸乙酯含量的增加，提高了果香型物質(zhì)——丙酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯的含量，賦予了甜瓜果實(shí)濃郁的酯香味和果香味；而單獨(dú)尿素處理果實(shí)中C6和C9醇、醛的種類和含量顯著高于雞糞以及雞糞+尿素處理，因此果實(shí)呈現(xiàn)出了青香味。另外，本研究還發(fā)現(xiàn)雞糞+尿素處理成熟果實(shí)中酯類物質(zhì)的種類和含量高于雞糞單獨(dú)處理，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)2-乙基丁酸乙酯、乙酸香葉酯和水楊酸甲酯只在雞糞處理果實(shí)中測(cè)出，而丁酸戊酯和異丁酸乙酯僅在雞糞+尿素處理的果實(shí)中測(cè)出，因此這些酯類物質(zhì)種類和含量的差異導(dǎo)致了果實(shí)香味的差異。在煙草中，有機(jī)肥的使用也促進(jìn)了煙葉中特征性香氣成分新植二烯、法尼基丙酮、茄酮、苯乙醇的含量，改變了煙草風(fēng)味[17]。由此可知，有機(jī)肥——雞糞的施用主要是通過(guò)調(diào)節(jié)果實(shí)中酯類物質(zhì)，尤其是特征性“酯香型”和“果香型”物質(zhì)種類和含量而改變薄皮甜瓜果實(shí)香味品質(zhì)的。

圖2 不同施肥處理對(duì)薄皮甜瓜果實(shí)香氣物質(zhì)合成關(guān)鍵酶活性的影響Fig.2 Effects of different fertilization treatments on the activities of enzyme responsible for aromas synthesis in fruits of oriental melon

圖3 不同施肥處理對(duì)薄皮甜瓜果實(shí)中CmADH1和CmADH2基因表達(dá)的影響Fig.3 Effects of different fertilization treatments on the expressions of CmADH1 and CmADH2 in fruits of oriental melon

圖4 不同施肥處理對(duì)薄皮甜瓜果實(shí)中CmAAT1、CmAAT2和CmAAT3基因表達(dá)的影響Fig.4 Effects of different fertilization treatments on the expressions of CmAAT1, CmAAT2 and CmAAT3 in fruit of oriental melon

已有研究表明，薄皮甜瓜果實(shí)中香氣物質(zhì)的合成積累與其合成途徑中LOX酶、氨基轉(zhuǎn)移酶、ADH酶、AAT酶活性以及關(guān)鍵限速酶基因表達(dá)相關(guān)[26,28-29,33-34]。在薄皮甜瓜中，嫁接方式降低了成熟果實(shí)中脂氧合酶(LOX)、醇脫氫酶(ADH)和醇酰基轉(zhuǎn)移酶(AAT)的活性，還降低了CmADH1和CmADH2以及CmAAT1和CmAAT2的轉(zhuǎn)錄水平，進(jìn)而影響了果實(shí)中香氣物質(zhì)的種類和含量，尤其是特征性酯類物質(zhì)種類和含量[9,35]。李映暉等[32]研究表明，增施魚(yú)粉提高了香蕉和粉蕉果實(shí)中醇脫氫酶(ADH)和醇?；D(zhuǎn)移酶(AAT)活性，且與果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)總量和種類的增加呈現(xiàn)明顯的相關(guān)性。在本研究中發(fā)現(xiàn)，雞糞部分替代和全替代化學(xué)氮肥條件下，明顯提高了花后30 d和35 d果實(shí)中LOX酶活性、氨基轉(zhuǎn)移酶活性、AAT酶活性以及25～30 d期間ADH酶活性；尿素明顯促進(jìn)了30 d后果實(shí)中CmADH1和CmADH2基因的表達(dá)水平，而雞糞以及雞糞與尿素配施處理促進(jìn)了30 d或35 d果實(shí)中CmAAT1、CmAAT2和CmAAT3的表達(dá)水平，與果實(shí)中酶活性變化不完全一致，可能果實(shí)中還存在其它家族成員參與了果實(shí)中相對(duì)應(yīng)酶活性的調(diào)節(jié)[26,28]。同時(shí)依據(jù)甜瓜果實(shí)中香氣物質(zhì)的種類和含量變化，發(fā)現(xiàn)尿素處理促進(jìn)了CmADH1和CmADH2轉(zhuǎn)錄豐度的提高，可能是該處理甜瓜果實(shí)C6和C9醇醛類物質(zhì)較高的原因之一。因此，雞糞以及雞糞與尿素配施可能是通過(guò)調(diào)節(jié)果實(shí)發(fā)育期間香氣物質(zhì)合成關(guān)鍵酶活性之間的相互協(xié)調(diào)作用，以及調(diào)節(jié)關(guān)鍵限速酶基因CmADH和CmAAT家族成員的轉(zhuǎn)錄水平，影響了香氣物質(zhì)的合成，尤其是促進(jìn)了酯類物質(zhì)合成的限速酶——AAT酶活性及CmAAT基因家族成員在不同時(shí)期的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)了酯類物質(zhì)的合成，提高了果實(shí)香味品質(zhì)。但是，有機(jī)肥——雞糞的施用是如何通過(guò)一個(gè)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)香氣物質(zhì)合成的分子機(jī)制還不清楚，需進(jìn)一步進(jìn)行探討。

國(guó)內(nèi)外許多研究已經(jīng)證明，在化學(xué)氮肥減量的情況下，有機(jī)肥或生物有機(jī)肥的施用能夠明顯促進(jìn)土壤脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、中性磷酸酶、蛋白酶等土壤酶活性的提高[36]以及土壤有益菌群數(shù)量、有效養(yǎng)分、腐殖酸以及有機(jī)質(zhì)含量的增加，提高了土壤肥力和生物活性[37-39]，改善了土壤氮的代謝特性，進(jìn)而改善了果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)[40]。但是，有機(jī)肥是如何通過(guò)調(diào)節(jié)土壤-植物-微生物的互作進(jìn)而調(diào)節(jié)果實(shí)品質(zhì)的機(jī)理還不明確。Gaudinier 等[41]研究發(fā)現(xiàn)氮的吸收、運(yùn)輸、代謝以及提高氮素有效性的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中包含有轉(zhuǎn)錄因子、氮素和氨基酸代謝途徑、碳代謝途徑以及激素信號(hào)途徑中的關(guān)鍵基因、Ca2+受體蛋白激酶等，因此，有機(jī)肥以及有機(jī)肥與化學(xué)氮肥的配施可能是通過(guò)氮信號(hào)、糖信號(hào)或激素信號(hào)的傳遞，啟動(dòng)了轉(zhuǎn)錄因子對(duì)甜瓜植株體內(nèi)氮素代謝途徑關(guān)鍵酶基因的表達(dá)調(diào)控，從而引發(fā)植物體內(nèi)香氣物質(zhì)代謝網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化，促進(jìn)了甜瓜果實(shí)中香氣物質(zhì)的合成。這種推測(cè)還需通過(guò)分子生物技術(shù)、生物化學(xué)等方法進(jìn)一步驗(yàn)證。

4 結(jié) 論

尿素、雞糞以及雞糞+尿素處理對(duì)薄皮甜瓜果實(shí)香氣物質(zhì)合成的影響不同；尿素的施用顯著提高了果實(shí)中C6、C9醇醛物質(zhì)含量和種類，而雞糞、雞糞+尿素的處理則促進(jìn)了酯類物質(zhì)合成和種類的增加，尤其是“酯香型”和“果香型”酯類香氣物質(zhì)的含量，而雞糞和尿素的配施對(duì)成熟果實(shí)中乙酸酯類和非乙酸酯類特征性香氣物質(zhì)的影響較大。雞糞以及雞糞和尿素配施是通過(guò)調(diào)節(jié)果實(shí)香氣合成相關(guān)酶活性之間相互協(xié)調(diào)作用，調(diào)節(jié)了香氣物質(zhì)的合成，另一方面，還從轉(zhuǎn)錄水平促進(jìn)了酯類香氣合成關(guān)鍵酶基因的表達(dá)量，最終影響了果實(shí)的香氣成分變化和香味品質(zhì)。