不同授粉方式對(duì)設(shè)施網(wǎng)紋甜瓜品質(zhì)的影響

趙珊 吳嬌 何燕 高兆銀 鐘義海 韓文素 趙冬香 高景林 王釋婕

摘? ? 要：為探討不同授粉方式對(duì)設(shè)施網(wǎng)紋甜瓜品質(zhì)的影響，以設(shè)施網(wǎng)紋甜瓜耀瓏25號(hào)為試材，分析在激素授粉和中華蜜蜂授粉下的果實(shí)外觀品質(zhì)、有機(jī)酸和可溶性糖含量的變化并進(jìn)行主成分分析。研究結(jié)果表明，激素授粉和蜜蜂授粉下，網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)的檸檬酸含量是有機(jī)酸含量中最高的，且二者差異極顯著，分別為（800.67±6.84）μg·mL-1和（863.33±4.91）μg·mL-1;激素授粉和蜜蜂授粉網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)的果糖含量是可溶性糖含量中最高的，且二者差異極顯著，分別為（190.67±4.84）μg·mL-1和（141.00±4.04）μg·mL-1。主成分分析結(jié)果表明，pH和蘋果酸、果糖、檸檬酸、琥珀酸、蔗糖、可溶性固形物含量可以作為區(qū)別激素授粉和蜜蜂授粉網(wǎng)紋甜瓜的品質(zhì)指標(biāo)。綜上所述，蜜蜂授粉的網(wǎng)紋甜瓜食用品質(zhì)優(yōu)于激素授粉，為網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)品質(zhì)調(diào)控和利用中華蜜蜂為設(shè)施農(nóng)業(yè)授粉服務(wù)的可行性提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：設(shè)施網(wǎng)紋甜瓜;中華蜜蜂;氯吡脲;品質(zhì);主成分分析

中圖分類號(hào)：S652 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-2871（2021）12-041-06

Abstract： In this study， in order to explore the effects of forchlorfenuron pollination and Apis cerana cerana pollination on the quality of netted melon， the appearance quality， organic acid and soluble sugar content of greenhouse netted melon Yaolong No. 25 were analysed together with principal component analysis. The results showed that the contents of citric acid in netted melons by forchlorfenuron pollination and honeybee pollination were significantly different， （800.67±6.84）μg·mL-1 and （863.33±4.91） μg·mL-1， respectively. For the contents of fructose there were significant differences between the netted melons by forchlorfenuron pollination and honeybee pollination， （190.67±4.84）μg·mL-1 and （141.00±4.04）μg·mL-1， respectively. The principal component analysis showed that pH， malic acid， fructose， citric acid， succinic acid， sucrose and Brix could be used as quality indexes to distinguish the netted melon by two pollination methods. This study demonstrated that the eating quality of the netted melon pollinated by honeybees was better compared to that of forchlorfenuron pollination， which will provide a theoretical basis for the quality control of netted melon fruit and the feasibility of using honeybees to provide pollination services for greenhouse agriculture.

Key words： Greenhouse netted melon; Apis cerana cerana; Forchlorfenuron; Quality; Principal component analysis

甜瓜（Cucumis melo L.）為葫蘆科黃瓜屬一年生蔓性草本植物，享有“甜于諸瓜，獨(dú)得甘甜”的美譽(yù)[1]。我國(guó)甜瓜栽培面積與總產(chǎn)量均居世界首位[2]，分別占世界總量的36.10 %和48.88 %[3]。消費(fèi)者對(duì)甜瓜產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的要求日益提高，且對(duì)品質(zhì)的要求更趨向于個(gè)性化，因此提高甜瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義[4]。網(wǎng)紋甜瓜因其外觀獨(dú)特的紋路和特有的香氣已成為甜瓜中的佳品，其味美香甜、多汁爽口、營(yíng)養(yǎng)豐富，含有人體必需的多種維生素、氨基酸和微量元素[5]。酸、糖組分及其含量對(duì)甜瓜果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)有著重要的影響，是決定果實(shí)風(fēng)味的重要指標(biāo)[6]。甜瓜果實(shí)中的有機(jī)酸一般以檸檬酸為主，其次為蘋果酸、琥珀酸等[7-8]，而且甜瓜中主要有機(jī)酸種類和含量與果實(shí)發(fā)育和成熟度以及果實(shí)顏色（綠色或橘紅色）有關(guān)[9]。葡萄糖、果糖和蔗糖是甜瓜果實(shí)中主要可溶性糖組分[10]，此外，Chrost和Schmitz[11]已經(jīng)證明在甜瓜各發(fā)育階段的果實(shí)組織中都含有少量的水蘇糖和棉子糖。

目前，我國(guó)甜瓜授粉主要依靠人工授粉和熊蜂授粉[12-13]。人工授粉不僅增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且最佳授粉時(shí)間難以掌握，特別在花期短、花量大的情況下，人工授粉效果不夠理想，同時(shí)人工授粉常使用激素，易造成果實(shí)畸形，影響果實(shí)口感風(fēng)味，還會(huì)造成不同程度的污染和殘留積累[14-15]。在海南省，甜瓜以頂棚全膜結(jié)合過(guò)道網(wǎng)覆蓋的設(shè)施栽培模式為主[16]，高溫高濕的環(huán)境使得熊蜂不適宜為甜瓜授粉。因此，篩選適宜的授粉方式對(duì)設(shè)施栽培的甜瓜品質(zhì)顯得尤為重要。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)設(shè)施甜瓜蜜蜂授粉技術(shù)開(kāi)展了初步研究，證明了蜜蜂授粉是一種更安全、更有效的授粉方式[17-21]。中華蜜蜂（Apiscerana cerana）具有耐高溫、高溫期訪花能力強(qiáng)等特點(diǎn)[22]，已被廣泛應(yīng)用于設(shè)施與露天栽培作物的授粉。目前，應(yīng)用中華蜜蜂授粉對(duì)設(shè)施網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)研究尚未報(bào)道。為此，筆者以設(shè)施網(wǎng)紋甜瓜為研究對(duì)象，通過(guò)比較分析中華蜜蜂授粉和激素授粉的設(shè)施網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)外觀品質(zhì)、有機(jī)酸含量及可溶性糖含量等的差異，探討兩種授粉方式的利弊，為網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)品質(zhì)調(diào)控和利用中華蜜蜂為設(shè)施農(nóng)業(yè)授粉可行性提供了理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為授粉后第49天的設(shè)施網(wǎng)紋甜瓜耀瓏25號(hào)（海南富友種苗股份有限公司）。試驗(yàn)于2018年1—5月在海南省樂(lè)東黎族自治縣黃流鎮(zhèn)網(wǎng)紋甜瓜設(shè)施棚內(nèi)進(jìn)行。土壤類型為濱海沙地，設(shè)施棚為鋼架結(jié)構(gòu)，采用吊蔓立體栽培，拱棚間的過(guò)道和棚的外圍用防蟲(chóng)網(wǎng)密封，采用常規(guī)的管理方法。在同一大棚內(nèi)，同時(shí)進(jìn)行激素授粉和蜜蜂授粉試驗(yàn)。激素授粉處理組：將配制好的氯吡脲（四川施特優(yōu)化工有限公司）和咯菌腈（先正達(dá)南通作物保護(hù)有限公司）混合溶液均勻快速地噴灑在雌花子房（瓜胎），再用網(wǎng)袋套住，并做好標(biāo)記;蜜蜂授粉處理組：在雌花開(kāi)放前1 d夜間將中華蜜蜂授粉蜂群（3張脾/箱，有蜂王）搬至大棚內(nèi)，至少提前3 d停止噴施農(nóng)藥，以保證蜜蜂安全，授粉期間禁止使用農(nóng)藥，直至蜂箱移除。

水蘇糖（90.5%）、蔗糖（100.0%）、維生素C（抗壞血酸）（100.0%）、琥珀酸、D-木糖（99.9%）、果糖（99.7%）、檸檬酸（97.0%）、DL-酒石酸、草酸、反丁烯二酸（富馬酸）（99.4%）均購(gòu)自中國(guó)食品藥品檢定研究院;棉子糖（99.6%）、乳酸（89.9%）均購(gòu)自Dr. Ehrenstorfer GmbH;DL-蘋果酸購(gòu)自中國(guó)藥品生物制品檢定所;（-）-莽草酸（≥98%）購(gòu)自阿拉丁試劑;D-（-）-奎寧酸（≥98%）購(gòu)自上海一基實(shí)業(yè)有限公司。

1.2 方法

1.2.1? ? 單果質(zhì)量? ? 用電子天平稱取單果質(zhì)量，每處理5個(gè)果實(shí)，取平均值。

1.2.2? ? 果實(shí)縱徑和橫徑? ? 縱徑、橫徑分別用鍍絡(luò)游標(biāo)卡尺在果蒂到果臍的最大距離處和果實(shí)的赤道線處測(cè)2次，每處理5個(gè)果實(shí)，取平均值。

1.2.3? ? 體積? ? 用排水法測(cè)量。先將燒杯盛滿水，用量筒準(zhǔn)確測(cè)量燒杯容積，將甜瓜全部浸入水中，排出水后取出甜瓜，再用量筒測(cè)量剩余水體積，測(cè)得甜瓜的體積。每處理5個(gè)果實(shí)，取平均值。

1.2.4? ? 硬度? ? 采用GY-4型果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定果實(shí)硬度。在甜瓜赤道線上對(duì)稱取4點(diǎn)，用刀將瓜削去厚約0.2 mm皮。每處理5個(gè)果實(shí)，取平均值。

1.2.5? ? 可溶性固形物含量? ? 采用TD-45型手持式折光儀進(jìn)行測(cè)定。將可食部分切成小塊，用2層紗布擠出勻漿汁液測(cè)定。每處理5個(gè)果實(shí)，取平均值。

1.2.6? ? pH值? ? 采用PHS-3E型pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定。將網(wǎng)紋甜瓜果肉勻漿，取待測(cè)勻漿后的樣品1 mL，用超純水定容至10 mL。平行測(cè)定3次，取平均值。

1.2.7? ? 可溶性總糖含量的測(cè)定? ? （1）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：準(zhǔn)確稱取100 mg葡萄糖于500 mL容量瓶中定容，制成葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液（0.2 mg·mL-1）。分別取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液0、0.5、1、2 mL并稀釋2 mL于試管中，再按順序加入0.5 mL蒽酮乙酸乙酯溶液（15 mg·mL-1），搖勻，再?gòu)脑嚬苷嬉?～20 s時(shí)間加入5 mL濃硫酸，充分震蕩，立即將試管放入80 ℃沸水浴中加熱15 min，取出自然冷卻至室溫，然后在630 nm下測(cè)定波長(zhǎng)。以糖含量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，求出標(biāo)準(zhǔn)曲線方程。

（2）樣品的測(cè)定：取待測(cè)勻漿后的樣品2 mL，加乙酸鋅（10.95 g乙酸鋅，加1.5 mL冰醋酸，加水定容至50 mL）、亞鐵氰化鉀（5.3 g亞鐵氰化鉀，加水溶解定容至50 mL）各0.5 mL，用超純水定容至10 mL，80 ℃保溫20 min，混勻，部分轉(zhuǎn)入10 mL離心管，8000 r·min-1離心20 min，吸取20 μL上清液，稀釋2 mL于試管中，再按制作標(biāo)準(zhǔn)曲線的步驟，加熱顯色并測(cè)定吸光度。由標(biāo)準(zhǔn)曲線方程求出可溶性糖濃度。

1.2.8? ? 有機(jī)酸和可溶性糖的提取與測(cè)定? ? 色譜條件：超高效液相色譜儀（H-Class，美國(guó)Waters Acquity公司），色譜柱ACQUITY UPLC BEH C18 （1.7 μm×2.1 mm×50 mm），流速0.25 mL·min-1，進(jìn)樣體積10 μL，流動(dòng)相為水（A）和甲醇（B），采用梯度洗脫，進(jìn)樣前用流動(dòng)相預(yù)平衡色譜柱30 min。具體梯度洗脫條件見(jiàn)表1。

質(zhì)譜條件：三重四極桿質(zhì)譜儀配電噴霧離子源（AB SCIEX API4000+，美國(guó)AB SCIEX公司），Analyst Software數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)。測(cè)定條件見(jiàn)表2。

標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置：準(zhǔn)確稱取酒石酸30.9 mg、蘋果酸80.5 mg、乳酸44.8 mg、抗壞血酸108.7 mg、奎寧酸14.9 mg、莽草酸9.7 mg、富馬酸28.7 mg、草酸95.6 mg、琥珀酸9.8 mg與檸檬酸36.6 mg;木糖34.6 mg、果糖100.7 mg、蔗糖59.7 mg、棉子糖47.0 mg與水蘇糖22.0 mg，用50%甲醇溶解并定容至10 mL棕色容量瓶中。將上述溶液配制成不同濃度的混標(biāo)，用0.45 μm濾膜過(guò)濾后，上機(jī)繪制各種有機(jī)酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

樣品的測(cè)定：取待測(cè)勻漿后的樣品5 mL，用流動(dòng)相定容到20 mL，經(jīng)0.45 μm濾膜過(guò)濾后進(jìn)行測(cè)定，用外標(biāo)法定量，每個(gè)樣品3次重復(fù)，取其平均值。

1.3 統(tǒng)計(jì)與分析

采用SPSS 20.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn)和主成分分析，采用Origin 2019進(jìn)行圖形分析。

激素授粉網(wǎng)紋甜瓜的可溶性總糖標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=0.294 7x-0.005 6（r2=0.997 5），蜜蜂授粉網(wǎng)紋甜瓜的可溶性總糖標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=0.292 3x-0.005 4（r2=0.995 7），相關(guān)系數(shù)均高于0.99，說(shuō)明有較好的線性關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 設(shè)施網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)外觀性狀分析

在不同授粉方式處理下，激素授粉網(wǎng)紋甜瓜的單果質(zhì)量、縱徑、橫徑、體積均大于蜜蜂授粉處理組，而蜜蜂授粉網(wǎng)紋甜瓜的硬度高于激素授粉處理組，且兩種處理的各指標(biāo)差異不顯著（表3）。

2.2 設(shè)施網(wǎng)紋甜瓜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)比較分析

在不同授粉方式處理下，可溶性固形物含量、pH值及可溶性總糖含量指標(biāo)結(jié)果見(jiàn)表4。激素授粉網(wǎng)紋甜瓜果肉的pH值和可溶性總糖含量極顯著高于蜜蜂授粉處理組，而蜜蜂授粉網(wǎng)紋甜瓜的可溶性固形物含量高于激素授粉處理組。

由圖1可知，檢測(cè)的10種有機(jī)酸中，激素授粉和蜜蜂授粉網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)檸檬酸含量（ρ，后同）最高且差異呈極顯著水平，分別為（800.67±6.84） μg·mL-1和（863.33±4.91） μg·mL-1;富馬酸含量最低，分別為（1.90±0.07 ）μg·mL-1和（1.97±0.11） μg·mL-1。激素授粉網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)草酸和乳酸含量均顯著高于蜜蜂授粉處理組，蘋果酸含量極顯著高于蜜蜂授粉處理組;蜜蜂授粉網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)琥珀酸含量顯著高于激素授粉處理組。

由圖2可以看出，在所測(cè)定的5種可溶性糖中，激素授粉和蜜蜂授粉網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)果糖含量最高且差異呈極顯著水平，分別為（190.67±4.84） μg·mL-1和（141.00±4.04） μg·mL-1;激素授粉網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)木糖含量極顯著高于蜜蜂授粉處理組，而蜜蜂授粉網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)蔗糖和水蘇糖含量顯著高于激素授粉處理組，且激素處理網(wǎng)紋甜瓜的水蘇糖含量最低，為0.10 μg·mL-1。

2.3 設(shè)施網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)品質(zhì)主成分分析

特征值大于1且方差累積貢獻(xiàn)率>90 %可提取3個(gè)主成分，前3個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率為94.105 %，可以反映設(shè)施網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)的品質(zhì)信息（表5）。得分系數(shù)則反映了各個(gè)變量對(duì)主成分的影響程度，通過(guò)得分系數(shù)可以將主成分表示為各個(gè)變量的線性組合，由表5中的得分系數(shù)，可以將提取的3個(gè)主成分表示為：

第一主成分Z1=0.059X1（單果質(zhì)量）+0.039X2（縱徑）+0.035X3（橫徑）+0.056X4（體積）-0.041X5（硬度）-0.026X6（可溶性固形物）+0.062X7（pH）+0.057X8（可溶性總糖）-0.065X9（檸檬酸）-0.062X10（琥珀酸）-0.054X11（抗壞血酸）-0.035X12（奎寧酸）-0.034X13（富馬酸）+0.057X4（草酸）+0.051X15（莽草酸）+0.059X16（乳酸）+0.058X17（酒石酸）+0.062X18（蘋果酸）-0.063X19（蔗糖）-0.059X20（水蘇糖）-0.057X21（棉子糖）+0.063X22（果糖）+0.058X23（木糖）;

第二主成分Z2=0.063X1+0.160X2+0.047X3+0.078X4+0.181X5+0.248X6+0.004X7+0.019X8+0.024X9+0.085X10+0.118X11+0.226X12+0.066X13+0.117X14+0.149X15+0.111X16+0.027X17+0.046X18+0.062X19-0.012X20+0.029X21-0.055X22-0.069X23;

第三主成分Z3=-0.134X1-0.173X2-0.273X3- 0.148X4+0.103X5+0.018X6+0.118X7+0.164X8-0.064X9+0.005X10-0.015X11-0.062X12+0.258X13+0.087X14+0.101X15+0.014X16-0.065X17+0.110X18+0.041X19- 0.078X20+0.073X21+0.083X22+0.096X23。

表5表示了提取出的主成分與原始數(shù)據(jù)之間的相關(guān)程度，即提取出的主成分含有原始變量的數(shù)據(jù)。第一主成分與pH、蘋果酸、果糖成正相關(guān)，與檸檬酸、琥珀酸、蔗糖成負(fù)相關(guān)，說(shuō)明較全面的包括了設(shè)施網(wǎng)紋甜瓜品質(zhì)的變化信息。第二主成分與可溶性固形物成正相關(guān)，其他指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)較低，對(duì)第二主成分的解釋程度較差。因此，通過(guò)該分析方法能夠清晰地反映在不同授粉方式下設(shè)施網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)中有機(jī)酸和可溶性糖含量變化明顯，具有較強(qiáng)的代表性，可用于區(qū)別激素授粉和蜜蜂授粉網(wǎng)紋甜瓜。

3 討論與結(jié)論

果實(shí)品質(zhì)是決定果實(shí)商品價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要因素之一，甜瓜品質(zhì)主要包括以色澤、形狀、大小為核心的外觀品質(zhì)及以糖酸、質(zhì)地為核心的內(nèi)在品質(zhì)[23]。果實(shí)大小是果實(shí)外觀品質(zhì)的重要性狀。果實(shí)進(jìn)入成熟階段以后，果實(shí)縱橫徑開(kāi)始呈緩慢增加之后趨于平緩[24]。激素授粉網(wǎng)紋甜瓜單果質(zhì)量和體積高于蜜蜂授粉，但是兩種處理的網(wǎng)紋甜瓜差異不顯著。此外，果肉硬度不僅影響果實(shí)口感，還與貯藏和加工性狀有密切關(guān)系，即果肉硬度大，耐貯性強(qiáng)。本研究結(jié)果表明，蜜蜂授粉的網(wǎng)紋甜瓜硬度高于激素授粉的網(wǎng)紋甜瓜，可見(jiàn)蜜蜂授粉的網(wǎng)紋甜瓜更耐貯存。

甜瓜的內(nèi)在營(yíng)養(yǎng)成分主要包括有機(jī)酸、糖、蛋白質(zhì)及礦物質(zhì)成分等。本研究結(jié)果表明，網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)主要以檸檬酸為主，其次為奎寧酸、莽草酸與蘋果酸等10種有機(jī)酸，成分得分矩陣清晰反映出網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)間的差異性，草酸、乳酸、酒石酸、蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸的含量可以區(qū)別不同授粉方式下網(wǎng)紋甜瓜。檸檬酸含量最高，是影響果實(shí)味感的主要因子。人味覺(jué)更易感知檸檬酸[25]，但酸性持續(xù)時(shí)間短[26]。蘋果酸酸味爽快柔和，比檸檬酸刺激性緩慢、保留時(shí)間較長(zhǎng)[25]。網(wǎng)紋甜瓜果肉中檸檬酸的含量高于蘋果酸，而且蜜蜂授粉甜瓜中檸檬酸含量極顯著高于激素授粉甜瓜，激素授粉甜瓜中蘋果酸含量極顯著高于蜜蜂授粉甜瓜，由此推測(cè)激素授粉甜瓜的酸味保留時(shí)間更持久。另外，奎尼酸和莽草酸可能使果實(shí)產(chǎn)生苦味[27]，因兩者都是芳香物質(zhì)合成的中間產(chǎn)物，間接對(duì)果實(shí)品質(zhì)產(chǎn)生影響[25]。

在構(gòu)成甜瓜果實(shí)品質(zhì)的諸多因素中，糖含量是一個(gè)重要的品質(zhì)性狀[9]。筆者在本文中通過(guò)主成分分析研究，發(fā)現(xiàn)不同授粉方式的設(shè)施網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)可溶性總糖、果糖、蔗糖、水蘇糖、棉子糖、木糖含量變化明顯。不同品種的甜瓜含糖量有很大差異且果實(shí)中積累的糖分主要是蔗糖[28]。在完熟的甜瓜果實(shí)中，蔗糖含量占總糖含量的70%以上，蔗糖含量高低決定甜瓜質(zhì)量的優(yōu)劣[29]。本研究結(jié)果表明，蜜蜂授粉的網(wǎng)紋甜瓜中蔗糖含量顯著高于激素授粉，可見(jiàn)蜜蜂授粉網(wǎng)紋甜瓜品質(zhì)優(yōu)于激素授粉網(wǎng)紋甜瓜。另外，蜜蜂授粉的網(wǎng)紋甜瓜可溶性固形物含量高于激素授粉。這與包雪冰等[30]通過(guò)試驗(yàn)證明利用蜜蜂為大棚哈密瓜授粉比人工授粉可溶性固形物含量提高0.2%～1.0%的結(jié)論相似。

綜上所述，蜜蜂授粉可提升設(shè)施網(wǎng)紋甜瓜的品質(zhì)，能夠滿足人們對(duì)果實(shí)品質(zhì)的高標(biāo)準(zhǔn)要求，是符合高品質(zhì)設(shè)施甜瓜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的方式。

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