鮮食番茄果實(shí)品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)的研究

王飛燕，許紅軍，宋 羽*

1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，烏魯木齊 830091

2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物品種資源所，烏魯木齊 830091

番茄（Lycopersicon esculentum Miller）是茄科植物的一種，它在世界各地大面積種植的果蔬植物，其綜合方面在果蔬中名列前茅。不僅是人們喜愛(ài)的果蔬，而且還具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，它還富含微量元素，包括維生素B1、維生素B2、尼克酸、維生素C和其他可以提高人體免疫力的補(bǔ)充維生素，具有消暑解渴、促進(jìn)食欲以及對(duì)蛋白質(zhì)的吸收等。經(jīng)研究還發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期補(bǔ)充番茄紅素還可以預(yù)防心血管疾病的發(fā)生。

隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)、國(guó)際貿(mào)易需求的迅猛發(fā)展和人民生活水平、消費(fèi)水平的不斷上升，人們對(duì)番茄品質(zhì)也提出了更高要求，除了必需的口感好、糖酸度適中、果形美觀、耐貯藏外，更加注重其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，它要求含有豐富的糖類、酸類、維生素和其他營(yíng)養(yǎng)素凸顯出了有特殊的風(fēng)味[7]。因此，在不影響或輕微影響番茄商品品質(zhì)的前提下，改善番茄果實(shí)的外觀和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)十分重要，也成為在選擇優(yōu)質(zhì)番茄上需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題之一。

1 番茄品質(zhì)研究進(jìn)展

1.1 外觀品質(zhì)

1.1.1 果色

番茄果實(shí)顏色是一個(gè)非常重要的品質(zhì)特性。它具有紅色、粉色、紫色等多種顏色，不同顏色起到不同作用，它可以預(yù)防癌癥、促進(jìn)消化、降低血壓。

番茄之所以會(huì)有這么多顏色，是因?yàn)榉鸭t素含量的多少控制了番茄的顏色，而且在特定的條件下胡蘿卜素含量的變化也會(huì)帶動(dòng)番茄果色的改變，從而使番茄呈現(xiàn)出不同顏色，廣泛的分布在果實(shí)中。相關(guān)研究報(bào)道，那些從事分子育種的專家們，經(jīng)過(guò)自己長(zhǎng)期工作經(jīng)驗(yàn)的積累，對(duì)番茄果實(shí)顏色有精準(zhǔn)的掌控，在番茄果實(shí)內(nèi)改變基因的表達(dá)方式，從而可以對(duì)果實(shí)顏色進(jìn)行轉(zhuǎn)變。Yuan等發(fā)現(xiàn)了可以對(duì)番茄果實(shí)進(jìn)行光合作用，通過(guò)調(diào)控SlARF10基因在葉綠素中的積累，實(shí)現(xiàn)了番茄由綠色轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒焐?。Waters等同樣報(bào)道了導(dǎo)致番茄果實(shí)的顏色發(fā)生顯著變化與葉綠素合成SIGLK1/2相關(guān)基因有關(guān)。除了通過(guò)調(diào)控葉綠素合成相關(guān)基因影響番茄果實(shí)的顏色表型外，番茄紅素也會(huì)影響到果實(shí)顏色的變化，也是大家重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。

1.1.2 果實(shí)大小

番茄果實(shí)大小是影響外觀品質(zhì)和產(chǎn)量的重要農(nóng)藝性狀，也是現(xiàn)代番茄育種的主要目標(biāo)。

一般情況下影響果實(shí)的主要因素是細(xì)胞的分裂次數(shù)和子房室數(shù)的改變，無(wú)論果實(shí)細(xì)胞或子房室數(shù)怎么變化，都會(huì)導(dǎo)致果實(shí)大小的變化。近年來(lái)，在對(duì)番茄、甜瓜、南瓜、葡萄等植物進(jìn)行果實(shí)大小表型變化研究，其中番茄研究最為深入，通過(guò)對(duì)番茄下調(diào)基因SlCCS52A表達(dá)，發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有減少果皮細(xì)胞層數(shù)，但果實(shí)的變小因倍性水平及果皮細(xì)胞數(shù)目的改變所導(dǎo)致。而在轉(zhuǎn)基因番茄中，DNA倍性水平的降低會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞的變小，從而使得果實(shí)和植株也有所減小。還有一些研究報(bào)道，關(guān)于在番茄育種過(guò)程中，改變它的心皮發(fā)育結(jié)構(gòu)，使得番茄心皮發(fā)生外在變化，最終相對(duì)于果實(shí)大小及重量會(huì)得到明顯提升。因此，對(duì)番茄相關(guān)基因進(jìn)行調(diào)節(jié)或改變，對(duì)果實(shí)大小和重量有一定作用，從而讓產(chǎn)量也得以控制。

1.1.3 單果重

單果重是番茄最重要的經(jīng)濟(jì)形狀之一，也是產(chǎn)量性狀的重要指標(biāo)。果實(shí)重量屬于數(shù)量性狀，對(duì)番茄單個(gè)果實(shí)重量的研究主要集中在遺傳、一般配合力及特殊配合力。

番茄單果重的變化受到多方面的影響，不僅因番茄品種、種植方式和管理水平不同，而且還與果實(shí)內(nèi)部有關(guān)；李悅等分析了果實(shí)重量與心室數(shù)的相關(guān)系數(shù)，其值為0.66，在果實(shí)重量檢測(cè)中番茄不顯著，對(duì)提高產(chǎn)量不明確。Bernacchi等從野生番茄中發(fā)現(xiàn)果實(shí)內(nèi)也存在等位基因，這一結(jié)果對(duì)改變番茄產(chǎn)量的遺傳具有重要意義。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)表明，番茄單果重量還是很容易受到外界與內(nèi)部因素的影響。

1.1.4 果實(shí)硬度

對(duì)于很多蔬菜和水果來(lái)說(shuō)，果實(shí)硬度是非常重要的一個(gè)品質(zhì)指標(biāo)，是決定果實(shí)品質(zhì)的重要元素。

番茄果實(shí)作為一種生物研究對(duì)象，可以了解到它為呼吸躍變型果實(shí)，在成熟過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子可以負(fù)向調(diào)控果實(shí)的成熟，使果實(shí)產(chǎn)生過(guò)多的乙烯進(jìn)行釋放，加速了果實(shí)的成熟，從而改變果實(shí)的硬度和肉質(zhì)。在這一成熟過(guò)程中，果膠會(huì)隨著果實(shí)的變軟而發(fā)生變化，使得原果膠含量下降，可溶性果膠含量增加；成熟番茄果實(shí)中的果膠含量及硬度明顯高于未成熟果實(shí)。因此，認(rèn)為果膠有助于提高果實(shí)的硬度，而植物細(xì)胞和中間層的果膠也對(duì)組織的硬度起到一定的作用。

1.2 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

1.2.1 可溶性固形物

番茄可溶性固形物是指番茄汁液中溶質(zhì)的百分比含量，主要由可溶性糖、番茄紅素、VC、有機(jī)酸等營(yíng)養(yǎng)成分組成，是衡量番茄品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，它對(duì)番茄的風(fēng)味和加工品質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。相關(guān)研究表明，每增加1%就相當(dāng)于加工番茄總產(chǎn)量的25%，對(duì)于番茄醬產(chǎn)量可以提高28%。因此，可溶性固形物含量對(duì)產(chǎn)量的提高也有很大的幫助。

近年來(lái)，許多研究者對(duì)番茄可溶性固形物進(jìn)行了廣泛研究，并取得了豐碩的成果，影響范圍很大。結(jié)果表明，提高番茄可溶性物的含量可以通過(guò)雜交或生物技術(shù)手段改變植株基因，使優(yōu)良基因中與其他優(yōu)良基因融合。此外，它還受多種基因的影響，具有較高的遺傳力，F(xiàn)ridman等和其他人認(rèn)為可溶性固形物屬于多個(gè)基因控制的核遺傳，并由加性效應(yīng)控制。因此，可溶性固形物在番茄果實(shí)中起到調(diào)節(jié)作用，使番茄獲得更好的基因，提高它的遺傳性。

1.2.2 可溶性糖

番茄果實(shí)中可溶性糖主要有果糖、葡萄糖以及蔗糖構(gòu)成，它會(huì)隨著外界環(huán)境的變化有出現(xiàn)上下幅度的變動(dòng)。

在相同光照強(qiáng)度下，番茄果實(shí)含水量越少可溶性糖含量越低；而在同樣的水分條件，可溶性糖含量會(huì)隨著光照強(qiáng)度減弱而降低。因此，在果實(shí)發(fā)育階段，通過(guò)提高果實(shí)含糖量來(lái)適應(yīng)低溫環(huán)境。國(guó)內(nèi)外研究者還對(duì)番茄可溶性糖在遺傳方面進(jìn)行了研究，番茄果實(shí)含糖量是數(shù)量性狀，受多基因控制，此外，通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)還可以提高番茄果實(shí)的甜度。楊永政等研究了櫻桃番茄可溶性糖的遺傳模型，結(jié)果表明：總可溶性糖等性狀主要受基因加性效應(yīng)控制。

1.2.3 有機(jī)酸含量

在植物果實(shí)中有機(jī)酸含量豐富多樣，主要以檸檬酸和蘋果酸為主。這兩種酸決定了番茄的風(fēng)味，但它也容易受到環(huán)境的影響，擾亂了有機(jī)酸在果實(shí)內(nèi)代謝平衡，從而會(huì)對(duì)成熟時(shí)期的果實(shí)品質(zhì)帶來(lái)影響。

目前的研究認(rèn)為，有機(jī)酸主要參與糖酵解和三羧酸（TCA）循環(huán)，并通過(guò)果實(shí)呼吸產(chǎn)生其他有機(jī)酸。一般情況下有機(jī)酸含量變化不是很大，一旦TCA循環(huán)中代謝酶的活性發(fā)生變化，則有機(jī)酸含量也會(huì)隨之變化。因此，在番茄果實(shí)整個(gè)生育過(guò)程，其果實(shí)內(nèi)部有機(jī)酸前期要高于后期含量，而在轉(zhuǎn)色時(shí)期能達(dá)到最大值，到果實(shí)紅熟時(shí)其內(nèi)部有機(jī)酸會(huì)有明顯下降。從而表明了番茄果實(shí)品質(zhì)與有機(jī)酸代謝有著緊密的關(guān)系。

1.2.4 維生素C含量

維生素C又稱抗壞血酸，它可以促進(jìn)人體對(duì)鐵的吸收，用于治療貧血，并調(diào)節(jié)脂肪、脂質(zhì)和膽固醇的代謝，還能改善牙齦、強(qiáng)化毛細(xì)血管壁、預(yù)防感染和發(fā)熱方面起到一定作用。

目前，無(wú)論是合成維生素還是新鮮水果蔬菜中的維生素都是人們平時(shí)生活不可缺少的，所以可以看出維生素尤為重要。尤其番茄果實(shí)中的維生素C，首先，根據(jù)番茄中維生素C含量的遺傳規(guī)律和遺傳圖譜，含量較高的維生素C番茄不僅能滿足人類對(duì)番茄品質(zhì)的需求，而且對(duì)番茄品質(zhì)起主導(dǎo)作用。

番茄維生素C在遺傳方面的報(bào)道很多，同一類型番茄維生素C含量的差異性主要是由加性基因作用。鞏振輝等分別研究了番茄、辣椒的維生素C，指出了它們都以加性為主而且結(jié)果比較顯著。

1.2.5 番茄紅素

番茄紅素是一種類胡蘿卜素，由于人類只能從食物中獲得類胡蘿卜素，所以番茄紅素也引起了人們的極大關(guān)注。它具有很強(qiáng)的抗氧化能力，可以預(yù)防癌癥、心臟病，提高免疫力等多種功效，還被廣泛用于食品添加劑中。

隨著人們對(duì)番茄紅素的了解，番茄果實(shí)中番茄紅素的遺傳控制以及在基因工程方面已被深入研究。李景富通過(guò)6代材料對(duì)番茄紅素含量關(guān)系的遺傳分析，結(jié)果表明，番茄紅素含量的遺傳模型與基因的加性效應(yīng)一致，但顯性效應(yīng)不顯著。孫桂樂(lè)將帶有GGPS基因的多毛番茄的第四條染色體片段導(dǎo)入番茄，結(jié)果表明，果實(shí)中番茄紅素含量顯著提高。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)表明了，番茄果實(shí)中番茄紅素的含量由多個(gè)基因控制。

1.3 商品品質(zhì)

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展早已擺脫了自給自足的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)，進(jìn)入了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)商品經(jīng)濟(jì)時(shí)代。所謂商品就是適合市場(chǎng)交換的勞動(dòng)產(chǎn)品，要想被大多消費(fèi)者所接受，一般要兼顧消費(fèi)者心理，另一方面要喚醒消費(fèi)者消費(fèi)，給消費(fèi)者展現(xiàn)獨(dú)特的品質(zhì)使之無(wú)法忘記，這就稱之為番茄的商品特性。番茄的商品性，不單指外觀還包括營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，它不僅影響銷售的數(shù)量，而且還影響著銷售趨勢(shì)。因?yàn)橄M(fèi)者在購(gòu)買番茄時(shí)，從外觀上得到滿足的同時(shí)才能吸消費(fèi)者購(gòu)買的決心，還特別希望買到的番茄不僅是純天然有機(jī)食品，還是口感俱佳、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的番茄。

因此，生產(chǎn)中必須注意提高番茄的商品性，從而獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。不同品種的番茄用途不同、銷售區(qū)域不同、消費(fèi)方式不同，根據(jù)消費(fèi)習(xí)慣的不同，對(duì)番茄商品性的要求也有很大的差別。適時(shí)、適地的提高番茄商品性是提高番茄種植效益的關(guān)鍵。

2 結(jié)語(yǔ)

品質(zhì)性狀是決定作物產(chǎn)品品質(zhì)的性狀。中國(guó)番茄的產(chǎn)量已經(jīng)或已經(jīng)接近市場(chǎng)需求，而目前對(duì)番茄的果實(shí)色澤、糖酸度、風(fēng)味及果重等是重點(diǎn)研究方面。通過(guò)對(duì)番茄果實(shí)多層面進(jìn)行分析，找出性狀與生化成分之間的關(guān)系，消除影響人們對(duì)番茄品質(zhì)評(píng)價(jià)的外在因素，進(jìn)而在實(shí)驗(yàn)室淘汰番茄不良基因個(gè)體，從而選擇出優(yōu)質(zhì)的番茄。