不同濃度的萘嵌戊烷和秋水仙素對(duì)‘黔通2號(hào)’果實(shí)農(nóng)藝性狀的影響研究

許易梅，楊雪蓮，李園園，左宗明，劉紅昌，3※

（1.貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025；2.貴州柯康俐生物科技股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550309；3.貴州省藥用植物繁育與種植重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550025）

白木通[Akebia trifoliata(Thunb.)Koidz.var.Australis(Diels)Rehd]屬于木通科木通屬植物，其果實(shí)果肉清甜軟糯、可口，富含氨基酸、糖類、淀粉、各種無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)酸及維生素等物質(zhì)，具備開(kāi)發(fā)成為第四代水果的較大潛力[1-5]。目前人工種植的白木通普遍存在果皮厚、種子大且多核及果肉可食率低等問(wèn)題，在一定程度上限制了白木通的推廣種植。生產(chǎn)上通過(guò)施用外源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、化學(xué)誘變劑處理的方式可在一定程度上改良果實(shí)果形、提高產(chǎn)量及促進(jìn)果實(shí)的無(wú)核化[6-8]。多倍體植物具有果實(shí)大、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高及少核或無(wú)核的特征，但自然狀態(tài)下多倍體發(fā)生率較低，通過(guò)秋水仙素（Colchicine）或萘嵌戊烷（Acenaphthene）等化學(xué)誘變劑處理可提高染色體加倍率?；瘜W(xué)誘導(dǎo)法的主要作用機(jī)理是抑制了細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成，使復(fù)制后的染色體不能拉向兩極，細(xì)胞不能繼續(xù)分裂形成兩個(gè)子細(xì)胞，從而導(dǎo)致染色體加倍形成多倍體細(xì)胞，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)育成多倍體植株[9]。目前已知秋水仙素已成功運(yùn)用于蘋(píng)果、柑橘、葡萄、香蕉和火龍果等果樹(shù)的染色體加倍[10-14]。秋水仙素直接處理柑橘花蕾可提高花粉的自然發(fā)生率，使處于減數(shù)分裂前期I的花粉加倍產(chǎn)生2n配子[15]。許多文獻(xiàn)中均提及萘嵌戊烷是常用的多倍體誘導(dǎo)化學(xué)誘變劑，但具體的應(yīng)用還未見(jiàn)報(bào)道[16,17]。本研究以不同濃度萘嵌戊烷和秋水仙素兩種化學(xué)誘變劑分別處理白木通優(yōu)良品種‘黔通2號(hào)’盛花期花序，以探討其對(duì)‘黔通2號(hào)’果實(shí)單果含籽率、種子數(shù)、果皮百分率和可食率等農(nóng)藝指標(biāo)的影響，為生產(chǎn)中獲得可食性較高的處理方法提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)在貴州省貴陽(yáng)市修文縣久長(zhǎng)鎮(zhèn)（26°57'29.06''N，106°41'53.48''E）進(jìn)行，該地區(qū)海拔高度1 290 m，年均溫14.1℃，年均降雨量1 158 mm，無(wú)霜期達(dá)340 d以上。采用平地種植，向陽(yáng)通風(fēng)。

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料為貴州柯康俐生物科技股份有限公司于2006年自湖南省古丈縣引種至貴州的白木通，經(jīng)系統(tǒng)選育而得，命名為‘黔通2號(hào)’，果實(shí)色澤紫色，經(jīng)貴州大學(xué)植物鑒定中心鑒定為木通科（Lardizabalaceae）木通屬（Akebia Decne）植物白木通[Akebia trifoliata(Thunb.)Koidz.var.Australis(Diels)Rehd]。樹(shù)齡6年，以2.5 m長(zhǎng)水泥柱為支撐架，水泥柱插入土中0.5 m，柱頂端綁縛網(wǎng)格線，柱距3 m 3 m，植株種植于柱間，種植株行距2 m 3 m，留一枝主藤莖，主藤莖1.5 m以下摘除所有枝葉，1.5m以上留一級(jí)分枝4～6枝，長(zhǎng)1.5m，二級(jí)分枝4～6枝，長(zhǎng)1.0 m，三級(jí)分枝4～6枝，長(zhǎng)0.5 m，一至三級(jí)分枝均朝4個(gè)方向以逆時(shí)針?lè)较蚶p繞在網(wǎng)線上。20株/行的種植密度種植于陽(yáng)光充足的平坦地勢(shì)上。選擇生長(zhǎng)勢(shì)均一、健康無(wú)病蟲(chóng)害的樹(shù)體。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)組以兩種誘變劑對(duì)盛花期‘黔通2號(hào)’花序進(jìn)行噴施處理，以噴施蒸餾水作對(duì)照，整個(gè)生育期處理1次，20株為1個(gè)處理，生物學(xué)重復(fù)3次。誘變劑種類及濃度見(jiàn)表1。具體處理方法為：在盛花期，選擇多云天氣，將不同濃度的誘變劑噴施于整株果樹(shù)所有已盛開(kāi)的花序，以整個(gè)花序濕潤(rùn)、溶液開(kāi)始下滴為適。為區(qū)分處理花序與后發(fā)花序，用便簽牌對(duì)已處理的花序進(jìn)行標(biāo)記，便于后續(xù)取樣。

表1 外源誘變劑種類及濃度Table 1 Types and concentrations of exogenous mutagens

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

在果實(shí)成熟期，對(duì)每行中間的16株（為去除邊際效應(yīng)，每行的前后各兩株果樹(shù)不進(jìn)行取樣）果樹(shù)中部的果實(shí)進(jìn)行隨機(jī)取樣，每株取2個(gè)果實(shí)，測(cè)定各處理組及對(duì)照組果實(shí)的單果鮮重、果肉鮮重、果皮鮮重、種子鮮重、種子百粒重、果實(shí)橫徑和縱徑、果皮厚和種子數(shù)等農(nóng)藝指標(biāo)，計(jì)算果形指數(shù)、果肉百分比（即可食率）、果皮百分比和種子百分比。

果形指數(shù)=縱徑/橫徑

果肉百分比=果肉鮮重/果實(shí)鮮重100%

果皮百分比=果皮鮮重/果實(shí)鮮重100%

種子百分比=種子鮮重/果實(shí)鮮重100%

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和制圖，SPSS19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，LSD方法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同誘變劑種類及濃度對(duì)‘黔通2號(hào)’果實(shí)構(gòu)成的影響

將果實(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單分為果皮、果肉和種子3部分，分析兩種誘變劑對(duì)各部分鮮重的影響，具體變化規(guī)律見(jiàn)圖1。以不同濃度萘嵌戊烷噴施‘黔通2號(hào)’花序，在0.1%～0.15%的濃度范圍內(nèi)，隨處理濃度的增加，單果鮮重先增后降，各處理間有顯著差異，但處理組與對(duì)照組差異不顯著。各處理濃度對(duì)單果構(gòu)成的效應(yīng)不一，相較對(duì)照，0.1%的濃度處理對(duì)果皮和種子鮮重?zé)o顯著影響，對(duì)果肉鮮重影響顯著，使果肉鮮重顯著增加21%；0.15%、0.2%的萘嵌戊烷處理對(duì)單果構(gòu)成無(wú)顯著影響；0.25%的萘嵌戊烷使果肉鮮重略有增加，但較對(duì)照無(wú)顯著差異；對(duì)果皮和種子鮮重影響顯著，使單果的果皮和種子鮮重分別顯著降低了27%和30%。

圖1 不同誘變劑濃度處理單果重及單果構(gòu)成差異Fig.1 Differences of single fruit weight and single fruit composition under different mutagen concentrations

以不同濃度秋水仙素噴施‘黔通2號(hào)’的花序，在0.1%～0.2%的濃度范圍內(nèi)，均使單果鮮重增加；以0.15%的秋水仙素處理較佳，使單果鮮重較對(duì)照顯著增加24%；其余兩個(gè)處理與對(duì)照差異不顯著。秋水仙素各處理對(duì)單果構(gòu)成的影響不一，較對(duì)照而言，0.1%的濃度對(duì)單果構(gòu)成無(wú)顯著影響；0.15%濃度使單果各構(gòu)成部分均顯著增加，果皮、果肉和種子鮮重分別較對(duì)照增加了27%、21%和14%；0.2%的濃度使單果果肉鮮重顯著增加。

2.2 不同誘變劑種類及濃度對(duì)‘黔通2號(hào)’果形的影響

LSD多重比較結(jié)果表明，相較對(duì)照組，0.25%的萘嵌戊烷處理顯著降低了果實(shí)縱徑和果形指數(shù)，對(duì)橫徑無(wú)顯著影響；0.15%的濃度處理顯著增加果實(shí)橫徑和縱徑，但未對(duì)果形指數(shù)產(chǎn)生顯著影響；0.1%的濃度處理顯著增加了果實(shí)橫徑，使果形指數(shù)略有減小，較對(duì)照未產(chǎn)生顯著差異；0.2%的濃度處理組對(duì)果實(shí)形態(tài)影響較小，果實(shí)橫徑、縱徑和果形指數(shù)均與對(duì)照無(wú)顯著差異。

秋水仙素所有處理組均顯著增加了果實(shí)橫徑，0.15%的處理組使縱徑顯著增加，其處理對(duì)橫徑無(wú)顯著影響。在果形指數(shù)上表現(xiàn)為0.1%的處理組使果形指數(shù)顯著降低，0.15%處理組對(duì)果形指數(shù)略微增大但未達(dá)顯著水平，0.2%的處理組使果形指數(shù)有一定減小，但影響不顯著，見(jiàn)表2。

2.3 不同誘變劑種類及濃度對(duì)果皮厚度、果皮百分率的影響

兩種誘變劑處理均對(duì)‘黔通2號(hào)’果皮具有不同程度的增厚作用，其中，除0.2%、0.25%的萘嵌戊烷處理組和0.15%的秋水仙素處理組外，其余處理組對(duì)‘黔通2號(hào)’的果皮增厚作用均達(dá)到了顯著水平。根據(jù)果皮增厚的變化趨勢(shì)，較高濃度的萘嵌戊烷增厚作用逐漸減弱。萘嵌戊烷處理組果皮百分率與果皮厚度具有相似的變化趨勢(shì)，在果皮相對(duì)最薄的萘嵌戊烷處理組（0.25%的萘嵌戊烷處理）得到了相對(duì)最小的果皮百分率49.67%，0.25%的萘嵌戊烷處理組同樣是所有處理組中對(duì)于降低果皮百分率的最佳處理，該處理的果皮百分率較對(duì)照組顯著降低了11.00%，說(shuō)明較高濃度的萘嵌戊烷處理對(duì)于降低整果的果皮占比具有很好的作用。低濃度秋水仙素處理使果皮百分率增加，隨著處理濃度的增加果皮百分率逐漸降低，0.1%和0.15%的秋水仙素處理組果皮厚度均高于對(duì)照，但差異不顯著，0.2%的秋水仙素處理組果皮百分率低于對(duì)照組，較對(duì)照組顯著降低了8.00%，得到的果皮百分率略高于最佳處理組（0.25%的萘嵌戊烷處理），但二者之間差異并不顯著，見(jiàn)表2。

2.4 不同誘變劑種類及濃度處理對(duì)種子數(shù)、百粒重及單果含籽率的影響

與對(duì)照相比，0.15%的萘嵌戊烷處理使百粒重顯著增加，對(duì)種子數(shù)和單果含籽率無(wú)顯著影響；0.2%的萘嵌戊烷處理使種子數(shù)顯著降低，對(duì)百粒重和單果含籽率無(wú)顯著影響；0.25%的萘嵌戊烷處理使種子數(shù)、百粒重和單果含籽率均顯著降低，其中種子數(shù)較對(duì)照減少了49顆，降幅為24%，百粒重降低了0.52 g，降幅為6%，單果含籽率降低了1.38個(gè)百分點(diǎn)，降幅為15%；其余處理對(duì)種子數(shù)、百粒重、單果含籽率無(wú)顯著影響，見(jiàn)表2。由此可見(jiàn)，0.25%的萘嵌戊烷處理顯著改善了‘黔通2號(hào)’果實(shí)內(nèi)的種子情況，使種子變得更少，表現(xiàn)為整果的單果含籽率降低；0.15%和0.2%的秋水仙素處理均顯著增加了種子數(shù)，對(duì)百粒重和單果含籽率無(wú)顯著影響。

2.5 不同誘變劑種類及濃度對(duì)‘黔通2號(hào)’可食率的影響

萘嵌戊烷和秋水仙素處理對(duì)果肉百分率的影響顯著，其中0.2%的萘嵌戊烷處理使果肉百分率較對(duì)照顯著降低；0.25%的萘嵌戊烷處理使果肉百分率顯著增加，較對(duì)照的34.88%增加至42.66%，增幅為22%；萘嵌戊烷其余處理組較對(duì)照均無(wú)顯著差異。秋水仙素處理組果肉百分率隨處理濃度的增加而增大，以0.2%的濃度處理組較佳，比對(duì)照顯著增加了4.79個(gè)百分點(diǎn)，略低于0.25%的萘嵌戊烷處理組，二者之間無(wú)顯著差異；秋水仙素其余處理組果肉百分率低于對(duì)照，但與對(duì)照無(wú)顯著差異，見(jiàn)表2。

表2 不同誘變劑濃度處理下果實(shí)農(nóng)藝指標(biāo)LSD多重比較Table 2 Multiple comparison of fruit agronomic indicator LSD under different mutagen concentration treatments

2.6 不同誘變劑處理的綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)‘黔通2號(hào)’果用的生產(chǎn)需求，以單果鮮重（產(chǎn)量）、果肉百分率（可食率）、單果含籽率（食用方便）和果皮厚度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)所有處理進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。對(duì)4個(gè)指標(biāo)的優(yōu)先程度進(jìn)行人為劃分，優(yōu)先級(jí)劃分為：果肉百分率＞單果含籽率＞單果重＞果皮厚度。

在所有處理中，就果肉百分率而言，以0.25%的萘嵌戊烷處理組最高，0.2%的秋水仙素處理組次之，二者間無(wú)顯著差異，均顯著高于對(duì)照。其中0.25%萘嵌戊烷處理顯著優(yōu)于除0.2%秋水仙素處理外的其他所有處理，0.15%的萘嵌戊烷處理顯著降低了果肉百分率，其余處理與對(duì)照無(wú)顯著差異。就單果含籽率而言，在所有處理中，以0.25%的萘嵌戊烷處理組最低，顯著低于對(duì)照，該處理組與0.1%和0.2%萘嵌戊烷處理組、0.1%和0.15%的秋水仙素處理組無(wú)顯著差異，但這幾個(gè)處理與對(duì)照之間并不存在顯著差異，故對(duì)于單果含籽率的改良方面，仍以0.25%的萘嵌戊烷處理組較優(yōu)。由圖1可知，就單果鮮重而言，以0.15%的秋水仙素處理組最高，顯著優(yōu)于對(duì)照，較對(duì)照單果重增加了24%，雖與0.2%的秋水仙素、0.1%和0.15%的萘嵌戊烷處理無(wú)顯著差異，但這些處理并未顯著提高單果重，故仍以0.15%的秋水仙素處理較優(yōu)。就果皮厚度而言，所有處理均使果皮增厚，其中0.2%和0.25%的萘嵌戊烷、0.15%的秋水仙素處理對(duì)果皮的增厚作用與對(duì)照差異不顯著，其余處理差異顯著，這表明在處理濃度范圍內(nèi)，萘嵌戊烷和秋水仙素對(duì)于‘黔通2號(hào)’果皮厚度變薄并無(wú)積極作用。

3 結(jié)論與討論

鮮果產(chǎn)品的顏色、形狀、大小、風(fēng)味、質(zhì)地和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值是影響鮮果推廣和消費(fèi)者選擇的關(guān)鍵因素[18]。本研究通過(guò)兩種不同濃度的化學(xué)誘變劑對(duì)盛花期的‘黔通2號(hào)’花序進(jìn)行噴施處理，對(duì)成熟期果實(shí)農(nóng)藝指標(biāo)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，經(jīng)兩種誘變劑處理后，‘黔通2號(hào)’成熟期果實(shí)的各項(xiàng)農(nóng)藝指標(biāo)均具有一定程度的變化。萘嵌戊烷處理對(duì)‘黔通2號(hào)’果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀（單果鮮重、果肉鮮重、果皮鮮重和種子鮮重）、果實(shí)形狀（果形指數(shù)）和大?。v徑、橫徑）及果實(shí)構(gòu)成（種子數(shù)、果肉百分率和果皮百分率）均有顯著影響，秋水仙素處理對(duì)果實(shí)形狀、大小及果實(shí)構(gòu)成具有顯著影響。在所有誘變劑處理組中，以0.25%的萘嵌戊烷、0.2%的秋水仙素和0.15%的秋水仙素處理組表現(xiàn)較好。0.25%的萘嵌戊烷處理不僅顯著提高了可食率，還對(duì)單果含籽率、種子數(shù)、果皮百分率、果皮鮮重、種子鮮重、縱徑和果形指數(shù)的降低起著顯著的積極作用，優(yōu)化了果實(shí)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和果形；0.2%的秋水仙素處理同樣促使‘黔通2號(hào)’果實(shí)可食率顯著增加，使果皮百分率顯著降低，還顯著增加了果實(shí)橫徑，使果實(shí)變得更粗；0.15%的秋水仙素處理雖顯著降低了單果含籽率，但也使得果皮和果肉百分比等關(guān)鍵農(nóng)藝指標(biāo)朝著與生產(chǎn)需求相反的方向變化。因此，綜合表現(xiàn)為：0.25%的萘嵌戊烷＞0.2%的秋水仙素＞0.15%的秋水仙素。

多倍體誘導(dǎo)成功的植株在形態(tài)結(jié)構(gòu)方面（根、莖、葉、花、果和種子等器官大小的變化和內(nèi)部細(xì)胞細(xì)微結(jié)構(gòu)的變化）和植物生理學(xué)方面（抗性的變化，糖、蛋白及脂肪酸等初生代謝的變化和萜類等次生代謝的變化）會(huì)發(fā)生變化[17,19]。本研究中，經(jīng)誘變劑處理的果實(shí)在形態(tài)上均有不同程度的變化，但這些處理是否使植株倍性增加以及是否對(duì)果實(shí)的生長(zhǎng)代謝和內(nèi)在品質(zhì)產(chǎn)生影響，還需要進(jìn)一步進(jìn)行倍性鑒定以及果實(shí)品質(zhì)分析。通過(guò)不同濃度的兩種誘變劑處理，得到了提高白木通果實(shí)可食率的較佳處理，在后續(xù)的生產(chǎn)實(shí)踐中，可采用兩種誘變劑配施的方式探討二者間的交互作用，嘗試得到一個(gè)更佳的處理。