‘風(fēng)味甜瓜’系列果實(shí)高糖高酸品質(zhì)形成的機(jī)理研究.pdf

1、甜瓜生產(chǎn)在世界園藝產(chǎn)業(yè)中占有重要地位,我國(guó)是甜瓜生產(chǎn)大國(guó),隨著生活水平的提高,人們對(duì)果實(shí)品質(zhì)的要求越來(lái)越高。改善果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)是提升甜瓜品質(zhì)的關(guān)鍵,其中糖、酸組分及其含量對(duì)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)。本研究以新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈密瓜研究中心培育出的風(fēng)味甜瓜系列品種(‘風(fēng)味2號(hào)’、‘風(fēng)味3號(hào)’、‘風(fēng)味4號(hào)’)、相關(guān)親本(‘酸瓜’--高酸積累型和‘壽星’--低酸積累型)和傳統(tǒng)品種(‘雪麗’和‘雪里紅’)為主要實(shí)驗(yàn)材料,從

2、生理、生化和基因表達(dá)等多個(gè)層面,深入探討風(fēng)味甜瓜果實(shí)高糖高酸性狀形成的生物學(xué)基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.對(duì)風(fēng)味甜瓜果實(shí)特性的觀察結(jié)果表明,‘風(fēng)味2號(hào)’果實(shí)的最佳成熟期在30～35DAP之間,該時(shí)期內(nèi)果實(shí)的鮮重、大小、果肉厚度、糖酸含量和一些營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)等各項(xiàng)指標(biāo)均有較高值。風(fēng)味甜瓜的獨(dú)特之處在于成熟時(shí)果肉含有酸味。獨(dú)特酸味主要由檸檬酸引起,屬于檸檬酸積累類型果實(shí)。
　　 2.對(duì)風(fēng)味甜瓜和對(duì)照品種甜瓜植株的光合特性的觀

3、察結(jié)果表明,不同甜瓜品種的光合特性表現(xiàn)出一定差異。‘風(fēng)味3號(hào)’和‘雪麗’在結(jié)果初期的凈光合速率都高于幼苗期,‘雪里紅’則略有下降,到結(jié)果中期,3個(gè)品種都較結(jié)果初期有所下降,但是‘風(fēng)味3號(hào)’的下降幅度最??；‘風(fēng)味3號(hào)’的葉色值顯著高于對(duì)照,是其具有高光合速率的直觀表現(xiàn)；而引起3個(gè)品種的光合效率降低的因?yàn)槭侨~片受到氣孔限制,但是程度不一致；另外,在結(jié)果中期,‘風(fēng)味3號(hào)’的胞間CO2濃度顯著低于對(duì)照,表明此時(shí)‘風(fēng)味3號(hào)’羧化效率高,更多的CO

4、2被固定,生成的同化物供應(yīng)果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育。
　　 3.采用GC和Real-time PCR等技術(shù)測(cè)定了不同發(fā)育時(shí)期風(fēng)味甜瓜和對(duì)照品種甜瓜果實(shí)中主要可溶性糖的含量、蔗糖代謝途徑關(guān)鍵酶基因的表達(dá)以及酶活性。結(jié)果表明,甜瓜果實(shí)在成熟前約15～20 d時(shí)出現(xiàn)大量的蔗糖積累,在果實(shí)成熟時(shí),蔗糖是果實(shí)中主要的可溶性糖。在‘風(fēng)味4號(hào)’和‘酸瓜’的果實(shí)發(fā)育中,SPS基因的表達(dá)和酶活性與蔗糖的積累一致,而‘壽星’在整個(gè)發(fā)育期間表現(xiàn)出很低的AI活性

5、和高蔗糖含量。所以,很可能存在兩種蔗糖積累的機(jī)制:一種是果實(shí)隨著SPS活性增加而積累,另一種是果實(shí)在AI低于某一閾值時(shí)才出現(xiàn)蔗糖積累。
　　 4.采用GC和Real-time PCR等技術(shù)測(cè)定了不同發(fā)育時(shí)期風(fēng)味甜瓜和對(duì)照品種甜瓜果實(shí)中主要有機(jī)酸的含量、代謝途徑關(guān)鍵酶基因的表達(dá)以及酶活性。結(jié)果表明,檸檬酸是甜瓜果肉中的主要有機(jī)酸；在5～25 DAP期間,ACO和ME的活性都與檸檬酸含量的變化呈顯著正相關(guān),而‘風(fēng)味3號(hào)’中2種酶的活

6、性比‘雪里紅’高,因此‘風(fēng)味3號(hào)’的檸檬酸含量更高；‘風(fēng)味4號(hào)’和‘酸瓜’中檸檬酸代謝酶類的活性普遍高于‘壽星’,表明前二者的卡爾文循環(huán)加速,檸檬酸作為中間產(chǎn)物其含量提高。然而‘壽星’的蔗糖含量最高,其次依次是‘風(fēng)味4號(hào)’和‘酸瓜’,而酸含量的排序正好相反,該結(jié)果表明,在有機(jī)酸積累型果實(shí)中更多的同化物被分配到檸檬酸循環(huán)中來(lái),故‘風(fēng)味4號(hào)’中檸檬酸的積累很可能是由于檸檬酸循環(huán)加速導(dǎo)致中間產(chǎn)物檸檬酸的積累。
　　 5.采用GC-MS

7、技術(shù)測(cè)定了成熟的風(fēng)味甜瓜和對(duì)照品種甜瓜果實(shí)的揮發(fā)性物質(zhì)。結(jié)果表明,‘風(fēng)味2號(hào)’甜瓜果實(shí)成熟時(shí)有代表性的揮發(fā)性物質(zhì)為鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二甲酯和(E,E)-2,4-癸二烯醛；而‘風(fēng)味3號(hào)’和‘雪麗’果實(shí)的揮發(fā)性物質(zhì)主要是酯類和酮類,其含量分別占各自總揮發(fā)性物質(zhì)含量的70％以上,其余的為醇類、醛類和硫代化合物等其他物質(zhì)；而‘風(fēng)味3號(hào)’的酯類含量為43.03％,‘雪麗’為65.61％,‘風(fēng)味3號(hào)’的酮類含量為30.08％,‘雪麗’為1