甜瓜果實發(fā)育中有機酸和相關(guān)代謝酶活性變化

湯謐 別之龍 吳明珠 伊鴻平 馮金鑫

目的與意義： 甜瓜生產(chǎn)在世界園藝產(chǎn)業(yè)中占有重要地位，隨著生活水平的提高，人們對果實品質(zhì)的要求越來越高。改善果實內(nèi)在品質(zhì)是提升甜瓜品質(zhì)的關(guān)鍵，其中糖、酸組分及其含量對果實內(nèi)在品質(zhì)有著重要的影響，是決定果實風(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)味甜瓜品種‘風(fēng)味3號和傳統(tǒng)品種‘雪里紅為材料，從生理、生化和基因表達(dá)等多個層面，深入探討風(fēng)味甜瓜果實高酸性狀形成的生物學(xué)基礎(chǔ)。

材料與方法： 實驗于2006年春季在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)國家蔬菜改良中心華中分中心連棟溫室內(nèi)進(jìn)行。采用基質(zhì)栽培，滴灌系統(tǒng)供液，實驗期間平均氣溫為20 °C，平均濕度為63.8%。供試品種為‘風(fēng)味3號和‘雪里紅，3次重復(fù)，重復(fù)內(nèi)每個品種種植54株。管理一致，單蔓整枝，每株留1果，人工授粉時掛吊牌以示日期。于授粉后每5 d選取長勢相近的植株，摘取果實。測定外觀、可溶性固形物、可滴定酸等性狀后，切取果肉部分迅速放入液氮中冷凍，置于-80 °C保存，采用GC和Real-time PCR等技術(shù)測定不同發(fā)育時期甜瓜果實中主要有機酸的含量和代謝途徑關(guān)鍵酶活性，并分析了有機酸含量與可滴定酸含量之間的相關(guān)性，以及檸檬酸含量與相關(guān)代謝酶活性之間的相關(guān)性。

結(jié)果與分析： 可溶性固形物和可滴定酸含量表現(xiàn)出品種間的差異，‘雪里紅在授粉后40 d時的可溶性固形物達(dá)到最大值10.75 °Brix，‘風(fēng)味3號達(dá)到12.75°Brix，而‘風(fēng)味3號的可滴定酸含量高于‘雪里紅，在35DAP（授粉后天數(shù)），‘風(fēng)味3號達(dá)到最大值0.99 %，而‘雪里紅的最大值不高于0.40 %。通過GC分析，成熟時‘風(fēng)味3號果實中酸的總含量高于‘雪里紅，主要成分是檸檬酸，‘風(fēng)味3號在20DAP就開始積累檸檬酸，持續(xù)增加到最后，而‘雪里紅的果實在25 DAP才明顯含有檸檬酸，且含量顯著低于‘風(fēng)味3號?！L(fēng)味3號的蘋果酸呈現(xiàn)波折下降的變化趨勢，‘雪里紅在授粉后35 DAP下降到最低值后，到40 DAP時出現(xiàn)大幅增加，達(dá)到整個發(fā)育過程中的最大值。檸檬酸含量和代謝酶活性的相關(guān)性分析表明，10～30 DAP期間，‘雪里紅的ACO與檸檬酸含量變化顯著相關(guān)（r=0.878*），10～25 DAP期間，‘雪里紅的ME與檸檬酸含量變化顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)0.965*，10～30 DAP，‘雪里紅的ME與檸檬酸含量變化顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)0.936*。綜合來看，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號中2種酶的活性比‘雪里紅中高，因此‘風(fēng)味3號的檸檬酸含量更高。

結(jié)? ? 論： 成熟時‘風(fēng)味3號果實中酸的總含量高于‘雪里紅，而且主要成分是檸檬酸，很可能是由于卡爾文循環(huán)加速導(dǎo)致中間產(chǎn)物檸檬酸的積累。