堿地番茄果實(shí)相關(guān)性狀變化及差異表達(dá)基因分析

郝鵬 王紫 王玉剛 江宏偉 李海 安利 于小彭 李蔚然

摘要：在正常土壤和堿性土壤栽培條件下，對(duì)鑫圣、遼粉185、鮮陽(yáng)、草莓2號(hào)、精彩6號(hào)等5個(gè)番茄品種的生長(zhǎng)指標(biāo)、果實(shí)品質(zhì)和果實(shí)產(chǎn)量進(jìn)行比較，以期篩選出最優(yōu)質(zhì)的番茄品種。同時(shí)利用轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)對(duì)響應(yīng)不同土壤栽培條件的果實(shí)品質(zhì)相關(guān)差異基因進(jìn)行分析，以期為在堿性土壤下種植高品質(zhì)番茄提供理論依據(jù)。研究結(jié)果如下：堿性土壤對(duì)番茄的株高、莖粗和果實(shí)產(chǎn)量均有明顯的抑制作用；堿性土壤條件下，番茄果實(shí)的可溶性固形物、可溶性糖、有機(jī)酸、維生素C等含量均明顯提高，其中維生素C含量較正常土壤高出31.98%～99.58%。番茄各品種中草莓2號(hào)的產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)較好。取優(yōu)質(zhì)的番茄品種草莓2號(hào)，在正常土壤和堿性土壤栽培條件下的果肉和果膠，進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組檢測(cè)，共鑒定出559個(gè)差異表達(dá)基因（DEGs），其中332個(gè)表達(dá)上調(diào)，227個(gè)表達(dá)下調(diào)。通過(guò)GO功能富集分析和KEGG Pathway的功能富集分析，發(fā)現(xiàn)番茄的類胡蘿卜素生物合成中番茄紅素環(huán)化酶（sly00906）基因和半乳糖代謝中的糖代謝（sly00052）基因較為活躍，在番茄植株的生長(zhǎng)激素方面，苯丙素生物合成（sly00940）、植物激素信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)（sly04075）和脫落酸8′-羥化酶CYP707A1（sly04626）基因都與植物的抗鹽堿性有關(guān)。推測(cè)在堿性土壤下種植的番茄類果實(shí)品質(zhì)以及植物的抗逆性與正常土壤下種植的番茄有明顯的變化，會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)過(guò)程產(chǎn)生更大的影響。

關(guān)鍵詞：番茄；品種比較；堿性土壤；轉(zhuǎn)錄組

中圖分類號(hào)：S641.201??文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A??文章編號(hào)：1002-1302（2023）09-0154-08

作者簡(jiǎn)介：郝?鵬（1992—），男，遼寧營(yíng)口人，碩士，助理研究員，從事堿地番茄栽培研究。E-mail：469383608@qq.com。

番茄（Solanum lycopersicum L.）別稱西紅柿、洋柿子等，為茄科番茄屬植物，原產(chǎn)于南美洲［1］，是我國(guó)設(shè)施栽培的主要蔬菜品種之一［2］。近20年來(lái)，隨著我國(guó)設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，設(shè)施番茄越來(lái)越普遍［3］，2010年我國(guó)番茄種植面積為1 032.5萬(wàn)hm2，占當(dāng)年總種植面積的7%，產(chǎn)量達(dá)3 608.5萬(wàn)t，約占蔬菜總產(chǎn)量的9%［4］。截至2014年，我國(guó)設(shè)施蔬菜面積為386.5萬(wàn)hm2，其中，番茄是最主要的栽培作物［5］。截至2017年，我國(guó)設(shè)施園藝面積為370萬(wàn)hm2，位居世界榜首［6］。

番茄的果實(shí)品質(zhì)由外觀品質(zhì)、風(fēng)味品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和加工貯藏品質(zhì)構(gòu)成［7］，在果實(shí)品質(zhì)方面含有可溶性糖、有機(jī)酸、維生素C等營(yíng)養(yǎng)元素，以及番茄紅素等抗氧化元素，能夠增強(qiáng)體質(zhì)、預(yù)防疾病，在鮮食或醫(yī)藥領(lǐng)域都具有廣泛的用途，同時(shí)番茄是世界上消費(fèi)量最大的蔬菜，也是我國(guó)種植最為廣泛的一類大宗蔬菜［8］。

堿地番茄是在遼寧省盤錦市獨(dú)特的高鹽堿土壤和灌溉水的自然環(huán)境條件下，集成優(yōu)良品種與特定的栽培方式生產(chǎn)出的獨(dú)特風(fēng)味品質(zhì)、高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的番茄果實(shí)，但常規(guī)栽培方式下堿地番茄商品率低，肥水不易控制［9］。在鹽堿脅迫中，對(duì)番茄的生長(zhǎng)發(fā)育以及代謝造成影響，減少果實(shí)產(chǎn)量，但是特殊的土壤條件也會(huì)提高番茄果實(shí)的品質(zhì)和風(fēng)味［10］。在鹽堿土壤種植下，果實(shí)中的水分減少能夠有效提高番茄果實(shí)的可溶性糖、維生素C含量［11］。但是我國(guó)的番茄品種種類越來(lái)越多，造成番茄品質(zhì)不齊，產(chǎn)量不穩(wěn)定，給農(nóng)戶選擇帶來(lái)了很多困擾。本試驗(yàn)選取市場(chǎng)上相對(duì)較好的5個(gè)番茄品種，在不同土壤中栽培，對(duì)番茄的植株生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查記錄和綜合分析，比較堿性土壤對(duì)番茄生長(zhǎng)及品質(zhì)的影響，同時(shí)對(duì)不同的番茄品種進(jìn)行比較，篩選出更加優(yōu)質(zhì)的品種。將篩選出的優(yōu)質(zhì)番茄品種在正常土壤和堿性土壤條件下的果實(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析，找到關(guān)鍵的差異基因。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)土壤來(lái)源：堿性土壤采用盤錦當(dāng)?shù)氐柠}堿性土壤，是遼寧省盤錦市大洼區(qū)唐家鎮(zhèn)（41°02′13″N，122°10′57″E）濱海鹽土，土地開(kāi)墾的年限為60年。正常土壤采用盤錦鹽堿地改良土壤進(jìn)行種植（表1）。

1.2?試驗(yàn)品種

本試驗(yàn)選取5個(gè)番茄品種，分別為鑫圣、遼粉185、鮮陽(yáng)、草莓2號(hào)、精彩6號(hào)。5個(gè)番茄品種均為無(wú)限生長(zhǎng)型。

1.3?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在同一大棚內(nèi)，于2020年4月13號(hào)開(kāi)始育苗，育苗期為32 d，于5月9號(hào)開(kāi)始定植，統(tǒng)一采用溫室灌溉系統(tǒng)使用水肥一體化膜下滴管的栽培模式，棚內(nèi)溫度、濕度、水分、植株調(diào)整以及病蟲害管理一致。對(duì)正常土壤和堿性土壤條件下的番茄進(jìn)行種植，正常土壤和堿性土壤栽培中間設(shè)置5行保護(hù)行，防止正常土壤和堿性土壤相互影響造成試驗(yàn)誤差，正常土壤和堿性土壤下番茄品種的栽種順序?yàn)轹问ァ⒉葺?號(hào)、精彩6號(hào)、鮮陽(yáng)、遼粉185。

1.4?調(diào)查項(xiàng)目

1.4.1?生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)的測(cè)定?株高：從番茄定植后開(kāi)始，每組處理選取5株番茄，進(jìn)行掛牌標(biāo)記，使用尺子對(duì)番茄植株進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量距離為番茄植株莖基部到生長(zhǎng)點(diǎn)。每15 d調(diào)查1次并記錄數(shù)據(jù)。莖粗：從番茄定植后開(kāi)始，每組處理取5株番茄，進(jìn)行掛牌標(biāo)記，使用游標(biāo)卡尺測(cè)量番茄主要功能莖基部的距離。每15 d調(diào)查1次并記錄數(shù)據(jù)。

1.4.2?番茄產(chǎn)量測(cè)定?單果質(zhì)量（g）：從番茄結(jié)果成熟期開(kāi)始，取同一植株成熟果實(shí)5顆，測(cè)質(zhì)量，計(jì)算5顆番茄單果質(zhì)量的平均值為該株番茄的單果質(zhì)量。單位面積產(chǎn)量（kg/hm2）：根據(jù)每組處理的單產(chǎn)量乘以番茄的種植密度，計(jì)算得出每組的單位面積產(chǎn)量。

1.4.3?番茄果實(shí)品質(zhì)的測(cè)量?可溶性固形物含量的測(cè)定：從番茄結(jié)果成熟期開(kāi)始，每組處理取5株番茄，隨機(jī)選取每組處理番茄植株的第2穗完全成熟的果實(shí)10個(gè)，采用手持可溶性固形物測(cè)量器對(duì)第1個(gè)番茄果實(shí)進(jìn)行測(cè)量。每個(gè)果實(shí)測(cè)量3次，計(jì)算平均值。

可溶性糖含量的測(cè)定：參照李合生的蒽酮比色法［12］進(jìn)行可溶性糖含量的測(cè)定。維生素C含量的測(cè)定：采用 2，6-二氯靛酚滴定法測(cè)定維生素C含量［13］。

計(jì)算公式如下：

維生素C含量=（V-V0）×1 000%×T÷m。

式中：V為滴定樣品液所用染料溶液量，mL；V0為滴定空白液所用染料溶液量，mL；T為染料溶液的滴定度；m為滴定時(shí)樣品溶液中樣品的質(zhì)量，g。

有機(jī)酸含量測(cè)定：參照文獻(xiàn)［14］的滴定法。

計(jì)算公式：有機(jī)酸含量（mg/g）=6.7aNVT/（Vm0）。

式中：a為滴定用去NaOH的體積，mL；N為稀釋倍數(shù)；VT為提取液總體積，mL；m0為樣品質(zhì)量，g；V為滴定時(shí)取用的樣品體積，mL。

1.4.3?轉(zhuǎn)錄組?在不同土壤栽培條件下，采取番茄果實(shí)轉(zhuǎn)色時(shí)期的果肉和果膠，進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組的試驗(yàn)材料，在相同栽培條件下，選取長(zhǎng)勢(shì)接近一致的3株植株，在每個(gè)植株上隨機(jī)選取等量的成熟果實(shí)為樣品，生物學(xué)重復(fù)3次。

1.5?田間管理

1.5.1?水分管理?溫室堿地番茄采用水肥一體化滴灌模式進(jìn)行灌溉，不適宜大水澆灌。定植期，澆水以澆透不澆澇為宜；緩苗期間要嚴(yán)格控制水分，在保證水分充足的同時(shí)，注意調(diào)節(jié)棚內(nèi)空氣相對(duì)濕度；緩苗水之后對(duì)堿地番茄進(jìn)行嚴(yán)格控水，在第1個(gè)果實(shí)開(kāi)始膨大時(shí)澆水，目的是保證果實(shí)大小和品質(zhì)；果實(shí)膨大期后，嚴(yán)格控水［15］。

1.5.2?施肥管理?自堿地番茄結(jié)果期開(kāi)始進(jìn)行第1次追肥，施尿素90～120 kg/hm2；自第2穗果生長(zhǎng)開(kāi)始進(jìn)行第2次追肥，施尿素75～90 kg/hm2、硫酸鉀60～90 kg/hm2。

2?結(jié)果與分析

2.1?不同土壤栽培下番茄生長(zhǎng)指標(biāo)的比較

2.1.1?不同土壤栽培條件下番茄株高的比較?由圖1可知，在正常土壤栽培下，草莓2號(hào)株高較高，比鑫圣處理高出1.26%～51.24%，其中草莓2號(hào)在栽種2個(gè)月后株高生長(zhǎng)較快。鮮陽(yáng)、精彩6號(hào)和鑫圣在株高方面數(shù)據(jù)偏低，整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中三者株高差異不大。在堿性土壤栽培下，草莓2號(hào)和遼粉185的株高較高，二者比鑫圣處理分別高出5.17%～16.24%、2.60%～9.06%，鮮陽(yáng)、精彩6號(hào)和鑫圣在株高方面數(shù)據(jù)偏低，整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中三者株高差異不大。

不同的土壤處理對(duì)番茄植株株高的影響不同。在定植時(shí)期，番茄植株株高差異不顯著，株高相對(duì)平均。隨著番茄植株正常生長(zhǎng)，番茄株高變化也越發(fā)的明顯。從植株定植后15 d開(kāi)始，不同土壤種植處理的番茄植株株高開(kāi)始出現(xiàn)不同程度的增長(zhǎng)變化，整體表現(xiàn)為正常土壤番茄株高高于堿性土壤番茄株高。這說(shuō)明堿性土壤對(duì)番茄株高的增長(zhǎng)具有一定的抑制作用。

2.1.2?不同土壤栽培條件下番茄莖粗的比較?由圖2可知，在正常土壤栽培下，草莓2號(hào)的莖粗較高，比鑫圣處理高出6.78%～21.14%，遼粉185號(hào)和鑫圣在莖粗方面數(shù)據(jù)偏低，整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中二者莖粗差異不大。在堿性土壤栽培下，草莓2號(hào)和遼粉185的莖粗?jǐn)?shù)據(jù)較高（比鑫圣處理高出9.59%～18.91%和7.55%～15.13%），鮮陽(yáng)、精彩6號(hào)和鑫圣在莖粗方面數(shù)據(jù)偏低，整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中三者莖粗差異不大。

由圖2可知，不同的土壤種植處理對(duì)番茄植株莖粗的影響不同，番茄莖粗在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，種植前期番茄植株莖粗差異不大，從定植后15 d起，莖粗逐漸地增大。不同土壤水平處理的番茄植株莖粗開(kāi)始呈現(xiàn)不同程度的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，并在整體上表現(xiàn)為正常土壤番茄莖粗高于堿性土壤番茄莖粗。這說(shuō)明堿性土壤對(duì)番茄莖粗的增長(zhǎng)具有一定的抑制作用。

2.2?不同土壤栽培下番茄品質(zhì)比較

2.2.1?不同土壤栽培下番茄果實(shí)可溶性糖含量分析?由圖3可知，在正常土壤下，草莓2號(hào)的可溶性糖含量最高，顯著高于鮮陽(yáng)、精彩6號(hào)、遼粉185、鑫圣，為7.03%，比鑫圣高44.65%。精彩6號(hào)、遼粉185可溶性糖含量次之，分別為6.11%、5.97%，草莓2號(hào)可溶性糖含量也顯著高于鮮陽(yáng)、鑫圣，比鑫圣高25.72%、22.84%。精彩6號(hào)和遼粉185果實(shí)的可溶性糖含量無(wú)顯著差異，鮮陽(yáng)與鑫圣無(wú)顯著差異。

在堿性土壤下，所有品種果實(shí)的可溶性糖含量均顯著高于鑫圣，其中草莓2號(hào)的可溶性糖含量最高，為7.45%，顯著高于精彩6號(hào)、遼粉185、鮮陽(yáng)。精彩6號(hào)次之，含量為6.59%，也顯著高于遼粉185和鮮陽(yáng)，比鑫圣高出43.57%；遼粉185和鮮陽(yáng)的果實(shí)可溶性糖含量無(wú)顯著差異，均為5.50%，顯著高于鑫圣19.83%。

由圖3可知，鮮陽(yáng)、精彩6號(hào)和草莓2號(hào)在堿性土壤種植下的果實(shí)可溶性糖含量明顯高于正常土壤下種植的果實(shí)可溶性糖含量，其中鮮陽(yáng)在堿性土壤下的果實(shí)可溶性糖含量較正常土壤下高出21.68%，精彩6號(hào)在堿性土壤下的果實(shí)可溶性糖含量較正常土壤下高出7.86%。

2.2.2?不同土壤栽培下番茄果實(shí)可溶性固形物含量分析?由圖4可知，在正常土壤下，精彩6號(hào)和草莓2號(hào)的可溶性固形物含量最高，分別為6.13%、5.67%，分別顯著高于鑫圣29.60%、19.87%，精彩6號(hào)均顯著高于遼粉185和鮮陽(yáng)。精彩6號(hào)和草莓2號(hào)之間無(wú)顯著性差異。草莓2號(hào)、遼粉185和鮮陽(yáng)的可溶性固形物含量之間無(wú)顯著性差異。遼粉185和鮮陽(yáng)的可溶性固形物含量與鑫圣無(wú)顯著差異，均為5.07%。

在堿性土壤下，精彩6號(hào)和草莓2號(hào)的可溶性固形物含量最高，分別為7.03%、6.93%，均顯著高于遼粉185、鮮陽(yáng)和鑫圣，分別顯著高于鑫圣處理39.76%、37.77%，精彩6號(hào)和草莓2號(hào)之間無(wú)顯著性差異；遼粉185和鮮陽(yáng)的可溶性固形物含量與鑫圣無(wú)顯著性差異，分別為5.67%、4.57%。

由圖4可知，草莓2號(hào)、遼粉185和精彩6號(hào)在堿性土壤種植下的果實(shí)可溶性固形物含量明顯高于正常土壤下種植的果實(shí)可溶性固形物含量，其中草莓2號(hào)在堿性土壤下的果實(shí)可溶性固形物含量較正常土壤下高出22.22%，精彩6號(hào)在堿性土壤下的果實(shí)可溶性固形物含量較正常土壤下高出14.68%。遼粉185在堿性土壤下的果實(shí)可溶性固形物含量較正常土壤下高出11.83%。

2.2.3?不同土壤栽培下番茄果實(shí)維生素C的含量分析?由圖5可知，在正常土壤下，草莓2號(hào)和精彩6號(hào)的維生素C含量最高，分別為14.94 mg/100 g和14.25 mg/100 g，均高于鑫圣，分別高于鑫圣處理22.86%、17.19%，草莓2號(hào)和精彩6號(hào)之間無(wú)顯著性差異；草莓2號(hào)顯著高于鮮陽(yáng)和鑫圣。精彩6號(hào)與遼粉185之間無(wú)顯著性差異，精彩6號(hào)的維生素C含量顯著高于鮮陽(yáng)。遼粉185、鮮陽(yáng)和鑫圣之間無(wú)顯著差異。

在堿性土壤下，精彩6號(hào)和草莓2號(hào)的維生素C含量最高，均顯著高于遼粉185、鮮陽(yáng)和鑫圣，分別為28.44、27.71 mg/100 g，分別顯著高于鑫圣處理78.08%、73.51%，精彩6號(hào)和草莓2號(hào)之間無(wú)顯著性差異；遼粉185的維生素C含量顯著高于鮮陽(yáng)和鑫圣，為22.18 mg/100 g，顯著高于鑫圣處理38.89%；鮮陽(yáng)的維生素C含量與鑫圣無(wú)顯著性差異。

由圖5可知，草莓2號(hào)、鮮陽(yáng)、鑫圣、精彩6號(hào)和遼粉185在堿性土壤種植下的果實(shí)維生素C含量均明顯高于正常土壤下種植的果實(shí)維生素C含量。其中精彩6號(hào)在堿性土壤下的果實(shí)維生素C含量較正常土壤下高出99.58%，草莓2號(hào)在堿性土壤下的果實(shí)維生素C含量較正常土壤下高85.48%。

2.2.4?不同土壤栽培下番茄果實(shí)有機(jī)酸含量分析?由圖6可知，在正常土壤下，草莓2號(hào)果實(shí)的有機(jī)酸含量均顯著低于其他品種。其中鮮陽(yáng)的有機(jī)酸含量最高，為1.65%，顯著高于精彩6號(hào)、遼粉185、草莓2號(hào)，精彩6號(hào)、遼粉185和鑫圣果實(shí)有機(jī)酸含量間均無(wú)顯著性差異。

在堿性土壤下，所有品種果實(shí)的有機(jī)酸含量均顯著低于鑫圣，除鑫圣外，鮮陽(yáng)的有機(jī)酸含量最高，顯著高于精彩6號(hào)、遼粉185、草莓2號(hào)，為1.82%；精彩6號(hào)、遼粉185和草莓2號(hào)的果實(shí)有機(jī)酸含量間無(wú)顯著差異，分別為1.42%、1.39%、1.39%。

由圖6可知，鑫圣和鮮陽(yáng)在堿性土壤種植下的果實(shí)有機(jī)酸含量明顯高于正常土壤下種植的果實(shí)有機(jī)酸含量，其中鑫圣在堿性土壤下的果實(shí)有機(jī)酸含量較正常土壤下高出56.49%，鮮陽(yáng)在堿性土壤下的果實(shí)有機(jī)酸含量較正常土壤下高出10.30%。

2.3?不同土壤栽培下番茄產(chǎn)量的比較

2.3.1?不同土壤栽培下番茄果實(shí)產(chǎn)量分析?由圖7可知，在正常土壤下，遼粉185和鮮陽(yáng)品種果實(shí)的產(chǎn)量顯著高于草莓2號(hào)和精彩6號(hào)，與鑫圣相比無(wú)顯著差異，草莓2號(hào)、鑫圣和精彩6號(hào)品種果實(shí)的產(chǎn)量之間無(wú)顯著差異。

在堿性土壤下，所有品種果實(shí)產(chǎn)量均顯著高于鑫圣，草莓2號(hào)和遼粉185的產(chǎn)量之間無(wú)顯著差異，草莓2號(hào)的果實(shí)產(chǎn)量最高，為5 102.71 g/hm2，高于鑫圣處理19.07%，遼粉185和精彩6號(hào)次之，分別為5 048、4 999.36 kg/hm2，分別比鑫圣高17.80%和16.67%；鮮陽(yáng)的果實(shí)產(chǎn)量為4 909.6 kg/hm2，顯著高于鑫圣處理14.56%。

由圖7可知，草莓2號(hào)、鮮陽(yáng)、鑫圣、精彩6號(hào)和遼粉185在正常土壤種植下的果實(shí)產(chǎn)量均明顯高于堿性土壤下種植的果實(shí)產(chǎn)量。其中鑫圣在正常土壤下的產(chǎn)量較堿性土壤下高出33.13%，鮮陽(yáng)在正常土壤下的果實(shí)產(chǎn)量較堿性土壤下高出21.19%。

2.3.2?不同土壤栽培下番茄果實(shí)單果質(zhì)量分析?由圖8可知，在正常土壤下，鮮陽(yáng)的單果質(zhì)量最大，顯著高于其他所有品種的單果質(zhì)量，為150.68 g，顯著高于鑫圣處理14.86%，草莓2號(hào)和遼粉185的單果質(zhì)量也相對(duì)較大，分別為139.28、133.88 g，分別高于鑫圣處理6.17%、2.05%。

在堿性土壤下，鮮陽(yáng)的單果質(zhì)量最大，為150.00 g，顯著高于其他所有品種的單果質(zhì)量，顯著高于鑫圣處理35.61%；草莓2號(hào)和精彩6號(hào)的單果質(zhì)量也相對(duì)較大，分別為132.00、128.00 g，分別顯著高于鑫圣處理19.34%、16.63%；遼粉185的單果質(zhì)量為123.88 g，顯著高于鑫圣處理11.99%。

由圖8可知，鑫圣、草莓2號(hào)、遼粉185在正常土壤種植下的果實(shí)產(chǎn)量均明顯高于堿性土壤下種植的果實(shí)單果質(zhì)量。

2.4?不同土壤栽培下草莓2號(hào)番茄果肉及果膠轉(zhuǎn)錄組分析

2.4.1?差異表達(dá)基因的篩選分析?對(duì)基因表達(dá)進(jìn)行差異分析，使用DEseq進(jìn)行分析，在正常土壤和堿性土壤的基因測(cè)序文庫(kù)中，檢測(cè)出559個(gè)DEG符合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，在正常土壤和堿性土壤中，共有332個(gè)基因表達(dá)上調(diào)，227個(gè)基因表達(dá)下調(diào)（圖9）。

從測(cè)序結(jié)果分析，在果實(shí)品質(zhì)、生長(zhǎng)激素和植物抗性等方面均具有上調(diào)基因。果實(shí)品質(zhì)上調(diào)基因包括β-番茄紅素環(huán)化酶基因（Solyc04g040190.1）、糖基轉(zhuǎn)移酶基因（Solyc01g095620.3、Solyc07g043050.1）和UDP-半乳糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4基因（Solyc04g051500.3）。激素生長(zhǎng)上調(diào)基因包括乙烯響應(yīng)因子基因（Solyc06g065820.3）、生長(zhǎng)素調(diào)節(jié)蛋白基因（Solyc06g075690.3）。植物抗性上調(diào)基因包括：鹽反應(yīng)蛋白基因（Solyc03g122190.3）等出現(xiàn)上調(diào)番茄在堿性土壤作用下部分基因表達(dá)出現(xiàn)變化。可能在一定程度上改變番茄的生長(zhǎng)生理指標(biāo)、果實(shí)品質(zhì)、果實(shí)產(chǎn)量以及植株對(duì)抗鹽堿性的影響。

2.4.2?差異表達(dá)基因的GO功能聚類分析?根據(jù)GO對(duì)檢測(cè)出的DEG進(jìn)行功能分類和富集分析。由圖10可知，在正常土壤和堿性土壤中，有1 375個(gè)差異基因被注釋到了GO的各項(xiàng)功能中，在GO的結(jié)果功能分類中，表示分布于生物過(guò)程類別的DEG數(shù)目較多，在生物過(guò)程分類里的化學(xué)穩(wěn)態(tài)富集到的DEG最多，其中包含生長(zhǎng)素外排載體基因（Solyc07g006900.2）和脫落酸8′-羥化酶基因（Solyc04g078900.3）的DEG在化學(xué)穩(wěn)態(tài)中占比較大，脫落酸（ABA）是一種重要的植物激素，在植物生長(zhǎng)發(fā)育和抗逆中發(fā)揮重要作用.脫落酸缺失會(huì)抑制番茄果實(shí)增質(zhì)量。因此，根據(jù)GO富集分析中的生物過(guò)程推測(cè)堿性土壤種植的番茄比正常土壤種植的番茄的生長(zhǎng)素外排載體和脫落酸的增加，能夠增加番茄的抗逆性，對(duì)植物生長(zhǎng)過(guò)程產(chǎn)生更大的影響。此外，在正常土壤和堿性土壤中分子功能分類里的DNA結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子活性和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子活性DEG富集的最多，其中含有乙烯響應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子（Solyc06g065820.3）和鹽反應(yīng)蛋白1（Solyc03g122190.3）等相關(guān)的基因，推測(cè)堿性土壤種植的番茄對(duì)比正常土壤種植的番茄的植物的生長(zhǎng)發(fā)育和植物的抗鹽脅迫能力較強(qiáng)。在正常土壤和堿性土壤中細(xì)胞成分分類里的“細(xì)胞周圍”“細(xì)胞-細(xì)胞連接”“胞間連絲”DEG富集的最多，推測(cè)堿性土壤可影響植物細(xì)胞的流通，因此推測(cè)堿性土壤下栽培能夠影響番茄的抗性表達(dá)。

2.4.3?差異表達(dá)基因的KEGG通路分析?把差異基因體現(xiàn)在KEGG上進(jìn)行富集呈現(xiàn)，在正常土壤和堿性土壤的差異基因DEG中，有52個(gè)差異基因涉及到KEGG富集。KEGG富集分為新陳代謝、生物系統(tǒng)、遺傳信息處理、細(xì)胞過(guò)程和環(huán)境信息處理等5類，正常土壤和堿性土壤 KEGG Pathway富集最顯著的前30個(gè)Pathway結(jié)果見(jiàn)圖11。

由圖11可知，在堿性土壤下種植的番茄在新陳代謝方面與正常土壤下種植的番茄有明顯的變化，正常土壤和堿性土壤處理差異發(fā)生變化的基因大部分都集中在新陳代謝里，在最顯著的前30個(gè)Pathway里占有26個(gè)顯著Pathway。在正常土壤和堿性土壤處理下發(fā)現(xiàn)在番茄的類胡蘿卜素生物合成中番茄紅素環(huán)化酶（sly00906）和半乳糖代謝中的糖代謝（sly00052）基因較為活躍，推測(cè)在堿性土壤下種植的番茄類果實(shí)品質(zhì)與正常土壤下種植的番茄有明顯的變化。對(duì)正常土壤和堿性土壤處理中DEG富集度最高的幾條KEGG途徑進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在番茄植株的生長(zhǎng)激素方面，脫落酸8′-羥化酶CYP707A1基因（sly04626）、植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因（sly04075）、苯丙素生物合成基因（sly00940）都與植物的抗鹽堿性有關(guān)。由此推測(cè)在堿性土壤下種植的番茄比正常土壤下種植的番茄更具有抗逆性，對(duì)植物生長(zhǎng)過(guò)程產(chǎn)生更大的影響。

3?討論與結(jié)論

鹽堿脅迫會(huì)對(duì)番茄的生長(zhǎng)發(fā)育以及代謝造成影響，減少果實(shí)產(chǎn)量，減少果實(shí)中的水分能夠有效提高番茄果實(shí)中的果實(shí)品質(zhì)。本研究結(jié)果表明，不同土壤處理對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的影響不同，其中在堿性土壤下可溶性固形物、可溶性糖、有機(jī)酸、維生素C等含量相對(duì)較高，且堿性土壤下種植的果實(shí)維生素C含量均高于在正常土壤種植下的果實(shí)維生素C含量（31.98%～99.58%）。這說(shuō)明在堿性土壤下，番茄果實(shí)對(duì)養(yǎng)分吸收更加充分，可提高番茄的果實(shí)品質(zhì)。其中對(duì)維生素C含量的提高是更明顯的，對(duì)可溶性固形物、可溶性糖和有機(jī)酸含量的影響或因品種不同而有不同程度的效果。堿地土壤種植的番茄果實(shí)品質(zhì)明顯高于正常土壤條件下種植的果實(shí)品質(zhì)。試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了堿性土壤的脅迫對(duì)

番茄植株生長(zhǎng)發(fā)育，植物的光合作用、果實(shí)大小、果實(shí)產(chǎn)量和果質(zhì)量的增長(zhǎng)都具有抑制作用。

隨著高通量技術(shù)的快速發(fā)展，轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于番茄作物不同性狀的研究中，在番茄基因方面發(fā)揮了重要的作用，本研究對(duì)不同土壤條件下栽培的堿地番茄進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析，檢測(cè)出559個(gè)DEG符合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，在正常土壤和堿性土壤中，共有332個(gè)基因表達(dá)上調(diào)，227個(gè)基因表達(dá)下調(diào)。通過(guò)基因功能注釋、GO和KEGG Pathway功能富集分析，發(fā)現(xiàn)在果實(shí)品質(zhì)方面，堿性土壤栽培下的番茄的類胡蘿卜素生物合成中番茄紅素環(huán)化酶基因（sly00906）和半乳糖代謝中的糖代謝基因（sly00052）比正常土壤栽培下番茄的基因較為活躍。番茄紅素是番茄品質(zhì)的重要指標(biāo)，是迄今為止自然界中被發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)抗氧化劑之一。證實(shí)了前人的結(jié)論：pH值對(duì)番茄紅素有影響，番茄紅素對(duì)酸不穩(wěn)定，對(duì)堿則比較穩(wěn)定。試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了堿性土壤栽培下的番茄品質(zhì)高于正常土壤栽培下的番茄品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

［1］袁東升，王曉敏，趙宇飛，等. 100份番茄種質(zhì)資源表型性狀的遺傳多樣性分析［J］. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2019，28（4）：594-601.

［2］沈紅芬，張依群. 設(shè)施栽培番茄新品種比較試驗(yàn)［J］. 長(zhǎng)江蔬菜，2009（8）：42-43.

［3］李培之，袁志永. 光伏蔬菜大棚發(fā)展前景展望［J］. 農(nóng)業(yè)工程技術(shù)（溫室園藝），2013，33（10）：26.

［4］田?鵬. 太原地區(qū)溫室番茄限產(chǎn)因素探討——光照、溫度對(duì)產(chǎn)量的影響［D］. 太谷：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004.

［5］梁?靜，王麗英，陳?清，等. 我國(guó)設(shè)施番茄氮肥施用量現(xiàn)狀及其利用率、產(chǎn)量影響和地力貢獻(xiàn)率分析評(píng)價(jià)［J］. 中國(guó)蔬菜，2015（10）：16-21.

［6］黨世耀. 淺談我國(guó)設(shè)施園藝概況及發(fā)展趨勢(shì)［J］. 種子科技，2018，36（12）：25，30.

［7］尚樂(lè)樂(lè)，宋建文，王嘉穎，等. 番茄果實(shí)品質(zhì)形成及其分子機(jī)理研究進(jìn)展［J］. 中國(guó)蔬菜，2019（4）：21-28.

［8］魏?明. 中國(guó)番茄產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力分析［J］. 農(nóng)產(chǎn)品加工（創(chuàng)新版），2009（5）：46-49.

［9］周明明. 大洼區(qū)堿地番茄水肥一體化技術(shù)試驗(yàn)報(bào)告［J］. 農(nóng)民致富之友，2019（14）：155.

［10］劉德興，荊?鑫，焦?娟，等. 嫁接對(duì)番茄產(chǎn)量、品質(zhì)及耐鹽性影響的綜合評(píng)價(jià)［J］. 園藝學(xué)報(bào)，2017，44（6）：1094-1104.

［11］齊紅巖，李天來(lái)，鄒琳娜，等. 番茄果實(shí)不同發(fā)育階段糖分組成和含量變化的研究初報(bào)［J］. 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，32（5）：346-348.

［12］李合生. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)［M］. 北京：高等教育出版社，2000.

［13］鄒?琦. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)［M］. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000.

［14］王晶英. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)技術(shù)與原理［M］. 哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社，2003.

［15］郝?鵬，江宏偉，安?利，等. 盤錦市溫室堿地番茄栽培技術(shù)［J］. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2021（24）：50-51.