新疆厚皮甜瓜裂果抗性及其生理特征分析

范 蓉,楊 永,李寐華,張永兵,伊鴻平,胡國智

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院 哈密瓜研究中心,烏魯木齊 830091)

甜瓜(CucumismeloL.)是全球范圍內(nèi)廣泛種植的葫蘆科作物,是全球十大水果之一[1]。甜瓜在新疆有著悠久的種植歷史,現(xiàn)已成為最為重要的新疆印象之一,種植面積常年保持在5萬～7萬 hm2,在脫貧攻堅(jiān)和振興地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。

裂果現(xiàn)象在甜瓜[2]、棗[3]、西瓜[4]、番茄[5]、櫻桃[6]等生產(chǎn)中普遍發(fā)生,對(duì)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成重大威脅。甜瓜的大部分裂果發(fā)生在成熟期,裂果率一般在15%左右,嚴(yán)重時(shí)達(dá)到50%以上,部分果實(shí)在采收后的運(yùn)輸、貯藏和銷售陳列過程中開裂,不僅縮短了保質(zhì)期,還增加了運(yùn)輸和貯藏成本,給種植者造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,是長期困擾瓜農(nóng)的重要生理性病害之一[7]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn):西瓜果實(shí)性狀中果皮硬度與裂果性呈負(fù)相關(guān)[8];網(wǎng)紋甜瓜基質(zhì)含水量過高導(dǎo)致裂果率增加,且不利于糖分積累[9];棗易裂材料中Na、K、Ca等礦物質(zhì)元素含量、過氧化物酶(POD)活性和多酚氧化酶(PPO)活性均顯著低于抗裂材料,而纖維素含量顯著高于抗裂材料[10]。目前關(guān)于厚皮甜瓜裂果的研究較少,且多集中在加強(qiáng)水肥管理、適時(shí)采收等方式降低氣候、栽培管理等外在因素對(duì)甜瓜裂果的影響,而對(duì)于影響甜瓜裂果的主要內(nèi)在因素研究較少,尤其關(guān)于不同甜瓜品種裂果抗性評(píng)價(jià)更是鮮有報(bào)道,對(duì)甜瓜裂果防治以及裂果抗性改良產(chǎn)生嚴(yán)重阻礙。

研究通過調(diào)查具代表性的20個(gè)甜瓜品種的裂果率、裂果指數(shù),篩選評(píng)價(jià)抗裂果種質(zhì),測定果皮及果肉中礦物質(zhì)元素含量、纖維素含量、半纖維素含量、過氧化物酶活性、多酚氧化酶活性等指標(biāo),明確新疆厚皮甜瓜裂果性的主要影響因子,為甜瓜栽培生產(chǎn)與高裂果抗性的優(yōu)質(zhì)厚皮甜瓜品種選育奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 材 料

依據(jù)多年田間種植觀察結(jié)果,篩選20份果實(shí)品質(zhì)優(yōu)良、在裂果性上具有差異的品種作為本研究的試驗(yàn)材料。這些甜瓜品種具有廣泛代表性,其中包括目前市場上主栽品種(‘西州密17號(hào)’、‘西州密25號(hào)’)、本單位正在推廣的品種(‘納斯密’、‘黃夢(mèng)脆’)、暢銷多年的老品種(‘黃皮9818’、‘金鳳凰’、‘新紅心脆’等)及特色品種(‘老漢瓜’、‘明月’等)。2021年3月,將20份新疆厚皮甜瓜品種種植于新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈密瓜研究中心吐魯番亞爾鄉(xiāng)基地。每個(gè)品種種植3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)種植30株,株距40 cm,行間距3 m,單蔓整枝,座果結(jié)位12～15節(jié),按常規(guī)生產(chǎn)田進(jìn)行水肥管理。

1.2 裂果等級(jí)評(píng)價(jià)

在甜瓜成熟期開展裂果特性調(diào)查,分別調(diào)查20個(gè)甜瓜品種總果實(shí)數(shù)、裂果數(shù)以及裂果等級(jí),計(jì)算裂果指數(shù)和裂果率,用于評(píng)價(jià)甜瓜品種裂果抗性。首先,對(duì)照表1對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行裂果等級(jí)分類[11],并計(jì)算裂果率。果肉厚度為底部和中間厚度的平均值。

表1 甜瓜裂果等級(jí)對(duì)照表

裂果率=裂果數(shù)/調(diào)查果數(shù)×100%

(1)

其次,根據(jù)裂果指數(shù)對(duì)照表2將裂果抗性劃分為極抗裂、抗裂、較易裂、易裂、極易裂5個(gè)級(jí)別[12]。

表2 甜瓜裂果抗性級(jí)別對(duì)照表

(2)

式中:i為等級(jí);n為相應(yīng)等級(jí)對(duì)應(yīng)的果實(shí)數(shù)量;N為總調(diào)查果數(shù)。

1.3 指標(biāo)測定

在評(píng)價(jià)裂果抗性的5個(gè)等級(jí)中,選擇具有代表性的0級(jí)(極抗裂)、2級(jí)(較易裂)、4級(jí)(極易裂)各3個(gè)品種甜瓜,如圖1所示。在成熟果實(shí)赤道位置,使用直徑為1 cm的打孔器取樣,分別裝入2 mL離心管中,用液氮速凍后置于-80 ℃超低溫冰箱中保存,用于測定果皮及果肉礦物質(zhì)元素含量、纖維素含量、半纖維素含量、POD活性、PPO活性。

A-C.極抗裂類型:A. 黃夢(mèng)脆;B. 西州密17;C. K1028;D-F.較易裂類型:D. 黃皮9818;E. 納斯密;F. K1086;G-I.極易裂類型:G. K1076;H. 黃醉仙;I. 仙果。圖1 不同抗裂類型甜瓜品種果實(shí)圖片A-C. Extremely crack resistance scale: A. Huangmengcui; B. Xizhoumi 17; C. K1028; D-F. Easier cracking scale: D. Huangpi 9818; E. Nasimi; F. K1086; G-I. Extremely easy to crack scale: G. K1076; H. Huangzuixian; I. Xianguo.Fig.1 Fruit pictures of melon varieties with different crack resistance

1.3.1 單瓜重、硬度和腔大小每個(gè)甜瓜品種選取3個(gè)單瓜,使用電子秤(ACS-30)分別稱取鮮重,求均值記錄單瓜重;使用數(shù)顯硬度計(jì)(GY-4)測定果皮及果肉硬度,將硬度計(jì)插頭與果皮或果實(shí)切面垂直,左手握緊果實(shí),右手持硬度計(jì),緩緩增加壓力,直到果皮或果肉切面到達(dá)壓頭的刻線為止;使用直尺測量果實(shí)腔大小,選取腔最大處測量,最小刻度為0.1 cm。在以上測量指標(biāo)中每個(gè)品種均為3個(gè)單瓜重復(fù)。

1.3.2 折光糖含量和含水量在成熟果實(shí)赤道位置,用1 cm打孔器垂直于甜瓜赤道位置打孔,將取出的甜瓜切去果皮0.5 cm厚度,分離兩端1 cm邊部果肉和1 cm心部果肉,用手持測糖儀(PAL-1,日本愛拓)分別測定邊部及心部果肉的折光糖含量[13]。含水量用烘干減重法[14]測定。在成熟果實(shí)赤道位置用直徑為1 cm的打孔器取樣,將取出的甜瓜切去果皮0.5 cm厚度,果肉切塊,分別裝入鋁盒,利用烘箱烘干法105 ℃殺青2 h后,保持70 ℃烘至恒重,測定甜瓜果皮及果肉的含水量,按公式(3)計(jì)算。在以上測量指標(biāo)中每個(gè)品種均為3個(gè)單瓜重復(fù)。

含水量=(鮮重-干重)/鮮重×100%

(3)

1.3.3 營養(yǎng)物質(zhì)含量和酶活性取成熟果實(shí),使用1 cm打孔器垂直于甜瓜赤道位置打孔,將取出的甜瓜樣品切取果皮0.5 cm厚度,將果皮與果肉分別裝入2 mL凍存管中做好標(biāo)記。每個(gè)單瓜各取8份果皮和果肉,用液氮速凍后置于-80 ℃超低溫冰箱中保存。果皮用于測定礦物質(zhì)元素含量、纖維素含量、半纖維素含量,果肉用于測定礦物質(zhì)元素含量、POD活性、PPO活性。其中,細(xì)胞壁物質(zhì)半纖維素和纖維素含量用蒽酮比色法測定[15-16],POD活性測定用愈創(chuàng)木酚法,PPO活性用紫外吸收法測定[15-16];礦物質(zhì)含量采用原子吸收分光光度計(jì)法[15]測定。以上測量指標(biāo)每個(gè)品種均為3個(gè)單瓜重復(fù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理計(jì)算,SPSS 20進(jìn)行方差分析、相關(guān)性分析及主成分分析,Graph Pad Prism 5 繪柱狀圖及箱圖,R繪主成分得分散點(diǎn)圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試甜瓜品種裂果抗性等級(jí)劃分

通過果實(shí)裂果指數(shù)將20個(gè)甜瓜品種的裂果抗性劃分為5個(gè)等級(jí)(表3)。

表3 甜瓜裂果抗性等級(jí)劃分

其中,極抗裂等級(jí)品種3份,包括品種‘黃夢(mèng)脆’、‘K1028’和‘西州密17’,裂果指數(shù)處于0.39～0.68;抗裂等級(jí)品種5份,分別為‘明月’、‘金黃密’、‘新密雜11號(hào)’、‘新紅心脆’和‘中密1號(hào)’,裂果指數(shù)處于1.58～4.00;較易裂等級(jí)品種5份,包括‘納斯密’、‘黃皮9818’、‘K1086’、‘華密0526’和‘金鳳凰’,裂果指數(shù)處于6.03～7.81;易裂等級(jí)品種4份,分別為‘綠玫’、‘老漢瓜’、‘西州密25’和‘新密18’,裂果指數(shù)處于12.67～21.58;極易裂等級(jí)品種3份,分別為‘K1076’、‘黃醉仙’和‘仙果’,裂果指數(shù)處于44.59～69.70。

2.2 不同裂果等級(jí)甜瓜品種果實(shí)生理特征

在評(píng)價(jià)甜瓜果實(shí)裂果抗性的5個(gè)等級(jí)中,選取極抗裂(‘黃夢(mèng)脆’、‘K1028’、‘西州密17’)、較易裂(‘納斯密’、‘黃皮9818’、‘K1086’)、極易裂(‘K1076’、‘黃醉仙’、‘仙果’)各3個(gè)甜瓜品種,進(jìn)行相關(guān)果實(shí)性狀和生理特征分析。

2.2.1 果實(shí)性狀表4顯示,8個(gè)果實(shí)性狀單果重、果皮硬度、果肉硬度、心糖含量、邊糖含量、腔大小及果皮含水量、果肉含水量在9個(gè)甜瓜品種之間均存在顯著差異。其中,極易裂類型甜瓜果實(shí)的心糖、果皮含水量的平均值與極抗裂和較易裂類型甜瓜之間存在顯著差異;極易裂類型甜瓜的邊糖、果肉含水量平均值與較易裂類型間存在顯著差異;單果重、果皮硬度、果肉硬度、腔大小在3種類型之間不存在顯著差異。

表4 不同甜瓜品種果實(shí)性狀

2.2.2 果實(shí)礦物質(zhì)元素含量(1)Ca含量 圖2,A顯示,在甜瓜品種間相比較,果皮Ca含量以 ‘黃夢(mèng)脆’最高,以‘仙果’、‘黃醉仙’和‘黃皮9818’顯著較低,并與其余品種差異顯著,而其余品種間及其與‘黃夢(mèng)脆’均無顯著差異;果肉中Ca含量表現(xiàn)為‘K1076’和‘K1028’顯著高于其余品種,而其余品種間無顯著差異。同時(shí),在不同抗裂類型的甜瓜間相比較(圖2,B),果皮Ca含量均值表現(xiàn)為極抗裂(6 997.34 mg/kg)>較易裂(6 085.71 mg/kg)>極易裂(5 230.09 mg/kg),極抗裂和較易裂類型的Ca含量均值分別為極易裂類型的1.34,1.16倍,極抗裂類型顯著高于極易裂類型,其余類型間無顯著差異;果肉Ca含量均值表現(xiàn)為極抗裂(699.88 mg/kg)>極易裂(640.73 mg/kg)>較易裂(350.7 mg/kg),極抗裂和極易裂類型Ca含量均值分別為較易裂的2.00,1.83倍,極抗裂和極易裂類型均與較易裂類型差異顯著;甜瓜果皮Ca含量遠(yuǎn)高于同類型果肉含量。

不同小寫字母表示品種間在0.05水平存在顯著差異;*表示類型間在0.05水平存在顯著差異;EEC. 極易裂;EC. 較易裂;ECR. 極抗裂。下同。圖2 不同甜瓜品種果皮及果肉中礦質(zhì)元素含量比較Different lowercase letters indicate significant difference among cultivars at the 0.05 level; * indicates significant difference between types at the 0.05 level; EEC. Extremely easy to crack; EC. Easier to crack; ECR. Extremely carck resistance. The same as below.Fig.2 The mineral element contents in peel and flesh of different melon varieties

(2)Cu含量 果肉中Cu含量以‘K1028’最低,但其Cu含量僅顯著低于‘仙果’、‘黃醉仙’、‘西州密17’,而后三者間無顯著差異,并以‘仙果’中最高;果皮中Cu含量仍以‘K1028’最低,而以‘K1086’最高,但所有品種間均無顯著差異(圖2,C)。同時(shí),不同抗裂類型間相比較,甜瓜果皮中Cu含量均值表現(xiàn)為較易裂(4.40 mg/kg)>極易裂(4.03 mg/kg)>極抗裂(2.97 mg/kg),較易裂和極易裂類型分別為極抗裂類型的1.48,1.36倍,較易裂類型顯著高于極抗裂類型,其余類型間無顯著差異;甜瓜果肉中Cu含量均值在3種類型間無顯著差異(圖2,D)。

(3)Na含量 各甜瓜品種果皮和果肉中Na含量均以‘K1086’為最高,但其果皮Na含量僅與含量最低的‘K1028’差異顯著,其果肉中Na含量顯著高于其余品種,而其余品種間均無顯著差異(圖2,E)。同時(shí),甜瓜品種果皮和果肉中Na含量均值在3種抗裂類型間均無顯著差異(圖2,F),果皮中均值表現(xiàn)為較易裂型>極易裂型>極抗裂型,而果肉中均值則表現(xiàn)為較易裂型>極抗裂型>極易裂型,果皮含量明顯大于同類型果肉含量。

(4)Mg含量 各甜瓜品種果皮中Mg含量以‘K1028’最低,其余品種間無顯著差異,但‘K1028’與‘仙果’和‘K1076’無顯著差異;各品種果肉中Mg含量以‘K1076’最高,其次為‘K1028’,‘納斯密’含量最低,但‘納斯密’與除‘K1076’和‘K1028’以外的品種均無顯著差異(圖2,G)。同時(shí),甜瓜果皮及果肉中Mg含量均值在3種抗裂類型間均無顯著差異(圖2,H),果皮中Mg含量均表現(xiàn)為較易裂>極易裂>極抗裂,果肉中Mg含量均值則表現(xiàn)出相反趨勢,但果皮含量明顯大于同類型果肉含量。

(5)K含量 各甜瓜品種果皮及果肉中K含量均以‘納斯密’最低,均以‘仙果’和‘黃醉仙’最高,‘納斯密’果皮中K含量與‘K1028’和‘西州密17’無顯著差異,其余品種較高且無顯著差異,‘納斯密’果肉中K含量與除‘仙果’、‘黃醉仙’和‘K1076’外的品種均無顯著性差異(圖2,I)。同時(shí),果皮和果肉中K含量均值都表現(xiàn)為極易裂>較易裂>極抗裂,且極易裂類型均顯著高于較易裂和極抗裂類型;極易裂和較易裂果皮中K含量均值分別為極抗裂類型的1.26,1.04倍,它們果肉中K含量均值分別為極抗裂類型的1.37,1.07倍(圖2,J);果皮中K含量明顯大于同類型果肉含量。

(6)Fe含量 各甜瓜品種果肉中Fe含量無顯著差異;各品種果皮中Fe含量以‘K1076’最高,其次為‘西州密17’,而以‘黃夢(mèng)脆’最低,‘K1028’和‘仙果’與‘黃夢(mèng)脆’相近,其余品種間均無顯著差異(圖2,K)。同時(shí),甜瓜果皮及果肉中Fe含量在不同抗裂類型間均無顯著差異。果皮中Fe含量均值依次為極易裂>較易裂>極抗裂,果肉中Fe含量均值依次為極易裂>極抗裂>較易裂,果皮含量明顯大于同類型果肉含量(圖2,L)。

2.2.3 果肉PPO和POD活性圖3顯示,甜瓜品種‘納斯密’、‘黃夢(mèng)脆’、‘黃皮9818’果肉的PPO活性顯著高于其他品種,其次為‘K1076’、‘西州密17’,而‘仙果’、‘黃醉仙’、‘K1086’、‘K1028’中PPO活性最低,且四者之間無顯著性差異。在不同抗裂性類型間比較,甜瓜果肉中PPO活性均值依次為:較易裂型>極抗裂型>極易裂型,較易裂和極抗裂型的活性均值分別為極易裂型的1.55,1.21倍,且較易裂類型顯著高于極易裂類型,而與極抗裂型無顯著差異。

圖3 不同抗裂類型甜瓜品種果肉PPO和POD活性Fig.3 PPO and POD activities in flesh of different types melon varieties

同時(shí),各甜瓜品種果肉中POD活性以‘仙果’最高,但與‘黃醉仙’、‘K1076’、‘黃皮9818’和‘K1028’均無顯著差異,并以‘K1086’的POD活性最低,顯著低于除‘納斯密’外的所有品種。在不同抗裂等級(jí)間相比較,甜瓜果肉POD活性均值依次為極易裂>極抗裂>較易裂,極易裂和極抗裂類型活性均值分別為較易裂型的1.07,1.02倍,且極易裂型與極抗裂和較易裂型均差異顯著。

2.2.4 果皮細(xì)胞壁物質(zhì)含量各甜瓜品種果皮的半纖維素含量以‘黃夢(mèng)脆’最高,但‘黃皮9818’、‘K1028’、‘K1076’、‘西州密17’與之無顯著差異,其中以‘仙果’的半纖維素含量最低,它與‘黃醉仙’、‘K1086’之間無顯著差異(圖4,A)。甜瓜果皮半纖維素含量均值表現(xiàn)為極抗裂(56.21 mg/g)>較易裂(48.68 mg/g)>極易裂(38.76 mg/g),極抗裂和較易裂型纖維素含量均值分別為極易裂的1.45,1.26倍,且極抗裂類型與極易裂類型差異顯著(圖4,B)。同時(shí),各甜瓜品種果皮的纖維素含量以‘黃夢(mèng)脆’和‘納斯密’最高,并顯著高于除‘K1028’以外的所有品種,其余品種間纖維素含量無顯著差異,且以‘仙果’和‘K1076’纖維素含量最低(圖4,C)。甜瓜果皮纖維素含量均值表現(xiàn)為:極抗裂(169.38 mg/g)>較易裂(156.59 mg/g)>極易裂(138.21 mg/g),極抗裂和較易裂類型分別為極易裂型的1.23,1.13倍,且極抗裂類型與極易裂類型差異顯著(圖4,D)。

2.3 甜瓜裂果抗性與測定指標(biāo)的相關(guān)性分析

表5顯示,甜瓜裂果指數(shù)和裂果率與24個(gè)測定指標(biāo)相關(guān)性分析中,有9個(gè)測定指標(biāo)相關(guān)性達(dá)到顯著或者極顯著水平。

表5 甜瓜裂果指數(shù)和裂果率與其他測定指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)

其中,裂果指數(shù)和裂果率均與果實(shí)心糖含量、纖維素含量、半纖維素含量存在顯著或極顯著負(fù)相關(guān),與果皮含水量、果肉含水量、POD活性、果皮中的K元素含量、果肉中的K元素含量存在顯著或極顯著正相關(guān);裂果指數(shù)與果肉中的Cu元素含量存在顯著正相關(guān)。

2.4 甜瓜裂果相關(guān)指標(biāo)的主成分分析

對(duì)9個(gè)甜瓜品種的測定指標(biāo)進(jìn)行主成分分析,提取多個(gè)指標(biāo)中的綜合指標(biāo),篩選影響甜瓜裂果的主要因子。以特征值大于1,累計(jì)貢獻(xiàn)率大于80%為原則,將26項(xiàng)裂果相關(guān)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為4個(gè)主成分,貢獻(xiàn)率分別為37.8%、20.451%、12.876%和10.852%,累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)81.979%,以上4個(gè)主成分可以反映大多數(shù)指標(biāo)的信息(表6)。其中,第1主成分中裂果率、裂果指數(shù)、果皮含水量、果肉含水量、果肉中K含量(權(quán)重0.817～0.946),以及心糖、邊糖、纖維素含量(權(quán)重-0.964～-0.818)8個(gè)指標(biāo)載荷絕對(duì)值較大,主要反映了果實(shí)性狀指標(biāo);第2主成分中果肉Mg和Ca含量(權(quán)重0.73～0.807)2個(gè)指標(biāo)載荷較大,主要反映了果肉中的礦物質(zhì)元素指標(biāo);第3主成分中果皮Na和Cu含量(權(quán)重0.705～0.897)2個(gè)指標(biāo)載荷較大,主要反映了果皮中的礦物質(zhì)元素指標(biāo);第4主成分中果肉Na元素(權(quán)重為-0.789)載荷絕對(duì)值最大,主要反映了果肉中的礦物質(zhì)元素指標(biāo)。這4個(gè)主成分可以很好地將9個(gè)甜瓜品種的26項(xiàng)裂果相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行分類,結(jié)果表明在不同抗裂類型的甜瓜品種表現(xiàn)中,果實(shí)性狀的貢獻(xiàn)率最高,礦質(zhì)元素含量次之。

表6 主成分因子載荷表

另外,以第1主成分為橫軸,第2主成分為縱軸,得到9個(gè)甜瓜品種的主成分得分散點(diǎn)圖(圖5)。其中,第1主成分代表的果實(shí)性狀,在橫軸上將極易裂類型(‘仙果’、‘黃醉仙’、‘K1076’)劃分在二、三象限;第2主成分代表的礦物質(zhì)元素指標(biāo),在縱軸上將較易裂類型(‘K1086’、‘黃皮9818’、‘納斯密’)劃分在第一象限,將極抗裂類型(‘西州密17’、‘K1028’、‘黃夢(mèng)脆’)劃分在第四象限,不同抗裂類型的甜瓜品種在主成分得分圖的不同區(qū)域有明顯聚類。以上結(jié)果說明,果實(shí)性狀指標(biāo)中裂果率、裂果指數(shù)、果皮含水量、果肉含水量、心糖含量、邊糖含量、纖維素含量,礦物質(zhì)元素指標(biāo)中果肉的K、Mg、Ca、Na元素含量,果皮的Na和Cu元素含量是裂果性狀評(píng)價(jià)時(shí)必不可少的調(diào)查指標(biāo),可有效區(qū)分果實(shí)抗裂類型。

圖5 9個(gè)甜瓜品種的主成分得分圖Fig.5 Principal component scores of 9 melon varieties

3 討 論

裂果是普遍存在的生理性病害,主要出現(xiàn)在果實(shí)成熟期,且不同品種間裂果性差別較大[17],本研究根據(jù)裂果指數(shù)將20個(gè)甜瓜品種劃分為5個(gè)裂果等級(jí),極易裂型果皮含水量顯著高于極抗裂型,而果實(shí)心糖含量顯著低于極抗裂型,果肉含水量和邊糖含量在極易裂型與極抗裂型間有差異,但未達(dá)顯著水平;甜瓜裂果性與果皮及果肉含水量呈顯著正相關(guān),與果實(shí)心糖含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。前人研究發(fā)現(xiàn),荔枝易裂果品種果實(shí)含水量比耐裂果品種高[18];果實(shí)表面和植物根系持續(xù)性吸收大量水分,使細(xì)胞膨脹壓升高,導(dǎo)致果實(shí)表皮細(xì)胞和組織破裂[19-20];果實(shí)可溶性固形物隨水分的增加先增大后減小,水分過多不利于果實(shí)糖分的積累,反而降低甜瓜品質(zhì)[9]。

在甜瓜、西瓜、梨、杏、棗等果實(shí)中均有相關(guān)研究表明礦物質(zhì)元素與裂果存在密切關(guān)系[11,21-23]。楊雙雙等[24]發(fā)現(xiàn),25 g/L CaCl2浸果能有效增加棗果實(shí)Ca含量,顯著降低裂果率。李春燕等[25]報(bào)道,棗裂果品種Ca元素含量顯著大于易裂果品種,脆熟期棗果皮中Ca元素含量高于果肉。本研究結(jié)果顯示,不同甜瓜品種Ca元素在果皮中的含量均高于果肉,極抗裂品種中果皮Ca含量大于極易裂品種,但果皮中Ca含量與裂果性未達(dá)到顯著水平負(fù)相關(guān),而K元素在果皮及果肉中的含量與裂果性呈顯著或極顯著正相關(guān)。有研究表明鈣與鉀會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈拮抗作用,當(dāng)K元素含量過高時(shí),將導(dǎo)致Ca元素含量不足,裂果加劇;Ca元素含量高而K元素含量低時(shí),有助于降低裂果[26-27]。本研究尚未探究外源礦物質(zhì)對(duì)果實(shí)開裂的影響,這有待今后進(jìn)一步研究。

果皮的抗裂性與果皮組成成分關(guān)系密切。細(xì)胞壁主要由纖維素、半纖維素、果膠以及結(jié)構(gòu)蛋白組成,纖維素是細(xì)胞壁骨架主要成分,果膠、半纖維素等填充在骨架中加固細(xì)胞壁[10]。番茄和荔枝果實(shí)中發(fā)現(xiàn)易裂品種的果實(shí)纖維素、半纖維素含量均低于耐裂果品種[18,28]。棗的果實(shí)中纖維素含量與裂果率呈極顯著負(fù)相關(guān)[29]。本研究結(jié)果顯示,甜瓜極抗裂類型果實(shí)中纖維素與半纖維素含量顯著高于極易裂類型,且裂果率與纖維素、半纖維素含量呈顯著負(fù)相關(guān)。

綜上所述,‘黃夢(mèng)脆’、‘K1028’、‘西州密17’為甜瓜極抗裂類型。極抗裂型的甜瓜果實(shí)心糖含量、纖維素含量、半纖維素含量顯著高于極易裂型,而果皮含水量、POD活性顯著低于極易裂型;甜瓜果皮中Ca、Na、Mg和Fe元素含量顯著高于果肉;甜瓜裂果抗性與果實(shí)心糖含量、纖維素含量、半纖維素含量存在顯著正相關(guān),與果皮含水量、果肉含水量、POD活性、K元素含量存在顯著負(fù)相關(guān)。甜瓜裂果性的主要影響因子有:果皮含水量、果肉含水量、心糖、邊糖和纖維素含量,果皮中的K、Ca、Mg和Na含量以及果肉的Na和Cu含量。