（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，北京 100081）

嫁接對(duì)甜瓜果實(shí)發(fā)育及風(fēng)味品質(zhì)的影響

張新英 付秋實(shí) 朱慧芹 王懷松*

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，北京 100081）

采用白籽南瓜京欣砧3號(hào)為砧木，厚皮甜瓜IVF117和薄皮甜瓜IVF09為接穗，研究嫁接對(duì)甜瓜果實(shí)生長發(fā)育、果實(shí)中糖含量和成熟果實(shí)芳香物質(zhì)相對(duì)含量及種類的影響。結(jié)果表明：嫁接顯著增加了果實(shí)的膨大速度及單瓜質(zhì)量，促進(jìn)了果實(shí)發(fā)育。嫁接降低了成熟甜瓜果實(shí)中的葡萄糖、果糖、蔗糖以及總的可溶性糖的含量。嫁接厚皮甜瓜成熟果實(shí)中產(chǎn)生7種特異性物質(zhì)，占總成分的6.35%，而缺失了自根苗中的14種物質(zhì)，占總成分的15.75%。嫁接薄皮甜瓜成熟果實(shí)中總芳香物質(zhì)相對(duì)含量降低了24.38個(gè)百分點(diǎn)，其中主要酯類乙酸乙酯的相對(duì)含量降低了23.44個(gè)百分點(diǎn)。嫁接甜瓜中芳香物質(zhì)種類和含量的改變，是導(dǎo)致厚皮甜瓜異香產(chǎn)生、薄皮甜瓜香氣變淡的原因。

嫁接；甜瓜；果實(shí)生長發(fā)育；可溶性糖含量；芳香物質(zhì)

甜瓜（Cucumis melo L.）是世界十大水果之一，而中國甜瓜產(chǎn)量一直保持在世界第一位。為了提高甜瓜的產(chǎn)量和抗性，在甜瓜生產(chǎn)中常常采用嫁接栽培。有研究表明，甜瓜嫁接在植株抗性增強(qiáng)、產(chǎn)量提高的同時(shí)，往往出現(xiàn)品質(zhì)下降的問題（許傳強(qiáng)等，2005；魏敏 等，2006；趙依杰 等，2012），嫁接降低了甜瓜果肉的果糖、葡萄糖、蔗糖和總糖含量（魏敏 等，2007），改變了甜瓜蔗糖積累模式（許傳強(qiáng) 等，2006）。田曉彬等（2012）研究表明，嫁接一方面延遲了果實(shí)成熟，從而影響了果實(shí)品質(zhì)和香氣合成相關(guān)酶的活性，另一方面，嫁接從轉(zhuǎn)錄水平降低了香氣合成相關(guān)酶基因的表達(dá)，最終影響了果實(shí)的香氣和品質(zhì)。齊紅巖等（2008）研究表明，嫁接降低了薄皮甜瓜果實(shí)中香氣物質(zhì)總量及特征酯類物質(zhì)的相對(duì)含量，在一定程度上使薄皮甜瓜果實(shí)中令人愉快的芳香物質(zhì)含量減少，使果實(shí)香氣變淡。然而，厚皮甜瓜與薄皮甜瓜的香味差異較大，且嫁接對(duì)不同的甜瓜品種的影響不完全一樣。因此，明確嫁接對(duì)甜瓜果實(shí)品質(zhì)影響的生理機(jī)制，對(duì)進(jìn)一步調(diào)控甜瓜果實(shí)品質(zhì)形成具有重要的意義。本試驗(yàn)研究了嫁接對(duì)厚皮甜瓜和薄皮甜瓜果實(shí)生長發(fā)育、可溶性糖含量及成熟果實(shí)中芳香物質(zhì)的影響，以期為甜瓜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試接穗品種為厚皮甜瓜IVF117、薄皮甜瓜IVF09，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所甜瓜課題組提供；白籽南瓜砧木京欣砧3號(hào)購自北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心。厚皮甜瓜 IVF117，果實(shí)發(fā)育期40 d左右，果實(shí)高圓形，果皮黃色，中心折光糖含量16%左右。薄皮甜瓜IVF09，果實(shí)發(fā)育期32 d左右，果實(shí)梨形，果皮白色，中心折光糖含量12%左右。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2012年3～10月在本所科研基地蔬菜大棚內(nèi)進(jìn)行。對(duì)砧木和接穗的種子進(jìn)行催芽處理，種子露白時(shí)播種，砧木播種2 d后播種接穗。待砧木子葉展平真葉顯露，接穗子葉展平時(shí)，選擇長勢(shì)一致的砧木進(jìn)行嫁接，采用頂插接法。試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理：自根厚皮甜瓜（CK1），自根薄皮甜瓜（CK2），南瓜砧木嫁接厚皮甜瓜（T1），南瓜砧木嫁接薄皮甜瓜（T2）。每處理90株，3次重復(fù)。采用單干整枝，主干8節(jié)以上留瓜，薄皮甜瓜單株留瓜2個(gè)，厚皮甜瓜單株留瓜1個(gè)。開花授粉后，薄皮甜瓜每8 d取樣1次，厚皮甜瓜每10 d取樣1次。

1.3 測(cè)定方法

采用直尺測(cè)量瓜蒂到瓜臍的長度為縱徑、果實(shí)中間位置的寬度為橫徑，臺(tái)秤稱量單個(gè)瓜鮮質(zhì)量。

參照李仁勇等（2009）的方法，采用ICS-3000型離子色譜儀（美國Dionex公司）測(cè)定果實(shí)中葡萄糖、果糖、蔗糖、棉子糖、水蘇糖含量。將各個(gè)取樣時(shí)期果實(shí)中5種糖含量相加即為總可溶性糖含量。

每處理隨機(jī)選取成熟果實(shí)3個(gè)，取中部果肉榨成勻漿。利用島津（SHIMADZU）GCMS-2010 plus氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（日本，Shimadzu）進(jìn)行GC-MS分析。經(jīng)NIST08和Wiley9標(biāo)準(zhǔn)譜庫聯(lián)機(jī)檢索、并與標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)照，得到定性結(jié)果。通過積分得到各化合物峰面積，參考Kemp等（1972）和Maarse 等（1989）的方法確定特征香氣成分。

采用DPSv 7.05軟件進(jìn)行差異顯著性分析，采用Microsoft Office Excel 軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 嫁接對(duì)厚皮甜瓜、薄皮甜瓜果實(shí)發(fā)育的影響

圖1 嫁接對(duì)厚皮甜瓜和薄皮甜瓜果實(shí)發(fā)育的影響

從圖1可以看出，授粉后0～20 d是果實(shí)的迅速膨大期，嫁接顯著增加了果實(shí)的橫徑、縱徑、單瓜質(zhì)量及果肉厚。授粉后40 d，嫁接厚皮甜瓜果實(shí)的橫徑、縱徑、單瓜質(zhì)量及果肉厚分別比自根苗增加了12.71%、17.64%、61.32%、35.19%。授粉后32 d，嫁接薄皮甜瓜果實(shí)的橫徑、縱徑、單瓜質(zhì)量及果肉厚分別比自根苗增加了24.37%、14.41%、29.41%、102.9%。

2.2 嫁接對(duì)厚皮甜瓜和薄皮甜瓜果實(shí)發(fā)育過程中可溶性糖含量的影響

在甜瓜果實(shí)發(fā)育過程中，2個(gè)甜瓜品種果實(shí)中的葡萄糖、果糖的含量均隨著果實(shí)的發(fā)育呈逐漸上升的趨勢(shì)。授粉后40 d，厚皮甜瓜自根苗果實(shí)中的葡萄糖和果糖的含量分別為19.02、18.33 mg·g-1（FW），嫁接苗果實(shí)中的葡萄糖和果糖的含量分別為18.82、17.01 mg·g-1（FW）。蔗糖含量在果實(shí)發(fā)育后期迅速增加，授粉后40 d，自根苗和嫁接苗中的蔗糖含量分別為70.82、68.65 mg·g-1（FW），占可溶性總糖含量的65.84%、65.29%。隨著果實(shí)的生長發(fā)育，嫁接厚皮甜瓜果實(shí)中可溶性總糖的含量略有下降（圖2-A）。薄皮甜瓜果實(shí)中的葡萄糖、果糖和蔗糖的含量顯著低于厚皮甜瓜。授粉后32 d，薄皮甜瓜自根苗果實(shí)中的葡萄糖、果糖、蔗糖和可溶性總糖的含量分別為15.09、9.62、34.68、59.49 mg·g-1（FW），嫁接苗果實(shí)中的葡萄糖、果糖、蔗糖和可溶性總糖的含量分別為11.49、8.15、31.51、51.24 mg·g-1（FW），嫁接顯著降低了薄皮甜瓜果實(shí)中可溶性總糖的含量（圖2-B）。

甜瓜是棉子糖運(yùn)轉(zhuǎn)型植物，但是甜瓜果實(shí)中的棉子糖和水蘇糖含量很低。厚皮甜瓜自根苗果實(shí)成熟時(shí)，棉子糖和水蘇糖的含量僅為0.01 mg·g-1（FW）；而薄皮甜瓜自根苗果實(shí)成熟時(shí)，幾乎檢測(cè)不到棉子糖，水蘇糖含量也僅為0.103 mg·g-1（FW）。

2.3 嫁接對(duì)甜瓜芳香物質(zhì)含量及種類的影響

圖2 嫁接對(duì)厚皮甜瓜和薄皮甜瓜果實(shí)中葡萄糖、果糖、蔗糖含量的影響

通過GC-MS分別在CK1、T1、CK2、T2中檢測(cè)出26、19、46、44種芳香物質(zhì)，各占其峰面積的45.32%、40.23%、80.81%、56.43%。厚皮甜瓜中含量較高的酯類物質(zhì)17種，醇類物質(zhì)5種，酮類物質(zhì)1種，醛類物質(zhì)6種，其他芳香物質(zhì)4種（表1）。薄皮甜瓜中檢測(cè)出酯類物質(zhì)39種，醇類物質(zhì)6種，酮類物質(zhì)4種，醛類物質(zhì)4種，其他芳香物質(zhì)17種（表2）。薄皮甜瓜中芳香物質(zhì)的種類及總相對(duì)含量都顯著高于厚皮甜瓜。厚皮甜瓜自根苗成熟果實(shí)中的主要芳香物質(zhì)：（Z）-3-壬烯-1-醇、1，9-壬二烯醇、（Z）-6-壬烯醛的相對(duì)含量分別為12.05%、5.48%、10.56%（表1）。薄皮甜瓜自根苗成熟果實(shí)中的主要芳香物質(zhì)：乙酸乙酯、乙酸異丁酯、乙酸丁酯、乙酸己酯、丁酸乙酯、巰基丙酸異辛酯的相對(duì)含量分別為38.07%、4.48%、6.52%、5.20%、3.50%、7.33%（表2）。

表1 嫁接對(duì)厚皮甜瓜芳香物質(zhì)的含量和種類的影響

嫁接明顯改變了厚皮甜瓜中芳香物質(zhì)的種類。在T1中檢測(cè)到了L-丙氨酸乙酯、4-丁基-2-（1-甲基-2-硝基乙基）-2，2-二甲基-2-甲酯、橙花基丙酮、壬醛、苯甲醛、3，4-壬二烯醛、癸烷等7種特異性物質(zhì)，占總成分的6.35%。缺失了CK1中的14種物質(zhì)：乙酸辛酯、十一烷酸甲酯、棕櫚酸甲酯、1，2-苯二酸二丁酯、十二烷酸甲酯、庚酸甲酯、11，14，17-十二碳三烯酸甲酯、5，6-二氫豆甾醇乙酸酯、2-乙基己醇、癸醇、（Z，Z）-3，6-壬二烯醛、十一醛、（Z）-6-壬烯醛、十一碳烯，占總成分的15.75%（表1）。嫁接顯著降低了薄皮甜瓜中芳香物質(zhì)含量。CK2中最主要的香氣物質(zhì)乙酸乙酯占總成分的38.07%，而T2中乙酸乙酯僅占總成分的14.63%（表2）。

可見，嫁接厚皮甜瓜芳香物質(zhì)成分改變，嫁接薄皮甜瓜主要芳香物質(zhì)的含量顯著降低是導(dǎo)致嫁接后厚皮甜瓜異香產(chǎn)生、薄皮甜瓜香氣變淡的原因。

3 結(jié)論與討論

嫁接對(duì)甜瓜果實(shí)生長影響顯著。許傳強(qiáng)等（2005）研究表明，嫁接能夠促進(jìn)網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)橫徑、縱徑的增大，加快果實(shí)膨大速度，果實(shí)中果肉厚度增加。本試驗(yàn)結(jié)果與前人相似，這可能是因?yàn)榧藿雍竽瞎险枘镜母等〈颂鸸系母?，改變了甜瓜植株的吸收水分和養(yǎng)分的能力，導(dǎo)致果實(shí)生長發(fā)生變化。在其他作物上的研究也表明，嫁接可使黃瓜（Zhong & Bie，2007；張宇 等，2011）、番茄（袁亭亭 等，2011；金嘉豐 等，2013）、茄子（趙青春 等，1997）果實(shí)產(chǎn)量顯著提高。

表2 嫁接對(duì)薄皮甜瓜芳香物質(zhì)的含量和種類的影響

葫蘆科作物光合產(chǎn)物是以棉子糖和水蘇糖的形式運(yùn)輸，但最終運(yùn)到果實(shí)的糖分仍是蔗糖（Gross & Pharr，1982）。本試驗(yàn)甜瓜果實(shí)中棉子糖和水蘇糖的含量非常低。在果實(shí)發(fā)育早期果糖和葡萄糖的含量稍高，到成熟期稍有下降或維持不變；蔗糖含量則相反，發(fā)育早期含量很低，中后期急劇增加（湯謐，2010）。焦自高等（2000）、劉慧英等（2004）、高玉英等（2002）、高梅秀等（2001）對(duì)嫁接黃瓜、西瓜、番茄、茄子的研究結(jié)果表明：嫁接后作物的抗病性和增產(chǎn)效果明顯，但果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)、可溶性固形物、VC含量均有所下降。張繼海和葛志東（2002）研究表明薄皮甜瓜通過嫁接栽培可明顯增強(qiáng)植株生長勢(shì)，提高產(chǎn)量和抗病性，但降低了果實(shí)的總糖含量。本試驗(yàn)結(jié)果表明：嫁接厚皮甜瓜成熟果實(shí)中可溶性總糖含量略有下降，嫁接顯著降低了薄皮甜瓜果實(shí)發(fā)育過程中葡萄糖、果糖含量，降低了成熟果實(shí)中可溶性總糖含量，對(duì)薄皮甜瓜的影響大于厚皮甜瓜。

甜瓜不同品種之間風(fēng)味差異較大（唐貴敏 等，2007；徐曉飛 等，2012），如Cantaloupe Charentais甜瓜香氣濃郁，而C.melo var. reticulates Naud甜瓜香氣較淡（Aubert & Bourger，2004）。即使同一品種甜瓜，其芳香物質(zhì)形成也受很多因素影響，如果實(shí)成熟期，所有酯類物質(zhì)從甜瓜授粉至成熟期不斷增加，完熟期又開始下降（Senesi et al.，2002）。嫁接影響果實(shí)中香氣物質(zhì)早有報(bào)道，對(duì)蘋果的研究表明（牛自勉 等，1996），矮化砧顯著提高蘋果中乙酸乙酯和丁酸乙酯的含量，降低果肉中乙醇的含量，而砧木14-58則明顯降低乙酸乙酯的含量。齊紅巖等（2010）通過定量分析，得出玉美人甜瓜嫁接后，提高了果皮和果肉中乙酸乙酯含量，降低了乙酸己酯和乙酸苯甲酯含量；提高了果皮中乙酸-2-甲基-1-丁酯含量，但降低了其在果肉中的含量。

在本試驗(yàn)中共檢測(cè)到芳香物質(zhì)90種，而2個(gè)品種成熟果實(shí)中芳香物質(zhì)成分均少于47種，說明不同品種間芳香物質(zhì)種類的交叉很少，每個(gè)品種均有其區(qū)別于其他品種的芳香物質(zhì)。試驗(yàn)中薄皮甜瓜芳香物質(zhì)種類較多，酯類是最主要的芳香物質(zhì)，其中乙酸乙酯相對(duì)含量達(dá)38.07%；厚皮甜瓜中（Z）-3-壬烯-1-醇和（Z）- 6-壬烯醛的相對(duì)含量分別達(dá)12.05% 和10.56%。嫁接后厚皮甜瓜和薄皮甜瓜中芳香物質(zhì)的種類均發(fā)生變化。嫁接厚皮甜瓜檢測(cè)到了L-丙氨酸乙酯、4-丁基-2-（1-甲基-2-硝基乙基）-2，2-二甲基-2-甲酯、橙花基丙酮、壬醛、苯甲醛、3，4-壬二烯醛、癸烷等7種特異性物質(zhì)，表明嫁接厚皮甜瓜有異香產(chǎn)生。嫁接薄皮甜瓜中總的芳香物質(zhì)相對(duì)含量降低了24.38個(gè)百分點(diǎn)，其中主要酯類乙酸乙酯的相對(duì)含量降低了23.44個(gè)百分點(diǎn)，乙酸己酯的相對(duì)含量降低了5.08個(gè)百分點(diǎn)。乙酸乙酯有令人愉快的水果氣味（Wyllie & Leach，1992），乙酸己酯有類似菠蘿的果實(shí)香與酒香，所以在一定程度上嫁接使薄皮甜瓜果實(shí)中令人愉快的芳香物質(zhì)含量減少，使果實(shí)香氣變淡。嫁接可能影響了有機(jī)酸、醛、酮、醇類和酯類的轉(zhuǎn)化，從而導(dǎo)致醇類和醛類物質(zhì)發(fā)生變化，有關(guān)嫁接影響果實(shí)香氣種類和含量的原因，還需進(jìn)一步研究。

綜上所述，南瓜砧木嫁接能夠促進(jìn)厚皮甜瓜和薄皮甜瓜果實(shí)膨大，增加成熟果實(shí)單瓜質(zhì)量和果肉厚，但卻降低了果實(shí)中的葡萄糖、果糖、蔗糖以及總的可溶性糖的含量，嫁接改變了厚皮甜瓜成熟果實(shí)中芳香物質(zhì)的種類，顯著降低了薄皮甜瓜成熟果實(shí)中特征香氣含量。

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Effects of Grafting on Melon Fruit Growth and Quality

ZHANG Xin-ying，F(xiàn)U Qiu-shi，ZHU Hui-qin，WANG Huai-song*

（Institute of Vegetables and Flowers，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China）

Taking pumpkin ‘Jingxinzhen No.3’ as rootstock and muskmelon IVF117 and oriental melon IVF09 as sclon，this paper studied the influences of grafting on melon fruit growth and development，fruit sugar contents，and relative amount and types of aroma substances in ripe melon fruit. The results showed that grafting significantly increased the fruit enlargement rate and single fruit weight，and promoted the fruit development. The contents of glucose，fructose，sucrose and total soluble sugars in ripe grafted melon fruit were lower than that of own-rooted melon fruit. There were 7 new aroma compounds in grafted muskmelon fruit，accounting for 6.35% of the total composition，but 14 kinds of aroma compounds were missing，which accounted for 15.75% of total composition. The total relative content of aroma compounds in grafted oriental fruit was reduced by 24.38 percentage point，among which the content of ethyl acetate was reduced by 23.44 percentage point. The changes in kinds and contents of aroma compounds in grafted melon fruit was the main reason for flavor changes in melon.

Graft；Melon；Fruit growth and development；Soluble sugar content；Aromatic substances

張新英，女，碩士研究生，專業(yè)方向：甜瓜遺傳育種，E-mail：zhxinying@foxmail.com

*通訊作者（Corresponding author）：王懷松，男，副研究員，碩士生導(dǎo)師，專業(yè)方向：甜瓜遺傳育種，E-mail：wanghuaisong@caas.cn

2014-01-09；接受日期：2014-04-04

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31201642），現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-26-07）