徐煒南，蘇春杰，胡立盼，張 靜,2，胡曉輝,*

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，農(nóng)業(yè)部西北設(shè)施園藝工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué)，園藝實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，陜西 楊凌 712100）

外源亞精胺對(duì)鹽堿脅迫下番茄果實(shí)品質(zhì)及揮發(fā)性成分的影響

徐煒南1，蘇春杰1，胡立盼1，張 靜1,2，胡曉輝1,*

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，農(nóng)業(yè)部西北設(shè)施園藝工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué)，園藝實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，陜西 楊凌 712100）

本實(shí)驗(yàn)以“金棚朝冠”番茄為試材，研究外源噴施0.25 mmol/L亞精胺（spermidine，Spd）對(duì)75 mmol/L復(fù)合鹽堿溶液（NaCl、Na2SO4、NaHCO3、Na2CO3濃度比為1∶9∶9∶1，pH 8.6）脅迫下番茄果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，利用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測(cè)定番茄果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)成分和相對(duì)含量。實(shí)驗(yàn)分4 個(gè)組：正常營(yíng)養(yǎng)液澆灌+0 mmol/L Spd（CK組）；正常營(yíng)養(yǎng)液澆灌+0.25 mmol/L Spd（CS組）；75 mmol/L復(fù)合鹽堿溶液+0 mmol/L Spd（S組）；75 mmol/L復(fù)合鹽堿溶液+0.25 mmol/L Spd（SS組）。結(jié)果表明：鹽堿脅迫條件下，噴施Spd可以顯著提高番茄果實(shí)中VC、可溶性糖和番茄紅素含量（P＜0.05），降低果實(shí)中有機(jī)酸和硝酸鹽含量（P＜0.05），提高果實(shí)品質(zhì)；同時(shí)顯著提高了番茄的單株產(chǎn)量與單果質(zhì)量（P＜0.05），保證番茄的高產(chǎn)。鹽堿脅迫減少了果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量和特征芳香物質(zhì)的相對(duì)含量，噴施Spd緩解了脅迫對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量和數(shù)量的影響。因此，鹽堿脅迫條件下，噴施Spd可以提高番茄果實(shí)品質(zhì)、增強(qiáng)果香、增加產(chǎn)量、降低不利因素對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量的影響。

鹽堿脅迫；亞精胺；番茄；品質(zhì)；揮發(fā)性物質(zhì)

XU Weinan, SU Chunjie, HU Lipan, et al. Effects of exogenous spermidine on tomato fruit quality and volatile compounds under salinity-alkalinity stress[J]. Food Science, 2017, 38(15): 82-88. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201715014. http://www.spkx.net.cn

土壤鹽堿化是影響生態(tài)環(huán)境、制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素之一，其作用機(jī)理及調(diào)控機(jī)制已成為全球性的研究熱點(diǎn)。我國(guó)鹽堿土主要分布在西北、華北及東北等地區(qū)。土壤鹽堿化對(duì)作物造成離子脅迫、滲透脅迫、高pH值脅迫等多重抑制效應(yīng)，嚴(yán)重影響作物的產(chǎn)量、品質(zhì)和效益[1-2]。番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）在我國(guó)種植廣泛，有著獨(dú)特的風(fēng)味品質(zhì)[3]，是人們?nèi)粘Ｊ秤玫囊环N水果型蔬菜。鹽堿脅迫顯著降低了番茄光合效率，嚴(yán)重抑制番茄生長(zhǎng)、有機(jī)氮的礦化和固定[4]，嚴(yán)重影響了番茄品質(zhì)與產(chǎn)量。

多胺（腐胺、精胺和亞精胺等）是陽(yáng)離子特性的化合物，在調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育、延緩衰老、增強(qiáng)生物和非生物脅迫抗性等方面發(fā)揮重要作用[5]。外源噴施亞精胺（spermidine，Spd）能夠緩解鹽堿脅迫下對(duì)番茄幼苗的生長(zhǎng)、光合作用、光合器官膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等方面的影響[6]。研究表明，鹽脅迫下施用外源褪黑素可以顯著提高番茄果實(shí)中可溶性糖、可溶性固形物、VC、β-胡蘿卜素含量，降低果實(shí)中有機(jī)酸和硝酸鹽含量并增加了番茄果實(shí)中揮發(fā)性物質(zhì)的含量和數(shù)量[7]，但關(guān)于鹽堿脅迫下噴施Spd對(duì)番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)，特別是對(duì)果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)成分影響的研究卻鮮有報(bào)道。因此，本實(shí)驗(yàn)以番茄“金棚朝冠”為試材，通過(guò)葉面噴施Spd，利用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，SPME-GC-MS）技術(shù)，探究鹽堿脅迫下，噴施Spd對(duì)番茄產(chǎn)量、果實(shí)品質(zhì)和揮發(fā)性物質(zhì)成分的影響，為實(shí)際生產(chǎn)中利用Spd來(lái)緩解逆境脅迫，保證西北地區(qū)番茄優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實(shí)驗(yàn)在陜西楊凌西北農(nóng)林科技大學(xué)南校區(qū)園藝場(chǎng)進(jìn)行。

供試番茄品種為“金棚朝冠”，由楊凌農(nóng)城種業(yè)提供。采用穴盤育苗，幼苗第3片真葉充分展平時(shí)定植于塑料盆中（直徑30 cm，高25 cm）。

復(fù)合鹽堿溶液：濃度為75 mmol/L（NaCl、Na2SO4、NaHCO3、Na2CO3濃度比為1∶9∶9∶1，pH 8.6）。采用澆灌方式，亞精胺溶液通過(guò)葉面噴施。實(shí)驗(yàn)設(shè)置4 組：正常營(yíng)養(yǎng)液澆灌+葉面噴施0 mmol/L Spd（CK組）；正常營(yíng)養(yǎng)液澆灌+葉面噴施0.25 mmol/L Spd（CS組）；75 mmol/L復(fù)合鹽堿溶液澆灌+葉面噴施0 mmol/L Spd（S組）；75 mmol/L復(fù)合鹽堿溶液澆灌+葉面噴施0.25 mmol/L Spd（SS組）。各組番茄在開(kāi)花期開(kāi)始進(jìn)行復(fù)合鹽堿溶液處理和葉片噴施Spd處理，在鹽堿脅迫條件下對(duì)相應(yīng)處理植株每隔6 d進(jìn)行葉面噴施0.25 mmol/L Spd處理。每個(gè)組重復(fù)3 次，每個(gè)重復(fù)25 盆，每盆定植1 株，株行距為40 cm×70 cm，田間隨機(jī)區(qū)組。植株采取單干整枝，每株留3 穗果，病蟲害防治及植株調(diào)整同一般管理，在果實(shí)成熟期（花后45 d左右）取生長(zhǎng)部位和果實(shí)成熟程度相似的果實(shí)2 000 g進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定。

實(shí)驗(yàn)所用試劑均為分析純，由楊凌曉白化玻站提供。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-1800型紫外分光光度計(jì) 日本島津公司；SL3001N型電子天平、ISQ GC-MS儀 美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司；HP-INNOWAX彈性石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）、恒溫磁力攪拌器 美國(guó)Troemner公司；SPME手動(dòng)進(jìn)樣手柄、SPME頭（聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS），75 μm）美國(guó)Supelco公司；勻漿機(jī) 荷蘭飛利浦公司。

1.3 方法

1.3.1 番茄果實(shí)品質(zhì)測(cè)定

可溶性總糖含量：蒽酮比色法測(cè)定[8]；VC含量：鉬藍(lán)比色法測(cè)定[8]；有機(jī)酸含量：酸堿滴定法測(cè)定[8]；硝態(tài)氮含量：硫酸-水楊酸法測(cè)定[9]；番茄果實(shí)硬度：果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定；番茄紅素含量：參考張連富等[10]的方法測(cè)定，以體積分?jǐn)?shù)2%的二氯甲烷為溶劑，在502 nm波長(zhǎng)處檢測(cè)。

1.3.2 番茄單果質(zhì)量及單株產(chǎn)量的測(cè)定

番茄果實(shí)采收期開(kāi)始到結(jié)束，測(cè)定各個(gè)組對(duì)應(yīng)的單株單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量，對(duì)各組達(dá)到商品成熟度的正常果實(shí)，用百分之一電子天平稱量單果質(zhì)量。番茄單株產(chǎn)量為每個(gè)組各株產(chǎn)量的累積值與株數(shù)的比值。

1.3.3 果實(shí)揮發(fā)性成分測(cè)定

1.3.3.1 頂空SPME取樣

各組選取大小和成熟度一致的果實(shí)9 個(gè)，每個(gè)果實(shí)隨機(jī)切去1/3，打成果實(shí)勻漿稱取15 g于40 mL樣品瓶中，加入3 g無(wú)水氯化鈉，立即用錫箔紙密封瓶口并旋緊瓶蓋，置于45 ℃恒溫磁力攪拌器上，磁力攪拌速率為300 r/min，平衡10 min，然后頂空SPME吸附30 min，立即插入色譜氣化室，250 ℃解吸3 min，進(jìn)行CG-MS分析[11-13]。每個(gè)組3 次重復(fù)，取其平均值。

1.3.3.2 GC-MS分析

參照常培培[14]、楊明惠[15]等的方法，對(duì)色譜條件略做修改。

色譜條件：HP-INNOWAX彈性石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm），進(jìn)樣口溫度250 ℃；進(jìn)樣方式為不分流進(jìn)樣；升溫程序?yàn)?0 ℃保持2.5 min，10 ℃/min升至110 ℃，然后以6 ℃/min升溫至230 ℃，維持8 min；載氣為高純氦氣（純度99.999%），流速為1.0 mL/min。

質(zhì)譜條件：電離方式為電子轟擊離子源；電離能量70 eV；離子源溫度250 ℃；選擇性離子檢測(cè)（selected ion monitor，SIM）掃描，質(zhì)量掃描范圍35～500 u。

1.3.3.3 果實(shí)揮發(fā)性定性及定量分析

樣品經(jīng)過(guò)GC進(jìn)行分離后，形成不同的色譜峰。運(yùn)用計(jì)算機(jī)檢索并與圖譜庫(kù)（NIST 2011）的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖對(duì)照，參考正反匹配度以及相關(guān)文獻(xiàn)[16-19]，當(dāng)匹配度和純度大于800（最大值1 000）的鑒定結(jié)果才予以報(bào)道。各組分質(zhì)譜經(jīng)NIST/WILEY（National Institute of Standards and Technology/WILEY for mass spectra of physiologically active compounds）檢索及資料分析，再結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行人工圖譜分析以確定各化學(xué)成分[14,19-20]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

利用SAS 9.1軟件進(jìn)行方差分析，采用Duncan多重范圍檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性分析，并用Excel 2010軟件進(jìn)行繪圖。數(shù)據(jù)表示為±s。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源Spd對(duì)鹽堿脅迫下番茄單果質(zhì)量及單株產(chǎn)量的影響

圖1 外源Spd對(duì)鹽堿脅迫下番茄單果質(zhì)量（A）及番茄單株產(chǎn)量（B）的影響Fig. 1 Effect of exogenous spermidine on tomato single fruit weight (A) and average plant yield (B) under salinity-alkalinity stress

由圖1可知，鹽堿脅迫下番茄單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量均顯著降低（P＜0.05），S組較CK組番茄單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量分別降低了58.7%和56.8%；通過(guò)噴施Spd，SS組的單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量較S組分別提高了66.7%和64.4%，差異達(dá)顯著水平（P＜0.05）。非脅迫條件下，噴施Spd對(duì)番茄單果質(zhì)量無(wú)明顯影響，但CS組的單株產(chǎn)量較CK組顯著增加了14.3%（P＜0.05）。噴施Spd可以緩解鹽堿脅迫對(duì)番茄單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量的影響。

2.2 外源Spd對(duì)鹽堿脅迫下番茄果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的影響

表1 外源Spd對(duì)鹽堿脅迫下番茄品質(zhì)指標(biāo)的影響（n＝3）Table 1 Effect of exogenous spermidine on tomato fruit quality under salinity-alkalinity stress (n= 3)

由表1可知，除S組番茄果實(shí)中有機(jī)酸含量較CK組相比差異不顯著外，其余指標(biāo)均達(dá)顯著性差異（P＜0.05）。S組與SS組中可溶性糖含量較CK組分別提高了44.2%、33.6%，差異達(dá)顯著水平（P＜0.05）；SS組有機(jī)酸含量較CK組顯著提高了35.1%；此外，S組較CK組番茄果實(shí)糖酸比顯著提高了20.2%。非脅迫條件下，噴施Spd對(duì)番茄果實(shí)中可溶性糖、有機(jī)酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和糖酸比均無(wú)顯著影響。鹽堿脅迫提高了番茄果實(shí)的VC含量，S組中番茄果實(shí)VC含量較CK組高出107.4%，差異達(dá)顯著水平（P＜0.05）；脅迫條件下噴施Spd進(jìn)一步提高了果實(shí)中VC的含量，較S組顯著增加了23.0%。在非脅迫條件下，噴施Spd對(duì)番茄果實(shí)的VC含量影響較小。與CK組相比，鹽堿脅迫顯著提高了果實(shí)中番茄紅素的含量，其中S、SS組較CK組分別提高了87.2%、77.1%，差異達(dá)顯著水平（P＜0.05），脅迫條件下噴施Spd對(duì)番茄紅素含量的影響較小。非脅迫條件下，噴施Spd，CS組較CK組番茄紅素含量顯著提高了40.6%（P＜0.05）。

鹽堿脅迫還顯著提高了果實(shí)中硝酸氮含量，S組與SS組的番茄果實(shí)硝酸氮含量較CK組分別增加了55.5%、52.9%，達(dá)差異顯著水平（P＜0.05）；噴施Spd對(duì)脅迫下番茄硝酸氮含量無(wú)顯著性影響。此外，鹽堿脅迫影響了番茄的果實(shí)硬度，S組較CK組果實(shí)硬度顯著增加了94.7%，噴施Spd，SS組較S組番茄果實(shí)硬度降低了25.2%，達(dá)差異顯著水平（P＜0.05）。非脅迫條件下，噴施Spd對(duì)番茄果實(shí)硬度無(wú)明顯影響。鹽堿脅迫下，噴施Spd有效改善了番茄部分果實(shí)品質(zhì)，提高番茄抗氧化能力和耐逆性。

2.3 外源Spd對(duì)鹽堿脅迫下番茄果實(shí)揮發(fā)性成分的影響

表2 外源Spd對(duì)鹽堿脅迫下番茄果實(shí)揮發(fā)性成分相對(duì)含量的影響（n＝3）Table 2 Effect of exogenous Spd on semi-quantitative analysis of volatile components in tomato fruits under salinity-alkalinity stress (n= 3)

續(xù)表2

由表2可知，4 個(gè)組番茄果實(shí)中共檢測(cè)出90 種揮發(fā)性物質(zhì)，其中醛類、烴類、醇類、酮類、酯類物質(zhì)分別有33、9、16、14、4 種，此外還檢測(cè)出14 種其他物質(zhì)。CK、CS、S、SS組檢測(cè)出的總揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量分別為94.40%、92.15%、89.33%和95.33%。表2可知，CK、CS、S、SS組分別檢測(cè)出60、54、43、65 種揮發(fā)性物質(zhì)，S組比CK組少17 種揮發(fā)性物質(zhì)，噴施Spd增加了鹽堿脅迫下果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)的種類，SS組較CK、S組分別增加了5 種和22 種揮發(fā)性物質(zhì)。各組番茄果實(shí)的揮發(fā)性物質(zhì)種類和含量最多的均為醛類，酮類其次。

由表3可知，各組含有25 種的共有揮發(fā)性物質(zhì)，分別為：醛類10 種、醇類3 種、酮類8 種、酯類1 種和3種其他物質(zhì)。此外，各組共有物質(zhì)總相對(duì)含量分別為：CK組80.01%、CS組81.61%、S組83.59%和SS組84.55%。4組除烴類物質(zhì)外，各類別揮發(fā)性物質(zhì)均包含多種共有揮發(fā)性物質(zhì)。各組共有揮發(fā)性物質(zhì)類別的相對(duì)含量由大到小排序?yàn)椋喝╊?、酮類、其他類、醇類、酯類、烴類。

表3 外源Spd對(duì)鹽堿脅迫下番茄果實(shí)4 個(gè)組共有的各類揮發(fā)性成分的影響Table 3 Effect of exogenous Spd on relative contents of common volatile components in four treatments under salinity-alkalinity stress

2.4 外源Spd對(duì)鹽堿脅迫下番茄果實(shí)的特征效應(yīng)化合物的影響

表4 外源Spd對(duì)鹽堿脅迫下番茄果實(shí)的特征香氣成分及相對(duì)含量的影響Table 4 Effect of exogenous Spd on relative contents of characteristic aroma components in tomato fruits under salinity-alkalinity stress

研究表明，番茄果實(shí)中含有16 種特征效應(yīng)化合物，本實(shí)驗(yàn)由于種植品種和方式的差異，各組共檢測(cè)出12 種番茄特征效應(yīng)化合物（表4），CK、CS、S、SS組分別含有10、9、7、9 種特征效應(yīng)化合物，對(duì)檢測(cè)出的特征效應(yīng)化合物的香氣類型進(jìn)行分類可分為“果香型”、“青香型”、“花香型”3 類，其中果香、青香、花香型特征效應(yīng)化合物分別含有5、3、3 種，還包含1 種刺激性揮發(fā)性物質(zhì)：1-戊烯-3-酮。鹽堿脅迫下，S組與SS組番茄果實(shí)中均未檢測(cè)出3-己烯醛、苯乙醇和β-紫羅酮；此外，S組的特征香氣化合物的相對(duì)含量較CK組減少了17.32%。噴施Spd，SS組除2-異丁基噻唑和1-戊烯-3-酮的相對(duì)含量下降外，其余特征效應(yīng)化合物的相對(duì)含量較S組均有不同程度的提高，總的相對(duì)含量增加了3.81%，同時(shí)增加了特征效應(yīng)化合物的種類。4組包含5 種共有特征芳香化合物分別為：3-甲基丁醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、正己醛、2-異丁基噻唑、1-戊烯-3-酮。鹽堿脅迫減少了番茄特征效應(yīng)化合物的數(shù)目和相對(duì)含量，通過(guò)噴施Spd可以緩解鹽堿脅迫對(duì)番茄特征效應(yīng)化合物相對(duì)含量的不利影響，增加了番茄的果香、青香和花香，減少了番茄的刺激性味道，提高了番茄的風(fēng)味品質(zhì)。

3 討 論

土壤的鹽堿化是植物面臨的主要非生物脅迫之一，其嚴(yán)重影響了作物的生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量，對(duì)作物生產(chǎn)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，極大地制約了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[21]。近年來(lái)，由于種植者的不合理灌溉、施肥，導(dǎo)致土壤鹽漬化現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，通過(guò)施用外源物質(zhì)緩解脅迫對(duì)作物的傷害，提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量，已成為一種有效的措施[22]。多胺參與調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育、細(xì)胞分化、果實(shí)成熟和衰老以及逆境脅迫響應(yīng)等多種生理生化過(guò)程[4]，Spd是植物體內(nèi)常見(jiàn)的多胺類物質(zhì)，具有延緩衰老、促進(jìn)組織生長(zhǎng)和發(fā)育、提高植株抗性的功效[6]。

研究表明，對(duì)玉米葉片和根系噴施Spd，能提高玉米的根系活力，降低玉米根系中丙二醛的含量，改善玉米葉片和根系的生理功能，緩解淹水脅迫對(duì)玉米產(chǎn)量的不利影響[23]。本實(shí)驗(yàn)中，鹽堿脅迫顯著降低了番茄的單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量，噴施Spd有效增加了鹽堿脅迫下番茄的單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量（圖1）；非脅迫條件下，噴施Spd，CS組較CK組的番茄單株產(chǎn)量也有顯著提高（圖1）。這說(shuō)明噴施Spd可以緩解鹽堿脅迫對(duì)番茄單果質(zhì)量和產(chǎn)量的影響，在非脅迫條件下也可提高番茄的單株產(chǎn)量。

可溶性糖是番茄風(fēng)味的重要組成成分，番茄果實(shí)的口感風(fēng)味主要由糖、酸度共同決定[24]。本實(shí)驗(yàn)中鹽堿脅迫顯著提高了番茄的可溶性糖的含量和糖酸比（表1）。非脅迫條件下，噴施Spd對(duì)番茄果實(shí)的可溶性糖、有機(jī)酸和糖酸比均無(wú)顯著影響（表1）。齊紅巖[25]、劉明池[26]等研究發(fā)現(xiàn)，水分脅迫提高了番茄中可溶性糖、有機(jī)酸含量，增加了果實(shí)的糖酸比，提高了番茄果實(shí)風(fēng)味口感，隨脅迫程度增加效果越明顯。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鹽堿脅迫可能抑制了番茄根系對(duì)水分吸收、增加果實(shí)中糖分的積累，從而提高了番茄果實(shí)風(fēng)味(表1)。鹽堿脅迫下，噴施Spd增加了番茄產(chǎn)量、提高了番茄的口感、保證了番茄的品質(zhì)。VC與番茄紅素都是植物體內(nèi)重要的抗氧化物質(zhì)，具有有抗氧化、消除自由基、誘導(dǎo)細(xì)胞間信息傳遞等功能[24,27]，番茄紅素作為一種重要的類胡蘿卜素，其含量與番茄果實(shí)著色和風(fēng)味形成有重要關(guān)系[28]。本實(shí)驗(yàn)中，鹽堿脅迫顯著增加了番茄果實(shí)中VC和番茄紅素的含量（P＜0.05）（表1），這可能與植株抗逆境機(jī)制有關(guān)，脅迫下番茄VC含量與番茄單果質(zhì)量和產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)與Dumas等[29]的研究結(jié)果一致；噴施Spd進(jìn)一步提高了VC含量并增加了番茄產(chǎn)量，番茄紅素含量仍保持較高水平，說(shuō)明噴施Spd提升了植株的抗氧化能力。由此可知，鹽堿脅迫下噴施Spd能夠促進(jìn)番茄果實(shí)的著色，提高植株抗氧化能力。

硝酸鹽含量是衡量蔬菜品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。研究表明，人體從食用中攝入的硝酸鹽大部分來(lái)源于蔬菜，硝酸鹽在人體內(nèi)很容易轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，危害身體健康，園藝作物優(yōu)質(zhì)與安全生產(chǎn)已成為近年來(lái)人們研究的熱點(diǎn)[30]。由于在蔬菜栽培過(guò)程中不合理的灌溉、農(nóng)藥化肥的過(guò)量使用，導(dǎo)致了土壤的鹽漬化嚴(yán)重，致使蔬菜中硝酸鹽含量過(guò)高[31]。本實(shí)驗(yàn)鹽堿脅迫下硝態(tài)氮在番茄果實(shí)中大量積累；通過(guò)噴施Spd略微降低了番茄果實(shí)中硝態(tài)氮含量，但無(wú)明顯影響（表1）。利用頂空SPME-GC-MS聯(lián)用技術(shù)對(duì)番茄果實(shí)進(jìn)行分析檢測(cè)，檢測(cè)出90 種揮發(fā)性物質(zhì)，其中包含醛類、烴類、醇類、酮類、酯類物質(zhì)各33、9、16、14、4 種，還檢測(cè)出14 種其他揮發(fā)性物質(zhì)；各組檢測(cè)出的揮發(fā)性物質(zhì)的總相對(duì)含量分別為CK組94.40%、CS組92.15%、S組89.33%和SS組95.33%（表2）。已有研究表明，番茄果實(shí)風(fēng)味除受其本身的遺傳因素影響外，微量元素的施用也是影響其風(fēng)味品質(zhì)的重要因素[28,32]。徐煒南等[33]研究發(fā)現(xiàn)不同濃度硼處理改變了番茄果實(shí)芳香物質(zhì)的種類組成和含量，適宜的硼濃度保證番茄擁有較好的風(fēng)味品質(zhì)。此外，研究表明脂肪酸是合成番茄芳香物質(zhì)的主要前體之一，其主要包括油酸、亞麻酸、亞油酸等[28]。在多種非生物逆境脅迫下，不飽和脂肪酸均有良好的調(diào)節(jié)作用[34]，同時(shí)不飽和脂肪酸對(duì)人體的健康也有積極的作用。本實(shí)驗(yàn)中，鹽堿脅迫減少了番茄果實(shí)的揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量和相對(duì)含量（表2、3），噴施Spd增加了番茄果實(shí)中揮發(fā)性物質(zhì)的數(shù)量，顯著提高了揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量（P＜0.05），保證了鹽堿脅迫下番茄的風(fēng)味品質(zhì)。

番茄含有超過(guò)400 種揮發(fā)性物質(zhì)，組成結(jié)構(gòu)主要是醇類、醛類、酮類、酯類等4 類物質(zhì)[35]，揮發(fā)性物質(zhì)中含量大于1 nL/L只有30 種[36]。Buttery[37]對(duì)含量大于1 nL/L的30 種物質(zhì)的含量、閾值、對(duì)數(shù)閾值單位進(jìn)行了確定，這些成分中，有16 種對(duì)數(shù)閾值大于0，這16 種揮發(fā)性物質(zhì)共同組成了番茄獨(dú)特風(fēng)味。Baldwin等[38]認(rèn)為這16 種成分就是番茄的主要特征效應(yīng)化合物。本實(shí)驗(yàn)共檢測(cè)出12 種特征效應(yīng)化合物，分別為3-甲基丁醛、3-甲基丁醇、水楊酸甲酯、3-己烯醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、2-已烯醛、正己醛、2-異丁基噻唑、苯乙醛、苯乙醇、β-紫羅酮和1-戊烯-3-酮。將檢測(cè)出的12 種特征效應(yīng)化合物的香氣類型可以風(fēng)味4 類：果香、青香、花香型和刺激性味。Baldwin等[38-39]研究不同揮發(fā)性成分對(duì)番茄整體風(fēng)味的具體貢獻(xiàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，牻牛兒丙酮與番茄的風(fēng)味和甜味相關(guān)；乙醛、乙酮、β-紫羅蘭酮、乙醇以及順-3-己醇等與酸味相關(guān)，順-3-己烯醛、1-戊烯-3-酮與苦味具有相關(guān)性；順-3-己烯醛和澀味關(guān)系較密切，而2,3-二甲基丁醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮與番茄風(fēng)味、整體滿意度、腐敗味等相關(guān)聯(lián)。在檢測(cè)的12 種特征效應(yīng)化合物中，各組中相對(duì)含量最高的揮發(fā)性物質(zhì)均為正己醛，其次為6-甲基-5-庚烯-2-酮，這兩種物質(zhì)對(duì)番茄的青香和果香貢獻(xiàn)較大；鹽堿脅迫下S組中2-異丁基噻唑、1-戊烯-3-酮的相對(duì)含量較CK組明顯提高，而正己醛和6-甲基-5-庚烯-2-酮相對(duì)含量降低，其余特征效應(yīng)化合物的相對(duì)含量也有不同程度的減少；噴施Spd則有效緩解了這種現(xiàn)象，增加了特征效應(yīng)化合物的總相對(duì)含量，同時(shí)降低了2-異丁基噻唑、1-戊烯-3-酮的相對(duì)含量；非脅迫條件下，噴施Spd對(duì)番茄特征效應(yīng)化合物的影響較小。本實(shí)驗(yàn)與甘霖等[40]研究結(jié)果相似，其研究發(fā)現(xiàn)3%秸稈源品質(zhì)改良因子對(duì)番茄果實(shí)噴施處理后，順-3-己烯醛、反-2-己烯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、水楊酸甲酯含量提高，酯、酮類物質(zhì)增加；拌肥處理番茄果實(shí)芳香物質(zhì)中順-3-己烯醛、反-2-己烯、（E,E）-2,4-己二烯醛、水楊酸甲酯含量提高；兩個(gè)處理中2-異丁基噻唑和1-戊烯-3-酮均有不同程度的下降。鹽堿脅迫嚴(yán)重影響了番茄果實(shí)特征效應(yīng)化合物的數(shù)量與相對(duì)含量，2-異丁基噻唑、1-戊烯-3-酮的增加嚴(yán)重影響了番茄的風(fēng)味品質(zhì)；噴施Spd緩解了鹽堿脅迫的影響，對(duì)番茄特征效應(yīng)化合物均有不同程度的改變，提高了番茄的風(fēng)味品質(zhì)。

4 結(jié) 論

鹽堿脅迫降低了番茄的單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量，減少了番茄果實(shí)中揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量和數(shù)量，而番茄果實(shí)中可溶性糖含量、有機(jī)酸含量、硝態(tài)氮含量、VC含量、番茄紅素含量和硬度均有不同程度的增加。鹽堿脅迫下，噴施Spd提高了VC含量，而番茄紅素含量無(wú)明顯變化，噴施Spd緩解了不利因素對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育的影響；降低果實(shí)的硬度，提高了果實(shí)的口感；改變了果實(shí)中揮發(fā)性物質(zhì)和特征效應(yīng)化合物的組成和相對(duì)含量，減少了2-異丁基噻唑和1-戊烯-3-酮的相對(duì)含量，提高了果實(shí)的風(fēng)味。綜上所述，鹽堿脅迫下噴施Spd可以提高番茄的產(chǎn)量，改善番茄的果實(shí)品質(zhì)增加番茄的風(fēng)味口味。

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Effects of Exogenous Spermidine on Tomato Fruit Quality and Volatile Compounds under Salinity-alkalinity Stress

XU Weinan1, SU Chunjie1, HU Lipan1, ZHANG Jing1,2, HU Xiaohui1,*
(1. Key Laboratory of Protected Horticultural Engineering in Northwestern China, Ministry of Agriculture, College of Horticulture, Northwest A & F University, Yangling 712100, China; 2. Experimental Teaching Demonstration Center of Hoticulture, Northwest A & F University, Yangling 712100, China)

The study was designed to investigate the effects of spraying exogenous spermidine (0.25 mmol/L) on fruit yield, quality and volatile compounds in tomato cultivar Jinpengchaoguan. Plants were exposed to 75 mmol/L salinity-alkalinity stress c(NaCl):c(Na2SO4):c(NaHCO3):c(Na2CO3) = 1:9:9:1. Four treatments were performed: 0 mmol/L salinity-alkalinity plus 0 mmol/L Spd (CK), 0 mmol/L salinity-alkalinity plus 0.25 mmol/L Spd (CS), 75 mmol/L salinity-alkalinity plus 0 mmol/L Spd (S), and 75 mmol/L salinity-alkalinity plus 0.25 mmol/L Spd (SS). The results showed that applying 0.25 mmol/L Spd (SS) significantly improved fruit VC (P ＜ 0.05), soluble sugar and lycopene contents and yields (P ＜ 0.05). Under salinity-alkalinity stress the organic acid and nitrate contents were reduced signi fi cantly (P ＜ 0.05). Headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry (SPME-GC-MS) was used to analyze the volatile substances of tomato fruits in different treatments. Our results illustrated that salinity-alkalinity stress could decrease the total number of volatile substances and the relative contents of characteristic aroma compounds, and this effect could be mitigated by spraying Spd. Therefore, spraying Spd can reduce the adverse effects caused by salinity-alkalinity stress, resulting in improved fruit quality and aroma, and increased fruit yield.

salinity-alkalinity stress; spermidine; tomato; quality; volatile compounds

10.7506/spkx1002-6630-201715014

S641.2

A

1002-6630（2017）15-0082-07

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2016-07-02

“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)（2016YFD0201005）

徐煒南（1991-），男，碩士研究生，研究方向?yàn)樵O(shè)施園藝植物生理生態(tài)。E-mail：xuweinan0817@163.com

*通信作者：胡曉輝（1977-），女，教授，博士，研究方向?yàn)樵O(shè)施園藝植物生理生態(tài)。E-mail：hxh1977@163.com