鄭賀云，耿新麗，張翠環(huán)，姚 軍，再吐娜·買買提，廖新福

(新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所，新疆 鄯善 838200)

甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育與糖組分梯度積累動(dòng)態(tài)研究

鄭賀云，耿新麗，張翠環(huán)，姚 軍，再吐娜·買買提，廖新福*

(新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所，新疆 鄯善 838200)

為探索甜瓜發(fā)育過(guò)程中生長(zhǎng)模式、果實(shí)糖分積累與梯度分布的情況，在新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所甜瓜基地進(jìn)行小區(qū)試驗(yàn)，以甜瓜品種西州密25號(hào)為研究對(duì)象，測(cè)定其不同生長(zhǎng)期果實(shí)縱橫徑、糖分積累的變化規(guī)律。結(jié)果表明：甜瓜果實(shí)縱、橫徑、單果質(zhì)量都是單“S”型生長(zhǎng)曲線，生長(zhǎng)發(fā)育前期增長(zhǎng)相對(duì)較慢，隨后迅速生長(zhǎng)，后期生長(zhǎng)緩慢趨于平緩；果實(shí)發(fā)育早期葡萄糖、果糖迅速積累，蔗糖含量幾乎檢測(cè)不到，然而甜瓜網(wǎng)紋期至成熟期蔗糖迅速積累。果實(shí)成熟期檢測(cè)的糖分梯度變化為蒂部果肉葡萄糖含量>蔗糖含量>果糖含量，臍部果肉與中部果肉蔗糖含量>葡萄糖含量>果糖含量。

甜瓜；發(fā)育動(dòng)態(tài)；糖積累；梯度分布

甜瓜屬葫蘆科(Cucurbitaceae)香瓜屬(Cucumis)植物，含有人體內(nèi)必需的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)蛋白質(zhì)、脂肪、糖、胡蘿卜素、維生素、鈣、磷、鐵等，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[1]。糖不僅是果實(shí)品質(zhì)、風(fēng)味的重要組成成分，也是氨基酸、VC等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合成的基礎(chǔ)原料[2]。果糖、葡萄糖和蔗糖是甜瓜果實(shí)中主要的可溶性糖組分，其含量和組成是構(gòu)成其品質(zhì)的關(guān)鍵[3]，蔗糖的積累量是決定果實(shí)品質(zhì)的關(guān)鍵[4-5]。不同基因型甜瓜品種或品系間糖積累模式差異表現(xiàn)較大，并且糖組分在不同的組織空間也有不同的分布[6-8]。

西州密25號(hào)是最近幾年廣泛推廣的精品甜瓜品種。其風(fēng)味獨(dú)特、肉質(zhì)細(xì)、脆，為瓜中珍品，在新疆、廣西、海南等地大面積種植，對(duì)農(nóng)民經(jīng)濟(jì)增收起到了巨大作用。研究者對(duì)甜瓜栽培技術(shù)、生物學(xué)特性、成熟生理生化以及貯藏特性等有所研究[9-12]，但關(guān)于果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)及糖分的積累分布規(guī)律研究鮮見報(bào)道。本研究以西州密25號(hào)為試材，分析甜瓜果實(shí)發(fā)育動(dòng)態(tài)變化和糖分組成梯度分布情況，旨在探索甜瓜果實(shí)發(fā)育特性，為進(jìn)一步研究甜瓜營(yíng)養(yǎng)成分形成機(jī)理，為生產(chǎn)栽培采取合理措施，提高甜瓜的品質(zhì)、產(chǎn)量，以及甜瓜初加工提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)以西州密25號(hào)為供試材料，該品種表現(xiàn)出較強(qiáng)的生長(zhǎng)活力，植株長(zhǎng)勢(shì)穩(wěn)定且不易瘋長(zhǎng)，具有抗枯萎病和蚜蟲的能力。果實(shí)橢圓、麻綠底，網(wǎng)紋細(xì)密全，果肉呈橘紅色，肉質(zhì)細(xì)、松脆、果實(shí)風(fēng)味較好，中心可溶性固形物含量高達(dá)15.6%～18%[13]。

1.2 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)材料取自新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所試驗(yàn)基地。2016年4月14日播種，采用滴灌地膜覆蓋方式栽培，行距2.7 m，株距0.4 m，試驗(yàn)地面積68 m×7 m。單蔓整枝，6月2日開花，選取同一天開花的植株進(jìn)行掛牌，坐果節(jié)位10～12節(jié)，每株留果1個(gè)，肥水及田間管理與生產(chǎn)相同。授粉后每3 d隨機(jī)取樣，39 d采收果實(shí)，取樣時(shí)每次取10個(gè)果，分別測(cè)定單果重和果實(shí)縱橫經(jīng)。將果實(shí)分為臍部、中部、蒂部3個(gè)部分，用打孔器取樣，取出果肉，切取中間部位，混合后立即用液氮速凍，-30 ℃冰箱備用。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 果實(shí)發(fā)育動(dòng)態(tài)觀察測(cè)定 植株開花期，隨機(jī)選擇同一天開花的40株植株掛牌，之后用游標(biāo)卡尺每2 d測(cè)定果實(shí)縱徑和橫徑，至果實(shí)成熟結(jié)束，計(jì)算果實(shí)的生長(zhǎng)量，并以時(shí)間為橫坐標(biāo)，果實(shí)縱、橫徑為縱坐標(biāo)繪制果實(shí)生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)曲線。用電子秤稱其重量，直至果實(shí)成熟，每次測(cè)定時(shí)間為上午。計(jì)算果形指數(shù)，果形指數(shù)為果實(shí)縱橫徑比值。

1.3.2 果實(shí)糖組分含量的提取與測(cè)定 采用高效液相色譜法測(cè)定果實(shí)果肉中果糖、葡萄糖和蔗糖的含量。糖的提取[14]：取果肉凍樣1 g，在研缽中研磨，加6 mL乙腈(色譜級(jí))，60 ℃水浴10 min后，8000 r/min離心20 min，吸取上清液于25 mL的容量瓶中；殘?jiān)偌尤? mL雙蒸水后，繼續(xù)60 ℃水浴10 min，8000 r/min離心20 min，合并上清液；重復(fù)上一步再提取1次，合并上清液，最終定容到25 mL刻度。抽取1 mL上清液通過(guò)溶劑過(guò)濾器有機(jī)系(0.22 μm濾膜)過(guò)濾，供高效液相色譜檢測(cè)用。

高效液相色譜條件：高效液相色譜(美國(guó)安捷倫1260)檢測(cè)器為示差檢測(cè)器(G1362A RID)；色譜柱：氨基柱(Platisil NH25 μm×250 mm×4.6 mm)；流動(dòng)相是乙腈∶水=75∶25，流動(dòng)相需要超聲波脫氣30 min，并經(jīng)0.45 μm濾膜過(guò)濾；流速為1.00 mL/min，進(jìn)樣量20 μL，柱溫35 ℃。

1.3.3 甜度的計(jì)算 參照薛素林等[15]研究方法，甜度=果糖×1.75+葡萄糖×0.7+蔗糖×1.0。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用DPS和Excel 2003軟件統(tǒng)計(jì)果實(shí)生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)及糖含量數(shù)據(jù)并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)發(fā)育過(guò)程生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)

2.1.1 果實(shí)縱、橫徑、重量的生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)變化 果實(shí)從受精后開始生長(zhǎng)發(fā)育，直到果實(shí)成熟采摘共計(jì)39 d。圖1結(jié)果表明，果實(shí)縱徑與橫徑變化勢(shì)態(tài)基本保持一致，發(fā)育初期增長(zhǎng)較快，發(fā)育20 d后變化平緩，成熟期趨于穩(wěn)定。果實(shí)發(fā)育2～12 d為快速生長(zhǎng)期，12～20 d為緩慢生長(zhǎng)期。從全生育期生長(zhǎng)曲線可以看出，果實(shí)縱徑、橫徑以及單果重都是“S”型生長(zhǎng)曲線，前期變化較慢，之后逐漸上升，后期增加緩慢，并且果實(shí)縱徑的生長(zhǎng)高于橫徑的生長(zhǎng)，果形指數(shù)為1.36左右，直至成熟果實(shí)單果重為2.0～2.5 kg(圖2)。

圖1 果實(shí)縱、橫徑生長(zhǎng)的變化動(dòng)態(tài)

圖2 果實(shí)重的變化動(dòng)態(tài)

2.1.2 果實(shí)縱橫徑凈增長(zhǎng)量的變化 從圖3可以看出，果實(shí)發(fā)育6 d和12 d果實(shí)縱徑的凈增長(zhǎng)達(dá)到2個(gè)生長(zhǎng)高峰，之后增長(zhǎng)緩慢，發(fā)育18 d直到成熟期凈增長(zhǎng)量趨于平緩；橫徑的凈增長(zhǎng)量集中在果實(shí)發(fā)育6～8 d，12 d再次出現(xiàn)生長(zhǎng)高峰，以后生長(zhǎng)速度逐漸下降，與縱徑的凈增長(zhǎng)量趨勢(shì)相同，18 d以后接近停止生長(zhǎng)。從果實(shí)整個(gè)發(fā)育期縱橫徑的變化趨勢(shì)來(lái)看，果實(shí)縱徑凈生長(zhǎng)量發(fā)育8 d之前均明顯高于橫徑的凈生長(zhǎng)量，之后生長(zhǎng)量是交替的。

2.2 果實(shí)發(fā)育進(jìn)程中糖分積累與梯度分布

2.2.1 果實(shí)蒂部果肉糖分積累 如圖4所示，在果實(shí)發(fā)育過(guò)程中，蒂部果肉葡萄糖和果糖含量變化趨勢(shì)大致相同，發(fā)育24 d內(nèi)快速上升，葡萄糖含量達(dá)到44.95 mg/g FW，果糖含量達(dá)到29.30 mg/g FW，之后略有下降，直到成熟前期又有所回升；蔗糖含量在發(fā)育27 d前積累幾乎為0，之后至成熟期持續(xù)上升，采收時(shí)蔗糖含量達(dá)到39.37 mg/g FW，而39 d采收時(shí)蒂部果肉的葡萄糖含量高于蔗糖和果糖含量。

圖3 果實(shí)縱、橫徑凈增長(zhǎng)量的變化動(dòng)態(tài)

圖4 蒂部果肉糖組分的變化動(dòng)態(tài)

2.2.2 果實(shí)臍部果肉糖分積累 從圖5可知，在果實(shí)發(fā)育27 d時(shí)，臍部果肉葡萄糖和果糖含量均達(dá)到最大值，葡萄糖含量49.88 mg/g FW，果糖含量32.26 mg/g FW，發(fā)育30 d后變化平緩；24 d臍部果肉蔗糖積累開始啟動(dòng)，之后積累速率加快，39 d采收時(shí)蔗糖積累量達(dá)到60.91 mg/g FW，均遠(yuǎn)高于葡萄糖和果糖含量。

圖5 臍部果肉糖組分的變化動(dòng)態(tài)

2.2.3 果實(shí)中部果肉糖分積累 中部果肉葡萄糖和果糖含量平緩升高之后下降，成熟后期又回升，果實(shí)24 d蔗糖開始快速積累，成熟期蔗糖含量為46.44 mg/g FW，葡萄糖含量43.67 mg/g FW，果糖含量26.98 mg/g FW，蔗糖含量均高于葡萄糖和果糖含量(圖6)。

2.2.4 不同部位果肉蔗糖梯度的分布特點(diǎn) 果實(shí)蒂部、臍部、中部葡萄糖、果糖積累有類似的變化趨勢(shì)(圖4、圖5、圖6)。而發(fā)育初期各部位蔗糖積累極少，蒂部果肉在果實(shí)發(fā)育27 d才開始積累蔗糖，臍部和中部果實(shí)發(fā)育24 d蔗糖積累啟動(dòng)，比蒂部果肉提早3 d，并且臍部蔗糖積累量一直高于同期中部果肉和蒂部果肉的蔗糖含量。結(jié)果表明，甜瓜果實(shí)糖分梯度分布明顯，從蒂部向臍部蔗糖積累量升高，果實(shí)成熟期葡萄糖積累中部果肉較高，各部位果糖含量差異較小(圖7)。

圖6 中部果肉糖組分的變化動(dòng)態(tài)

圖7 不同部位果肉蔗糖梯度的分布特點(diǎn)

2.2.5 不同部位果肉甜度的分布特點(diǎn) 甜度是衡量甜瓜品質(zhì)的重要因子之一，直接影響果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分的分布。西州密25號(hào)果實(shí)不同部位果肉甜度均呈上升趨勢(shì)，至發(fā)育39 d采收時(shí)達(dá)到最高值，臍部果肉甜度>中部果肉甜度>蒂部果肉甜度(圖8)。研究表明，果實(shí)中的蔗糖代謝是糖積累、轉(zhuǎn)化的重要環(huán)節(jié)，決定了發(fā)育期果實(shí)糖分積累的高低。

3 討論

3.1 果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)

甜瓜果實(shí)動(dòng)態(tài)變化及品質(zhì)形成包括形態(tài)和生理變化2個(gè)方面。果實(shí)生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)呈2種基本動(dòng)態(tài)變化，單“S”型和雙“S”型。山楂、柚子、貴長(zhǎng)獼猴桃[16]、庫(kù)爾勒香梨[17]、串枝紅杏[18]等為均雙“S”型曲線，扁桃[19]、蘋果、菠蘿[20]、河套密瓜[21]為單“S”曲線。本研究測(cè)得西州密25號(hào)果實(shí)縱、橫徑呈單“S”型的生長(zhǎng)曲線，坐果后縱、橫徑生長(zhǎng)較慢，之后迅速生長(zhǎng)，隨著果實(shí)接近成熟，其生長(zhǎng)曲線逐漸平行于發(fā)育時(shí)間軸線。從這點(diǎn)來(lái)看，果實(shí)縱橫徑接近停止?fàn)顟B(tài)，且縱徑生長(zhǎng)量在發(fā)育前期明顯高于橫徑生長(zhǎng)量，以后凈增長(zhǎng)量交替變化。在果實(shí)發(fā)育的初期，期果實(shí)縱橫徑增長(zhǎng)迅速是因?yàn)檫@一時(shí)期甜瓜成熟葉片已占多數(shù)，葉片向外輸出營(yíng)養(yǎng)，兩者之間的競(jìng)爭(zhēng)緩解，果實(shí)細(xì)胞分裂加速，發(fā)育20 d后果實(shí)縱橫徑逐漸趨于緩慢狀態(tài)，這個(gè)時(shí)期正是甜瓜網(wǎng)紋開始出現(xiàn)，并且蔗糖開始積累，這時(shí)果實(shí)需要大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供給，導(dǎo)致果實(shí)縱、橫徑增長(zhǎng)緩慢，果實(shí)進(jìn)入生理成熟階段，形態(tài)基本形成。

圖8 不同部位果肉甜度的變化動(dòng)態(tài)

西州密25號(hào)單果質(zhì)量呈單“S”型生長(zhǎng)曲線，果實(shí)質(zhì)量幼果期增長(zhǎng)速度相對(duì)較慢，膨大期開始迅速增長(zhǎng)至成熟期增長(zhǎng)較慢。果實(shí)的快速增長(zhǎng)期是決定果實(shí)大小的關(guān)鍵時(shí)期，這個(gè)時(shí)期必須滿足肥料和水的需求，這對(duì)提高果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量起著重要的作用，否則會(huì)導(dǎo)致果實(shí)形態(tài)畸形、重量、體積較小。

3.2 果實(shí)發(fā)育進(jìn)程中糖分積累與梯度分布

糖含量和組成成分是衡量甜瓜品質(zhì)的重要依據(jù)，西州密25號(hào)果實(shí)糖積累和組分受果實(shí)發(fā)育期的影響，果實(shí)發(fā)育前期葡萄糖和果糖快速積累，幾乎檢測(cè)不到蔗糖，但后期積累啟動(dòng)后蔗糖含量迅速增高并且臍部果肉蔗糖積累早于中部和蒂部果肉。成熟期甜瓜不同組織糖組分分布對(duì)果實(shí)營(yíng)養(yǎng)和感官質(zhì)量都密不可分，甜度存在縱向梯度分布，外果皮向中果肉也存在梯度變化，葡萄糖含量降低，蔗糖含量升高，中心果肉比外果肉蔗糖含量高10倍以上，差異極顯著[22]。本試驗(yàn)研究表明，甜瓜蒂部果肉向臍部果肉糖組分也存在梯度分布，臍部果肉>中部果肉>蒂部果肉；蔗糖含量升高葡萄糖和果糖含量下降。

4 結(jié)論

西州密25號(hào)果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，果實(shí)縱、橫徑、果實(shí)重量呈單“S”曲線生長(zhǎng)，果型指數(shù)1.36左右，果實(shí)成熟期單果重達(dá)2.0～2.5 kg。果實(shí)發(fā)育前期葡萄糖和果糖迅速積累，幾乎檢測(cè)不到蔗糖含量，自甜瓜網(wǎng)紋期開始至成熟蔗糖迅速積累，且臍部果肉蔗糖積累比中部果肉和蒂部果肉提前3 d積累；果實(shí)成熟期糖分梯度變化情況為：蒂部果肉葡萄糖含量>蔗糖含量>果糖含量；臍部果肉和中部蔗糖含量>葡萄糖含量>果糖含量，果實(shí)甜度梯度變化：臍部果肉>中部果肉>蒂部果肉。

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(責(zé)任編輯：曾小軍)

Dynamic Study on Growth, Development and Sugar Component Gradient Accumulation in Melon

ZHENG He-yun, GENG Xin-li, ZHANG Cui-huan, YAO Jun, ZAITUNA Mai-maiti, LIAO Xin-fu*

(Institute of Grape and Melon of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Shanshan 838200, China)

In order to explore the dynamics of growth, development and sugar component gradient accumulation in melon, the author carried out a plot test to study the change rule of fruit size and sugar component accumulation in melon variety “Xizhoumi 25” at various growth stages. The results showed that the growth of fruit transverse diameter, fruit vertical diameter, and single-fruit mass of melon all belonged to “single-S-shape” curve, and their growth was relatively slow at earlier growth stage, then became rapid, and finally tended to be slow and smooth at later growth stage. At the early stage of fruit development, glucose and fructose were accumulated rapidly in melon, while sucrose could hardly be detected. From checkered stage to maturing stage, sucrose was accumulated rapidly in melon. In fruit mature period, the gradient changes in sugar components revealed the following sequences: glucose content > sucrose content > fructose content in pedicel pulp; sucrose content > glucose content > fructose content in both umbilical pulp and middle pulp.

Melon; Dynamics of development; Sugar accumulation; Gradient distribution

2017-05-15

國(guó)家西甜瓜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-25)；公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(KYGY2016157)。

鄭賀云(1986─)，女，新疆鄯善人，農(nóng)藝師，碩士，研究方向：甜瓜貯藏與運(yùn)輸。*通訊作者：廖新福。

S652

A

1001-8581(2017)09-0032-04