摘要：為探究冬瓜果實(shí)糖酸積累規(guī)律及代謝調(diào)控機(jī)制，分別以黑皮冬瓜、粉皮冬瓜和小冬瓜果實(shí)為試材，分析從果皮到果瓤不同部位的糖酸組成、積累規(guī)律和代謝相關(guān)基因的表達(dá)變化趨勢(shì)。利用高效液相色譜鑒定不同冬瓜品種果皮、外果肉、中果肉、內(nèi)果肉及果瓤的可溶性糖和有機(jī)酸組分及含量，采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qRT-PCR）比較分析冬瓜果實(shí)各部位糖代謝基因SUS和AGA2、蘋果酸代謝基因MDH和PEPC、及檸檬酸代謝基因CS的表達(dá)情況，并探究其含量與表達(dá)水平的相關(guān)性。結(jié)果表明，冬瓜果肉的可溶性糖含量顯著高于果皮和果瓤，且不同冬瓜類型間的主要糖組分也存在差異，粉皮冬瓜為果糖，黑皮冬瓜和小冬瓜為葡萄糖。冬瓜果肉的主效有機(jī)酸為蘋果酸，而果瓤則為檸檬酸，果皮中有機(jī)酸含量較低。黑皮冬瓜果實(shí)不同部位糖酸代謝基因的表達(dá)與其含量的相關(guān)性分析結(jié)果表明，SUS（Bhi12G001032）和AGA2（Bhi03G001926）基因的表達(dá)與可溶性糖含量正相關(guān)且部分達(dá)顯著水平，MDH（Bhi12G001426）和PEPC（Bhi12G000721）基因的表達(dá)與蘋果酸含量顯著正相關(guān)，CS（Bhi09G000480）和CS（Bhi02G001831）基因的表達(dá)與檸檬酸含量顯著正相關(guān)。表明冬瓜果實(shí)糖酸組成及含量具有組織特異性，且受糖酸代謝關(guān)鍵基因SUS、AGA2、PEPC、MDH和CS表達(dá)的影響，進(jìn)而影響冬瓜品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：冬瓜；果實(shí)差異組織部位；可溶性糖；有機(jī)酸；代謝基因

中圖分類號(hào)：S642.301" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2025）03-0164-07

劉" 玲，周美江，鐘玉娟，等. 冬瓜果實(shí)不同部位糖酸積累規(guī)律及代謝基因表達(dá)分析［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2025，53（3）：164-170.

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2025.03.022

收稿日期：2024-01-10

基金項(xiàng)目：廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品營(yíng)養(yǎng)與健康研究中心建設(shè)運(yùn)行經(jīng)費(fèi)（編號(hào)：XTXM 202205）；廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)：2023B0202050001、2020B020220003）；嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（編號(hào)：NT2021004）；廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院院創(chuàng)新基金青年自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（編號(hào)：202106）。

作者簡(jiǎn)介：劉" 玲（1997—），女，四川成都人，碩士研究生，主要從事瓜類蔬菜果實(shí)品質(zhì)研究。E-mail：2317200951@qq.com。

通信作者：薛舒丹，博士，助理研究員，主要從事瓜類內(nèi)在品質(zhì)遺傳改良以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝機(jī)制研究，E-mail：xueshudan@gdaas.cn；謝大森，博士，研究員，主要從事瓜類蔬菜品質(zhì)育種研究，E-mail：xiedasen@126.com。

冬瓜（Benincasa hispida）屬于葫蘆科冬瓜屬一年生蔓生草本植物，是我國(guó)南菜北運(yùn)和調(diào)節(jié)市場(chǎng)均衡供應(yīng)的主要瓜類蔬菜品種［1］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)冬瓜年播種面積已達(dá)3 333.33 km2，主要分布在廣東、廣西、湖南、 湖北、海南等省份［2］。冬瓜果實(shí)中富含蛋白質(zhì)、碳水化合物、維生素、礦質(zhì)元素等，口感清甜、無(wú)異味，具有良好的營(yíng)養(yǎng)、藥用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值［3］。冬瓜果實(shí)從外到內(nèi)不同部位各有特點(diǎn)，其中，冬瓜皮可用于治療和防治代謝疾病，如肥胖癥、高血糖及高血脂癥等［4］。冬瓜果肉口感清淡，可鮮食，也可作為餡料用于食品加工［5］。冬瓜的主要可食部位為果肉，其風(fēng)味、質(zhì)地及營(yíng)養(yǎng)等品質(zhì)的優(yōu)劣是市場(chǎng)選擇冬瓜的主要依據(jù)。同時(shí)，隨著人們生活水平的提高，營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味濃郁的高品質(zhì)冬瓜成為消費(fèi)者首選。研究表明，口感風(fēng)味是評(píng)價(jià)果實(shí)品質(zhì)的關(guān)鍵因子，冬瓜果實(shí)風(fēng)味主要是由糖酸類物質(zhì)組成和含量決定的，成熟期冬瓜果肉主要的糖類物質(zhì)是果糖和葡萄糖，酸類物質(zhì)是蘋果酸和檸檬酸等有機(jī)酸［6-7］。因此，開展冬瓜風(fēng)味品質(zhì)相關(guān)糖酸物質(zhì)的研究對(duì)冬瓜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

目前，對(duì)葫蘆科瓜類果實(shí)糖酸物質(zhì)的研究主要集中于可食用部位，眾所周知，西瓜的可食用部位為果瓤，冬瓜、南瓜及甜瓜等為果肉，而黃瓜和絲瓜等則是果肉與果瓤一同食用。趙勝杰等對(duì)20個(gè)西瓜種質(zhì)資源果實(shí)糖酸組分含量進(jìn)行分析，選用的檢測(cè)部位為中心果瓤［8］。Abbas等則選取果肉部分對(duì)2個(gè)南瓜種質(zhì)CMO-X和CMO-E的品質(zhì)性狀進(jìn)行分析［9］。萬(wàn)小童等選取冬瓜中部的果肉部分來(lái)研究其風(fēng)味營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)［7］。焦加斌等選取果實(shí)上、中、下部的果肉部分對(duì)冬瓜果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行分析［3］。焦加斌等還對(duì)黑皮冬瓜果實(shí)上、中、下部果肉糖類物質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)，同一發(fā)育階段的冬瓜果實(shí)各部位可溶性固形物及可溶性糖含量無(wú)顯著差異［2］。

另外，近年來(lái)葫蘆科瓜類風(fēng)味品質(zhì)影響因子糖酸的主效基因已有相關(guān)報(bào)道。Gao等發(fā)現(xiàn)，調(diào)控西瓜可溶性糖和有機(jī)酸合成及代謝的酶類基因有蔗糖合成酶（SuSy）、蔗糖-磷酸合成酶（SPS）、NAD-依賴性蘋果酸脫氫酶（NAD-cyt MDH）和檸檬酸合成酶（CS）等［10］。Abbas等對(duì)比分析南瓜果實(shí)不同發(fā)育階段的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，SUS、SPS、HK和FK基因與蔗糖含量高度相關(guān)［9］。Liu等發(fā)現(xiàn)黃瓜中CsAGA2（堿性α-半乳糖苷酶2）基因的表達(dá)與糖積累密切相關(guān)，過(guò)表達(dá)CsAGA2基因會(huì)導(dǎo)致果實(shí)糖含量顯著增加［11］。Xue等的研究表明，PEPC（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因）是控制有機(jī)酸積累的上游核心基因，可在細(xì)胞質(zhì)中催化磷酸烯醇式丙酮酸生成草酰乙酸，進(jìn)而合成蘋果酸或檸檬酸［12］。另外，Gao等的研究表明，檸檬酸合成酶是果實(shí)中直接參與檸檬酸合成的重要酶，在柑橘、臍橙、草莓及西瓜等水果中已被證明檸檬酸合成酶的活性與檸檬酸含量正相關(guān)，但編碼檸檬酸合成酶的CS基因在不同物種果實(shí)的檸檬酸積累過(guò)程中存在功能差異［10，13］。目前，參與調(diào)控冬瓜果實(shí)糖及有機(jī)酸積累的基因也有一定報(bào)道，如編碼蔗糖合成酶（SUS）、α-半乳糖苷酶（AGA2）、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）、蘋果酸脫氫酶（MDH）及檸檬酸合成酶（CS）的基因［7，12］。但由于冬瓜果實(shí)體型龐大，果實(shí)從果皮至果瓤差異組織部位的糖酸組成、積累規(guī)律及代謝基因的表達(dá)等尚無(wú)報(bào)道。

因此，本研究以黑皮冬瓜、粉皮冬瓜和小冬瓜為試驗(yàn)材料，運(yùn)用高效液相色譜技術(shù)和實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qRT-PCR）方法分析冬瓜果實(shí)從外至內(nèi)不同部位的糖酸組成、積累規(guī)律及其代謝基因的表達(dá)情況，以期進(jìn)一步明確冬瓜果實(shí)的糖酸積累規(guī)律及其代謝調(diào)控機(jī)理，為冬瓜果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)改良提供理論依據(jù)。

1" 材料與方法

1.1" 試驗(yàn)材料

供試材料為小冬瓜、黑皮冬瓜和粉皮冬瓜的商品期果實(shí)（授粉40 d后），果實(shí)表型見圖1。試驗(yàn)中使用乙腈、濃氨水（NH3·H2O）、甲醇、磷酸氫二銨、濃磷酸、0.45 μm有機(jī)系和水系濾膜、1 mL注射器等試劑和耗材。果糖、葡萄糖、蘋果酸、檸檬酸、莽草酸等標(biāo)準(zhǔn)品均為色譜級(jí)，購(gòu)于Sigma-Aldrich公司。

1.2" 試驗(yàn)方法

2022年7月，選取華南地區(qū)3個(gè)主栽冬瓜品種：小冬瓜、黑皮冬瓜和粉皮冬瓜，于廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院白云基地內(nèi)露天種植，統(tǒng)一田間管理，采摘商品期冬瓜果實(shí)（授粉40 d后）用于后續(xù)試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)置生物學(xué)重復(fù)3次。從冬瓜果實(shí)中部分別取果皮、外果肉、中果肉、內(nèi)果肉及果瓤等從外至內(nèi)5個(gè)差異組織部位，具體取樣部位見圖2。以上樣品一部分立即用于可溶性固形物含量檢測(cè)，一部分 -80 ℃ 保存用于qRT-PCR試驗(yàn)，一部分真空冷凍干燥磨粉后-80 ℃保存用于糖酸含量檢測(cè)。

1.2.1" 可溶性固形物含量測(cè)定

采用粉碎機(jī)（ETT HT-3c，廣州易測(cè)儀器有限公司）將冬瓜果實(shí)各組織部位的鮮樣研磨成勻漿狀，過(guò)濾后用手持式折光儀測(cè)定記錄可溶性固形物含量（Brix值），參照《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測(cè)定" 折射儀法》（NY/T 2637—2014）方法測(cè)定。

1.2.2" 糖酸含量的測(cè)定

可溶性糖含量的測(cè)定方法參照文獻(xiàn)［14］，有機(jī)酸含量的測(cè)定方法參照文獻(xiàn)［15］，每個(gè)樣品分別稱取20 mg凍干粉末，使用高效液相色譜（HPLC）技術(shù)測(cè)定。各成分的標(biāo)準(zhǔn)曲線制作參照萬(wàn)小童的方法［7］。

1.2.3" 實(shí)時(shí)熒光定量PCR

首先，將-80 ℃保存的冬瓜各組織部位鮮樣用液氮研磨成粉末狀態(tài)，采用北京華越樣生物科技有限公司的快速通用植物RNA提取試劑盒3.0提取樣品總RNA，用1%瓊脂糖凝膠電泳及Nanodrop 2000檢驗(yàn)RNA質(zhì)量和濃度。然后，取1 000 ng的RNA使用天根生化科技（北京）有限公司FastKing cDNA第一鏈合成試劑盒反轉(zhuǎn)錄為cDNA，反應(yīng)產(chǎn)物中加Rnase-Free ddH2O稀釋2倍后用于qRT-PCR。最后，使用康為世紀(jì)生物科技股份有限公司的MagicSYBR Mixture試劑，參照試劑說(shuō)明書完成qRT-PCR試驗(yàn)。內(nèi)參基因及糖酸關(guān)鍵代謝基因的qRT-PCR引物序列見表1。

1.3" 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Excel、SPSS Statistics 22和GraphPad Prism 8軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及作圖，并采用Duncans檢驗(yàn)法進(jìn)行差異顯著性分析。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 冬瓜果皮到果瓤差異部位可溶性固形物含量比較分析

可溶性固形物含量作為評(píng)價(jià)甜度的重要指標(biāo)，能直接影響冬瓜果實(shí)風(fēng)味。由圖3可知，粉皮冬瓜果實(shí)各部位除內(nèi)果肉、中果肉外的可溶性固形物含量均顯著高于小冬瓜（Plt;0.05），但兩者從外至內(nèi)依次降低再升高的趨勢(shì)基本一致，其果瓤含量較高，分別為4.2%、3.7%，內(nèi)果肉較低，分別為3.3%、3.2%。黑皮冬瓜果實(shí)各部位的可溶性固形物含量均顯著低于小冬瓜和粉皮冬瓜（Plt;0.05），變化趨勢(shì)也不同，其含量從外至內(nèi)依次降低，外果肉最高，為2.9%，果瓤最低，僅為1.7%。

2.2" 冬瓜果皮到果瓤差異部位可溶性糖比較分析

冬瓜可溶性糖的主要成分為果糖和葡萄糖。比較分析3個(gè)冬瓜品種果實(shí)從外至內(nèi)各部位的可溶性糖積累差異，由圖4可知，黑皮冬瓜、粉皮冬瓜和小冬瓜果實(shí)各部位均含有果糖和葡萄糖，其中果肉部分糖積累最多，果瓤次之，果皮最少。在3個(gè)冬瓜

品種中，果實(shí)各部位的葡萄糖含量均存在顯著差異（Plt;0.05），黑皮冬瓜果實(shí)各部位含量最高，小冬瓜次之，粉皮冬瓜最低。果糖含量在3個(gè)冬瓜品種果實(shí)各部位差異則比葡萄糖小。粉皮冬瓜果肉的果糖含量顯著高于小冬瓜和黑皮冬瓜（Plt;0.05），而小冬瓜與黑皮冬瓜間差異不顯著。另外，黑皮冬瓜果糖和葡萄糖積累最多的部位均為中果肉，含量分別為175.29、208.80 mg/g。小冬瓜果糖和葡萄糖積累最多的部位分別為中果肉和內(nèi)果肉，含量分別為171.21、181.74 mg/g。粉皮冬瓜果糖和葡萄糖積累最多的部位均為內(nèi)果肉，含量分別為211.51、149.71 mg/g。綜合分析發(fā)現(xiàn)，小冬瓜和黑皮冬瓜果

實(shí)的葡萄糖含量比果糖高，粉皮冬瓜果實(shí)的果糖含量比葡萄糖高。

2.3" 冬瓜果皮到果瓤差異部位有機(jī)酸比較分析

冬瓜果實(shí)積累的主效有機(jī)酸成分為蘋果酸和檸檬酸，而莽草酸僅有少量積累。比較分析3個(gè)冬瓜品種果實(shí)各部位的有機(jī)酸積累情況，由圖5可知，粉皮冬瓜和小冬瓜果肉的主要有機(jī)酸成分為蘋果酸，果瓤為檸檬酸，且小冬瓜果肉蘋果酸及果瓤檸檬酸含量均顯著高于粉皮冬瓜。在果實(shí)各部位，小冬瓜的中果肉蘋果酸及果瓤檸檬酸含量最高，分別為42.67、39.97 mg/g。粉皮冬瓜則是外果肉蘋果酸含量更高，為33.98 mg/g，果瓤檸檬酸含量顯著低于小冬瓜（Plt;0.05），為 34.29 mg/g。黑皮冬瓜果肉和果瓤的主要有機(jī)酸成分均為蘋果酸，且其果瓤蘋果酸含量顯著高于其他品種果瓤（Plt;0.05），為35.00 mg/g。黑皮冬瓜果瓤檸檬酸含量顯著高于除中果肉外的其他部位，但顯著低于其他品種果瓤（Plt;0.05），僅為14.89 mg/g。3個(gè)冬瓜品種果皮的主要有機(jī)酸成分為蘋果酸，但相較于果實(shí)其他部位，果皮有機(jī)酸含量很低，其中，小冬瓜和粉皮冬瓜的果皮檸檬酸含量及小冬瓜的果皮莽草酸含量甚至低到了不可檢測(cè)水平，果皮蘋果酸含量最高的粉皮冬瓜也僅有8.47 mg/g。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)3個(gè)冬瓜品種果實(shí)各部位的莽草酸含量均處于較低水平，含量最高的黑皮冬瓜果瓤?jī)H有0.35 mg/g，因此莽草酸不是冬瓜果實(shí)的主效有機(jī)酸成分。

2.4" 冬瓜外果肉到果瓤差異部位糖酸代謝基因的表達(dá)分析

2.4.1" 可溶性糖代謝基因的表達(dá)分析

SUS和AGA2分別為蔗糖合成酶基因、堿性α-半乳糖苷酶基因，SUS（Bhi12G001032）和AGA2（Bhi03G001926）基因的表達(dá)與冬瓜果實(shí)糖積累密切相關(guān)。本研究以黑皮冬瓜為代表， 分析這些關(guān)鍵糖代謝基因在果

實(shí)各部位的表達(dá)水平及其與果糖及葡萄糖含量的關(guān)系，由圖6、表2可知，SUS基因在果瓤的表達(dá)量顯著低于果肉（Plt;0.05），在外果肉、中果肉和內(nèi)果肉的表達(dá)量無(wú)顯著差異。AGA2基因在果瓤的表達(dá)量最高，其次為中果肉，外果肉和內(nèi)果肉則顯著低于中果肉?？傊?，這2個(gè)基因的表達(dá)量變化趨勢(shì)與果糖及葡萄糖含量的變化趨勢(shì)基本一致。由表2可知，黑皮冬瓜果實(shí)各部位中SUS基因的表達(dá)量與果糖及葡萄糖含量呈極顯著正相關(guān)，各果肉部位中AGA2基因的表達(dá)量也與果糖及葡萄糖含量呈正相關(guān)（r分別為0.633、0.628）。

2.4.2" 有機(jī)酸代謝基因的表達(dá)分析

磷酸烯醇丙酮酸羧化酶基因（PEPC）是控制有機(jī)酸積累的上游核心基因，可在細(xì)胞質(zhì)中催化磷酸烯醇式丙酮酸生成草酰乙酸。而蘋果酸脫氫酶基因（MDH）是三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵酶基因，即能催化草酰乙酸形成蘋果酸，也能催化蘋果酸形成草酰乙酸，其調(diào)控機(jī)制受諸多因素影響。本研究以黑皮冬瓜為代表，分析MDH（Bhi12G001426）和PEPC（Bhi12G000721）等關(guān)鍵酸代謝基因在果實(shí)各部位的表達(dá)水平及其與蘋果酸含量的關(guān)系，由圖7可知，黑皮冬瓜果實(shí)各部位PEPC和MDH基因的表達(dá)差異顯著（Plt;0.05），并且從外果肉到果瓤PEPC和MDH基因的表達(dá)量均逐漸升高，這與其蘋果酸積累趨勢(shì)大體一致。由表2可知，在黑皮冬瓜果實(shí)各部位中，PEPC基因的表達(dá)量與蘋果酸含量呈顯著正相關(guān)（r=0.725、Plt;0.05），MDH基因的表達(dá)量與蘋果酸含量也呈顯著正相關(guān)關(guān)系（r=0.775、Plt;0.05）。

檸檬酸合成酶基因（CS）直接參與果實(shí)檸檬酸的合成，其在不同物種果實(shí)檸檬酸積累過(guò)程中存在功能差異。本研究以黑皮冬瓜為代表，分析CS（Bhi09G000480）和CS（Bhi02G001831）基因在黑皮冬瓜果實(shí)各部位的表達(dá)水平及其與檸檬酸含量的關(guān)系，由圖8可知，在黑皮冬瓜果實(shí)各部位CS（Bhi02G001831）基因的表達(dá)量存在顯著差異（Plt;0.05），其中，果瓤的表達(dá)量最高，其后依次為中果肉、外果肉、內(nèi)果肉。而CS（Bhi09G000480）基因在中果肉和果瓤的表達(dá)量均顯著高于外果肉和內(nèi)果肉（Plt;0.05）?？傊?，兩者的表達(dá)量變化趨勢(shì)與檸檬酸含量變化基本一致。由表2可知，黑皮冬瓜果實(shí)各部位CS（Bhi09G000480）和CS（Bhi02G001831）基因的表達(dá)量與檸檬酸含量呈極顯著和顯著正相關(guān)（r=0.835、Plt;0.01，r=0.796、Plt;0.05）。

3" 討論

可溶性固形物主要由可溶性糖、有機(jī)酸和可溶性蛋白質(zhì)等組成，其含量是影響冬瓜果實(shí)品質(zhì)的重要數(shù)量性狀［16］。與其他葫蘆科瓜類南瓜（Brix值gt;9）［9］和西瓜（Brix值gt;8）［10］等相比，3個(gè)冬瓜品種果實(shí)的可溶性固形物含量處于較低水平（Brix值lt;5）。焦加斌等發(fā)現(xiàn)，冬瓜果實(shí)上、中及下部可溶性固形物含量無(wú)顯著差異，而果肉外層gt;中層gt;內(nèi)層［2-3］。本研究比較分析了3個(gè)冬瓜品種果實(shí)從外至內(nèi)，其外果肉、中果肉、內(nèi)果肉及果瓤的可溶性固形物含量差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這3個(gè)冬瓜品種中，粉皮冬瓜果實(shí)各部位可溶性固形物含量最高，小冬瓜次之，黑皮冬瓜最低。且冬瓜果肉可溶性固形物含量變化趨勢(shì)與焦加斌等的研究結(jié)果［2-3］一致，為外果肉gt;中果肉gt;內(nèi)果肉，果瓤則因品種不同而存在差異。果實(shí)中甜度貢獻(xiàn)最大的糖是果糖，其后依次是蔗糖、葡萄糖和山梨醇［8］。本研究中粉皮冬瓜果實(shí)可溶性糖的主要成分為果糖，小冬瓜和黑皮冬瓜為葡萄糖。因此，充分證明了粉皮冬瓜比小冬瓜和黑皮冬瓜的甜味更濃郁。另有研究表明，同一品種冬瓜果實(shí)上、中及下部的果糖和葡萄糖含量無(wú)顯著差異［2］。然而，本研究中同一品種冬瓜果實(shí)從外至內(nèi)各部位的果糖和葡萄糖含量存在顯著差異。

有機(jī)酸組分和含量的差異是導(dǎo)致果實(shí)酸度變化的主要原因，不同類型的有機(jī)酸在酸味反應(yīng)方面存在顯著差異［17］。蘋果酸比檸檬酸的酸味強(qiáng)20%，但味道柔和，具有特殊香味，而檸檬酸則是帶有比較刺激性的酸味［18］。冬瓜果肉有機(jī)酸的最主要成分為蘋果酸，且不同品種間含量差異較大［7］。這與本研究結(jié)果相似，3個(gè)冬瓜品種果肉有機(jī)酸的主要成分均為蘋果酸，其含量表現(xiàn)為小冬瓜gt;粉皮冬瓜gt;黑皮冬瓜。薄皮甜瓜則與冬瓜不同，其果肉的主要有機(jī)酸成分為檸檬酸［19］。另外，本研究中3個(gè)冬瓜品種果瓤的檸檬酸含量均顯著高于果實(shí)其他部位，其中，小冬瓜和粉皮冬瓜果瓤的主要有機(jī)酸成分均為檸檬酸，這與西瓜不同，西瓜果瓤的主要有機(jī)酸成分為蘋果酸［10］。本研究還對(duì)冬瓜果皮有機(jī)酸含量進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，果皮有機(jī)酸含量顯著低于果實(shí)其他部位，主要有機(jī)酸成分為蘋果酸，其含量表現(xiàn)為粉皮冬瓜gt;黑皮冬瓜gt;小冬瓜。

黑皮冬瓜是華南地區(qū)最主要的冬瓜栽培品種之一，1年可栽種2茬，其果實(shí)呈長(zhǎng)圓柱形，皮色墨綠、肉質(zhì)致密，授粉40～50 d后即可收獲，產(chǎn)量可達(dá)80～150 t/hm2，且成熟的瓜非常耐儲(chǔ)運(yùn)［20］。因此，本研究以黑皮冬瓜為代表探究了其果實(shí)各部位的糖酸含量及其與關(guān)鍵代謝基因表達(dá)量之間的關(guān)系。SUS是編碼蔗糖合成酶的基因，在南瓜果實(shí)中已被證實(shí)SUS基因的表達(dá)與糖積累呈高度正相關(guān)［9］。Liu等發(fā)現(xiàn)黃瓜中CsAGA2基因的過(guò)表達(dá)會(huì)導(dǎo)致果實(shí)糖含量顯著增加［11］。冬瓜果實(shí)的糖積累也受其生物合成相關(guān)SUS （Bhi12G001032）和AGA2（Bhi03G001926）基因的表達(dá)調(diào)控［12］。本研究中，在黑皮冬瓜葡萄糖和果糖含量較高的部位，SUS（Bhi12G001032）和AGA2（Bhi03G001926）基因的表達(dá)水平也更高，整體呈正相關(guān)關(guān)系。

此外，Xue等發(fā)現(xiàn)黃瓜中CsAGA2基因的過(guò)表達(dá)會(huì)導(dǎo)致果實(shí)糖含量顯著增加［12］。在本研究的黑皮冬瓜中PEPC（Bhi12G000721）和MDH（Bhi12G001426）基因的表達(dá)也與蘋果酸含量呈顯著正相關(guān)，說(shuō)明這是2個(gè)正向調(diào)控冬瓜果實(shí)蘋果酸積累的基因。同時(shí)有研究表明，CS基因雖然直接參與檸檬酸的合成，但其對(duì)不同物種檸檬酸積累的功能存在差異［13］。本研究中黑皮冬瓜CS（Bhi09G000480）和CS（Bhi02G001831）基因的表達(dá)與檸檬酸含量呈顯著正相關(guān)。Gao等發(fā)現(xiàn)，西瓜中CS基因的同源基因Cla013500的表達(dá)與檸檬酸含量呈正相關(guān)［10］，本研究結(jié)果與之一致。然而，Canel等則認(rèn)為柚果實(shí)中CS基因的表達(dá)與高檸檬酸和低檸檬酸表型沒有顯著相關(guān)性［21］。

4" 結(jié)論

本研究檢測(cè)了黑皮冬瓜、粉皮冬瓜和小冬瓜的果皮、外果肉、中果肉、內(nèi)果肉以及果瓤中可溶性糖和有機(jī)酸的組分及含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)冬瓜果瓤中存在著大量檸檬酸，而果肉則以蘋果酸和可溶性糖為主，果皮中糖酸類物質(zhì)很少，并且冬瓜果實(shí)從外到內(nèi)各組織部位的糖酸含量存在顯著差異。探究了黑皮冬瓜果實(shí)從外至內(nèi)各組織部位糖酸關(guān)鍵代謝基因SUS（Bhi12G001032）、AGA2（Bhi03G001926）、PEPC（Bhi12G000721）、MDH（Bhi12G001426）、CS（Bhi09G000480）和CS（Bhi02G001831）的表達(dá)及其與糖酸含量的相關(guān)性，明確了冬瓜果實(shí)糖酸積累受SUS、AGA2、PEPC、MDH及CS基因表達(dá)的調(diào)控。本研究豐富了冬瓜果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)研究，以期為冬瓜糖酸變化調(diào)控機(jī)制的進(jìn)一步研究提供參考，為冬瓜風(fēng)味品質(zhì)改良提供理論基礎(chǔ)。

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