苦瓜兩種葉色值與果色的相關性分析

程蛟文 崔竣杰 唐 鑫 吳智明 胡開林*

（1華南農業大學園藝學院，廣東廣州 510640；2仲愷農業工程學院園藝園林學院，廣東廣州510225）

苦瓜（Momordica charantiaL.）為葫蘆科苦瓜屬一年生蔓性植物，廣泛種植于熱帶、亞熱帶地區。葉綠素是綠色植物葉綠體內參與光合作用的重要色素，在光合作用的能量捕獲及能量傳遞中起著重要作用。苦瓜葉片葉綠素含量的降低會導致葉色變淺或異常，從而引起光合效率的變化，嚴重的造成減產甚至植株死亡；另一方面，苦瓜商品成熟果果皮顏色（簡稱果色）作為苦瓜重要的外觀品質之一，越來越受到消費者和育種者的關注。前人對葉片 SPAD值與葉片葉綠素含量的相關性進行了大量研究（艾天成 等，2000；Madeira et al.，2003；蘇云松 等，2007），結果表明兩者呈高度正相關。汪琳和應鐵進（2000）、王利群和戴雄澤（2009）研究發現色差計用于番茄和辣椒果實顏色檢測具有高效、簡便、無損傷等優點。而有關苦瓜葉色、果色及其相關性的研究鮮見報道。本試驗以肉眼觀察具有一定形態特征差異的苦瓜自交系為材料，分別測定了葉片的SPAD值以及表示葉片和果實顏色的重要參數——色度角（hue angle，H°），并對葉片SPAD值、色度角和果實色度角進行相關性分析，以期為優質苦瓜育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為26份苦瓜自交系（表1）。2011年春將苦瓜材料播種、育苗、定植于華南農業大學增城蔬菜試驗基地，常規肥水管理。于商品果始收期開始每隔2 d測定葉片SPAD值、色度角（H°）和果實色度角（H°），每次每份材料取3片葉片和3個果實進行測定，共測定3次。

表1 供試苦瓜自交系名稱及其葉色和果色

1.2 試驗方法

1.2.1 葉片SPAD值的測定 每份苦瓜自交系隨機選取3片陽光照射充足的成熟葉片，在其葉脈兩側均勻取3點，用葉綠素計SPAD-502（美能達，日本）測定葉片的SPAD值，每片葉測3次。

1.2.2 葉片、果實色度角（H°）的計算 測完SPAD值的葉片直接用CR-300色差計（美能達，日本）測定CIE-Lab表色系中的L、a、b值。每份苦瓜自交系隨機取3個商品成熟果，在果實最大橫徑處圓周均勻取3點，用色差計測定CIE-Lab表色系中的L、a、b值，每個果實測3次。根據國際上通用的亨特（Hunter）標度表色系統（Hunter，1975），用空間坐標L、a、b表色:L軸表示明度，各種灰-白介于黑（L=0）和白（L=100）之間；a軸表示紅綠相比程度，從綠到紅a值在-80～100之間變化；b值表示黃藍相比程度，從藍到黃b值在-80～70之間變化。實際色澤研究中應用最多的是HSI顏色模型，色度角為該模型中最常用的一種參數，其值大于100時，值越大表示綠色越深。利用測得的L、a、b值分別計算色度角:當a＞0且b≥0時，H°=tan-1（a/b）；當 a＜0 時，H°=180° + tan-1（a/b）；當 a＞0 且 b＜0 時，H°=360° + tan-1（a/b）。

2 結果與分析

2.1 葉片SPAD值

由表2可知，26份苦瓜自交系葉片SPAD值范圍為35.82～47.41，SPAD值最大的是22號（莞沅大頂-167），最小的是 1號（四川白苦瓜-2）。不同苦瓜自交系之間葉片SPAD值存在極顯著差異（F=8.83**）。通過肉眼觀察，莞沅大頂-167葉色深綠，四川白苦瓜-2葉色淺綠略顯黃白，其余介于兩者之間。

2.2 葉片色度角（H°）

由表 2可知，26份苦瓜自交系葉片色度角與葉片SPAD值基本一致。葉片色度角最大的是22號（莞沅大頂-167），為130.76°；最小的是1號（四川白苦瓜-2），為 125.72°；其余介于兩者之間。方差分析結果表明，不同自交系之間葉片色度角存在極顯著差異（F=5.46**）。

表2 苦瓜不同自交系的葉片SPAD值、色度角（H°）和果實色度角（H°）比較

2.3 果實色度角（H°）

由表2可知，26份苦瓜自交系果實色度角變化范圍為 115.01°～121.30°，果實色度角較大的是25號（穗新苦瓜-153）和 26號（惠州大頂-166），最小的是 1號（四川白苦瓜-2）。不同自交系之間果實色度角存在極顯著差異（F=18.34**）。通過肉眼觀察，果實色度角較大的穗新苦瓜-153和惠州大頂-166果實為墨綠色；果實色度角中等的13號（馬來西亞小苦瓜-68）和 8號（碧綠 2號-34）果實為綠色；果實色度角較小的1號（四川白苦瓜-2）、17號（奇俊426-100）和 2號（云南白苦瓜-151）果實為白色。說明所測果實色度角與肉眼觀察結果一致。

2.4 葉片SPAD值、色度角（H°）以及果實色度角（H°）之間的相關性

從圖1可以看出，苦瓜葉片SPAD值、色度角均與果實色度角呈顯著正相關，相關系數分別為 0.47和 0.41，線性回歸方程分別為y=0.319 5x+104.85和y=0.666 2x+33.05。而苦瓜葉片SPAD值與葉片色度角之間存在極顯著正相關，相關系數為 0.89，線性回歸方程為y=0.369x+112.63（圖 2）。

圖1 不同苦瓜自交系葉片SPAD值、色度角與果實色度角的相關性

圖2 不同苦瓜自交系葉片SPAD值與葉片色度角的相關性

3 結論與討論

蔬菜產品的色澤是重要的外觀品質之一，而色澤主要受產品組織內的葉綠素（a和 b）、類胡蘿卜素（胡蘿卜素和葉黃素）和花青素等含量的綜合影響。在育種實踐中，僅僅根據肉眼觀察有時難以判斷產品色澤的細微差別。利用色差計測定果實顏色可以使其數值化，結果比肉眼觀察更客觀，比色素層析鑒定方法更快捷，而且具有操作簡單、無損傷等特點。

本試驗以26份苦瓜自交系為材料，首次研究了葉片SPAD值、色度角以及果實色度角三者之間的相關性。結果表明，葉片兩種葉色值（SPAD值和色度角）均與果實色度角存在顯著正相關，因此，一般來說可以用葉片 SPAD值或葉片色度角對果實顏色進行早期預測。但是也有例外，如17號（奇俊426-100）、14號（海南苦瓜-85）和15號（海南苦瓜-88）果實色度角都較小，但是它們的葉片SPAD值卻較大，葉片顏色也較偏綠。另外，25號（穗新苦瓜-153）、5號（江門大頂-22）果實色度角較大，但它們的葉片SPAD值和色度角卻較小。所以，在針對果色進行育種時，還要結合材料或組合的實際情況而定。本試驗結果還表明，苦瓜葉片 SPAD值與葉片色度角存在極顯著正相關，說明利用葉綠素計SPAD-502和色差計CR-300兩種儀器均可用于綠色植物葉色的測定。

一些研究者通過對水稻、玉米和大豆（艾天成 等，2000）以及甜椒（Madeira et al.，2003）、馬鈴薯（蘇云松 等，2007）等作物進行測定的結果表明，葉片SPAD值與葉片葉綠素含量呈極顯著正相關。因此，葉綠素計 SPAD-502通常也被用于葉片葉綠素相對含量的快速測定以及氮素營養精度診斷（李剛華 等，2005）。從本試驗結果來看，苦瓜葉片 SPAD值與其果色存在顯著相關性，據此推測苦瓜葉片葉綠素含量可能也與果色呈顯著正相關。

艾天成，李方敏，周治安，張敏，吳海榮．2000．作物葉片葉綠素含量與SPAD值相關性研究．湖北農學院學報，20（1）:6-8．

李剛華，丁艷鋒，薛利紅，王紹華．2005．利用葉綠素計（SPAD-502）診斷水稻氮素營養和推薦追肥的研究進展．植物營養與肥料學報，11（3）:412-416．

蘇云松，郭華春，陳伊里．2007．馬鈴薯葉片SPAD值與葉綠素含量及產量的相關性研究．西南農業學報，20（4）:690-693．

王利群，戴雄澤．2009．色差計在辣椒果實色澤變化檢測中的應用．辣椒雜志，（3）:23-26．

汪琳，應鐵進．2000．番茄果實采后貯藏的顏色動力學研究．食品科技，（5）:49-51．

Hunter R S．1975．The measurement of appearance．New York:John Wiley & Sons Inc．

Madeira A C，Ferreira A，de Varennes A，Vieira MI．2003．SPAD meter versus tristimulus colorimeter to estimate chlorophyll content and leaf color in sweet pepper．Communications in Soil Science and Plant Analysis，34（17-18）:2461-2470．