高溫對不同倍性西瓜生理特性及果實品質的影響

何 毅，張 力，陸杰思，李 智，李桂芬，覃斯華，黃金艷，柳唐鏡

（1．廣西農業科學院 園藝研究所，廣西 南寧530007；2．廣西農業科學院 蔬菜研究所，廣西 南寧530007；

3．廣西農業科學院 農業科技信息研究所，廣西 南寧530007）

西瓜（Citrullus lanatus var．lanatus）富含葡萄糖、蘋果酸、果糖、氨基酸、番茄素及維生素C 等物質，具有清熱解暑、生津止渴的功效，是夏季常見的水果。西瓜適宜生長的溫度為25～30℃，但我國南方地區夏季炎熱高溫，白天氣溫普遍超過35℃，溫室大棚的溫度往往超過40℃，極端高溫可達50～60℃，極易造成高溫危害，影響西瓜的產量和品質。因大棚種植具有防蟲、防雨、防風等積極作用，目前，廣西大棚西瓜種植面積已達333．3hm2，但西瓜夏季大棚種植高溫產生的嚴重影響也制約著廣西西瓜產業的發展。

近年來關于瓜類耐熱性研究主要集中在黃瓜和甜瓜，對西瓜的耐熱研究報道較少。劉成靜等［1］研究了西瓜自根苗和不同西瓜砧木嫁接苗的耐熱性及保護酶的變化趨勢發現，嫁接苗的耐熱性高于自根苗；郝曉杰［2］研究表明，高溫脅迫下西瓜幼苗的光合速率和葉片葉綠素含量均下降，葉片MDA 含量顯著升高，GPX、POD 活性顯著升高。為篩選耐熱西瓜類型，促進廣西西瓜夏季保護地生產，筆者選取不同倍性西瓜進行高溫栽培試驗，對比其生理特性和品質的變化，以及不同倍性西瓜耐熱性表現，以期為西瓜耐熱育種及克服夏季保護地栽培高溫障礙提供理論依據。

1 材料與方法

1．1 試驗材料

供試材料：W2（二倍體西瓜、紅瓤）、W3（三倍體西瓜、紅瓤）、W4（四倍體西瓜、紅瓤），均由廣西農業科學院園藝研究所提供。

1．2 試驗設計

試驗于2013年6月中旬至8月初在廣西南寧市武鳴縣試驗基地進行，采用營養塊育苗，3葉一心期將各試驗材料幼苗分別定植于大棚中，雙行種植，株距45cm。不同倍性西瓜品種隨機排列，3 次重復。以棚內溫度為處理對象，設高溫和正常棚溫2個處理。高溫處理在定植1周后將棚膜覆蓋大棚兩側一半面積處進行悶棚，以提高棚內溫度，正常管理大棚為對照。

1．3 測定項目

分別在高溫處理后第10天、20天和30天對棚內溫度進行觀測，采集葉樣測定總葉綠素、丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）活性，測定時每次隨機取5 株，重復3次。收瓜后進行果實品質測定，測定可溶性固形物、VC和可溶性蛋白含量。總葉綠素含量采用浙江托普公司生產的便攜式葉綠素測定儀（TYSA）測定，丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法，脯氨酸含量采用磺基水楊酸法，過氧化物酶活性采用愈創木酚法，過氧化氫酶活性采用比色法［3］，可溶性固形物含量采用手持式糖度儀測定，VC含量采用2，6－二氯酚靛酚滴定法，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G－250染色法［4］。

1．4 數據處理

采用Excel軟件進行數據處理，SPSS軟件對數據進行方差分析。

2 結果與分析

2．1 不同處理大棚的溫度

由表1可知，高溫處理10～30d，高溫（悶棚）棚內的平均溫度比對照高1．97～2．6℃，最高溫度比對照高3．5～7℃。說明，高溫處理一定程度上可提高大棚內的溫度。

2．2 高溫對不同倍性西瓜的葉片總葉綠素、MDA和脯氨酸含量的影響

2．2．1 總葉綠素含量 由表2可知，高溫處理后，不同倍性西瓜葉片總葉綠素含量均低于對照。悶棚第10天，W2比對照低8%，差異顯著；W3和W4分別比對照低1．76%和6．01%，差異不顯著。高溫處理第20 天，W2 和W3 分 別 比 對 照 低8．13%和5．46%，差異顯著；W4比對照低3．17%，差異不顯著。高溫處理第30 天，各試材均顯著低于對照，W2、W3和W4分別比對照低17．12%、12．47%和8．15%。表明，高溫使西瓜葉片總葉綠素含量下降，在不同倍性西瓜中，葉片總葉綠素下降幅度以四倍體西瓜最小，三倍體西瓜次之，二倍體西瓜下降幅度最大。

2．2．2 MDA 含量 高溫處理后，各試材葉片MDA 含量均高于對照。從表2 看出：高溫處理第10 天，W2 和W4 葉 片MDA 含 量 分 別 比 對 照 高16．47%和16．97%，差異顯著；W3比對照高11．32%，差異不顯著。高溫處理第20 天，W2 比對照高28．63%，差 異 顯 著；W3 和 W4 分 別 比 對 照 高12．83%和18．01%，差異不顯著。高溫處理第30天，W2、W3和W4分別比對照高41．51%、19．06%和27．57%，差異顯著。表明，高溫造成西瓜葉片MDA 含量上升，其中，三倍體西瓜上升幅度最小，四倍體次之，二倍體上升幅度最大。

表2 不同棚溫不同倍性西瓜的總葉綠素、MDA和脯氨酸含量Table 2 Total chlorophyll，MDA and proline content of watermelon varieties with different ploidsunder different temperature

2．2．3 脯氨酸含量 高溫處理后，各試材脯氨酸含量均高于對照。高溫處理第10 天，W2、W3 和W4分別比對照高99．36%、111．95%和130．66%，差異顯著；高溫處理第20 天，W2、W3 和W4 分別比對照高47．84%、101．34%和80．64%，差異顯著；高溫處理第30天，各試材均顯著高于對照，W2、W3和W4分別比對照高15．95%、70．34%和52．05%（表2）。表明，高溫造成西瓜葉片脯氨酸含量上升，其中，三倍體西瓜上升幅度最大，四倍體次之，二倍體上升幅度最小。

2．3 高溫對不同倍性西瓜葉片POD 和CAT 活性的影響

2．3．1 POD 活性 由表3可知，高溫處理后各試材的POD 活性均高于對照。高溫處理第10 天，W2、W3 和 W4 葉 片POD 活 性 分 別 比 對 照 高21．96%、66．16%和47．51%，差異顯著；高溫處理第20天，W2、W3和W4分別比對照上升38．22%、54．08%和31．59%，差異顯著；高溫處理第30 天，W2與對照差異不顯著，W3 和W4 與對照差異顯著。表明，高溫會引起西瓜葉片POD 活性上升，三倍體西瓜上升幅度最大，四倍體次之，二倍體上升幅度最小。

2．3．2 CAT 活性 高溫處理后，各試材的CAT活性與對照相比存在一定差異（表3）。高溫處理第10天，W2葉片CAT 活性比對照低22．98%，差異顯著；W3比對照高17．01%，差異顯著；W4高于對照0．54%，差異不顯著。高溫處理第20 天，W2 比對照上升4．74%，差異不顯著；W3和W4分別比對照上升33．56%和13．85%，差異顯著。高溫處理第30天，W2和W4分別比對照低9．81%和13．03%，差異顯著；W3 比對照高2．12%，差異不顯著。表明，高溫對西瓜CAT 活性影響比較復雜，有待進一步研究。

2．4 高溫對不同倍性西瓜果實可溶性固形物、VC含量和可溶性蛋白的影響

由表4可知，高溫處理后，不同倍性西瓜的可溶性固形物含量均低于對照，W2、W3 和W4 分別比對照下降16．28%、13．40%和14．14%，差異顯著；VC含量均低于對照，W2、W3和W4分別比對照下降34．97%、17．48%和29．04%，差異顯著；可溶性蛋白含量均低于對照，W2、W3 和W4 分別比對照下降56．24%、18．63%和15．41%，差異顯著。

總體來看，高溫造成了各倍性西瓜的品質下降，其中二倍體西瓜下降幅度最大，四倍體西瓜下降幅度較小，三倍體西瓜下降幅度最小。

表3 不同棚溫不同倍性西瓜的POD和CAT活性Table 3 POD and CAT activity of watermelon varieties with different ploids under different temperature

表4 不同棚溫不同倍性西瓜的果實可溶性固形物、VC 含量和可溶性蛋白Table 4 Soluble solid，Vc and soluble protein content of watermelon varieties with different ploids under different temperature

3 結論與討論

四倍體西瓜耐熱性強于二倍體西瓜。

丙二醛（MDA）是膜脂過氧化作用的產物，其含量的多少可以反映細胞膜受傷害的程度。植物在高溫下MDA 含量會出現增加，增加幅度越小，耐熱性越強［7］。研究中不同倍性西瓜在高溫處理下MDA含量均出現增加，增加幅度表現為三倍體＜四倍體＜二倍體，故三倍體和四倍體西瓜耐熱性優于二

植物在高溫環境下葉綠體受到破壞，葉綠素合成受阻而含量下降，并且耐熱性強的品種下降幅度比不耐熱的品種下降幅度小［5－6］。研究中不同倍性西瓜在高溫處理下總葉綠素含量均下降，下降幅度表現為四倍體＜三倍體＜二倍體。表明，三倍體和倍體西瓜。

逆境脅迫下脯氨酸的積累能夠增強植物抗氧化能力和滲透調節能力，研究表明，在高溫脅迫下蔬菜脯氨酸的增幅與品種的耐熱性成正相關［8－10］。研究中不同倍性西瓜在高溫處理下脯氨酸含量均出現增加，增加的幅度因西瓜倍性而異，表現為三倍體＞四倍體＞二倍體，故二倍體西瓜的耐熱性低于三倍體和四倍體西瓜。

POD 和CAT 作為植物的保護性酶，能避免或減輕植物葉片細胞膜的膜脂過氧化作用，清除自由基［11］。研究中不同倍性西瓜在高溫處理下POD 活性均出現上升，上升幅度表現為三倍體＞四倍體＞二倍體。可見，三倍體和四倍體西瓜的耐熱性較二倍體西瓜強。CAT 活性不同倍性西瓜表現無規律可循，這可能是高溫對不同酶活性的影響不一致，CAT 酶活性在達到一定高溫時出現下降，具體溫度對不同酶活性的影響還有待進一步研究。

果實商品性等性狀可作為作物耐熱性的評價指標［12－13］。本研究結果表明，在高溫處理下不同倍性西瓜的可溶性固形物含量、VC含量、可溶性蛋白含量均出現不同程度的下降，表明，高溫致使果實品質出現下降，這與前人研究一致［14］。其中，二倍體西瓜各品質指標下降幅度均大于三倍體和四倍體西瓜，故其耐熱性最差。

研究表明，多倍體西瓜的抗逆性要優于二倍體西 瓜［15－16］。孫 寶 娟［17］對 不 同 茄 子 材 料 耐 熱 性 進 行研究發現，葉片厚的材料耐熱性好；朱紅菊［18］研究發現，三倍體和四倍體西瓜較二倍體西瓜葉片厚，且維管束組織較強、細胞較大、單個細胞內的葉綠體和線粒體以及基粒片層數增加，推斷葉片的特殊結構可能是多倍體西瓜耐熱性優于二倍體西瓜的原因。因此，在廣西大棚夏季西瓜種植中，建議選擇三倍體和四倍體西瓜，充分利用其耐高溫性，推動夏季保護地西瓜生產。

［1］ 劉成靜，王崇啟，焦自高．高溫脅迫下西瓜嫁接苗耐熱性和保護酶活性的研究［J］．長江蔬菜，2009（4）：50－53．

［2］ 郝曉杰，朱世東，李進成．硒對高溫脅迫下西瓜幼苗葉片光合特性和抗氧化系統的影響［J］．現代園藝，2012（4）：3－4．

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