外源褪黑素對櫻桃番茄果實品質(zhì)的影響

黃陳玨，劉 芳，馬琳琳，李 娜，鄭少文

（山西農(nóng)業(yè)大學園藝學院，山西太谷030801）

番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）是世界四大經(jīng)濟作物之一，也是我國設施蔬菜種植面積最大的蔬菜種類，在我國設施蔬菜生產(chǎn)中占有重要地位[1]。櫻桃番茄又稱圣女果、珍珠番茄、小西紅柿，它既是水果，又是蔬菜，被聯(lián)合國糧食和農(nóng)業(yè)組織列為優(yōu)先推廣的“四大水果”之一[2]。低溫弱光是我國北方設施蔬菜反季節(jié)生產(chǎn)中存在的主要問題[3]。蔬菜在低溫弱光環(huán)境條件下，光合速率降低，產(chǎn)量、品質(zhì)下降，不利于設施蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展[4]。研究外源激素對蔬菜低溫弱光的環(huán)境效益對設施蔬菜提質(zhì)增效具有重要的理論和實踐意義。

褪黑素（melatonin，MT）是一種廣泛存在于動植物體內(nèi)的吲哚類小分子物質(zhì)[5]。近年來，褪黑素對植物生長調(diào)節(jié)的影響逐漸成為熱點，如在低溫、高溫、弱光、鹽脅迫和重金屬等逆境條件下，外施褪黑素，研究其緩解效應[6-10]。研究表明，褪黑素在提高植物抗氧化能力、增強抗逆性方面有重要作用，且外源褪黑素能緩解鹽脅迫對光合速率的抑制作用，抑制葉綠素的降解，促進種子萌發(fā)[11]，在緩解高溫、臭氧逆境脅迫方面也有明顯效果[12-14]。有研究表明，在植株葉片或根局部施用褪黑素不僅可提高植物施用部位對低溫脅迫的耐受性，還可以提高全株的耐寒性[15]。雖然同類研究對褪黑素緩解植物抵抗脅迫方面進行了大量探索，但針對褪黑素對設施番茄反季節(jié)生產(chǎn)中生長和品質(zhì)的影響研究尚未見報道。

本研究通過在番茄葉面噴施外源褪黑素，研究日光溫室環(huán)境條件下褪黑素對番茄果實品質(zhì)的影響，以期為外源激素緩解設施番茄低溫弱光效應提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料為由晉中綠輝農(nóng)作物新品種推廣專業(yè)合作社育苗的櫻桃番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）金珠 1 號。

褪黑素（MT），購自笛醫(yī)生物技術(shù)有限公司，有效含量＞99%。MT用少量95%酒精溶解，然后用蒸餾水配制成1 mmol/L母液。

1.2 試驗方法

試驗于2018年11月至2019年3月在山西農(nóng)業(yè)大學園藝站日光溫室進行。試驗設5個MT濃度梯度，分別為 0（CK）、50（M50）、100（M100）、150（M150）、200（M200）μmol/L。當植株第一穗花開放70%時，每隔7 d用手持噴霧器對葉面分別噴施清水及 50、100、150、200 μmol/L褪黑素溶液，每株用量以葉片滴水為準。每個處理重復3次，每次重復6株，采用完全隨機區(qū)組排列。按照試驗設計處理和采用常規(guī)方法管理，于2019年3月4日采收成熟果實，保存于-20℃冰箱，用于品質(zhì)指標（可溶性固形物、可溶性糖、有機酸、糖酸比）和營養(yǎng)指標（可溶性蛋白、Vc）的測定。

1.3 測定項目及方法

用手持折光儀測定可溶性固形物含量，用蒽酮比色法測定可溶性糖含量，用NaOH滴定法測定有機酸含量，用鉬藍比色法測定抗壞血酸含量，用考馬斯亮藍G-250染色法測定可溶性蛋白含量。

糖酸比＝可溶性糖含量/有機酸含量 （1）

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗結(jié)果為 3次重復的平均值 ±標準誤（mean±SD），采用Microsoft Excel軟件處理數(shù)據(jù)和作圖，用SAS軟件進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源MT對番茄果實風味品質(zhì)的影響

果實的風味主要取決于可溶性固形物、可溶性糖、有機酸和糖酸比。從圖1可以看出，外源褪黑素處理可提高番茄果實中可溶性固形物含量，其中，處理M150的可溶性固形物含量最高，為11.82%，較對照增加13%。隨著外源褪黑素濃度的增加，番茄果實中可溶性糖含量呈先上升后下降的趨勢，其中，處理M50和M100的可溶性糖含量最高，均為5.83%，而處理M150和M200的可溶性糖含量分別為4.94%和4.69%，均低于對照。外源褪黑素處理可提高番茄果實有機酸含量，處理M200的有機酸含量最高，為3.59%，與對照間差異顯著。外源褪黑素處理后，隨著褪黑素濃度的增加，糖酸比呈先上升后下降的趨勢，其中，處理M100的糖酸比最高，為1.83。綜上可知，在一定濃度范圍，外施褪黑素可提高番茄果實中的可溶性固形物、可溶性糖、有機酸含量以及糖酸比，在50～100 μmol/L濃度范圍內(nèi)，外施褪黑素對風味品質(zhì)影響更佳。

2.2 外源MT對番茄果實營養(yǎng)品質(zhì)的影響

可溶性蛋白、Vc含量是衡量營養(yǎng)價值的重要指標。從圖2可以看出，外源褪黑素處理可提高番茄果實中可溶性蛋白含量，且番茄果實可溶性蛋白含量隨施用MT濃度的增加逐漸上升，其中，處理M200的可溶性蛋白含量最高，為0.39 mg/g，比對照增加了48%。而番茄果實中Vc含量則在褪黑素施用后有所降低，除對照外，處理M50的Vc含量最高，為69.12 mg/100 g，處理M100的Vc含量最低，為49.78 mg/100 g。綜上所述，外源褪黑素可提高番茄果實中的可溶性蛋白含量，降低了Vc含量，50 μmol/L外源褪黑素濃度對營養(yǎng)品質(zhì)影響更佳。

3 結(jié)論與討論

研究表明，褪黑素參與了包括生長素（IAA）、赤霉素（GA）、脫落酸（ABA）、乙烯（ETH）、水楊酸（SA）、多胺（PAs）和一氧化氮（NO）等物質(zhì)介導的信號轉(zhuǎn)導途徑，組成了控制園藝作物生長、發(fā)育和抗性獲得的復雜信號網(wǎng)絡[16]。已有研究顯示，各植物生長調(diào)節(jié)劑處理對番茄的硬度和有機酸均無顯著性影響，但能提高番茄的可溶性固形物、可溶性糖含量，并提高糖酸比[17]。結(jié)合本試驗綜合評價，一定濃度范圍內(nèi)，褪黑素可以促進可溶性糖、可溶性固形物、有機酸含量的積累。吳燕等[18]在滁菊上的研究也有相似的結(jié)果。200 μmol/L MT的可溶性糖含量比對照有較小幅度的降低，說明濃度過高時可能會抑制可溶性糖的積累。本試驗結(jié)果表明，糖酸比個別處理間有顯著差異，150、200 μmol/L MT 顯著低于CK。

可溶性蛋白是重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)。已有研究表明，在鹽脅迫、低溫等條件下噴施MT，可提高可溶性蛋白含量[6，19]。本試驗在MT處理后，各處理均不同程度地提高了可溶性蛋白含量，且在研究的濃度范圍內(nèi)MT濃度越大效果越好。這可能與材料越冬栽培受到一定程度的低溫脅迫有關(guān)。其中，150～200 μmol/LMT處理下，番茄果實中可溶性蛋白含量較高。

抗壞血酸在作為營養(yǎng)指標的同時，對風味指標也有一定的參考價值。杜天浩等[19]研究了MT處理對鹽脅迫下番茄果實品質(zhì)以及揮發(fā)性物質(zhì)的影響，結(jié)果表明，在施加 50、100 μmol/L MT處理下，褪黑素可以顯著提高番茄果實中Vc含量。這與本試驗中褪黑素可降低Vc含量的結(jié)論相矛盾，還需進一步探討。

本研究結(jié)果表明，施用外源MT可提高果實中可溶性固形物含量，但無顯著性影響；50～100μmol/L濃度范圍褪黑素處理有利于番茄果實內(nèi)可溶性糖的合成；200 μmol/L處理可以顯著提高番茄果實內(nèi)有機酸的含量；100 μmol/L處理可提高果實內(nèi)糖酸比；隨著外源MT濃度的升高番茄果實內(nèi)可溶性蛋白含量隨之增加，200 μmol/L處理可溶性蛋白含量最高；而番茄果實Vc含量隨著MT濃度的增加逐漸下降。外源褪黑素可提高番茄果實中可溶性固形物、可溶性糖、有機酸以及可溶性蛋白含量，但降低了番茄果實中的Vc含量，其中，50～100 μmol/L褪黑素濃度范圍提升了櫻桃番茄果實品質(zhì)。