網(wǎng)紋甜瓜裂果與礦質(zhì)元素及細(xì)胞壁代謝相關(guān)酶活性的關(guān)系研究

□ 胡艷平 朱白婢 黃文楓 廖道龍 云天海 張 文 王 敏 海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所 海南省蔬菜生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

海南省瓜菜育種工程技術(shù)研究中心

網(wǎng)紋甜瓜網(wǎng)紋均勻美觀，其果肉甜而多汁、含糖量高、具有濃郁的香味，且耐儲運(yùn)，深受廣大消費(fèi)者的歡迎。海南種植網(wǎng)紋甜瓜具有得天獨(dú)厚的氣候優(yōu)勢，且網(wǎng)紋甜瓜栽培周期短、品質(zhì)佳、效益高，是海南三亞、樂東、陵水和東方等市縣的優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)，春季在海口、文昌等地也有種植，總生產(chǎn)面積達(dá)4 000 hm2，年總產(chǎn)值超7億元，農(nóng)民種植熱情高，是海南冬季瓜菜的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)[1-2]。

研究發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)紋甜瓜裂果受到多種因素的影響，其中，果實(shí)的表型特征、生理作用、人工栽培措施和遺傳因素都會造成裂果[3]。本研究以易裂品種網(wǎng)紋甜瓜為研究對象，從礦質(zhì)元素及細(xì)胞壁代謝相關(guān)酶活性變化的角度上開展甜瓜的裂果機(jī)制研究，以期為有效防控及減少裂果提供科學(xué) 依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試品種為新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果開發(fā)研究中心選育的“西州密25號”網(wǎng)紋甜瓜。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在海南省農(nóng)科院澄邁永發(fā)試驗(yàn)基地進(jìn)行。催芽后在育苗盤育苗到兩葉一心時(shí)移栽大棚，三蔓兩果整枝，12-14節(jié)子蔓留瓜，果實(shí)成熟期約開花授粉后42 d。于果實(shí)成熟期取裂果和不裂果果實(shí)，裂果為處理，不裂果果實(shí)為對照，各取9個果，取果實(shí)中上部位果皮檢測礦質(zhì)元素和細(xì)胞壁代謝相關(guān)酶活性變化。

1.2.2 測定項(xiàng)目和方法

（1）礦質(zhì)元素含量。在果實(shí)成熟期取裂果和不裂果果實(shí)果皮，液氮保存后用原子吸收分光光度計(jì)法測定礦質(zhì)元素含量[4]。

（2）過氧化物酶（POD）活性。采用愈創(chuàng)木酚氧化法測定，多酚氧化酶（PPO）活性采用紫外吸收法測定，超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍(lán)四唑光化還原法測定，果膠酶活性和纖維素酶活性采用DNS終止反應(yīng)的方法測定[5-6]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Excel2007軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 裂果和不裂果果實(shí)性狀差異

由表1可知，同一品種間裂果果實(shí)和不裂果果實(shí)的果實(shí)性狀沒有明顯差異，裂果果實(shí)的橫徑、縱徑均大于不裂果果實(shí)，而種腔橫徑則小于不裂果果實(shí)。果實(shí)硬度在近瓜蒂端大于果實(shí)中部大于近瓜臍端，不裂果果實(shí)硬度大于裂果果實(shí)，這與田間觀察的裂果容易發(fā)生在近瓜臍端的結(jié)果一致。

表1 裂果和不裂果果實(shí)性狀差異表

2.2 裂果和不裂果果實(shí)果皮礦質(zhì)元素差異

由表2可知，N、K、P元素在裂果果實(shí)的果皮含量均高于不裂果果皮，Ca元素含量在不裂果果皮中含量高于裂果果皮，Mg元素在兩種類型果皮中的含量基本一致。

表2 裂果和不裂果果皮礦質(zhì)元素含量差異表

2.3 裂果果皮和不裂果果皮細(xì)胞壁代謝有關(guān)酶差異

由表3可知，裂果果皮細(xì)胞壁中的PPO酶活性、纖維素酶活性均顯著低于不裂果。纖維素酶與果膠酶在不裂果果皮中高于裂果果皮活性，POD活性在不裂果果皮中高于裂果果皮，CAT、SOD酶活性在裂果果皮中高于不裂果果皮，推斷PPO酶與纖維素酶與果實(shí)裂果有較密切的 關(guān)系。

表3 裂果果皮和不裂果果皮細(xì)胞壁代謝有關(guān)酶活性差異

3 討論

研究表明，果實(shí)裂果是由多種因素造成的生理性病害。在棗[7]、番茄[8]、西瓜[9]、荔枝[10]中極易發(fā)生，也是造成商品性及產(chǎn)量降低的一個重要因素。果實(shí)硬度與裂果的關(guān)系在不同作物中結(jié)果不同，Yamaguchi[11]等發(fā)現(xiàn)在櫻桃中，裂果與果實(shí)硬度呈正相關(guān)。這與本研究中不裂果果實(shí)的硬度大于裂果果實(shí)的硬度的結(jié)果相反。汪志輝[12]的研究表明，鈣離子能顯著的抑制油桃裂果的發(fā)生，而裂果的油桃果實(shí)中鉀離子的含量更高，這與本研究的結(jié)論一致，這可能是因?yàn)楦哜涬x子對鈣離子的吸收產(chǎn)生了拮抗作用的原因。李建國[13]的研究表明，裂果率高的荔枝品種中，POD活性也高。在西瓜中SOD活性越高的品種抗裂性越強(qiáng)。而在棗的研究中，纖維素酶活性在易裂品種中高于不易裂品種。且在不同的棗品種中纖維素酶及果膠酶活性對裂果的影響結(jié)果也不同[14],因此細(xì)胞壁代謝酶活性與裂果的關(guān)系在同種作物的不同品種間有可能有較大差異。

4 結(jié)論

本研究表明，N、P、K這3種元素在裂果果皮中含量均高于不裂果果皮，Ca元素在不裂果果皮中含量高于裂果果皮。說明這4種元素均與甜瓜的裂果有密切關(guān)系，且Ca元素含量可能降低裂果的發(fā)生。PPO酶與纖維素酶與果實(shí)裂果有較密切的關(guān)系，果實(shí)裂果與果實(shí)性狀的關(guān)系還需進(jìn)一步 研究。