水果型黃瓜‘金童’及‘白玉王’重組自交系群體F4代果實品質(zhì)分析

摘 要： 為豐富水果型黃瓜種質(zhì)資源，本研究以水果型黃瓜‘金童’和‘白玉王’為親本構(gòu)建了重組自交系，獲得了由145 個株系組成的F4群體。研究發(fā)現(xiàn)，群體中商品瓜果實顏色分為乳白、黃白、白綠、淺綠、綠、深綠、墨綠色7 種，且果實顏色分離呈正態(tài)分布；群體中商品瓜果形差異較大，其中，商品瓜長度在8～24 cm范圍內(nèi)，均值為14.75 cm。商品瓜橫徑在2～8 cm范圍內(nèi)，均值為5.02 cm芳香物質(zhì)含量分析表明，群體中己醛、（E）-2-己烯醛、1-己醇、（E，Z）-2，6-壬二烯醛、（E）-2-壬烯醛、（Z，Z）-3，6-壬二烯醛對黃瓜香味貢獻較大。主成分分析結(jié)果表明，群體中商品瓜果實芳香物質(zhì)主成分1 和主成分2 分別為（E，Z）-2，6-壬二烯醛和（Z，Z）-3，6-壬二烯醛，且累計值為76.70%。相關(guān)性分析結(jié)果表明，己醛的含量與2-己烯醛的含量顯著性相關(guān)（E，Z）-2，6-壬二烯醛的含量與（E）-4-壬烯醛，（Z，Z）-3，6-壬二烯醛，（E）-2-壬烯醛，（E，E）-2，4-壬二烯醛的含量存在顯著性相關(guān)。以果形指數(shù)、單瓜重、種子腔占比、可溶性固形物含量、（E，Z）-2，6-Nonadienal 含量、感官評分作為考察指標(biāo)建立評價模型，在F4群體中共選育出7 株果實顏色鮮亮，風(fēng)味濃郁，口感偏甜的株系，編號為67 號、11 號、69 號、73 號、94號、111 號、127 號。

關(guān)鍵詞： 水果型黃瓜；F4群體；果形指數(shù)；芳香物質(zhì)含量

中圖法分類號： S642.2 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1000-2324（2024）06-0889-06

黃瓜（Cucumis sativus L.）是我國重要的蔬菜作物之一［1］。據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織統(tǒng)計，2022年我國黃瓜種植面積為131.15 萬hm2，占全世界黃瓜種植面積的60.32%，總產(chǎn)量為7 730.73 萬t，占全世界比重的81.62%。隨著人們生活水平的提高與消費結(jié)構(gòu)的改變，口感脆、瓜味濃、坐果能力強的水果型黃瓜受到廣大菜農(nóng)及消費者的青睞，發(fā)展前景廣闊［2，3］。因此，選育同時兼顧果實外觀品質(zhì)及內(nèi)在風(fēng)味品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)的黃瓜新品種是重要的育種方向［4，5］。本研究利用拇指型黃瓜‘金童’和膠東本地旱黃瓜‘白玉王’為親本，兩者果實品質(zhì)好且果實性狀差異較大，重組自交系后代性狀分離明顯，對F4群體果實外觀和內(nèi)在品質(zhì)性狀進行分析，研究結(jié)果可為水果型黃瓜育種提供種質(zhì)資源和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

親本：水果型黃瓜‘金童’和‘白玉王’，由實驗室多代自交保留；F4群體由親本雜交后自交三代獲得。

1.2 試驗方法

1.2.1 果實顏色、果長、果實橫徑、果把長占比、種子腔占比及單瓜重的測定 1） 1）商品瓜果實顏色的測定：授粉后7-10 d 拍照并記錄果實顏色，參照Li 等（2022）的標(biāo)準(zhǔn)進行分類［6］； 2）果實長度的測定：用直尺測量果實縱向最大值為果實長度； 3）果實橫徑的測定：用直尺測量果實最寬處為果實橫徑； 4）黃瓜果把長占比的測定：將商品瓜縱向剖開，用直尺測量果柄處與最近胚珠距離為果把長，果把長占比=果把長/果實長度； 5）種子腔占比的測定：商品瓜橫向切開，用直尺測量內(nèi)果皮直徑及商品瓜橫徑數(shù)據(jù)，種子腔占比=內(nèi)果皮直徑/果實橫徑； 6）單瓜重的測定：采摘三個商品瓜放置在電子天平上，記錄數(shù)據(jù)并計算單瓜重。 7）感官評價：采取9 分制，從0 至9 分別代表苦味、澀味、甜味、清香味、脆度、果實形狀由弱到強。

1.2.2 商品瓜可溶性固形物含量的測定 1）在果實兩端及中間部分，各取5 g，放入研缽中研磨，過濾，得到濾液。將蒸餾水滴入糖度計調(diào)零，擦干后勻速滴入濾液，進行測定［7］。

1.2.3 芳香物質(zhì)的測定 參照尚明月等（2021）的測定方法［8］進行樣品前處理。對色譜條件稍加改進：DB-1 毛細(xì)管柱，初始溫度為36 ℃，3 min，升溫至210 ℃，7 min，進樣口溫度為230 ℃，不分流進樣，進樣0.5 min。質(zhì)譜條件：離子源溫度和接口溫度均為200 ℃，溶劑延遲時間60 s。質(zhì)譜條件：離子源溫度200 ℃，接口溫度200 ℃，溶劑延遲時間1 min，檢測器電壓0.8 kv。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

利用Microsoft Excel 2019 處理數(shù)據(jù)，用DPS軟件進行單因素方差分析，顯著性差異比較選用Duncan 新復(fù)極差法。試驗重復(fù)3 次，**和*分別代表極顯著性差異（Plt;0.01）和顯著性差異（Plt;0.05）。利用GraphPad Prism 9.0 軟件作圖。運用SPSS 24.0軟件進行主成分分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 F4群體商品瓜品質(zhì)鑒定

2.1.1 F4群體商品瓜果實顏色統(tǒng)計分析 ‘白玉王’商品瓜果實顏色為白綠色，‘金童’果實顏色為綠色。兩者雜交后自交獲得的145 個F4株系果實顏色差異顯著，分別包含乳白、黃白、白綠、淺綠、綠、深綠、墨綠色7種顏色（圖1A）。其中包含乳白色果實1 株，黃白色果實6 株，白綠色果實16 株，淺綠色果實34 株，綠色果實59 株，深綠色果實21株，墨綠色果實8 株（圖1B）。

2.1.2 F4群體商品瓜果實形狀統(tǒng)計分析 ‘白玉王’商品瓜長度為20.2±2.4 cm，‘金童’商品瓜長度為8.7±5.1 cm，兩者瓜長差異顯著。經(jīng)SW檢驗商品瓜長度P=0.955，F(xiàn)4群體商品瓜長度呈連續(xù)性正態(tài)分布。其中8株果實長度為6.0～8.0 cm，13株果實長度為8.0～10.0 cm，24 株果實長度為10.0～12.0 cm，22 株果實長度為12.0～14.0 cm，31 株果實長度為14.0～16.0 cm，16 株果實長度為16.0～18.0 cm，20株果實長度為18.0～20.0 cm，8株果實長度為20.0～22.0 cm，3 株果實長度為22.0～24.0 cm（圖2A）。‘白玉王’果形橫徑為4.4±1.00 cm ，‘金童’果實橫徑為6.9±1.73 cm。兩者商品瓜橫徑差異顯著，經(jīng)SW檢驗商品瓜橫徑P=0.282，F(xiàn)4群體商品瓜果實橫徑出現(xiàn)性狀分離且呈連續(xù)性正態(tài)分布。其中2株果實橫徑為2.0～3.0 cm；31株果實橫徑為3.0～4.0 cm；46 株果實橫徑為4.0～5.0 cm；38 株果實橫徑為5.0～6.0 cm；20 株果實橫徑為6.0～7.0 cm；8株果實橫徑為7.0～8.0 cm（圖2B）。

2.1.3 F4群體商品瓜芳香物質(zhì)分析 黃瓜特有的清香味主要由C6 和C9 芳香物質(zhì)組成，且其含量、閾值及香氣值的大小可決定果實香味。香氣值為芳香化合物含量與閾值的比值，該化合物對果實香味起作用，在一定范圍內(nèi)香氣值越大，其對香味的貢獻越大［9，10］。由表1 可知F4群體中己醛、（E）-2-己烯醛、1-己醇、（E，Z）-2，6-壬二烯醛、（E）-2-壬烯醛、（Z，Z）-3，6-壬二烯醛對黃瓜香味貢獻較大。對F4群體C6 芳香化合物分析，結(jié)果表明群體中己醛的香氣值為6.2～1720，1-己醇的香氣值為0～2.58，（E）-2-己烯醛的香氣值為0～54。對F4群體C9 芳香化合物分析，結(jié)果表明群體中（E）-2-壬烯醛的香氣值為2.6～2 020×102，（E，Z）-2，6-壬二烯醛的香氣值為2.6～2 020×102，（Z，Z）-3，6-壬二烯醛的香氣值為9.78～310.45×1010。

對F4群體中不同株系C6 和C9 芳香物質(zhì)含量進行分析（圖3）。其中己醛含量在0.5～1 μg/gFW范圍內(nèi)的株系最多，（E）-2-己烯醛含量在0～0.05 μg/g FW范圍內(nèi)的株系最多，1-己醇含量在0～0.05 μg/g FW范圍內(nèi)的株系最多，（E，Z）-2，6-壬二烯醛含量在20～40 μg/g FW 范圍內(nèi)的株系最多，黃瓜味濃郁。（E）-2-Nonenal 含量在15～25 μg/g FW范圍內(nèi)的株系最多，（Z，Z）-3，6-壬二烯醛含量為8～12 μg/g FW的株系最多（圖3）。

選取群體中11 種C6 和C9 醛及醇含量進行主成分分析（Principal Component Analysis， PCA），結(jié)果表明，主成分1 初始特征值為61.654%，主成分2 初始特征值為15.051%，主成分1 和主成分2 累計值為76.70%（圖4）。主成分1 和主成分2 分別為（E，Z）-2，6-壬二烯醛和（Z，Z）-3，6-壬二烯醛。對第一主成分有積極貢獻的變量為己醛、（E）-2-己烯醛、1-己醇。對第二主成分有積極貢獻的變量為（Z，Z）-3，6-壬二烯醛，（E，Z）-2，6-壬二烯醛，（E）-2-壬烯醛，（E，E）-2，4-壬二烯醛。

相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，11 種芳香物質(zhì)含量之間存在顯著性相關(guān)。C6 芳香化合物中己醛的含量與2-己烯醛的含量顯著性相關(guān)（表2）。C9 芳香化合物中，（E，Z）-2，6-壬二烯醛的含量與（E）-4-壬烯醛，（Z，Z）-3，6-壬二烯醛，（E）-2-壬烯醛，（E，E）-2，4-壬二烯醛的含量存在顯著性相關(guān)。

2.2 選育優(yōu)良黃瓜株系

通過對果形指數(shù)、果把長、單瓜重、種子腔占比、可溶性固形物含量、（E，Z）-2，6-壬二烯醛含量以及感官評分進行綜合分析，在F4群體中共選出7 株果實品質(zhì)優(yōu)良的黃瓜株系，分別為67 號、11 號、69 號、73 號、94 號、111 號、127 號（圖5）。67 號株系果實為淺綠色，稀刺，有果疣；69 和127 號株系果實為綠色，有白色條紋，稀刺，有果疣；94 號株系果實為淺綠色，顏色均勻，表面光滑無刺，無果疣；111 號株系果實為白綠色，顏色均勻，稀刺有果疣；73 號果實為綠色，顏色均勻，稀刺有果疣。

如表 3 所示，選育出的7 個株系果形指數(shù)在3.31～3.74 之間，單瓜重在100.45～178.32 g 之間，種子腔占比在1/5～1/3 之間，果把長度在1/9～1/7 cm 之間，可溶性固形物在3.7～4.4 %之間，（E，Z）-2，6-壬二烯醛含量在37.13～44.12 μg/g FW之間，其中127 號（E，Z）-2，6-壬二烯醛含量最低為37.13 μg/g FW，69 號（E，Z）-2，6-壬二烯醛含量最高為44.12 μg/g FW，感官評分在8.7～9.1 之間。上述數(shù)據(jù)表明，選育的7 個株系品質(zhì)優(yōu)良，符合我國黃瓜種質(zhì)資源的外觀品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)。

3 討論

我國黃瓜種質(zhì)資源的外觀品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)，要求瓜條色澤均勻，順直，果實頂部無黃色條紋且瓜把短（小于瓜長的1/8～1/7），瓜腔小于瓜橫徑的1/2［11］。趙陸滟等（2022）［13］以126 份黃瓜種質(zhì)為試料對果實顏色等性狀進行遺傳多樣性分析與篩選，并將上述材料分成七類，其中第? 類和第Ⅱ類為白皮種質(zhì)，用以選育白皮品種。第Ⅴ類為水果型黃瓜，果實顏色均為綠色，用以選育色澤鮮亮的水果型黃瓜品種。本研究中獲得水果型黃瓜重組自交系F4群體中有七種果實顏色不同的株系，可用于水果型黃瓜果皮顏色選育。何秀萍等（2023）［14］引進10 個歐洲型水果黃瓜新品種，其中戴爾和碧玉107 果實顏色碧綠，其余8 個品種果色為綠色。且戴爾和碧玉果實脆，有光澤，瓜味濃適合上海地區(qū)消費需求，因此選擇上述品種在上海地區(qū)推廣種植。本試驗獲得F4群體中存在黃瓜果實顏色深綠、有光澤的株系。可用于選育適合地區(qū)推廣的水果型黃瓜品種。

果實形狀和單瓜重是決定黃瓜產(chǎn)量和商品價值的重要因素［15］，歐陽敏枝等（2022）［16］對29 份水果型黃瓜進行分析研究，其中果實長度為15～23 cm，果實橫徑為3.8～5 cm。本文所獲得F4群體中不同株系間商品瓜果實形狀差異較大。果實長度在8～24 cm范圍內(nèi)，果實橫徑在2～8 cm之間，果實長度和橫徑變異較大，豐富了水果型黃瓜種質(zhì)資源。果把長度直接影響果實食用率和商品價值，短把或無瓜把的果實更符合消費者的需求［17］。F4群體中果把長度為1/11～1/6，符合消費者對果把長度的預(yù)期。黃瓜種子腔大小和形狀會影響口感，F(xiàn)4群體中種子腔占比在1/3～9/10范圍內(nèi)，且內(nèi)果皮差異較大，可滿足消費者需求。

Rymal 等［18］對“SMR58”黃瓜香氣成分的研究發(fā)現(xiàn)，（E，Z）-2，6-壬二烯醛和（E）-2-壬烯醛是其主要特征風(fēng)味物質(zhì)。Fross 等［19］認(rèn)為在黃瓜果實眾多風(fēng)味物質(zhì)中，（E，Z）-2，6-壬二烯醛和（E，Z）-2，6-壬二烯-1-醇具有黃瓜香味，其余芳香物質(zhì)屬于調(diào)和物質(zhì)。本研究中己醛、1-己醇、（E）-2-己烯醛、（E，Z）-2，6-壬二烯醛、（E）-2-壬烯醛、（Z，Z）-3，6-壬二烯醛香氣值大于1 對黃瓜香味貢獻較大。F4群體因不同株系果實芳香物質(zhì)組成及含量存在差異，進而導(dǎo)致果實風(fēng)味不同。

黃瓜風(fēng)味品質(zhì)的評價標(biāo)準(zhǔn)為果實脆、瓜味濃、無苦味、無澀味［20］，Zhang等（2021）［21］認(rèn)為可溶性固形物含量影響黃瓜果實的風(fēng)味品質(zhì)，是篩選黃瓜品種的重要指標(biāo)。歐洲型水果黃瓜可溶性固形物含量在4.1～4.6%范圍內(nèi)，F(xiàn)4群體可溶性固形物含量在3.7～4.4%范圍內(nèi)，可溶性固形物含量范圍更廣且存在可溶性固形物含量高于4.6%的株系。可用以選育可溶性固形物高的黃瓜品系。

4 結(jié)論

為豐富水果型黃瓜種質(zhì)資源，本研究以水果型黃瓜‘金童’和‘白玉王’為親本構(gòu)建重組自交系，獲得145 株果實品質(zhì)性狀變異的F4群體，選育出7 株果實顏色鮮亮，風(fēng)味濃郁，口感偏甜的株系果實品質(zhì)優(yōu)良的株系。研究結(jié)果可為黃瓜品質(zhì)育種提供種質(zhì)資源和數(shù)據(jù)支撐。

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