甜瓜果实发育中有机酸和相关代谢酶活性变化

    汤谧 别之龙 吴明珠 伊鸿平 冯金鑫

    目的与意义： 甜瓜生产在世界园艺产业中占有重要地位，随着生活水平的提高，人们对果实品质的要求越来越高。改善果实内在品质是提升甜瓜品质的关键，其中糖、酸组分及其含量对果实内在品质有着重要的影响，是决定果实风味的重要指标。本研究以新疆农业科学院哈密瓜研究中心培育出的风味甜瓜品种‘风味3号和传统品种‘雪里红为材料，从生理、生化和基因表达等多个层面，深入探讨风味甜瓜果实高酸性状形成的生物学基础。

    材料与方法： 实验于2006年春季在华中农业大学国家蔬菜改良中心华中分中心连栋温室内进行。采用基质栽培，滴灌系统供液，实验期间平均气温为20 °C，平均湿度为63.8%。供试品种为‘风味3号和‘雪里红，3次重复，重复内每个品种种植54株。管理一致，单蔓整枝，每株留1果，人工授粉时挂吊牌以示日期。于授粉后每5 d选取长势相近的植株，摘取果实。测定外观、可溶性固形物、可滴定酸等性状后，切取果肉部分迅速放入液氮中冷凍，置于-80 °C保存，采用GC和Real-time PCR等技术测定不同发育时期甜瓜果实中主要有机酸的含量和代谢途径关键酶活性，并分析了有机酸含量与可滴定酸含量之间的相关性，以及柠檬酸含量与相关代谢酶活性之间的相关性。

    结果与分析： 可溶性固形物和可滴定酸含量表现出品种间的差异，‘雪里红在授粉后40 d时的可溶性固形物达到最大值10.75 °Brix，‘风味3号达到12.75°Brix，而‘风味3号的可滴定酸含量高于‘雪里红，在35DAP（授粉后天数），‘风味3号达到最大值0.99 %，而‘雪里红的最大值不高于0.40 %。通过GC分析，成熟时‘风味3号果实中酸的总含量高于‘雪里红，主要成分是柠檬酸，‘风味3号在20DAP就开始积累柠檬酸，持续增加到最后，而‘雪里红的果实在25 DAP才明显含有柠檬酸，且含量显著低于‘风味3号。‘风味3号的苹果酸呈现波折下降的变化趋势，‘雪里红在授粉后35 DAP下降到最低值后，到40 DAP时出现大幅增加，达到整个发育过程中的最大值。柠檬酸含量和代谢酶活性的相关性分析表明，10～30 DAP期间，‘雪里红的ACO与柠檬酸含量变化显著相关（r=0.878*），10～25 DAP期间，‘雪里红的ME与柠檬酸含量变化显著相关，相关系数0.965*，10～30 DAP，‘雪里红的ME与柠檬酸含量变化显著相关，相关系数0.936*。综合来看，在5～25 DAP期间，ACO和ME的活性都与柠檬酸含量的变化呈显著正相关，而‘风味3号中2种酶的活性比‘雪里红中高，因此‘风味3号的柠檬酸含量更高。

    结? ? 论： 成熟时‘风味3号果实中酸的总含量高于‘雪里红，而且主要成分是柠檬酸，很可能是由于卡尔文循环加速导致中间产物柠檬酸的积累。