薄皮甜瓜嫁接栽培試驗(yàn)

薄皮甜瓜嫁接栽培試驗(yàn)

薄皮南瓜通常被稱為“香瓜”。芳香物質(zhì)是水果中最寶貴的部分。其組成和含量是考慮杏仁質(zhì)量的指標(biāo)之一。甜瓜果實(shí)中的芳香物質(zhì)除了醇類、醛類和含硫化合物以外,主要是酯類物質(zhì)(王建華和王漢忠1996;Aubert和Pitrat2006;唐貴敏等2007)。果實(shí)中酯類的直鏈酯類物質(zhì)主要由脂肪酸途徑形成,脂肪酸在β-氧化和脂氧合酶(LOX)、裂解酶的作用下氧化形成醛類,醛類在醇脫氫酶(ADH)的催化下形成醇類(Manriquez等2006),再經(jīng)醇酰基轉(zhuǎn)移酶(AAT)的催化下形成酯類物質(zhì)(Zhu等2008)。成熟甜瓜果實(shí)香氣成分中乙酸酯類占香氣總量的80%以上(張東曉2002;劉圓等2008)。影響酯類合成的因素很多,嫁接便是其中之一。前期的研究表明,嫁接降低了薄皮甜瓜果實(shí)中香氣物質(zhì)的總量和特征性酯類物質(zhì)的相對(duì)含量(齊紅巖等2008)。乙酸己酯是薄皮甜瓜果實(shí)中主要直鏈酯類物質(zhì)之一(劉圓等2008;王寶駒等2008),且乙酸己酯與其甜度呈顯著正相關(guān)(劉勇等2009)。但嫁接對(duì)甜瓜果實(shí)中乙酸己酯以及該酯合成途徑中關(guān)鍵步驟的影響,迄今還尚不明確。本文以組織圓片中添加乙酸己酯合成途徑的不同階段前體,探討嫁接對(duì)甜瓜乙酸己酯合成途徑中某些步驟的影響。降解和活性測(cè)定試驗(yàn)于2009年2~6月在本校園藝科研基地日光溫室內(nèi)進(jìn)行。薄皮甜瓜(CucumismeloL.var.makuwaMakino)‘玉美人’作接穗,白籽南瓜[Cucurbitamoschata(Duch.exLom.)Duck.exPoiret]‘圣砧一號(hào)’為砧木。2009年2月13日播種甜瓜,基質(zhì)育苗,甜瓜長(zhǎng)至兩葉一心時(shí)與白籽南瓜進(jìn)行靠接,以自根作為對(duì)照,嫁接作處理,定植于日光溫室的栽培桶中。株距60cm,行距80cm。栽培過程中采用單蔓整枝方式,在主干10節(jié)以上部位連續(xù)留瓜,每株留瓜2~3個(gè),雌花開花當(dāng)日上午用沈農(nóng)豐產(chǎn)劑2號(hào)(沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)生產(chǎn))噴花,并掛牌標(biāo)記。由前期試驗(yàn)得出,該品種薄皮甜瓜花后30d是香氣物質(zhì)形成的高峰期,而35d是果實(shí)成熟期,因此,本實(shí)驗(yàn)取開花后30d和35d的嫁接和自根甜瓜果實(shí),用固相微萃取-氣相色譜法(SPME-GC)分析乙酸己酯的含量(吳繼紅等2005)。取甜瓜成熟前期(花后30d)的果實(shí)進(jìn)行組織圓片試驗(yàn),圓片制作方法和培養(yǎng)過程參照Flores等(2002)的方法,略有修改。在50mL磷酸鈉緩沖液(0.3mol·L-1,pH5.8)中分別加入乙酸己酯合成的各種前體:己醇(10-4mol·L-1,直接前體)、己醛(10-3mol·L-1,可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為己醇)和己酸(10-3mol·L-1,上游底物,可轉(zhuǎn)化為己醛),以不添加任何外源前體的組織圓片為對(duì)照。密封瓶口,放于恒溫震蕩培養(yǎng)箱中(25℃,120r·min-1),溫育24h,間隔3、6、10和24h分別取25mL緩沖液,保存在-20℃條件下,每個(gè)處理重復(fù)3次。分析芳香物質(zhì)時(shí),解凍后的樣品吸取10mL放入20mL頂空瓶中,添加2gNaCl(分析純)和內(nèi)標(biāo)1-辛醇,加蓋并壓好,振蕩促其溶解。將老化好的萃取頭插入樣品瓶的頂空部分,推出纖維頭,與液面保持0.5cm的距離,在40℃下萃取30min,然后拔出纖維頭,進(jìn)VARIANCP-3800氣相色譜儀作定量分析。色譜條件為CPSil8CB的柱子,進(jìn)樣口溫度250℃,不分流進(jìn)樣,程序升溫,36℃保持2min,12℃·min-1升到60℃,然后以6℃·min-1升到140℃,再以20℃·min-1升到240℃,保持8min,檢測(cè)器的溫度為300℃,柱流速為2mL·min-1。取甜瓜花后30d和35d的果實(shí),測(cè)定脂氧合酶(LOX)、醇脫氫酶(ADH)和醇?；D(zhuǎn)移酶(AAT)的活性。LOX活性的測(cè)定參考陳昆松等(2003)文中的方法,稍加改動(dòng);ADH活性的測(cè)定參照Longhurst等(1990)文中的方法,稍加改動(dòng);AAT活性的測(cè)定參照Pérez等(1993)文中的方法,稍加改進(jìn)。蛋白質(zhì)含量用考馬斯亮藍(lán)G-250比色法測(cè)定(郝建軍和劉延吉2001)。數(shù)據(jù)用DPS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果與討論1兩組果皮中乙酸己酯含量比較從表1可知,花后30d,自根和嫁接甜瓜果肉中乙酸己酯的含量差異不顯著,而自根甜瓜果皮中乙酸己酯含量極顯著高于嫁接甜瓜果皮。隨著果實(shí)逐漸成熟,甜瓜果皮和果肉中乙酸己酯均有不同程度積累,至花后35d,自根甜瓜果皮中乙酸己酯含量顯著高于嫁接甜瓜果皮,而果肉中乙酸己酯含量,兩者差異不顯著,兩個(gè)時(shí)期甜瓜乙酸己酯含量均是果皮中高于果肉。2嫁接前后酸己酯合成的變化添加己酸的果皮緩沖體系中,己酸的含量在6h前逐漸增加,隨后降低,己酸轉(zhuǎn)化合成乙酸己酯的含量隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而升高(圖1-a),至培養(yǎng)24h,果皮中乙酸己酯合成量達(dá)585.73mg·L-1,而由圖1-b可知,嫁接降低了己酸向乙酸己酯的轉(zhuǎn)化率,在培養(yǎng)24h后乙酸己酯含量顯著低于自根的。添加己醛的處理中,己醛含量在3h最高,之后逐漸降低,而乙酸己酯含量不斷升高,嫁接和自根甜瓜在培養(yǎng)24h后乙酸己酯合成量差異不顯著(圖1-c、d)。在添加己醇的CK果皮中,己醇含量隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸降低,同時(shí)乙酸己酯含量不斷積累,在10h前快速升高,10~24h增加緩慢,且乙酸己酯含量極顯著高于未添加任何前體的CK0(圖1-e)。添加己醇的嫁接果皮中己醇和乙酸己酯含量與自根果皮趨勢(shì)一致,且兩者乙酸己酯含量差異不顯著(圖1-f)?？梢?在乙酸己酯合成途徑上,嫁接主要降低了甜瓜果皮中己酸向乙酸己酯的轉(zhuǎn)化,而己醛向己醇、己醇向乙酸己酯的轉(zhuǎn)化未受嫁接影響。而由圖1-g、h中進(jìn)一步分析得出,己酸向己醛的轉(zhuǎn)化未受嫁接影響,而是進(jìn)一步向己醇的轉(zhuǎn)化受到了抑制,因而導(dǎo)致乙酸己酯含量的降低。圖2顯示,在果肉的緩沖體系中,添加己酸、己醛和己醇后,三者向乙酸己酯轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)與果皮的趨勢(shì)相同,差異在于果肉中乙酸己酯轉(zhuǎn)化能力低于果皮。添加己酸的緩沖體系中,在培養(yǎng)24h后,嫁接和自根甜瓜果肉合成乙酸己酯含量差異不顯著(圖2-a、b)。添加己醛的處理中,在培養(yǎng)24h后,乙酸己酯的合成量,嫁接和自根甜瓜果肉無顯著性差異(圖2-c、d)。添加己醇的果肉緩沖體系,乙酸己酯含量極顯著高于未添加任何前體的CK0,而嫁接和自根甜瓜合成乙酸己酯含量差異也不顯著(圖2-e、f)。從圖2-g、h中也可看出,添加己酸后,向醛的轉(zhuǎn)化未受嫁接影響,由己醛向己醇的轉(zhuǎn)化有所降低?？梢?在乙酸己酯合成途徑上,甜瓜果肉中己酸向己醛、己醛向己醇以及己醇向乙酸己酯的轉(zhuǎn)化均未受嫁接影響。李大鵬(2005)的研究指出,添加各種外源醇可以促進(jìn)蘋果組織圓片中相應(yīng)酯類的合成。本研究表明,外源添加己酸、己醛和己醇均可促進(jìn)甜瓜組織圓片中乙酸己酯的合成,且外源前體向乙酸己酯的轉(zhuǎn)化能力,表現(xiàn)為己醛>己醇>己酸。Flores等(2002)對(duì)網(wǎng)紋甜瓜的研究表明,?；霓D(zhuǎn)化活性依賴于乙烯,乙烯抑制了酸向醛和醛向醇的轉(zhuǎn)化,但對(duì)醇向酯的轉(zhuǎn)化沒有影響。在乙酸己酯合成途徑中,嫁接對(duì)甜瓜果皮中己酸向己醛的轉(zhuǎn)化無明顯影響,而是降低了進(jìn)一步向醇的轉(zhuǎn)化,進(jìn)而降低了向乙酸己酯的轉(zhuǎn)化,而己醛和己醇向乙酸己酯的轉(zhuǎn)化未受影響,這可能與嫁接甜瓜果實(shí)乙烯的釋放量低有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)室研究表明,嫁接甜瓜果實(shí)花后30d至33d乙烯釋放量顯著低于自根甜瓜,并且嫁接使乙烯釋放高峰延后了2d(齊紅巖等2010)。根據(jù)外源3種前體向乙酸己酯轉(zhuǎn)化率的高低,在實(shí)際生產(chǎn)中,可以對(duì)甜瓜果實(shí)進(jìn)行外源噴施酯類合成的間接前體——醛類物質(zhì)來提高甜瓜果實(shí)芳香物質(zhì)的含量,改善其品質(zhì),其具體的施用濃度還有待于進(jìn)一步研究。另外,本文只研究了嫁接對(duì)薄皮甜瓜果皮和果肉中乙酸己酯合成途徑的影響,對(duì)其他酯類及合成途徑的影響也有待于進(jìn)一步研究。3lox、aat、adh活性的變化如圖3所示,在花后30d,嫁接和自根甜瓜果肉中LOX、ADH和AAT活性差異均不顯著。在果皮中,嫁接甜瓜ADH和AAT的活性極顯著低于自根甜瓜(圖3-b、c),勢(shì)必影響醛類向醇類的轉(zhuǎn)化,從而影響酯類的合成,這是嫁接影響組織圓片中酯類合成的主要原因之一;而兩者L