德州西瓜地方品種“喇嘛”和“三白”主要營養物質積累規律的研究

朱金英 賀洪軍 王 磊 王友平 徐光東 譚月強 張春沂

（山東省德州市農業科學研究院 253015）

西瓜果實甜度下降、品質變劣是生產上存在的主要問題，隨著人們對西瓜品質的要求越來越高，從而對西瓜育種工作提出了更高的要求。種質資源是決定育種成功與否的重要因素，準確描述西瓜種質資源的相關品質性狀，是西瓜品質育種的重要基礎。

西瓜果實品質在很大程度上取決于果實內糖的種類、含量以及維生素C和酸的含量。葫蘆科作物光合產物是以棉子糖和水蘇糖的形式運輸，最終進入果實中的糖分仍是蔗糖，進而分解為葡萄糖和果糖等貯存,或直接以蔗糖形式貯存。西瓜中主要包含的可溶性糖有蔗糖、葡萄糖和果糖。隨著果實的發育，糖的含量和組成不斷變化，Vc含量、酸含量也都在不斷變化。喇嘛和三白是兩種獨具特色的西瓜種質資源，喇嘛瓜型橢圓，瓤色橘黃，三白瓜皮、瓜瓤、瓜籽均為白色。本試驗通過對三白、喇嘛兩種不同西瓜種質資源生育期定期采樣,測量其葡萄糖、果糖、蔗糖、Vc和蘋果酸的含量，直觀反映果實內各種營養物質積累規律，為今后優質西瓜品種的培育提供一定的技術參數，同時為西瓜的優質栽培提供理論依據。

1 材料與方法

試驗于2010年在山東省德州市黃河涯有機西瓜種植基地進行，供試西瓜品種為三白和喇嘛。4月23日露地直播，每667m2栽926株。每個種質資源為1個處理，雙蔓整枝，選留主蔓第2雌花坐瓜，花期人工輔助授粉，其它管理同一般生產田。于第2雌花盛花期，選擇授粉日期相同、子房大小相仿、坐果節位一致、植株長勢相似的植株進行掛牌標記，作為采樣株。待植株開花時，于授粉當天選花期相同、節位一致的花掛牌，分別于授粉后 5d、10d、16d、22d、28d、30d和32d取樣，每小區隨機選3個瓜，從果實心部到果肉邊緣取一長柱體作為分析樣品，測定蔗糖、葡萄糖、果糖、Vc和蘋果酸含量。

2 測定方法

2.1 果實可溶性糖

將西瓜縱切，除去種子，從果實心部到果肉邊緣取一長柱體作為分析樣品，全期取樣部位相同。準確稱取樣品5g，加入80%乙醇5mL：，水浴鍋80℃提取40min，加2g活性炭于80℃條件下脫色30min，過濾，重復3次，合并上清液，定容至20mL。蔗糖、果糖采用蒽酮比色法測定，還原糖采用 3,5-二硝基水楊酸法比色法測定。葡萄糖=還原糖-果糖，總糖=還原糖+蔗糖，設 3次重復，求平均值。

蔗糖含量（g／kg）=（0.1466A+0．0117）×f

果糖含量（g／kg）=（0.3860A-0．0041）×f

還原糖含量 （g／kg）=（0.2321A-0.0020）×f

2.2 維生素C

Vc的測定采用2,6-二氯淀粉滴定法。準確稱取10g西瓜樣品，搗碎、浸提、定容、過濾，吸取濾液用已經標定的2,6-二氯淀粉溶液滴定，直至溶液呈粉色15s不褪色為止。

2.3 可滴定酸

準確稱取10g西瓜樣品，磨碎、用蒸餾水定容、過濾，吸取濾液，用已經標定的氫氧化鈉溶液滴定。

3 結果與分析

3.1 西瓜果實發育進程中果糖和葡萄糖的積累

由圖1可知，喇嘛、三白兩個西瓜品種糖含量及構成隨果實的發育而變化，其變化動態一致，同一個品種的果糖和葡萄糖的變化趨勢一致。果實發育早期果糖、葡萄糖和蔗糖含量均很低，糖分積累迅速。三白在授粉16d后，葡萄糖和果糖含量達最高，喇嘛在授粉后22d，果糖和葡萄糖達到峰值。喇嘛果糖的峰值大于三白，葡萄糖的峰值略低于三白。喇嘛的甜度品嘗起來遠高于三白，可能與這幾種可溶性糖對甜度的貢獻值不同有關。西瓜果實中的蔗糖、葡萄糖、果糖這三種糖中，果糖甜度是葡萄糖的2倍、是蔗糖的1.8倍。

圖1 西瓜果實發育過程中果糖、葡萄糖含量的變化

2.2 西瓜果實發育過程中蔗糖的積累

從圖2可以看出，在果實發育早期蔗糖積累極其緩慢，在授粉后16d逐漸積累，三白在授粉后22d達到峰值，喇嘛在授粉后28d達到峰值，然后緩慢下降，28～32d下降緩慢。比較圖1和圖2可以看出，三白和喇嘛蔗糖峰值的出現均較各自的果糖、葡萄糖峰值出現推遲6d。這是由于幼果期處于細胞分裂分化高峰期，需要構建各種細胞器、細胞壁和細胞液成分，所以輸入的蔗糖分解成單糖和UDPG供合成淀粉、纖維素、半纖維素和各種細胞成分及呼吸消耗，為旺盛的生理活動提供能量。所以蔗糖含量在幼果期很低，在果實發育后期升高。

圖2 西瓜果實發育過程中蔗糖含量的變化

2.3 西瓜果實發育過程中Vc的積累

由圖3可知，喇嘛、三白2個西瓜品種中Vc含量隨果實生長發育有相似的變化趨勢。幼果期Vc含量較高，果實膨大期迅速降低，膨大期結束后，果實生長后期其含量又不斷加大，整個變化過程近似V型變化曲線。2個品種Vc峰值都出現在成熟期。

圖3 西瓜果實發育過程中Vc的含量變化

2.4 西瓜果實發育過程中蘋果酸的積累

由圖4可知，喇嘛、三白兩個西瓜品種酸的變化都是幼果期低，且前期增長緩慢，至授粉后16d增長迅速，，它們的峰值均出現在授粉后22d。喇嘛的峰值高于三白，之后均緩慢下降。

圖4 西瓜果實發育過程中蘋果酸的含量變化

3 小結與討論

本試驗結果表明，西瓜果實中蔗糖、果糖和葡萄糖總的變化趨勢為：幼果期可溶性糖以葡萄糖和果糖為主，且果糖始終高于葡萄糖；蔗糖則在果實發育后期逐漸升高并成為可溶性糖的主要成分，這與前人報道相符。

抗壞血酸是植物組織內廣泛存在的高豐度小分子物質，它作為一些酶、自由基的清除基,葉綠體和質膜電子供體或受體以及作為植物草酸鹽和酒石酸生物合成的底物等4個方面發揮著重要作用。Vc的生物合成場所是線粒體，由專一的載體運輸。西瓜果實發育過程中Vc含量較高的時期均為幼果期和成熟期。我們認為V型變化趨勢，符合植物生理中的源庫學說，即西瓜坐果后，其幼果有抗壞血酸庫的功能，幼果期貯存了大量的抗壞血酸；果實膨大期植物體內需求量加大，其體內短期的合成及體外吸收無法滿足自身需要，抗壞血酸便由庫運輸到源而發揮著相應的功能，以滿足西瓜迅速膨大的需求：隨著果實膨大期結束，植物體內 Vc的需求量降低，植物體內合成大于需求，便由源運輸到庫,使 Vc在果實內得到積累而使含量增加。

有機酸是果實風味的重要成分,適當的糖酸才能產生最佳的口感，蘋果酸含量對綜合評價直接通徑系數是正值。果實有機酸含量是數量性狀，遺傳較為復雜，一般認為由多基因控制。

三白在果實發育前期葡萄糖和果糖迅速積累，并成為果實成熟時可溶性糖的主要成分，喇嘛在果實發育前期果糖和葡萄糖含量較高，而在后期蔗糖迅速積累，并成為果實成熟時可溶性糖的主要成分。所以，利用生物學手段調控糖分積累，提高三白葡萄糖和果糖含量，從而提高果實成熟時的甜度；通過增加蔗糖的含量，增加喇嘛甜度，從而達到改良種質資源的目的，為進一步選育出優良品種奠定基礎；或者通過育種方法，針對不同種質資源各種糖積累的階段不同，配制育種組合選育新品種。