不同砧木嫁接對西瓜果實品質的影響機理研究

應泉盛，何 勇，王迎兒，曹婷婷，古斌權，王毓洪，*

(1.寧波市農業科學研究院，浙江 寧波 315040； 2.浙江農林大學 農業與食品科學學院，浙江 杭州 311300)

不同砧木嫁接對西瓜果實品質的影響機理研究

應泉盛1，何 勇2，王迎兒1，曹婷婷2，古斌權1，王毓洪1，*

(1.寧波市農業科學研究院，浙江 寧波 315040； 2.浙江農林大學 農業與食品科學學院，浙江 杭州 311300)

試驗選用甬砧1號、甬砧3號和甬砧8號三種不同砧木，嫁接早佳 (8424)西瓜品種，自根苗作對照。測定開花后35 d果實的可溶性固形物、可溶性糖、有機酸含量，以及酸性轉化酶、中性轉化酶、蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶的活性，研究不同砧木嫁接對西瓜果實品質的影響。結果表明，不同砧木處理的西瓜果實果糖、葡萄糖含量與對照相比顯著降低，可溶性固形物、蔗糖、Vc含量提高，草酸含量、酸性轉化酶活性較對照低。

西瓜；嫁接；糖分；有機酸；轉化酶

西瓜是我國重要的經濟作物，2014年全國西瓜播種面積185.23萬hm2[1]。隨著西瓜生產的規?；I化、設施化發展進程的加快，輪作周期越來越短，因此形成了以枯萎病等為主的土傳病害加劇、土壤營養失衡、根系生長環境惡化、產量和品質逐年下降等土壤連作障礙，已成為制約西瓜產業健康發展的首要問題。國內外研究和實踐表明，選用優良的瓜類專用砧木品種進行嫁接栽培，是克服連作障礙行之有效的方法。2015年浙江省嫁接西瓜比例已達40%以上，特別是設施生產嫁接比例達80%。研究表明，砧木嫁接西瓜在克服連作障礙的同時，也使西瓜糖度等生理生化指標發生變化[2-8]，但其機理尚不明確。

本試驗采用3種砧木對早佳(8424)進行嫁接，以自根苗作為對照，分析不同砧木嫁接對西瓜果肉品質影響的差異，以期為西瓜嫁接生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試砧木品種3個，葫蘆砧甬砧1號和甬砧3號，南瓜砧甬砧8號，寧波市農業開發公司生產，接穗西瓜品種為早佳(8424)，由新疆農科院哈密瓜研究中心選育。

1.2 試驗方法

田間試驗于2014年1月至2014年6月在寧波市高新農業技術實驗園區進行，接穗于1月20日播種，砧木提早10 d，于1月10日播種于32孔穴盤中，每品種96株，每重復32株。1月25日插接法嫁接。嫁接苗成活后于3月5日定植于大棚中，前茬作物為葫蘆。行距4 m，株距0.5 m，每667 m2栽334株，3次重復，每重復20株，隨機區組排列，并以早佳西瓜自根苗為對照。三蔓整枝，每株坐一果，其他栽培管理同常規。

果實成熟時，采收花后35 d的果實，每小區隨機選擇正常果實3個，測定果實鮮質量，取內果肉(球心2 cm)和外果肉(距果皮2 cm)為樣品，測定可溶性固形物、可溶性糖(葡萄糖、果糖、蔗糖)、有機酸(蘋果酸、檸檬酸、酒石酸、草酸)、Vc，番茄紅素含量，以及轉化酶(酸性轉化酶、中性轉化酶)、合成酶(蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶)活性。西瓜全部采收后統計產量。

可溶性固形物含量用折光糖度計測定，葡萄糖、果糖和蔗糖含量采用高效液相色譜法測定[9]，有機酸含量采用島津LC-20AT 高效液相色譜儀測定[10]，維生素C含量采用滴定法、番茄紅素含量采用GB/T 14215—2008法測定，酸性轉化酶、中性轉化酶、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶活性采用分光光度法[9]測定。

1.3 數據統計與分析

利用Excel、SPSS軟件對試驗數據進行差異顯著性分析、相關分析。

2 結果與分析

2.1 不同砧木嫁接對西瓜單果質量、產量的影響

砧木嫁接后西瓜果肉單果質量發生變化，但差異不顯著(表1)。對產量而言，甬砧1號嫁接早佳1 779 kg·667 m-2最高(比對照增產11.60%)，其次為甬砧3號1 725 kg·667 m-2(比對照增產8.22%)，甬砧8號1 517 kg·667 m-2(比對照減產4.83%)，甬砧1號和甬砧3號嫁接后產量顯著(P<0.05)高于甬砧8號。

2.2 不同砧木嫁接對西瓜果實可溶性固形物含量的影響

圖1結果顯示，嫁接后西瓜的可溶性固形物含量提高。甬砧1號、甬砧3號和甬砧8號嫁接早佳西瓜的內果肉可溶性固形物含量分別比對照提高了11.1%、10.8%和6.78%，但無顯著性差異。3種砧木嫁接早佳的外果肉可溶性固形物含量與對照相比，分別增加了26.6%、29.9%和26.6%，均達顯著(P<0.05)差異。

2.3 不同砧木嫁接對西瓜果肉糖含量的影響

圖2-A結果表明，嫁接西瓜內、外果肉的葡萄糖含量顯著(P<0.05)低于對照，甬砧1號、甬砧3號和甬砧8號嫁接早佳西瓜的內果肉葡萄糖含量分別降低了54.7%、52.9%和41.6%，外果肉葡萄糖含量分別降低了33.7%、43.8%、37.0%。

表1 不同砧木嫁接對西瓜單果質量、產量的影響

Table 1 Effects of grafting with different root stocks on single watermelon weight and quality

由圖2-B可見，嫁接西瓜內、外果肉果糖含量顯著(P<0.05)低于對照。甬砧1號、甬砧3號和甬砧8號嫁接早佳西瓜內果肉果糖含量分別比對照下降40.7%、39.4%和29.3%。外果肉果糖含量分別下降了25.7%、34.3%和25.6%。

由圖2-C可見，不同砧木嫁接早佳西瓜蔗糖含量都顯著提高。甬砧1號、甬砧3號和甬砧8號嫁接西瓜內果肉蔗糖含量與自根西瓜相比，分別增加了205.9%、256.7%和134.9%，均顯著(P<0.05)高于對照。甬砧1號、甬砧3號和甬砧8號嫁接早佳西瓜外果肉蔗糖含量比對照分別增加79.0%、77.1%和135.9%，均顯著(P<0.05)高于對照。

2.4 不同砧木嫁接對西瓜果實有機酸含量的影響

圖3-A表明，3種砧木嫁接對早佳西瓜內、外果肉草酸含量均無顯著性影響。

圖3-B數據顯示，甬砧1號、甬砧3號和甬砧8號嫁接早佳內果肉酒石酸含量分別增加16.6%、32.0%和33.5%，均顯著(P<0.05)高于對照。甬砧1號和甬砧8號嫁接早佳外果肉酒石酸含量分別降低了3.92%和5.61%，甬砧3號提高了4.94%，均無顯著差異。

圖3-C結果表明，甬砧3號和甬砧8號嫁接早佳內果肉蘋果酸含量顯著(P<0.05)高于對照，甬砧1號嫁接早佳內果肉蘋果酸含量比對照降低了35.1%，但差異不顯著。甬砧1號、甬砧3號和甬砧8號嫁接早佳外果肉蘋果酸含量分別提高了4.4%、118.74%和131.34%，甬砧3號和甬砧8號均顯著(P<0.05)高于對照。

圖3-D的結果表明，甬砧3號和甬砧8號嫁接顯著(P<0.05)提高了內果肉檸檬酸含量，甬砧1號嫁接對內果肉檸檬酸含量無顯著影響。3種砧木嫁接均顯著(P<0.05)提高了西瓜外果肉的檸檬酸含量。

2.5 不同砧木嫁接對西瓜果肉轉化酶含量的影響

圖4-A顯示，3種砧木嫁接對西瓜內果肉酸性轉化酶活性影響一致，均呈下降趨勢。甬砧1號、甬砧3號和甬砧8號嫁接早佳內果肉的酸性轉化酶活性分別較對照降低了32.8%、33.0%和56.3%，均顯著(P<0.05)低于對照。甬砧1號和甬砧8號嫁接早佳外果肉的酸性轉化酶活性分別較對照降低了15.0%和17.5%，甬砧3號嫁接早佳外果肉的酸性轉化酶活性較對照增加了37.7%，均無顯著性差異。

圖4-B結果顯示，甬砧1號、甬砧3號和甬砧8號嫁接早佳內果肉的中性轉化酶活性分別較對照降低了58.4%、29.2%和20.9%，其中甬砧1號顯著(P<0.05)低于對照。相反，甬砧1號、甬砧3號和甬砧8號嫁接早佳外果肉的中性轉化酶活性分別較對照增加了37.9%、131.3%和67.9%，甬砧3號顯著(P<0.05)高于對照。

圖3 不同砧木嫁接對西瓜果肉酸含量的影響Fig.3 Effects of grafting with different rootstocks on watermelon acids contents

圖4 不同砧木嫁接對西瓜果肉轉化酶活性的影響Fig.4 Effects of grafting with different rootstocks on watermelon invertase contents

2.6 不同砧木嫁接對西瓜果肉合成酶含量的影響

如圖5-A顯示。3種砧木嫁接早佳西瓜內果肉的蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性明顯增加。甬砧1號、甬砧3號和甬砧8號嫁接早佳內果肉的蔗糖磷酸合成酶活性分別較對照增加了339.6%、675.4%和112.7%，均顯著(P<0.05)高于對照。甬砧1號嫁接早佳外果肉的蔗糖磷酸合成酶活性較對照降低了18.0%，甬砧3號和甬砧8號嫁接分別較對照提高了10.4%和51.1%，甬砧8號顯著(P<0.05)高于對照。

圖5-B數據表明，甬砧1號和甬砧8號嫁接早佳內果肉的蔗糖合成酶活性分別較對照增加107.16%和449.19%，顯著(P<0.05)高于對照。甬砧1號和甬砧8號外果肉蔗糖合成酶活性與對照無顯著差異，甬砧3號顯著(P<0.05)低于對照。

2.7 糖代謝相關酶活性與果實糖含量相關性分析

由表2可以看出，糖含量與糖代謝相關酶活性之間存在一定的關聯。內、外果肉的SS活性與蔗糖含量的相關性分別達到了0.811、0.885，這表明SS活性與蔗糖含量呈極顯著正相關。內果肉的SPS活性與蔗糖含量的相關系數達到了0.904，達極顯著水平(P<0.01)，外果肉的SPS含量也與蔗糖濃度顯著正相關(P<0.05)。內果肉的AI活性與蔗糖含量呈顯著(P<0.05)負相關，與果糖、葡萄糖的含量顯著(P<0.05)正相關。

圖5 不同砧木嫁接對西瓜果肉合成酶活性的影響Fig.5 Effects of grafting with different rootstocks on watermelon synthase activity

表2 西瓜內果實糖代謝相關酶活性與糖分的相關性分析

Table 2 Correlation analysis between activities of glucose-metabolism-related enzyme and sugar contents in watermelon

指標Index內果肉Fleshynesocarp蔗糖Sucrose果糖Frucose葡萄糖Glucose外果肉Fleshnearexocarp蔗糖Sucrose果糖Frucose葡萄糖GlucoseSS0.811**-0.628*-0.616*0.885**-0.528*-0.603*SPS0.904**-0.761*-0.750*0.643*-0.208-0.287AI-0.592*0.720*0.736*-0.2420.3090.236NI-0.543*0.852**0.847**-0.543*0.868**0.848**

*、**分別表示達到顯著(P<0.05)和極顯著(P<0.01)相關。

* or ** represents the significant correlation at the probability of 0.05 and 0.01， respectively.

3 討論

眾多研究表明，嫁接在一定程度上能影響西瓜的產量和品質[11]。本研究發現，嫁接后西瓜單單果重和產量與對照相比無顯著差異，這與張春燕等[12]的研究結果一致。不同砧木嫁接后，西瓜內外果肉的可溶性固形物含量均有一定程度的提高，這與張華峰等[4]的研究結果一致。而劉菊蓮等[13]的結果認為，自根西瓜果實的可溶性糖含量最高，這可能是由于砧木和接穗不同造成的。嫁接后西瓜內外果肉果糖含量與對照相比總體均呈現下降趨勢，而內外果肉蔗糖含量都顯著提高，趙利強[14]研究認為，嫁接能明顯提高西瓜果肉蔗糖含量。嫁接降低了西瓜果實葡萄糖的含量，且內、外果肉的葡萄糖含量均與對照有顯著差異。嫁接對西瓜果實酸含量的影響因砧木和酸而異，嫁接對草酸含量影響不明顯，嫁接小幅提高內果肉酒石酸、蘋果酸、檸檬酸的含量，尹春等[6]用京欣砧2號和京欣砧3號嫁接西農8號研究得出嫁接西瓜的有機酸含量大部分比實生株的含量高，這與本試驗部分結論相一致。3種砧木嫁接對西瓜內果肉酸性轉化酶活性均呈下降趨勢，但對酸性轉化酶活性影響不大，劉慧英等[8]的研究結果表明自根及嫁接西瓜各果實的AI含量無顯著差異，這與本試驗結果一致。

自根西瓜與嫁接西瓜果實發育過程中，轉化酶、蔗糖磷酸合成酶以及蔗糖合酶共同參與了蔗糖積累過程[15]。內、外果肉的SS活性與蔗糖含量高度相關，且內果肉的SPS活性與蔗糖含量的相關性達到了0.904，屬于高度相關性，外果肉的SPS含量也與蔗糖濃度有正相關性(P<0.05)，表明了嫁接后西瓜蔗糖含量的提高與SPS、SS活性的提高有關，這與楊玉梅的研究結果一致[16]。本試驗從生理生化角度初步分析了嫁接對西瓜糖分代謝的影響，還需要從相關基因表達等分子水平進行深入研究，以明確其分子機理。

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(責任編輯 張 韻)

Effects of grafting with different rootstocks on watermelon fruit quality

YING Quansheng1， HE Yong2， WANG Yinger1， CAO Tingting2， GU Binquan1， WANG Yuhong1，*

(1.NingboAcademyofAgriculturalSciences，Ningbo315040，China; 2.CollegeofAgricultureandFoodScience;ZhejiangA&FUniversity，Hangzhou311300，China)

In this study， varieties Yongzhen No.1， Yongzhen No.3 and Yongzhen No.8 were used as rootstocks， in which watermelon variety Zaojia(8424) was grafted， and non-grafted Zaojia plants were taken as the control. Several indexes of watermelon fruits on 35 days after flowering were measured， including contents of soluble solids， soluble sugar and organic acids， and the enzyme activities of acid invertase， neutral invertase， sucrose synthase and sucrose phosphate synthase. It was aiming to explore the effects of different rootstock varieties on watermelon fruit quality. The results showed that different rootstocks significantly reduced the fructose and glucose contents compared with the control， and increased the contents of soluble solids， sucrose and Vc; whereas， contents of oxalic and acid invertase activities were decreased.

watermelon; grafting; sugar contents; organic acids; invertase

http://www.zjnyxb.cn

10.3969/j.issn.1004-1524.2017.04.11

2016-12-26

國家科技支撐項目(2012BAD02B03)；浙江省自然科學基金項目(LY15C150005)；國家西甜瓜產業技術體系(CARS-26)；寧波市瓜類砧木育種創新團隊(2014B81002)

應泉盛(1981—)，男，浙江奉化人，碩士，高級農藝師，主要從事瓜類砧木及西瓜育種研究。E-mail: ying_joson@sina.cn

*通信作者，王毓洪，E-mail: yhwangsc@163.com

S642.2

A

1004-1524(2017)04-0590-07

浙江農業學報ActaAgriculturaeZhejiangensis， 2017，29(4): 590-596

應泉盛，何勇，王迎兒，等. 不同砧木嫁接對西瓜果實品質的影響機理研究[J].浙江農業學報，2017，29(4)： 590-596.