資料內容僅供您學習參考，如有不當或者侵權，請聯系改正或者刪除。摘要薄皮甜瓜(Cucumis二elovar.ma愛uwaMakino)是中國重要的甜瓜品種資源。由于其生長期短,收獲期集中在高溫多雨季節,在貯運過程中極易腐爛,因此急需解決保鮮問題。本試驗以7個不同類群的薄皮甜瓜品種為試材,對其果實在成熟和貯藏期間的生理生化變化規律進行了研究,探討了薄皮甜瓜果實的乙烯合成和軟化機理,初步篩選出比較耐貯的甜瓜品種,并研究了不同采收期對甜瓜果實貯藏效果的影響,為薄皮甜瓜的生產和保鮮及耐貯品種的選育工作提供一定的理論依據。研究結果如下:1.薄皮甜瓜果實成熟衰老過程中具有明顯的呼吸躍變和乙烯生成高峰,果實耐貯性差。呼吸強度和乙烯釋放量可作為篩選甜瓜耐貯品種的重要指標。日本甜寶在貯藏期間呼吸和乙烯躍變出現的時間較晚且持續時間較短,躍變高峰值較低,果實成熟衰老速度較慢,比較耐貯,可用于較長期(15d)的貯藏;特大白寶、No.62、齊甜l號、96一58和麻瓜耐貯性稍差,可作短期貯藏(7d);龍甜1號貯藏效果最差,不適于貯藏。2.在薄皮甜瓜成熟和貯藏期間,果實中1一氨基環丙烷一1一梭酸(ACC)含量、ACC合成酶活性和ACC氧化酶活性與乙烯釋放量的變化緊密相關:ACC的大量生成為乙烯合成奠定了基礎,ACC合成酶和ACC氧化酶是乙烯合成的兩個限速酶,經過調控SAM一ACC和ACC~乙烯來最終控制乙烯的生成,這就為用基因工程方法經過調控乙烯合成來控制甜瓜果實成熟衰老過程、培育耐貯品種提供了理論依據。3.薄皮甜瓜果肉中可溶性果膠含量的急劇增加是果實硬度快速下降的主要原因。多聚半乳糖醛酸酶(PG)經過調控果膠的降解而影響果實的軟化過程。麻瓜采收時果實硬度較小,可溶性果膠含量較高,二者在貯藏過程中變化幅度較大,導致果實迅速軟化,不利于貯藏。4.甜瓜果實發育成熟過程中,發育前期(花后15d以內)果重增長最快,發育后期品種間果重日增長率的不同是采收時果重差異的主要原因。特大白寶和No.62具有成熟期短和果重日增長率高的特點,可作為早熟栽培選用品種。薄皮甜瓜果實可溶性固形物含量積累的關鍵時期是采前10一15d。積累速度決定了成熟時果實的糖分含量和品質優劣,其中日本甜寶、龍甜1號和麻瓜的可溶性固形物含量均在10寫以上,品質較好。5.薄皮甜瓜果實貯藏期間的生理生化變化規律為:隨貯藏時間的延長,果實重量和水分含量隨之降低;還原糖含量和可滴定酸度的變化因品種不同而有差異;可溶性固形物含量先升后降,具有明顯的后熟作用。日本甜寶和麻瓜貯藏期間重量和營養物質損失較小,品質較好。6.No.62不同采收期果實的貯藏試驗表明,提前采收雖然能夠推遲呼吸躍變和乙烯生成高峰的出現,但嚴重影響糖分積累,重量損失較多,對品質影響較大。應根據貯藏和銷售距離的遠近來確定適宜的采收時間。關鍵詞:薄皮甜瓜;成熟;貯藏;生理生化變化規律貯藏期間薄皮甜瓜果實呼吸強度和乙烯釋放量的異常變化在3.3和3.4的研究中,甜瓜果實在采后貯藏過程中,出現明顯的呼吸躍變和乙烯生成高峰,到了貯藏末期,隨著果實組織的衰老,呼吸強度和乙烯釋放量應逐漸減弱。但由圖3一5和3一6能夠看到有些品種甜瓜果實在貯藏12d前后出現呼吸強度和乙烯釋放量急劇升高的現象。這是由于不利的貯藏環境條件使得甜瓜果實受病菌侵染產生嚴重的腐爛所致。早在20世紀40年代,蘇聯的植物學家B.A.Py毛HH〔78j就提出了果蔬采后的呼吸保衛學說,認為植物遭受傷害和病菌侵染時,會主動加強細胞內氧化系統的活性,使呼吸作用加強,從而(1)抑制侵染微生物分泌的酶所引起的水解作用;(2)防止積累有毒的代謝中間產物,氧化破壞病原微生物所分泌的毒素;(3)加強合成新細胞的成分,加速傷口修復。畢陽和張維一〔79j的研究表明甜瓜果實感病以后呼吸強度和乙烯釋放量均呈增加趨勢,而且在病斑部位和鄰近病斑0.scm處最高,同一病斑部位果皮明顯高于果肉。本試驗中在貯藏12d時一些品種甜瓜果實的可溶性果膠含量和可溶性固形物含量等指標的異常變化也與果實的腐爛敗壞有關。4.2薄皮甜瓜果實的成熟期與產量、品質和耐貯性的關系以往研究表明,不同品種厚皮甜瓜果實的成熟期對耐貯性的影響較大。一般來說,晚熟品種比較耐貯,而中早熟品種的耐貯性能較差。這是由于晚熟品種在果實發育后期氣溫較低,晝夜溫差較大,營養物質積累較多,且果實厚而堅韌,有彈性,肉質致密。在采后貯藏過程中,果實的呼吸強度和乙烯釋放量較低且變化平緩,因此果實的成熟衰老進程較慢,較耐貯藏,如中國新疆的青麻皮、可口奇和密極甘等。與此相反,早熟品種果實不具備這樣的解剖結構和較高的營養物質含量,在貯藏過程中具有明顯的呼吸和乙烯躍變,果實很快地衰老腐敗,因此不宜于貯藏和遠距離運輸,如紅心脆甜瓜〔,·””,2,,。本試驗選取了4個早熟薄皮甜瓜品種,2個中熟品種和1個晚熟品種。研究結果表明,不同品種薄皮甜瓜果實的成熟期對產量、品質和耐貯性的影響不大。這是由于不同熟期品種間的成熟天數相差不大,且成熟期均在高溫季節,因此氣候和果實生長期的長短對果實的產量形成和營養物質的積累影響不大。在產量性狀上,早熟品種特大白寶和No.62的單瓜重均在4409以上,而中熟品種齊甜1號和晚熟品種麻瓜只有2909左右。在品質性狀上,早熟品種日本甜寶和龍甜1號成熟采收時果實可溶性固形物含量均在11%以上,而中熟品種96一58只有6.87%。在貯藏性狀上,早熟品種日本甜寶具有致密的果皮結構,在貯藏過程中較晚經歷呼吸和乙烯躍變,峰值較低,且重量和糖分損失較少,具有相對較好的貯藏性能;而中熟品種96一58和齊甜1號在成熟衰老過程中呼吸速率和乙烯釋放量均較高,失重率較大;晚熟品種麻瓜在貯藏過程中果實的硬度下降較快,果肉細胞彼此分離,貯藏7d時,果實已嚴重變軟,不耐貯藏。因此,在薄皮甜瓜的生產和保鮮工作中,果實的成熟期不能作為選擇生產和貯運用品種的依據,應在充分了解不同品種薄皮甜瓜果實的成熟特性和貯藏特性的基礎上才能做出正確的選擇。4.3乙烯啟動果實的成熟過程甜瓜是典型的呼吸躍變型果實,在果實成熟過程中具有明顯的呼吸躍變和乙烯合成高峰。乙烯是一種成熟激素。BurgSP和B盯9EA〔‘,在研究香蕉果實成熟時發現,乙烯躍變先于呼吸躍變,從而得出乙烯啟動成熟的結論。后來人們從更多種類果實的研究結果中看到,有些果實乙烯生成量的增加確實先于呼吸強度的升高,如香蕉和鱷梨;但也有些果實乙烯生成量的增加與呼吸強度的升高同時發生,如蘋果、杏和梨;有些甚至晚于呼吸上升,如番茄和芒果等。進一步研究表明,同一種類不同品種果實也有差異。如蜜露甜瓜乙烯生成量的增加先于呼吸而羅馬露瓜兩者同時發生〔311。本試驗所選用的7個薄皮甜瓜品種中,特大白寶和麻瓜乙烯生成量的增加與呼吸強度的升高同時發生,另5個品種乙烯生成量的增加先于呼吸強度的升高。這些結果表明,在躍變前(大量乙烯生成之前),內源乙烯是否先上升并不是啟動成熟的必須條件。YangSF〔們的研究指出,在果實發育成熟過程中,果肉組織對成熟的阻力即對乙烯作用敏感性的增加才是啟動成熟的關鍵。躍變前果實對成熟的阻力很大,即對乙烯作用不敏感,以致系統I生成的低水平乙烯不足以誘導成熟。隨著果實的發育,在基礎乙烯的不斷作用下,組織的成熟阻力不斷下降,即對乙烯作用的敏感性不斷上升。當組織對乙烯敏感性增加到能對內源乙烯(低水平的系統I)的作用起反應時,便啟動了成熟和乙烯的自我催化作用(系統l),乙烯合成才大量增加。4.4PG與薄皮甜瓜果實軟化的關系由3.5的研究可知,在薄皮甜瓜成熟和采后貯藏期間果實的硬度不斷下降。這種變化雖然與多聚半乳糖醛酸酶(PG)的活性和可溶性果膠含量的增加速率有較大的關系,但果實的硬度并不隨后兩者的躍變而發生躍變,這說明果實硬度的變化與它們并無直接的因果關系,果實軟化還受另外一些因素的影響。在其它種類果實的研究中也得到相似的結果〔‘’·40·月幻。近年來,反義RNA技術的應用為研究PG在果實軟化中的作用提供了最直接的證據。在轉PG反義mRNA的番茄果實中,PG活性嚴重受阻且果實中果膠的降解受到抑制,但果實仍能正常成熟,并沒有像預期的那樣推遲軟化或減少軟化過程〔48j。這一結果表明,雖然PG對果實中果膠物質的降解十分重要,但它肯定不是果實軟化的決定因素。4.5田間試驗設計由于本試驗可供試驗用的保護地面積等客觀原因所限,在田間試驗上沒有采用常規的三次重復設計。雖然這對本試驗的總體結論沒有大的影響,但還是造成了一些損失。如對于今年新引進的甜瓜品種因其對本地栽培環境的適應性較差,長勢和產量均不好。再者在結瓜期間田間病害和鼠害較嚴重,致使一些品種的產量受到很大的影響。這些都說明在田間試驗設計上采用多次重復以及加大每次重復中樣本數量的必要性和重要性,在以后的研究工作中應予以充分的重視。5結論1.薄皮甜瓜果實成熟衰老過程中具有明顯的呼吸躍變和乙烯生成高峰,果實耐貯性較差。呼吸強度和乙烯釋放量可作為篩選甜瓜耐貯品種的重要指標。日本甜寶在貯藏期間呼吸和乙烯躍變出現時間較晚且持續時間較短,躍變高峰值較低,果實成熟衰老速度較慢,可用于較長期(15d)的貯藏;特大白寶、No.62、齊甜1號、96一58和麻瓜耐貯性稍差,可作短期貯藏(7d);龍甜1號貯藏效果最差,不適于貯藏。2.在薄皮甜瓜成熟和貯藏期間,果實中ACC含量、ACC合成酶活性和ACC氧化酶活性與乙烯釋放量的變化緊密相關:ACC的大量生成為乙烯合成奠定了基礎,ACC合成酶和ACC氧化酶是乙烯合成的兩個限速酶,經過調控SAM一ACC和ACC一乙烯來最終控制乙烯的生成,這就為用基因工程方法經過調控乙烯合成來控制甜瓜果實成熟衰老過程,培育耐貯品種提供了理論依據。3.薄皮甜瓜果肉中可溶性果膠含量的急劇增加是果實硬度快速下降的主要原因。多聚半乳糖醛酸酶(PG)經過調控果膠的降解而影響果實的軟化過程。麻瓜采收時果實硬度較小,可溶性果膠含量較高,二者在貯藏過程中變化幅度較大,導致果實迅速軟化,不利于貯藏。4.不同品種薄皮甜瓜果實生長發育狀況的研究表明,果實發育前期(花后15d以內)果重增長最快,發育后期品種間果重日增長率的不同是采收時果重差異的主要原因。特大白寶和No.62具有成熟期短和果重日增長率高的特點,可作為早熟栽培選用品種。5.薄皮甜瓜果實可溶性固形物含量積累的關鍵時期是采前10~15d。積累速度決定了成熟時果實的糖分含量和品質優劣,其中日本甜寶、龍甜1號和麻瓜的可溶性固形物含量均在10寫以上。在采后貯藏過程中可溶性固形物含量先升后降,具有明顯的后熟作用。6.薄皮甜瓜果實貯藏期間的生理生化變化規律為:隨貯藏時間的延長,果實重量隨之降低,其中特大白寶、龍甜1號、96一58和齊甜1號的失重率均在9寫以上,貯藏效果不好;果實中水分含量也不斷降低;還原糖含量和可滴定酸度的變化因品種不同而有差異。日本甜寶和麻瓜貯藏期間重量和營養物質損失較小,品質較好。7.No.62不同采收期果實的貯藏試驗表明,提前采收雖然能夠推遲呼吸躍變和乙烯生成高峰的出現,但嚴重影響糖分積累,重量損失較多,對品質影響較大。應根據貯藏和銷售距離的遠近來確定適宜的采收時間?！?2甜瓜果實的提前采收雖然能夠推遲果實的呼吸躍變和乙烯生成高峰出現的時間,但由于果實的失重率較高,特別是嚴重影響了糖分的積累,對甜瓜品質的影響較大。因此應根據采后甜瓜的用途和銷售距離的遠近來確定適宜的采收時間。如用于遠距離的運輸或貯藏,則可提前幾天采收(即八九分熟);如用于近距離的銷售,則應在充分成熟時采收,這樣才能保質保量,帶來最大的經濟效益。縮略語表ACC:l一aminoeyeloProPane一l一earboxylieaeid1一氨基環丙烷一1一梭酸SAM:S一adenosylmerhionineS一腺昔蛋氨酸MET:Methionine蛋氨酸(甲硫氨酸)PG:Polygalaeturonase多聚半乳糖醛酸酶PE:Peetinesterase果膠甲醋酶anesulfonieaeidHEPPS:4一(2一hydroxyethyl)一l一PIPerazineProP4一(2一輕乙基)一1一呱嚓磺酸丙烷DTT:Dithiothreitol二硫蘇糖醇EDTA:Ethylenediaminetetraaeetieaeid乙二胺四乙酸許多研究表明,乙酸酯類對香氣形成起很大的作用。日本高砂香料綜合研究所原麻男等［’］用阿魯斯甜瓜的夏(!%)品系,在授粉后*50~60日測定果實的香氣成分,表明乙酸乙酯含量在授粉后51~58日大量增加,約占香氣總的50~60%,且此期間其含量變化不大,表明它對甜瓜香氣形成起很大作用。其它的乙酸含量也較高,可達香氣成分總量的"25~30%,其中包括乙酸-2-甲基丙酯、乙酸-2-甲基丁酯、乙酸丙酯、乙酸甲酯等。(!)ライフ(ロツキ%フ才%ド=パ%ル):屬于典型的躍變型果實,果實成熟時有明顯的呼吸躍變與乙烯釋放?？墒称谟邢銡?。(")クリネツト:典型的躍變型果實,可食期有香氣。(’)マドンナ(阿魯斯=ロツキ%フ才%ド):典型的躍變型果實,可食期有香氣。($)アンデス(阿魯斯、><87?@7A、#B82BC<6D7、哥薩克甜瓜的雜種后代):典型的躍變型果實與弱的躍變型果實混雜存在。前者可食期有香氣,后者則無香氣。(*)阿魯斯(春系’號):緩慢的躍變型,缺乏香氣。(-)ハニ%キング(阿魯斯夏系!-號):依收獲期成熟度之差異,有漸減型與躍變型,缺乏香氣。(&)メロデイ(E7C<@?)(阿魯斯、パ%ル、佐治亞$&、ロツキ%フ才%ド的雜種后代):非躍變型果實,自始至終無香氣。(.)哥薩克(阿魯斯=ロツキ%フ才%ド的固定系與俄羅斯南部的網紋甜瓜的(!代):非躍變型果實,無香氣。隨著果實潰壞而香氣增強。(F)深綠(阿魯斯夏系"號=佐治亞$&固定系與ライフ固定系的(!代):非躍變型,始終無香氣。鉀對厚皮甜瓜成熟果實中芳香物構成及含量的影響以4種不同鉀肥量追施處理厚皮甜瓜中蜜5號后,采用氣相色譜－質譜聯用儀(GC－MS)測定了成熟果實中的芳香物成分,分別在低量鉀肥、中量鉀肥(CK)、中高量鉀肥和高量鉀肥處理中檢測出32、35、34、39種芳香成分,各占其總峰面積的96.78%、98.39%、95.27%、90.95%。隨鉀肥施用量增加,果實中揮發性酯類物質與醇類物質的相對含量變化趨勢相反。不同鉀肥量處理成熟甜瓜果實特征芳香成分中,(E,Z)3,6－壬二烯－1－醇、(Z)－6－壬烯-1-醇乙酸酯、2,3－丁二醇二乙酸酯、2－甲基丁酸乙酯、(6Z)壬烯－1－醇、(Z)3－壬烯－1－醇等相對含量存在顯著性差異,特征香氣含量隨鉀肥施用量的增加而呈現先增加后降低的趨勢,以適量鉀肥處理(9.6g·株－1)為最佳,果實品質最好.甜瓜中已檢測出240多種芳香物質,一半以上為酯類物質,有些成分含有硫化物,其余的物質以醛和醇為主〔4〕。其中碳9族的酯類、醇類和醛類為甜瓜香氣成分中的重要物質和主體成分。Kemp等〔5〕在甜瓜中檢測出(Z,Z)－3,6二壬烯－1醇,該物質被稱為甜瓜特征香氣物質。Wang等〔6〕確定了丁酸乙酯、2－甲基丁酸甲酯及2－乙基丙酸甲酯為甜瓜香氣的重要組成部分,另外,她們也確定了2－甲基丁酸乙酯、2,3－丁二醇二乙酸酯、(Z)－6－壬烯－1－醇乙酸酯、硫代丁酸甲酯為甜瓜特征香氣物質。鉀對甜瓜果實中芳香物質含量的影響在甜瓜果實的芳香物質中以酯類物質的含量最高,它主要來源于氨基酸的代謝以及醇類物質化氨基酸經過轉氨基作用形成酮酸,經脫羧或脫氫形成醇和酰基(CoA),再經過醇脫氫酶H)和醇?；D化酶(AAT)的催化形成酯類物質AAT能夠催化不