小型西瓜果皮酶系与裂果性的关系

高美玲++于长宝++李佳益

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.061

摘要：以抗裂小型西瓜K2和易裂小型西瓜L1、L2为试材，研究西瓜瓜皮酶系与裂果性之间的关系，结果表明，易裂小型西瓜瓜皮中的果胶酶活性、纤维素酶活性、POD酶活性显著高于抗裂小型西瓜，裂果率与纤维素酶活性呈显著正相关（P<0.05）；瓜皮中SOD酶活性、瓜皮厚度与裂果率呈负相关，SOD酶活性越高、瓜皮越厚，品种抗裂性越强；易裂薄皮瓜皮中MDA含量显著高于抗裂厚皮西瓜，且差异显著；易裂小型薄皮西瓜L1、L2之间裂果率、瓜皮中的果胶酶活性、纤维素酶活性、POD酶活性、SOD酶活性差异显著。

关键词：小型西瓜；果皮；裂果；果胶酶；纤维素酶；POD酶；SOD酶；活性

中图分类号： S651.03文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）10-0228-02

收稿日期：2016-04-08

基金项目：国家自然科学基金（编号：31401891）；黑龙江省自然科学基金（编号：C201330）。

作者简介：于长宝（1989—），男，黑龙江哈尔滨人，硕士研究生，从事西瓜遗传育种研究。E-mail：1021000708@qq.com。

通信作者：高美玲，博士，副教授，硕士生导师，从事西甜瓜遗传育种及生物技术研究。E-mail：gaomeiling0539@163.com。小型西瓜属东亚生态型普通食用西瓜中果型较小的一类，市场前景广阔，经济效益可观[1]。裂果是西瓜发育后期经常发生的现象，尤其小型礼品西瓜易或极易裂果，这成为降低商品价值、增加运营成本、影响经济效益的主要因素，限制了西瓜产业的发展。目前，有学者从生理解剖、栽培技术、遗传等方面[2-6]对西瓜裂果进行了研究，但西瓜瓜皮中酶系与裂果关系的研究尚未见报道。本试验通过测定瓜皮中果胶酶活性、纤维素酶活性、SOD酶活性、POD酶活性、丙二醛含量及果实裂果率等指标，分析各种酶与裂果率的相关性，从瓜皮酶系角度研究西瓜的抗裂性，有助于全面了解西瓜裂果机理，为小型西瓜抗裂育种奠定基础。

1材料与方法

1.1试验材料

3个自交系小型西瓜品种，分别为椭圆形绿皮红瓤型西瓜K2、圆形花皮黄瓤型西瓜L1、椭圆形绿皮红瓤型西瓜L2。

1.2试验方法

试验在黑龙江省齐齐哈尔大学生物园内进行，设3次重复，立架栽培，K2、L1、L2分别种植30、60、60株，行距60 cm，株距30 cm，地膜覆盖，单蔓整枝，留主蔓，去侧蔓，第二雌花留瓜，吊瓜以防落瓜；根据日期和西瓜表皮形态判断西瓜是否成熟，成熟时，统计每个西瓜品种的裂果率，计算公式为：裂果率=果实开裂个数/总调查果实个数×100%；每个品种每处理随机采收1个瓜，共取3个西瓜果实，将取样的西瓜剖开，除掉可食用部分，每个西瓜样品在赤道处（图1）均匀3点取瓜皮，用精确度为0.1 cm的直尺测量厚度，计算其瓜皮平均厚度，同时，赤道处取瓜皮置于-80 ℃冰箱中储藏，参照前人研究方法[7-11]，测定瓜皮中果胶酶活性、纤维素酶活性、SOD酶活性、POD酶活性、MDA含量。

2结果与分析

2.1不同西瓜品种裂果率及果皮厚度比较

由表1可见，品种K2的裂果率相对最低，为0%，果皮厚度为0.967 cm；品种L2的裂果率相对最高，达35.714%，果皮厚度为0.367 cm；品种L1的裂果率为11.765%，果皮厚度为0.600 cm。瓜皮相对较厚的品种K2抗裂果，而2个果皮较薄的品种L1、L2易裂果，且裂果率相差较大（图2）。

2.2西瓜瓜皮中酶活性比较

由表2可见，品种K2瓜皮中果胶酶活性极显著低于L1、L2，品种L1瓜皮中果胶酶活性显著高于L2，但未达到极显著差异水平；品种K2瓜皮中纤维素酶活性显著低于L1、L2，品种L2瓜皮中纤维素酶活性极显著高于L1；品种K2瓜皮中SOD酶活性最高，为44.500 U/g，其次是品种L2，品种L1瓜皮中SOD酶活性最低，为5.352 U/g；品种L1与L2之间的SOD酶活性有显著性差异，品种K2与L1、L2之间的SOD酶活性有极显著性差异；品种K2瓜皮中POD酶活性极显著低于品种L1、L2，品种L1瓜皮中POD酶活性极显著高于L2。

2.3西瓜瓜皮中MDA含量比较

由表3可见，品种K2瓜皮中MDA含量相对最低，为1170 nmol/g，品种L2瓜皮中MDA含量相对最高，为 1.564 nmol/g；品种K2与L1之间MDA含量差异显著，品种L1、K2与L2之间MDA含量差异极显著。

2.4裂果率与瓜皮中不同酶活性的相关性分析

由表4可见，西瓜裂果率与瓜皮中果胶酶活性、纤维素酶活性、POD酶活性、MDA含量呈正相关，与瓜皮厚度、SOD酶活性呈负相关，其中，裂果率与纤维素酶活性、MDA含量呈显著正相关；瓜皮厚度与果胶酶活性呈显著负相关，纤维素酶活性与MDA含量呈极显著正相关，SOD酶活性与POD酶活性呈显著负相关。

3结论与讨论

通过测定3个不同抗裂性小型西瓜品种瓜皮中果胶酶活性、纤维素酶活性、SOD酶活性、POD酶活性、MDA含量及瓜皮厚度，并与西瓜裂果性进行比较分析，结果表明，西瓜裂果率与瓜皮中果胶酶活性、纤维素酶活性、POD酶活性、MDA含量呈正相关，与瓜皮厚度、SOD酶活性呈负相关；抗裂西瓜品种K2瓜皮中SOD酶活性、瓜皮厚度比易裂品种L1、L2高，且西瓜瓜皮厚度与瓜皮中SOD酶活性呈正相关性，这与丁勤等研究结论[12-13]较为相似。

有关果实裂果性与控制技术，前人进行了大量研究。陈继群等研究钙处理对脐橙裂果及其细胞壁酶活性的影响发现，抗裂品种果皮中的钙含量高于易裂品种，钙能通过影响细胞壁酶的活性影响裂果[14]；李建国等研究表明，裂果率高的荔枝果皮中果胶酶、纤维素酶和果胶甲酯酶的活性高于易裂果品种，其中果胶酶活性差异最为明显[15]。曹一博等研究发现，枣的裂果性与果皮中细胞壁代谢酶活性、钙及内源激素含量有关[16-19]。江海坤等认为，喷KCl会影响西瓜的裂果[20]。杨为海等研究表明，果皮细胞壁中多糖、蛋白质、酚类物质及矿质元素与裂果有关[21]。本试验仅对小型西瓜成熟期瓜皮中多种酶的活性进行研究，今后可进一步探讨果实不同发育时期果皮中多种酶活性及果皮细胞壁中多糖、蛋白质、酚类物质、矿质元素含量的变化，以更加全面地阐述西瓜裂果机制。

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