不同浓度的萘嵌戊烷和秋水仙素对‘黔通2号’果实农艺性状的影响研究

许易梅，杨雪莲，李园园，左宗明，刘红昌，3※

（1.贵州大学农学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州柯康俐生物科技股份有限公司，贵州 贵阳 550309；3.贵州省药用植物繁育与种植重点实验室，贵州 贵阳 550025）

白木通[Akebia trifoliata(Thunb.)Koidz.var.Australis(Diels)Rehd]属于木通科木通属植物，其果实果肉清甜软糯、可口，富含氨基酸、糖类、淀粉、各种无机盐、有机酸及维生素等物质，具备开发成为第四代水果的较大潜力[1-5]。目前人工种植的白木通普遍存在果皮厚、种子大且多核及果肉可食率低等问题，在一定程度上限制了白木通的推广种植。生产上通过施用外源生长调节剂、化学诱变剂处理的方式可在一定程度上改良果实果形、提高产量及促进果实的无核化[6-8]。多倍体植物具有果实大、营养物质含量高及少核或无核的特征，但自然状态下多倍体发生率较低，通过秋水仙素（Colchicine）或萘嵌戊烷（Acenaphthene）等化学诱变剂处理可提高染色体加倍率。化学诱导法的主要作用机理是抑制了细胞分裂时纺锤体的形成，使复制后的染色体不能拉向两极，细胞不能继续分裂形成两个子细胞，从而导致染色体加倍形成多倍体细胞，在此基础上进一步发育成多倍体植株[9]。目前已知秋水仙素已成功运用于苹果、柑橘、葡萄、香蕉和火龙果等果树的染色体加倍[10-14]。秋水仙素直接处理柑橘花蕾可提高花粉的自然发生率，使处于减数分裂前期I的花粉加倍产生2n配子[15]。许多文献中均提及萘嵌戊烷是常用的多倍体诱导化学诱变剂，但具体的应用还未见报道[16,17]。本研究以不同浓度萘嵌戊烷和秋水仙素两种化学诱变剂分别处理白木通优良品种‘黔通2号’盛花期花序，以探讨其对‘黔通2号’果实单果含籽率、种子数、果皮百分率和可食率等农艺指标的影响，为生产中获得可食性较高的处理方法提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本试验在贵州省贵阳市修文县久长镇（26°57'29.06''N，106°41'53.48''E）进行，该地区海拔高度1 290 m，年均温14.1℃，年均降雨量1 158 mm，无霜期达340 d以上。采用平地种植，向阳通风。

1.2 试验材料

供试材料为贵州柯康俐生物科技股份有限公司于2006年自湖南省古丈县引种至贵州的白木通，经系统选育而得，命名为‘黔通2号’，果实色泽紫色，经贵州大学植物鉴定中心鉴定为木通科（Lardizabalaceae）木通属（Akebia Decne）植物白木通[Akebia trifoliata(Thunb.)Koidz.var.Australis(Diels)Rehd]。树龄6年，以2.5 m长水泥柱为支撑架，水泥柱插入土中0.5 m，柱顶端绑缚网格线，柱距3 m 3 m，植株种植于柱间，种植株行距2 m 3 m，留一枝主藤茎，主藤茎1.5 m以下摘除所有枝叶，1.5m以上留一级分枝4～6枝，长1.5m，二级分枝4～6枝，长1.0 m，三级分枝4～6枝，长0.5 m，一至三级分枝均朝4个方向以逆时针方向缠绕在网线上。20株/行的种植密度种植于阳光充足的平坦地势上。选择生长势均一、健康无病虫害的树体。

1.3 试验设计

试验组以两种诱变剂对盛花期‘黔通2号’花序进行喷施处理，以喷施蒸馏水作对照，整个生育期处理1次，20株为1个处理，生物学重复3次。诱变剂种类及浓度见表1。具体处理方法为：在盛花期，选择多云天气，将不同浓度的诱变剂喷施于整株果树所有已盛开的花序，以整个花序湿润、溶液开始下滴为适。为区分处理花序与后发花序，用便签牌对已处理的花序进行标记，便于后续取样。

表1 外源诱变剂种类及浓度Table 1 Types and concentrations of exogenous mutagens

1.4 测定指标及方法

在果实成熟期，对每行中间的16株（为去除边际效应，每行的前后各两株果树不进行取样）果树中部的果实进行随机取样，每株取2个果实，测定各处理组及对照组果实的单果鲜重、果肉鲜重、果皮鲜重、种子鲜重、种子百粒重、果实横径和纵径、果皮厚和种子数等农艺指标，计算果形指数、果肉百分比（即可食率）、果皮百分比和种子百分比。

果形指数=纵径/横径

果肉百分比=果肉鲜重/果实鲜重100%

果皮百分比=果皮鲜重/果实鲜重100%

种子百分比=种子鲜重/果实鲜重100%

1.5 数据统计与分析

采用excel 2003进行数据处理和制图，SPSS19.0进行数据统计分析，LSD方法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同诱变剂种类及浓度对‘黔通2号’果实构成的影响

将果实结构简单分为果皮、果肉和种子3部分，分析两种诱变剂对各部分鲜重的影响，具体变化规律见图1。以不同浓度萘嵌戊烷喷施‘黔通2号’花序，在0.1%～0.15%的浓度范围内，随处理浓度的增加，单果鲜重先增后降，各处理间有显著差异，但处理组与对照组差异不显著。各处理浓度对单果构成的效应不一，相较对照，0.1%的浓度处理对果皮和种子鲜重无显著影响，对果肉鲜重影响显著，使果肉鲜重显著增加21%；0.15%、0.2%的萘嵌戊烷处理对单果构成无显著影响；0.25%的萘嵌戊烷使果肉鲜重略有增加，但较对照无显著差异；对果皮和种子鲜重影响显著，使单果的果皮和种子鲜重分别显著降低了27%和30%。

图1 不同诱变剂浓度处理单果重及单果构成差异Fig.1 Differences of single fruit weight and single fruit composition under different mutagen concentrations

以不同浓度秋水仙素喷施‘黔通2号’的花序，在0.1%～0.2%的浓度范围内，均使单果鲜重增加；以0.15%的秋水仙素处理较佳，使单果鲜重较对照显著增加24%；其余两个处理与对照差异不显著。秋水仙素各处理对单果构成的影响不一，较对照而言，0.1%的浓度对单果构成无显著影响；0.15%浓度使单果各构成部分均显著增加，果皮、果肉和种子鲜重分别较对照增加了27%、21%和14%；0.2%的浓度使单果果肉鲜重显著增加。

2.2 不同诱变剂种类及浓度对‘黔通2号’果形的影响

LSD多重比较结果表明，相较对照组，0.25%的萘嵌戊烷处理显著降低了果实纵径和果形指数，对横径无显著影响；0.15%的浓度处理显著增加果实横径和纵径，但未对果形指数产生显著影响；0.1%的浓度处理显著增加了果实横径，使果形指数略有减小，较对照未产生显著差异；0.2%的浓度处理组对果实形态影响较小，果实横径、纵径和果形指数均与对照无显著差异。

秋水仙素所有处理组均显著增加了果实横径，0.15%的处理组使纵径显著增加，其处理对横径无显著影响。在果形指数上表现为0.1%的处理组使果形指数显著降低，0.15%处理组对果形指数略微增大但未达显著水平，0.2%的处理组使果形指数有一定减小，但影响不显著，见表2。

2.3 不同诱变剂种类及浓度对果皮厚度、果皮百分率的影响

两种诱变剂处理均对‘黔通2号’果皮具有不同程度的增厚作用，其中，除0.2%、0.25%的萘嵌戊烷处理组和0.15%的秋水仙素处理组外，其余处理组对‘黔通2号’的果皮增厚作用均达到了显著水平。根据果皮增厚的变化趋势，较高浓度的萘嵌戊烷增厚作用逐渐减弱。萘嵌戊烷处理组果皮百分率与果皮厚度具有相似的变化趋势，在果皮相对最薄的萘嵌戊烷处理组（0.25%的萘嵌戊烷处理）得到了相对最小的果皮百分率49.67%，0.25%的萘嵌戊烷处理组同样是所有处理组中对于降低果皮百分率的最佳处理，该处理的果皮百分率较对照组显著降低了11.00%，说明较高浓度的萘嵌戊烷处理对于降低整果的果皮占比具有很好的作用。低浓度秋水仙素处理使果皮百分率增加，随着处理浓度的增加果皮百分率逐渐降低，0.1%和0.15%的秋水仙素处理组果皮厚度均高于对照，但差异不显著，0.2%的秋水仙素处理组果皮百分率低于对照组，较对照组显著降低了8.00%，得到的果皮百分率略高于最佳处理组（0.25%的萘嵌戊烷处理），但二者之间差异并不显著，见表2。

2.4 不同诱变剂种类及浓度处理对种子数、百粒重及单果含籽率的影响

与对照相比，0.15%的萘嵌戊烷处理使百粒重显著增加，对种子数和单果含籽率无显著影响；0.2%的萘嵌戊烷处理使种子数显著降低，对百粒重和单果含籽率无显著影响；0.25%的萘嵌戊烷处理使种子数、百粒重和单果含籽率均显著降低，其中种子数较对照减少了49颗，降幅为24%，百粒重降低了0.52 g，降幅为6%，单果含籽率降低了1.38个百分点，降幅为15%；其余处理对种子数、百粒重、单果含籽率无显著影响，见表2。由此可见，0.25%的萘嵌戊烷处理显著改善了‘黔通2号’果实内的种子情况，使种子变得更少，表现为整果的单果含籽率降低；0.15%和0.2%的秋水仙素处理均显著增加了种子数，对百粒重和单果含籽率无显著影响。

2.5 不同诱变剂种类及浓度对‘黔通2号’可食率的影响

萘嵌戊烷和秋水仙素处理对果肉百分率的影响显著，其中0.2%的萘嵌戊烷处理使果肉百分率较对照显著降低；0.25%的萘嵌戊烷处理使果肉百分率显著增加，较对照的34.88%增加至42.66%，增幅为22%；萘嵌戊烷其余处理组较对照均无显著差异。秋水仙素处理组果肉百分率随处理浓度的增加而增大，以0.2%的浓度处理组较佳，比对照显著增加了4.79个百分点，略低于0.25%的萘嵌戊烷处理组，二者之间无显著差异；秋水仙素其余处理组果肉百分率低于对照，但与对照无显著差异，见表2。

表2 不同诱变剂浓度处理下果实农艺指标LSD多重比较Table 2 Multiple comparison of fruit agronomic indicator LSD under different mutagen concentration treatments

2.6 不同诱变剂处理的综合评价

根据‘黔通2号’果用的生产需求，以单果鲜重（产量）、果肉百分率（可食率）、单果含籽率（食用方便）和果皮厚度为评价指标，对所有处理进行综合评价。对4个指标的优先程度进行人为划分，优先级划分为：果肉百分率＞单果含籽率＞单果重＞果皮厚度。

在所有处理中，就果肉百分率而言，以0.25%的萘嵌戊烷处理组最高，0.2%的秋水仙素处理组次之，二者间无显著差异，均显著高于对照。其中0.25%萘嵌戊烷处理显著优于除0.2%秋水仙素处理外的其他所有处理，0.15%的萘嵌戊烷处理显著降低了果肉百分率，其余处理与对照无显著差异。就单果含籽率而言，在所有处理中，以0.25%的萘嵌戊烷处理组最低，显著低于对照，该处理组与0.1%和0.2%萘嵌戊烷处理组、0.1%和0.15%的秋水仙素处理组无显著差异，但这几个处理与对照之间并不存在显著差异，故对于单果含籽率的改良方面，仍以0.25%的萘嵌戊烷处理组较优。由图1可知，就单果鲜重而言，以0.15%的秋水仙素处理组最高，显著优于对照，较对照单果重增加了24%，虽与0.2%的秋水仙素、0.1%和0.15%的萘嵌戊烷处理无显著差异，但这些处理并未显著提高单果重，故仍以0.15%的秋水仙素处理较优。就果皮厚度而言，所有处理均使果皮增厚，其中0.2%和0.25%的萘嵌戊烷、0.15%的秋水仙素处理对果皮的增厚作用与对照差异不显著，其余处理差异显著，这表明在处理浓度范围内，萘嵌戊烷和秋水仙素对于‘黔通2号’果皮厚度变薄并无积极作用。

3 结论与讨论

鲜果产品的颜色、形状、大小、风味、质地和营养价值是影响鲜果推广和消费者选择的关键因素[18]。本研究通过两种不同浓度的化学诱变剂对盛花期的‘黔通2号’花序进行喷施处理，对成熟期果实农艺指标进行比较发现，经两种诱变剂处理后，‘黔通2号’成熟期果实的各项农艺指标均具有一定程度的变化。萘嵌戊烷处理对‘黔通2号’果实经济性状（单果鲜重、果肉鲜重、果皮鲜重和种子鲜重）、果实形状（果形指数）和大小（纵径、横径）及果实构成（种子数、果肉百分率和果皮百分率）均有显著影响，秋水仙素处理对果实形状、大小及果实构成具有显著影响。在所有诱变剂处理组中，以0.25%的萘嵌戊烷、0.2%的秋水仙素和0.15%的秋水仙素处理组表现较好。0.25%的萘嵌戊烷处理不仅显著提高了可食率，还对单果含籽率、种子数、果皮百分率、果皮鲜重、种子鲜重、纵径和果形指数的降低起着显著的积极作用，优化了果实内部的结构和果形；0.2%的秋水仙素处理同样促使‘黔通2号’果实可食率显著增加，使果皮百分率显著降低，还显著增加了果实横径，使果实变得更粗；0.15%的秋水仙素处理虽显著降低了单果含籽率，但也使得果皮和果肉百分比等关键农艺指标朝着与生产需求相反的方向变化。因此，综合表现为：0.25%的萘嵌戊烷＞0.2%的秋水仙素＞0.15%的秋水仙素。

多倍体诱导成功的植株在形态结构方面（根、茎、叶、花、果和种子等器官大小的变化和内部细胞细微结构的变化）和植物生理学方面（抗性的变化，糖、蛋白及脂肪酸等初生代谢的变化和萜类等次生代谢的变化）会发生变化[17,19]。本研究中，经诱变剂处理的果实在形态上均有不同程度的变化，但这些处理是否使植株倍性增加以及是否对果实的生长代谢和内在品质产生影响，还需要进一步进行倍性鉴定以及果实品质分析。通过不同浓度的两种诱变剂处理，得到了提高白木通果实可食率的较佳处理，在后续的生产实践中，可采用两种诱变剂配施的方式探讨二者间的交互作用，尝试得到一个更佳的处理。