低温处理对薄皮甜瓜苦味物质葫芦素B积累的影响

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薄皮甜瓜(Cucumis melo var.makuwa Makino)果实甘甜生香,深受消费者喜爱。然而,在生产实践中,其果实经常出现令人不悦的苦味,大大降低了其商品价值和食用价值。造成苦味的物质是一种叫做葫芦素B的三萜类化合物,前人研究表明,苦味瓜的发生与遗传和环境条件均有关系。薄皮甜瓜属于喜温类作物,在实际生产中的错季栽培茬口,如秋冬茬、冬春茬等进行甜瓜栽培更易出现苦味瓜。因此,本试验研究了低温与薄皮甜瓜果实中葫芦素B积累的关系。一方面,以生产中常出现苦味的品种‘玉美人’为试验材料,分别进行果期低温试验和苗期低温试验,研究不同时期进行低温对甜瓜果实及幼苗根和叶中葫芦素B积累的影响;另一方面,以耐冷性不同的4个甜瓜品种为试验材料,探究葫芦素B含量与甜瓜幼苗耐冷性的相关性。主要研究结果如下:1.分别在授粉后10d、20d进行3d的18/8°C低温处理,以28/18°C为对照,处理后将植株移入温室常温恢复,将果实分为蒂果肉、赤道部位果肉、脐果肉、果皮及内层果肉(靠近瓜瓤)进行取样。结果发现,果实不同部位葫芦素B含量不同,随着果实的发育,甜瓜果实中葫芦素B含量呈下降趋势。授粉后10d进行低温处理组恢复常温0d、5d时蒂果肉和内层果肉葫芦素B含量升高,蒂果肉、赤道部位果肉和脐果肉中多个基因上调表达;授粉后20d进行低温处理组果实各部位中葫芦素B含量在不同时间点均无显著变化。说明薄皮甜瓜果实葫芦素B的积累在授粉后10d对低温处理的响应程度更高。此外,授粉后10d进行低温处理组恢复常温5d时,果实的单瓜重显著低于对照,而授粉后20d进行低温处理对果实单瓜重没有显著影响。在这两个不同时期进行3d 18/8°C低温处理,对成熟果实葫芦素B含量、可溶性固形物、总可溶性糖含量没有显著影响。2.为了更好地排除非处理因素对试验结果的干扰,本试验采用果实圆片孵育的方法,对授粉后10d及20d的果实进行了24h的8°C低温处理,以25°C为对照。结果发现,低温处理4h、24h时,授粉后10d的果实圆片中葫芦素B的含量极显著升高,并且,多个葫芦素B生物合成的基因上调表达;在低温处理后4h时,授粉后20d的果实圆片中葫芦素B的含量显著升高。说明授粉后10d的果实对低温处理更敏感,这与对植株进行低温处理得到的试验结果一致。3.在薄皮甜瓜‘玉美人’幼苗生长至三叶一心时进行低温处理,处理温度为15/6°C,以28/18°C为对照,处理后5d将幼苗移至常温中恢复2d,测定其根和叶中葫芦素B的含量,结果显示,甜瓜幼苗根中葫芦素B含量高于叶中葫芦素B含量。在低温处理期间,低温下根和叶中葫芦素B含量均无显著变化,而在处理后常温恢复第1d,叶中葫芦素B含量显著降低,常温恢复第2d,根中葫芦素B含量极显著升高。低温下根和叶中葫芦素B积累规律的不同可能是由于根和叶对低温的响应机制不同造成的。4.以本课题组前期筛选出的耐低温甜瓜品种‘IVF571’、‘L5283’和不耐低温甜瓜品种‘IVF004’、‘IVF601’为试验材料(它们的耐低温性排序为‘IVF571’>‘L5283’>‘IVF004’>‘IVF601’),进行为期3d的15/6°C低温处理,以28/18°C为对照,测定其叶片中葫芦素B的含量,结果发现,较不耐低温的品种‘IVF004’叶片中葫芦素B的含量最高,最耐低温的品种‘IVF571’和最不耐低温的品种‘IVF601’叶片中几乎检测不到葫芦素B。另外,‘IVF004’在低温下其葫芦素B含量显著升高,而其余三个品种的葫芦素B含量在低温下并没有显著变化。因此,甜瓜幼苗葫芦素B含量更大程度上取决于品种差异,其耐低温性与其葫芦素B含量的关系有待进一步研究。
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