德州西瓜地方品种“喇嘛”和“三白”主要营养物质积累规律的研究

朱金英 贺洪军 王 磊 王友平 徐光东 谭月强 张春沂

（山东省德州市农业科学研究院 253015）

西瓜果实甜度下降、品质变劣是生产上存在的主要问题，随着人们对西瓜品质的要求越来越高，从而对西瓜育种工作提出了更高的要求。种质资源是决定育种成功与否的重要因素，准确描述西瓜种质资源的相关品质性状，是西瓜品质育种的重要基础。

西瓜果实品质在很大程度上取决于果实内糖的种类、含量以及维生素C和酸的含量。葫芦科作物光合产物是以棉子糖和水苏糖的形式运输，最终进入果实中的糖分仍是蔗糖，进而分解为葡萄糖和果糖等贮存,或直接以蔗糖形式贮存。西瓜中主要包含的可溶性糖有蔗糖、葡萄糖和果糖。随着果实的发育，糖的含量和组成不断变化，Vc含量、酸含量也都在不断变化。喇嘛和三白是两种独具特色的西瓜种质资源，喇嘛瓜型椭圆，瓤色橘黄，三白瓜皮、瓜瓤、瓜籽均为白色。本试验通过对三白、喇嘛两种不同西瓜种质资源生育期定期采样,测量其葡萄糖、果糖、蔗糖、Vc和苹果酸的含量，直观反映果实内各种营养物质积累规律，为今后优质西瓜品种的培育提供一定的技术参数，同时为西瓜的优质栽培提供理论依据。

1 材料与方法

试验于2010年在山东省德州市黄河涯有机西瓜种植基地进行，供试西瓜品种为三白和喇嘛。4月23日露地直播，每667m2栽926株。每个种质资源为1个处理，双蔓整枝，选留主蔓第2雌花坐瓜，花期人工辅助授粉，其它管理同一般生产田。于第2雌花盛花期，选择授粉日期相同、子房大小相仿、坐果节位一致、植株长势相似的植株进行挂牌标记，作为采样株。待植株开花时，于授粉当天选花期相同、节位一致的花挂牌，分别于授粉后 5d、10d、16d、22d、28d、30d和32d取样，每小区随机选3个瓜，从果实心部到果肉边缘取一长柱体作为分析样品，测定蔗糖、葡萄糖、果糖、Vc和苹果酸含量。

2 测定方法

2.1 果实可溶性糖

将西瓜纵切，除去种子，从果实心部到果肉边缘取一长柱体作为分析样品，全期取样部位相同。准确称取样品5g，加入80%乙醇5mL：，水浴锅80℃提取40min，加2g活性炭于80℃条件下脱色30min，过滤，重复3次，合并上清液，定容至20mL。蔗糖、果糖采用蒽酮比色法测定，还原糖采用 3,5-二硝基水杨酸法比色法测定。葡萄糖=还原糖-果糖，总糖=还原糖+蔗糖，设 3次重复，求平均值。

蔗糖含量（g／kg）=（0.1466A+0．0117）×f

果糖含量（g／kg）=（0.3860A-0．0041）×f

还原糖含量 （g／kg）=（0.2321A-0.0020）×f

2.2 维生素C

Vc的测定采用2,6-二氯淀粉滴定法。准确称取10g西瓜样品，捣碎、浸提、定容、过滤，吸取滤液用已经标定的2,6-二氯淀粉溶液滴定，直至溶液呈粉色15s不褪色为止。

2.3 可滴定酸

准确称取10g西瓜样品，磨碎、用蒸馏水定容、过滤，吸取滤液，用已经标定的氢氧化钠溶液滴定。

3 结果与分析

3.1 西瓜果实发育进程中果糖和葡萄糖的积累

由图1可知，喇嘛、三白两个西瓜品种糖含量及构成随果实的发育而变化，其变化动态一致，同一个品种的果糖和葡萄糖的变化趋势一致。果实发育早期果糖、葡萄糖和蔗糖含量均很低，糖分积累迅速。三白在授粉16d后，葡萄糖和果糖含量达最高，喇嘛在授粉后22d，果糖和葡萄糖达到峰值。喇嘛果糖的峰值大于三白，葡萄糖的峰值略低于三白。喇嘛的甜度品尝起来远高于三白，可能与这几种可溶性糖对甜度的贡献值不同有关。西瓜果实中的蔗糖、葡萄糖、果糖这三种糖中，果糖甜度是葡萄糖的2倍、是蔗糖的1.8倍。

图1 西瓜果实发育过程中果糖、葡萄糖含量的变化

2.2 西瓜果实发育过程中蔗糖的积累

从图2可以看出，在果实发育早期蔗糖积累极其缓慢，在授粉后16d逐渐积累，三白在授粉后22d达到峰值，喇嘛在授粉后28d达到峰值，然后缓慢下降，28～32d下降缓慢。比较图1和图2可以看出，三白和喇嘛蔗糖峰值的出现均较各自的果糖、葡萄糖峰值出现推迟6d。这是由于幼果期处于细胞分裂分化高峰期，需要构建各种细胞器、细胞壁和细胞液成分，所以输入的蔗糖分解成单糖和UDPG供合成淀粉、纤维素、半纤维素和各种细胞成分及呼吸消耗，为旺盛的生理活动提供能量。所以蔗糖含量在幼果期很低，在果实发育后期升高。

图2 西瓜果实发育过程中蔗糖含量的变化

2.3 西瓜果实发育过程中Vc的积累

由图3可知，喇嘛、三白2个西瓜品种中Vc含量随果实生长发育有相似的变化趋势。幼果期Vc含量较高，果实膨大期迅速降低，膨大期结束后，果实生长后期其含量又不断加大，整个变化过程近似V型变化曲线。2个品种Vc峰值都出现在成熟期。

图3 西瓜果实发育过程中Vc的含量变化

2.4 西瓜果实发育过程中苹果酸的积累

由图4可知，喇嘛、三白两个西瓜品种酸的变化都是幼果期低，且前期增长缓慢，至授粉后16d增长迅速，，它们的峰值均出现在授粉后22d。喇嘛的峰值高于三白，之后均缓慢下降。

图4 西瓜果实发育过程中苹果酸的含量变化

3 小结与讨论

本试验结果表明，西瓜果实中蔗糖、果糖和葡萄糖总的变化趋势为：幼果期可溶性糖以葡萄糖和果糖为主，且果糖始终高于葡萄糖；蔗糖则在果实发育后期逐渐升高并成为可溶性糖的主要成分，这与前人报道相符。

抗坏血酸是植物组织内广泛存在的高丰度小分子物质，它作为一些酶、自由基的清除基,叶绿体和质膜电子供体或受体以及作为植物草酸盐和酒石酸生物合成的底物等4个方面发挥着重要作用。Vc的生物合成场所是线粒体，由专一的载体运输。西瓜果实发育过程中Vc含量较高的时期均为幼果期和成熟期。我们认为V型变化趋势，符合植物生理中的源库学说，即西瓜坐果后，其幼果有抗坏血酸库的功能，幼果期贮存了大量的抗坏血酸；果实膨大期植物体内需求量加大，其体内短期的合成及体外吸收无法满足自身需要，抗坏血酸便由库运输到源而发挥着相应的功能，以满足西瓜迅速膨大的需求：随着果实膨大期结束，植物体内 Vc的需求量降低，植物体内合成大于需求，便由源运输到库,使 Vc在果实内得到积累而使含量增加。

有机酸是果实风味的重要成分,适当的糖酸才能产生最佳的口感，苹果酸含量对综合评价直接通径系数是正值。果实有机酸含量是数量性状，遗传较为复杂，一般认为由多基因控制。

三白在果实发育前期葡萄糖和果糖迅速积累，并成为果实成熟时可溶性糖的主要成分，喇嘛在果实发育前期果糖和葡萄糖含量较高，而在后期蔗糖迅速积累，并成为果实成熟时可溶性糖的主要成分。所以，利用生物学手段调控糖分积累，提高三白葡萄糖和果糖含量，从而提高果实成熟时的甜度；通过增加蔗糖的含量，增加喇嘛甜度，从而达到改良种质资源的目的，为进一步选育出优良品种奠定基础；或者通过育种方法，针对不同种质资源各种糖积累的阶段不同，配制育种组合选育新品种。