苦瓜两种叶色值与果色的相关性分析

程蛟文 崔竣杰 唐 鑫 吴智明 胡开林*

（1华南农业大学园艺学院，广东广州 510640；2仲恺农业工程学院园艺园林学院，广东广州510225）

苦瓜（Momordica charantiaL.）为葫芦科苦瓜属一年生蔓性植物，广泛种植于热带、亚热带地区。叶绿素是绿色植物叶绿体内参与光合作用的重要色素，在光合作用的能量捕获及能量传递中起着重要作用。苦瓜叶片叶绿素含量的降低会导致叶色变浅或异常，从而引起光合效率的变化，严重的造成减产甚至植株死亡；另一方面，苦瓜商品成熟果果皮颜色（简称果色）作为苦瓜重要的外观品质之一，越来越受到消费者和育种者的关注。前人对叶片 SPAD值与叶片叶绿素含量的相关性进行了大量研究（艾天成 等，2000；Madeira et al.，2003；苏云松 等，2007），结果表明两者呈高度正相关。汪琳和应铁进（2000）、王利群和戴雄泽（2009）研究发现色差计用于番茄和辣椒果实颜色检测具有高效、简便、无损伤等优点。而有关苦瓜叶色、果色及其相关性的研究鲜见报道。本试验以肉眼观察具有一定形态特征差异的苦瓜自交系为材料，分别测定了叶片的SPAD值以及表示叶片和果实颜色的重要参数——色度角（hue angle，H°），并对叶片SPAD值、色度角和果实色度角进行相关性分析，以期为优质苦瓜育种提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为26份苦瓜自交系（表1）。2011年春将苦瓜材料播种、育苗、定植于华南农业大学增城蔬菜试验基地，常规肥水管理。于商品果始收期开始每隔2 d测定叶片SPAD值、色度角（H°）和果实色度角（H°），每次每份材料取3片叶片和3个果实进行测定，共测定3次。

表1 供试苦瓜自交系名称及其叶色和果色

1.2 试验方法

1.2.1 叶片SPAD值的测定 每份苦瓜自交系随机选取3片阳光照射充足的成熟叶片，在其叶脉两侧均匀取3点，用叶绿素计SPAD-502（美能达，日本）测定叶片的SPAD值，每片叶测3次。

1.2.2 叶片、果实色度角（H°）的计算 测完SPAD值的叶片直接用CR-300色差计（美能达，日本）测定CIE-Lab表色系中的L、a、b值。每份苦瓜自交系随机取3个商品成熟果，在果实最大横径处圆周均匀取3点，用色差计测定CIE-Lab表色系中的L、a、b值，每个果实测3次。根据国际上通用的亨特（Hunter）标度表色系统（Hunter，1975），用空间坐标L、a、b表色:L轴表示明度，各种灰-白介于黑（L=0）和白（L=100）之间；a轴表示红绿相比程度，从绿到红a值在-80～100之间变化；b值表示黄蓝相比程度，从蓝到黄b值在-80～70之间变化。实际色泽研究中应用最多的是HSI颜色模型，色度角为该模型中最常用的一种参数，其值大于100时，值越大表示绿色越深。利用测得的L、a、b值分别计算色度角:当a＞0且b≥0时，H°=tan-1（a/b）；当 a＜0 时，H°=180° + tan-1（a/b）；当 a＞0 且 b＜0 时，H°=360° + tan-1（a/b）。

2 结果与分析

2.1 叶片SPAD值

由表2可知，26份苦瓜自交系叶片SPAD值范围为35.82～47.41，SPAD值最大的是22号（莞沅大顶-167），最小的是 1号（四川白苦瓜-2）。不同苦瓜自交系之间叶片SPAD值存在极显著差异（F=8.83**）。通过肉眼观察，莞沅大顶-167叶色深绿，四川白苦瓜-2叶色浅绿略显黄白，其余介于两者之间。

2.2 叶片色度角（H°）

由表 2可知，26份苦瓜自交系叶片色度角与叶片SPAD值基本一致。叶片色度角最大的是22号（莞沅大顶-167），为130.76°；最小的是1号（四川白苦瓜-2），为 125.72°；其余介于两者之间。方差分析结果表明，不同自交系之间叶片色度角存在极显著差异（F=5.46**）。

表2 苦瓜不同自交系的叶片SPAD值、色度角（H°）和果实色度角（H°）比较

2.3 果实色度角（H°）

由表2可知，26份苦瓜自交系果实色度角变化范围为 115.01°～121.30°，果实色度角较大的是25号（穗新苦瓜-153）和 26号（惠州大顶-166），最小的是 1号（四川白苦瓜-2）。不同自交系之间果实色度角存在极显著差异（F=18.34**）。通过肉眼观察，果实色度角较大的穗新苦瓜-153和惠州大顶-166果实为墨绿色；果实色度角中等的13号（马来西亚小苦瓜-68）和 8号（碧绿 2号-34）果实为绿色；果实色度角较小的1号（四川白苦瓜-2）、17号（奇俊426-100）和 2号（云南白苦瓜-151）果实为白色。说明所测果实色度角与肉眼观察结果一致。

2.4 叶片SPAD值、色度角（H°）以及果实色度角（H°）之间的相关性

从图1可以看出，苦瓜叶片SPAD值、色度角均与果实色度角呈显著正相关，相关系数分别为 0.47和 0.41，线性回归方程分别为y=0.319 5x+104.85和y=0.666 2x+33.05。而苦瓜叶片SPAD值与叶片色度角之间存在极显著正相关，相关系数为 0.89，线性回归方程为y=0.369x+112.63（图 2）。

图1 不同苦瓜自交系叶片SPAD值、色度角与果实色度角的相关性

图2 不同苦瓜自交系叶片SPAD值与叶片色度角的相关性

3 结论与讨论

蔬菜产品的色泽是重要的外观品质之一，而色泽主要受产品组织内的叶绿素（a和 b）、类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）和花青素等含量的综合影响。在育种实践中，仅仅根据肉眼观察有时难以判断产品色泽的细微差别。利用色差计测定果实颜色可以使其数值化，结果比肉眼观察更客观，比色素层析鉴定方法更快捷，而且具有操作简单、无损伤等特点。

本试验以26份苦瓜自交系为材料，首次研究了叶片SPAD值、色度角以及果实色度角三者之间的相关性。结果表明，叶片两种叶色值（SPAD值和色度角）均与果实色度角存在显著正相关，因此，一般来说可以用叶片 SPAD值或叶片色度角对果实颜色进行早期预测。但是也有例外，如17号（奇俊426-100）、14号（海南苦瓜-85）和15号（海南苦瓜-88）果实色度角都较小，但是它们的叶片SPAD值却较大，叶片颜色也较偏绿。另外，25号（穗新苦瓜-153）、5号（江门大顶-22）果实色度角较大，但它们的叶片SPAD值和色度角却较小。所以，在针对果色进行育种时，还要结合材料或组合的实际情况而定。本试验结果还表明，苦瓜叶片 SPAD值与叶片色度角存在极显著正相关，说明利用叶绿素计SPAD-502和色差计CR-300两种仪器均可用于绿色植物叶色的测定。

一些研究者通过对水稻、玉米和大豆（艾天成 等，2000）以及甜椒（Madeira et al.，2003）、马铃薯（苏云松 等，2007）等作物进行测定的结果表明，叶片SPAD值与叶片叶绿素含量呈极显著正相关。因此，叶绿素计 SPAD-502通常也被用于叶片叶绿素相对含量的快速测定以及氮素营养精度诊断（李刚华 等，2005）。从本试验结果来看，苦瓜叶片 SPAD值与其果色存在显著相关性，据此推测苦瓜叶片叶绿素含量可能也与果色呈显著正相关。

艾天成，李方敏，周治安，张敏，吴海荣．2000．作物叶片叶绿素含量与SPAD值相关性研究．湖北农学院学报，20（1）:6-8．

李刚华，丁艳锋，薛利红，王绍华．2005．利用叶绿素计（SPAD-502）诊断水稻氮素营养和推荐追肥的研究进展．植物营养与肥料学报，11（3）:412-416．

苏云松，郭华春，陈伊里．2007．马铃薯叶片SPAD值与叶绿素含量及产量的相关性研究．西南农业学报，20（4）:690-693．

王利群，戴雄泽．2009．色差计在辣椒果实色泽变化检测中的应用．辣椒杂志，（3）:23-26．

汪琳，应铁进．2000．番茄果实采后贮藏的颜色动力学研究．食品科技，（5）:49-51．

Hunter R S．1975．The measurement of appearance．New York:John Wiley & Sons Inc．

Madeira A C，Ferreira A，de Varennes A，Vieira MI．2003．SPAD meter versus tristimulus colorimeter to estimate chlorophyll content and leaf color in sweet pepper．Communications in Soil Science and Plant Analysis，34（17-18）:2461-2470．