高温对不同倍性西瓜生理特性及果实品质的影响

何 毅，张 力，陆杰思，李 智，李桂芬，覃斯华，黄金艳，柳唐镜

（1．广西农业科学院 园艺研究所，广西 南宁530007；2．广西农业科学院 蔬菜研究所，广西 南宁530007；

3．广西农业科学院 农业科技信息研究所，广西 南宁530007）

西瓜（Citrullus lanatus var．lanatus）富含葡萄糖、苹果酸、果糖、氨基酸、番茄素及维生素C 等物质，具有清热解暑、生津止渴的功效，是夏季常见的水果。西瓜适宜生长的温度为25～30℃，但我国南方地区夏季炎热高温，白天气温普遍超过35℃，温室大棚的温度往往超过40℃，极端高温可达50～60℃，极易造成高温危害，影响西瓜的产量和品质。因大棚种植具有防虫、防雨、防风等积极作用，目前，广西大棚西瓜种植面积已达333．3hm2，但西瓜夏季大棚种植高温产生的严重影响也制约着广西西瓜产业的发展。

近年来关于瓜类耐热性研究主要集中在黄瓜和甜瓜，对西瓜的耐热研究报道较少。刘成静等［1］研究了西瓜自根苗和不同西瓜砧木嫁接苗的耐热性及保护酶的变化趋势发现，嫁接苗的耐热性高于自根苗；郝晓杰［2］研究表明，高温胁迫下西瓜幼苗的光合速率和叶片叶绿素含量均下降，叶片MDA 含量显著升高，GPX、POD 活性显著升高。为筛选耐热西瓜类型，促进广西西瓜夏季保护地生产，笔者选取不同倍性西瓜进行高温栽培试验，对比其生理特性和品质的变化，以及不同倍性西瓜耐热性表现，以期为西瓜耐热育种及克服夏季保护地栽培高温障碍提供理论依据。

1 材料与方法

1．1 试验材料

供试材料：W2（二倍体西瓜、红瓤）、W3（三倍体西瓜、红瓤）、W4（四倍体西瓜、红瓤），均由广西农业科学院园艺研究所提供。

1．2 试验设计

试验于2013年6月中旬至8月初在广西南宁市武鸣县试验基地进行，采用营养块育苗，3叶一心期将各试验材料幼苗分别定植于大棚中，双行种植，株距45cm。不同倍性西瓜品种随机排列，3 次重复。以棚内温度为处理对象，设高温和正常棚温2个处理。高温处理在定植1周后将棚膜覆盖大棚两侧一半面积处进行闷棚，以提高棚内温度，正常管理大棚为对照。

1．3 测定项目

分别在高温处理后第10天、20天和30天对棚内温度进行观测，采集叶样测定总叶绿素、丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性，测定时每次随机取5 株，重复3次。收瓜后进行果实品质测定，测定可溶性固形物、VC和可溶性蛋白含量。总叶绿素含量采用浙江托普公司生产的便携式叶绿素测定仪（TYSA）测定，丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法，脯氨酸含量采用磺基水杨酸法，过氧化物酶活性采用愈创木酚法，过氧化氢酶活性采用比色法［3］，可溶性固形物含量采用手持式糖度仪测定，VC含量采用2，6－二氯酚靛酚滴定法，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G－250染色法［4］。

1．4 数据处理

采用Excel软件进行数据处理，SPSS软件对数据进行方差分析。

2 结果与分析

2．1 不同处理大棚的温度

由表1可知，高温处理10～30d，高温（闷棚）棚内的平均温度比对照高1．97～2．6℃，最高温度比对照高3．5～7℃。说明，高温处理一定程度上可提高大棚内的温度。

2．2 高温对不同倍性西瓜的叶片总叶绿素、MDA和脯氨酸含量的影响

2．2．1 总叶绿素含量 由表2可知，高温处理后，不同倍性西瓜叶片总叶绿素含量均低于对照。闷棚第10天，W2比对照低8%，差异显著；W3和W4分别比对照低1．76%和6．01%，差异不显著。高温处理第20 天，W2 和W3 分 别 比 对 照 低8．13%和5．46%，差异显著；W4比对照低3．17%，差异不显著。高温处理第30 天，各试材均显著低于对照，W2、W3和W4分别比对照低17．12%、12．47%和8．15%。表明，高温使西瓜叶片总叶绿素含量下降，在不同倍性西瓜中，叶片总叶绿素下降幅度以四倍体西瓜最小，三倍体西瓜次之，二倍体西瓜下降幅度最大。

2．2．2 MDA 含量 高温处理后，各试材叶片MDA 含量均高于对照。从表2 看出：高温处理第10 天，W2 和W4 叶 片MDA 含 量 分 别 比 对 照 高16．47%和16．97%，差异显著；W3比对照高11．32%，差异不显著。高温处理第20 天，W2 比对照高28．63%，差 异 显 著；W3 和 W4 分 别 比 对 照 高12．83%和18．01%，差异不显著。高温处理第30天，W2、W3和W4分别比对照高41．51%、19．06%和27．57%，差异显著。表明，高温造成西瓜叶片MDA 含量上升，其中，三倍体西瓜上升幅度最小，四倍体次之，二倍体上升幅度最大。

表2 不同棚温不同倍性西瓜的总叶绿素、MDA和脯氨酸含量Table 2 Total chlorophyll，MDA and proline content of watermelon varieties with different ploidsunder different temperature

2．2．3 脯氨酸含量 高温处理后，各试材脯氨酸含量均高于对照。高温处理第10 天，W2、W3 和W4分别比对照高99．36%、111．95%和130．66%，差异显著；高温处理第20 天，W2、W3 和W4 分别比对照高47．84%、101．34%和80．64%，差异显著；高温处理第30天，各试材均显著高于对照，W2、W3和W4分别比对照高15．95%、70．34%和52．05%（表2）。表明，高温造成西瓜叶片脯氨酸含量上升，其中，三倍体西瓜上升幅度最大，四倍体次之，二倍体上升幅度最小。

2．3 高温对不同倍性西瓜叶片POD 和CAT 活性的影响

2．3．1 POD 活性 由表3可知，高温处理后各试材的POD 活性均高于对照。高温处理第10 天，W2、W3 和 W4 叶 片POD 活 性 分 别 比 对 照 高21．96%、66．16%和47．51%，差异显著；高温处理第20天，W2、W3和W4分别比对照上升38．22%、54．08%和31．59%，差异显著；高温处理第30 天，W2与对照差异不显著，W3 和W4 与对照差异显著。表明，高温会引起西瓜叶片POD 活性上升，三倍体西瓜上升幅度最大，四倍体次之，二倍体上升幅度最小。

2．3．2 CAT 活性 高温处理后，各试材的CAT活性与对照相比存在一定差异（表3）。高温处理第10天，W2叶片CAT 活性比对照低22．98%，差异显著；W3比对照高17．01%，差异显著；W4高于对照0．54%，差异不显著。高温处理第20 天，W2 比对照上升4．74%，差异不显著；W3和W4分别比对照上升33．56%和13．85%，差异显著。高温处理第30天，W2和W4分别比对照低9．81%和13．03%，差异显著；W3 比对照高2．12%，差异不显著。表明，高温对西瓜CAT 活性影响比较复杂，有待进一步研究。

2．4 高温对不同倍性西瓜果实可溶性固形物、VC含量和可溶性蛋白的影响

由表4可知，高温处理后，不同倍性西瓜的可溶性固形物含量均低于对照，W2、W3 和W4 分别比对照下降16．28%、13．40%和14．14%，差异显著；VC含量均低于对照，W2、W3和W4分别比对照下降34．97%、17．48%和29．04%，差异显著；可溶性蛋白含量均低于对照，W2、W3 和W4 分别比对照下降56．24%、18．63%和15．41%，差异显著。

总体来看，高温造成了各倍性西瓜的品质下降，其中二倍体西瓜下降幅度最大，四倍体西瓜下降幅度较小，三倍体西瓜下降幅度最小。

表3 不同棚温不同倍性西瓜的POD和CAT活性Table 3 POD and CAT activity of watermelon varieties with different ploids under different temperature

表4 不同棚温不同倍性西瓜的果实可溶性固形物、VC 含量和可溶性蛋白Table 4 Soluble solid，Vc and soluble protein content of watermelon varieties with different ploids under different temperature

3 结论与讨论

四倍体西瓜耐热性强于二倍体西瓜。

丙二醛（MDA）是膜脂过氧化作用的产物，其含量的多少可以反映细胞膜受伤害的程度。植物在高温下MDA 含量会出现增加，增加幅度越小，耐热性越强［7］。研究中不同倍性西瓜在高温处理下MDA含量均出现增加，增加幅度表现为三倍体＜四倍体＜二倍体，故三倍体和四倍体西瓜耐热性优于二

植物在高温环境下叶绿体受到破坏，叶绿素合成受阻而含量下降，并且耐热性强的品种下降幅度比不耐热的品种下降幅度小［5－6］。研究中不同倍性西瓜在高温处理下总叶绿素含量均下降，下降幅度表现为四倍体＜三倍体＜二倍体。表明，三倍体和倍体西瓜。

逆境胁迫下脯氨酸的积累能够增强植物抗氧化能力和渗透调节能力，研究表明，在高温胁迫下蔬菜脯氨酸的增幅与品种的耐热性成正相关［8－10］。研究中不同倍性西瓜在高温处理下脯氨酸含量均出现增加，增加的幅度因西瓜倍性而异，表现为三倍体＞四倍体＞二倍体，故二倍体西瓜的耐热性低于三倍体和四倍体西瓜。

POD 和CAT 作为植物的保护性酶，能避免或减轻植物叶片细胞膜的膜脂过氧化作用，清除自由基［11］。研究中不同倍性西瓜在高温处理下POD 活性均出现上升，上升幅度表现为三倍体＞四倍体＞二倍体。可见，三倍体和四倍体西瓜的耐热性较二倍体西瓜强。CAT 活性不同倍性西瓜表现无规律可循，这可能是高温对不同酶活性的影响不一致，CAT 酶活性在达到一定高温时出现下降，具体温度对不同酶活性的影响还有待进一步研究。

果实商品性等性状可作为作物耐热性的评价指标［12－13］。本研究结果表明，在高温处理下不同倍性西瓜的可溶性固形物含量、VC含量、可溶性蛋白含量均出现不同程度的下降，表明，高温致使果实品质出现下降，这与前人研究一致［14］。其中，二倍体西瓜各品质指标下降幅度均大于三倍体和四倍体西瓜，故其耐热性最差。

研究表明，多倍体西瓜的抗逆性要优于二倍体西 瓜［15－16］。孙 宝 娟［17］对 不 同 茄 子 材 料 耐 热 性 进 行研究发现，叶片厚的材料耐热性好；朱红菊［18］研究发现，三倍体和四倍体西瓜较二倍体西瓜叶片厚，且维管束组织较强、细胞较大、单个细胞内的叶绿体和线粒体以及基粒片层数增加，推断叶片的特殊结构可能是多倍体西瓜耐热性优于二倍体西瓜的原因。因此，在广西大棚夏季西瓜种植中，建议选择三倍体和四倍体西瓜，充分利用其耐高温性，推动夏季保护地西瓜生产。

［1］ 刘成静，王崇启，焦自高．高温胁迫下西瓜嫁接苗耐热性和保护酶活性的研究［J］．长江蔬菜，2009（4）：50－53．

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