不同砧木嫁接对西瓜果实品质的影响机理研究

应泉盛，何 勇，王迎儿，曹婷婷，古斌权，王毓洪，*

(1.宁波市农业科学研究院，浙江 宁波 315040； 2.浙江农林大学 农业与食品科学学院，浙江 杭州 311300)

不同砧木嫁接对西瓜果实品质的影响机理研究

应泉盛1，何 勇2，王迎儿1，曹婷婷2，古斌权1，王毓洪1，*

(1.宁波市农业科学研究院，浙江 宁波 315040； 2.浙江农林大学 农业与食品科学学院，浙江 杭州 311300)

试验选用甬砧1号、甬砧3号和甬砧8号三种不同砧木，嫁接早佳 (8424)西瓜品种，自根苗作对照。测定开花后35 d果实的可溶性固形物、可溶性糖、有机酸含量，以及酸性转化酶、中性转化酶、蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶的活性，研究不同砧木嫁接对西瓜果实品质的影响。结果表明，不同砧木处理的西瓜果实果糖、葡萄糖含量与对照相比显著降低，可溶性固形物、蔗糖、Vc含量提高，草酸含量、酸性转化酶活性较对照低。

西瓜；嫁接；糖分；有机酸；转化酶

西瓜是我国重要的经济作物，2014年全国西瓜播种面积185.23万hm2[1]。随着西瓜生产的规模化、专业化、设施化发展进程的加快，轮作周期越来越短，因此形成了以枯萎病等为主的土传病害加剧、土壤营养失衡、根系生长环境恶化、产量和品质逐年下降等土壤连作障碍，已成为制约西瓜产业健康发展的首要问题。国内外研究和实践表明，选用优良的瓜类专用砧木品种进行嫁接栽培，是克服连作障碍行之有效的方法。2015年浙江省嫁接西瓜比例已达40%以上，特别是设施生产嫁接比例达80%。研究表明，砧木嫁接西瓜在克服连作障碍的同时，也使西瓜糖度等生理生化指标发生变化[2-8]，但其机理尚不明确。

本试验采用3种砧木对早佳(8424)进行嫁接，以自根苗作为对照，分析不同砧木嫁接对西瓜果肉品质影响的差异，以期为西瓜嫁接生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试砧木品种3个，葫芦砧甬砧1号和甬砧3号，南瓜砧甬砧8号，宁波市农业开发公司生产，接穗西瓜品种为早佳(8424)，由新疆农科院哈密瓜研究中心选育。

1.2 试验方法

田间试验于2014年1月至2014年6月在宁波市高新农业技术实验园区进行，接穗于1月20日播种，砧木提早10 d，于1月10日播种于32孔穴盘中，每品种96株，每重复32株。1月25日插接法嫁接。嫁接苗成活后于3月5日定植于大棚中，前茬作物为葫芦。行距4 m，株距0.5 m，每667 m2栽334株，3次重复，每重复20株，随机区组排列，并以早佳西瓜自根苗为对照。三蔓整枝，每株坐一果，其他栽培管理同常规。

果实成熟时，采收花后35 d的果实，每小区随机选择正常果实3个，测定果实鲜质量，取内果肉(球心2 cm)和外果肉(距果皮2 cm)为样品，测定可溶性固形物、可溶性糖(葡萄糖、果糖、蔗糖)、有机酸(苹果酸、柠檬酸、酒石酸、草酸)、Vc，番茄红素含量，以及转化酶(酸性转化酶、中性转化酶)、合成酶(蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶)活性。西瓜全部采收后统计产量。

可溶性固形物含量用折光糖度计测定，葡萄糖、果糖和蔗糖含量采用高效液相色谱法测定[9]，有机酸含量采用岛津LC-20AT 高效液相色谱仪测定[10]，维生素C含量采用滴定法、番茄红素含量采用GB/T 14215—2008法测定，酸性转化酶、中性转化酶、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶活性采用分光光度法[9]测定。

1.3 数据统计与分析

利用Excel、SPSS软件对试验数据进行差异显著性分析、相关分析。

2 结果与分析

2.1 不同砧木嫁接对西瓜单果质量、产量的影响

砧木嫁接后西瓜果肉单果质量发生变化，但差异不显著(表1)。对产量而言，甬砧1号嫁接早佳1 779 kg·667 m-2最高(比对照增产11.60%)，其次为甬砧3号1 725 kg·667 m-2(比对照增产8.22%)，甬砧8号1 517 kg·667 m-2(比对照减产4.83%)，甬砧1号和甬砧3号嫁接后产量显著(P<0.05)高于甬砧8号。

2.2 不同砧木嫁接对西瓜果实可溶性固形物含量的影响

图1结果显示，嫁接后西瓜的可溶性固形物含量提高。甬砧1号、甬砧3号和甬砧8号嫁接早佳西瓜的内果肉可溶性固形物含量分别比对照提高了11.1%、10.8%和6.78%，但无显著性差异。3种砧木嫁接早佳的外果肉可溶性固形物含量与对照相比，分别增加了26.6%、29.9%和26.6%，均达显著(P<0.05)差异。

2.3 不同砧木嫁接对西瓜果肉糖含量的影响

图2-A结果表明，嫁接西瓜内、外果肉的葡萄糖含量显著(P<0.05)低于对照，甬砧1号、甬砧3号和甬砧8号嫁接早佳西瓜的内果肉葡萄糖含量分别降低了54.7%、52.9%和41.6%，外果肉葡萄糖含量分别降低了33.7%、43.8%、37.0%。

表1 不同砧木嫁接对西瓜单果质量、产量的影响

Table 1 Effects of grafting with different root stocks on single watermelon weight and quality

由图2-B可见，嫁接西瓜内、外果肉果糖含量显著(P<0.05)低于对照。甬砧1号、甬砧3号和甬砧8号嫁接早佳西瓜内果肉果糖含量分别比对照下降40.7%、39.4%和29.3%。外果肉果糖含量分别下降了25.7%、34.3%和25.6%。

由图2-C可见，不同砧木嫁接早佳西瓜蔗糖含量都显著提高。甬砧1号、甬砧3号和甬砧8号嫁接西瓜内果肉蔗糖含量与自根西瓜相比，分别增加了205.9%、256.7%和134.9%，均显著(P<0.05)高于对照。甬砧1号、甬砧3号和甬砧8号嫁接早佳西瓜外果肉蔗糖含量比对照分别增加79.0%、77.1%和135.9%，均显著(P<0.05)高于对照。

2.4 不同砧木嫁接对西瓜果实有机酸含量的影响

图3-A表明，3种砧木嫁接对早佳西瓜内、外果肉草酸含量均无显著性影响。

图3-B数据显示，甬砧1号、甬砧3号和甬砧8号嫁接早佳内果肉酒石酸含量分别增加16.6%、32.0%和33.5%，均显著(P<0.05)高于对照。甬砧1号和甬砧8号嫁接早佳外果肉酒石酸含量分别降低了3.92%和5.61%，甬砧3号提高了4.94%，均无显著差异。

图3-C结果表明，甬砧3号和甬砧8号嫁接早佳内果肉苹果酸含量显著(P<0.05)高于对照，甬砧1号嫁接早佳内果肉苹果酸含量比对照降低了35.1%，但差异不显著。甬砧1号、甬砧3号和甬砧8号嫁接早佳外果肉苹果酸含量分别提高了4.4%、118.74%和131.34%，甬砧3号和甬砧8号均显著(P<0.05)高于对照。

图3-D的结果表明，甬砧3号和甬砧8号嫁接显著(P<0.05)提高了内果肉柠檬酸含量，甬砧1号嫁接对内果肉柠檬酸含量无显著影响。3种砧木嫁接均显著(P<0.05)提高了西瓜外果肉的柠檬酸含量。

2.5 不同砧木嫁接对西瓜果肉转化酶含量的影响

图4-A显示，3种砧木嫁接对西瓜内果肉酸性转化酶活性影响一致，均呈下降趋势。甬砧1号、甬砧3号和甬砧8号嫁接早佳内果肉的酸性转化酶活性分别较对照降低了32.8%、33.0%和56.3%，均显著(P<0.05)低于对照。甬砧1号和甬砧8号嫁接早佳外果肉的酸性转化酶活性分别较对照降低了15.0%和17.5%，甬砧3号嫁接早佳外果肉的酸性转化酶活性较对照增加了37.7%，均无显著性差异。

图4-B结果显示，甬砧1号、甬砧3号和甬砧8号嫁接早佳内果肉的中性转化酶活性分别较对照降低了58.4%、29.2%和20.9%，其中甬砧1号显著(P<0.05)低于对照。相反，甬砧1号、甬砧3号和甬砧8号嫁接早佳外果肉的中性转化酶活性分别较对照增加了37.9%、131.3%和67.9%，甬砧3号显著(P<0.05)高于对照。

图3 不同砧木嫁接对西瓜果肉酸含量的影响Fig.3 Effects of grafting with different rootstocks on watermelon acids contents

图4 不同砧木嫁接对西瓜果肉转化酶活性的影响Fig.4 Effects of grafting with different rootstocks on watermelon invertase contents

2.6 不同砧木嫁接对西瓜果肉合成酶含量的影响

如图5-A显示。3种砧木嫁接早佳西瓜内果肉的蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性明显增加。甬砧1号、甬砧3号和甬砧8号嫁接早佳内果肉的蔗糖磷酸合成酶活性分别较对照增加了339.6%、675.4%和112.7%，均显著(P<0.05)高于对照。甬砧1号嫁接早佳外果肉的蔗糖磷酸合成酶活性较对照降低了18.0%，甬砧3号和甬砧8号嫁接分别较对照提高了10.4%和51.1%，甬砧8号显著(P<0.05)高于对照。

图5-B数据表明，甬砧1号和甬砧8号嫁接早佳内果肉的蔗糖合成酶活性分别较对照增加107.16%和449.19%，显著(P<0.05)高于对照。甬砧1号和甬砧8号外果肉蔗糖合成酶活性与对照无显著差异，甬砧3号显著(P<0.05)低于对照。

2.7 糖代谢相关酶活性与果实糖含量相关性分析

由表2可以看出，糖含量与糖代谢相关酶活性之间存在一定的关联。内、外果肉的SS活性与蔗糖含量的相关性分别达到了0.811、0.885，这表明SS活性与蔗糖含量呈极显著正相关。内果肉的SPS活性与蔗糖含量的相关系数达到了0.904，达极显著水平(P<0.01)，外果肉的SPS含量也与蔗糖浓度显著正相关(P<0.05)。内果肉的AI活性与蔗糖含量呈显著(P<0.05)负相关，与果糖、葡萄糖的含量显著(P<0.05)正相关。

图5 不同砧木嫁接对西瓜果肉合成酶活性的影响Fig.5 Effects of grafting with different rootstocks on watermelon synthase activity

表2 西瓜内果实糖代谢相关酶活性与糖分的相关性分析

Table 2 Correlation analysis between activities of glucose-metabolism-related enzyme and sugar contents in watermelon

指标Index内果肉Fleshynesocarp蔗糖Sucrose果糖Frucose葡萄糖Glucose外果肉Fleshnearexocarp蔗糖Sucrose果糖Frucose葡萄糖GlucoseSS0.811**-0.628*-0.616*0.885**-0.528*-0.603*SPS0.904**-0.761*-0.750*0.643*-0.208-0.287AI-0.592*0.720*0.736*-0.2420.3090.236NI-0.543*0.852**0.847**-0.543*0.868**0.848**

*、**分别表示达到显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)相关。

* or ** represents the significant correlation at the probability of 0.05 and 0.01， respectively.

3 讨论

众多研究表明，嫁接在一定程度上能影响西瓜的产量和品质[11]。本研究发现，嫁接后西瓜单单果重和产量与对照相比无显著差异，这与张春燕等[12]的研究结果一致。不同砧木嫁接后，西瓜内外果肉的可溶性固形物含量均有一定程度的提高，这与张华峰等[4]的研究结果一致。而刘菊莲等[13]的结果认为，自根西瓜果实的可溶性糖含量最高，这可能是由于砧木和接穗不同造成的。嫁接后西瓜内外果肉果糖含量与对照相比总体均呈现下降趋势，而内外果肉蔗糖含量都显著提高，赵利强[14]研究认为，嫁接能明显提高西瓜果肉蔗糖含量。嫁接降低了西瓜果实葡萄糖的含量，且内、外果肉的葡萄糖含量均与对照有显著差异。嫁接对西瓜果实酸含量的影响因砧木和酸而异，嫁接对草酸含量影响不明显，嫁接小幅提高内果肉酒石酸、苹果酸、柠檬酸的含量，尹春等[6]用京欣砧2号和京欣砧3号嫁接西农8号研究得出嫁接西瓜的有机酸含量大部分比实生株的含量高，这与本试验部分结论相一致。3种砧木嫁接对西瓜内果肉酸性转化酶活性均呈下降趋势，但对酸性转化酶活性影响不大，刘慧英等[8]的研究结果表明自根及嫁接西瓜各果实的AI含量无显著差异，这与本试验结果一致。

自根西瓜与嫁接西瓜果实发育过程中，转化酶、蔗糖磷酸合成酶以及蔗糖合酶共同参与了蔗糖积累过程[15]。内、外果肉的SS活性与蔗糖含量高度相关，且内果肉的SPS活性与蔗糖含量的相关性达到了0.904，属于高度相关性，外果肉的SPS含量也与蔗糖浓度有正相关性(P<0.05)，表明了嫁接后西瓜蔗糖含量的提高与SPS、SS活性的提高有关，这与杨玉梅的研究结果一致[16]。本试验从生理生化角度初步分析了嫁接对西瓜糖分代谢的影响，还需要从相关基因表达等分子水平进行深入研究，以明确其分子机理。

[1] 中华人民共和国农业部，2014年中国农业统计资料[M].北京：中国农业出版社，2015: 151.

[2] 孙艳， 高红春， 周艳丽.不同砧木对小西瓜一些性状的影响[J].中国西瓜甜瓜，2003(1):3-6. SUN Y， GAO H C， ZHOU Y L. Effects of different rootstocks grafting on some characters of small watermelon[J].ChinaWatermelonandMelon， 2003(1):3-6. (in Chinese with English abstract)

[3] 郑高飞，刘庭理.不同葫芦砧木对西瓜生长及产量的影响[J].中国西瓜甜瓜，1993(2):19-20. ZHENG G F， LIU T L. Effects of different gourd rootstocks on growth and yield of watermelon[J].ChinaWatermelonandMelon， 1993(2):19-20. (in Chinese with English abstract)

[4] 张华峰，王迎儿，马海荣，等.嫁接砧木对小果型西瓜生长、产量和品质的影响[J].中国瓜菜，2013，26(6):38-40. ZHANG H F， WANG Y E， MA H R， et al. Effects of rootstocks on the growth， yield and quality of mini-watermelon[J].ChinaCucubitsandVegetables，2013，26(6):38-40. (in Chinese with English abstract)

[5] 韦昌联，韦志扬，曾媛，等.不同砧木嫁接对兴桂六号西瓜生长及产量、品质的影响[J].广东农业科学，2014， 41(15):33-36. WEI C L， WEI Z Y， ZENG Y， et al. Effects of different rootstocks grafting on growth， yield and quality of Xingui 6 watermelon[J].GuangdongAgriculturalSciences，2014， 41(15):33-36. (in Chinese with English abstract)

[6] 尹春，汪灵茂，刘金权，等.嫁接技术对西瓜生长发育的影响[J]. 湖北农业科学，2011，50(10):2022-2026. YIN C，WANG L M，LIU J Q， et al. Influence of grafting on growth and development ofCitrulluslanatus[J].HubeiAgriculturalSciences，2011，50(10):2022-2026. (in Chinese with English abstract)

[7] 齐红岩，李天来，张洁，等.番茄果实发育过程中糖的变化与相关酶活性的关系[J].园艺学报， 2006， 33(2): 294-299. QI H Y， LI T L， ZHANG J， et al. Relationship between carbohydrate change and related enzymes activities during tomato fruit development[J].ActaHorticulturaeSinica， 2006， 33(2): 294-299. (in Chinese with English abstract)

[8] 刘慧英，朱祝军，钱琼秋，等.砧木对小型早熟西瓜果实糖代谢及相关酶活性的影响[J].园艺学报，2004，31(1):47-52. LIU H Y， ZHU Z J，QIAN Q Q， et al. The effects of different rootstocks on the sugar metabolism and related enzyme activities in small and early-maturing watermelon during fruit development[J].ActaHorticulturaeSinica，2004，31(1):47-52. (in Chinese with English abstract)

[9] 孟文慧，张显，罗婷. 嫁接砧木对西瓜果实糖分积累及蔗糖代谢相关酶活性的影响[J]. 西北农林科技大学学报 (自然科学版)， 2009，37(3): 127-132. MENG W H， ZHANG X， LUO T. Influence of rootstocks on the sugar accumulation and activities of sucrose metabolism related enzymes inCitrulluslanatusby grafting[J].JournalofNorthwestA&FUniversity(NaturalScienceEdition)， 2009， 37(3): 127-132. (in Chinese with English abstract)

[10] 武衍，陈佩，王灿磊，等.无纺布限根栽培对西瓜果实发育及其营养品质的影响[J]. 中国农业大学学报，2013，18 (2): 45-49. WU Y， CHEN P， WANG C L， et al. Effect of nonwoven fabric root restriction on watermelon quality[J].JournalofChinaAgriculturalUniversity， 2013，18 (2): 45-49. (in Chinese with English abstract)

[11] 刘新华，曹春信，刘林，等.不同砧木对嫁接西瓜生长和果实品质的影响[J].浙江农业学报，2015，27(6) : 966-969. LIU X H， CAO C X， LIU L， et al. Effects of different rootstocks on plant growth and fruit quality of watermelon[J].ActaAgriculturaeZhejiangensis， 2015， 27(6): 966-969. (in Chinese with English abstract)

[12] 张春燕，詹晓东.不同砧木嫁接对京欣二号西瓜生长的影响[J].四川农业科技，2013(8):22-23. ZHANG C Y， ZHAN X D. Effects of grafting of different rootstocks on the growth of watermelon in Jing Xin No.2[J].ScienceandTechnologyofSichuanAgriculture， 2013(8):22-23. (in Chinese)

[13] 刘菊莲， 李建设.不同砧木嫁接西瓜、甜瓜试验[J].北方园艺，2008(1):33-36. LIU J L， LI J S. Grafting experiment with different stocks on watermelon and muskmelon[J].NorthernHorticulture， 2008(1):33-36. (in Chinese with English abstract)

[14] 赵利强.不同种类砧木嫁接对西瓜生长发育和果实品质的影响[D].武汉:华中农业大学，2014: 28-30. ZHAO L Q. Effects of different rootstocks on the growth and quality of grafted watermelon[D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University， 2014: 28-30. (in Chinese with English abstract)

[15] 孟文慧.不同砧木对西瓜若干重要性状的影响[D].杨凌:西北农林科技大学，2008: 27-33. MENG W H. Effects of different rootstocks on several important characters inCitrulluslanatus[D].Yangling: Northwest A&F University，2008: 27-33.

[16] 杨玉梅.不同西瓜种质资源糖分积累规律与糖代谢相关酶关系的研究[D].杨凌:西北农林大学， 2006: 27-33. YANG Y M. Study on sugar accumulation of different watermelon germplasms and correlation between sugar metabolism and related enzymes[D]. Yangling: Northwest A&F University， 2006:27-33.

(责任编辑 张 韵)

Effects of grafting with different rootstocks on watermelon fruit quality

YING Quansheng1， HE Yong2， WANG Yinger1， CAO Tingting2， GU Binquan1， WANG Yuhong1，*

(1.NingboAcademyofAgriculturalSciences，Ningbo315040，China; 2.CollegeofAgricultureandFoodScience;ZhejiangA&FUniversity，Hangzhou311300，China)

In this study， varieties Yongzhen No.1， Yongzhen No.3 and Yongzhen No.8 were used as rootstocks， in which watermelon variety Zaojia(8424) was grafted， and non-grafted Zaojia plants were taken as the control. Several indexes of watermelon fruits on 35 days after flowering were measured， including contents of soluble solids， soluble sugar and organic acids， and the enzyme activities of acid invertase， neutral invertase， sucrose synthase and sucrose phosphate synthase. It was aiming to explore the effects of different rootstock varieties on watermelon fruit quality. The results showed that different rootstocks significantly reduced the fructose and glucose contents compared with the control， and increased the contents of soluble solids， sucrose and Vc; whereas， contents of oxalic and acid invertase activities were decreased.

watermelon; grafting; sugar contents; organic acids; invertase

http://www.zjnyxb.cn

10.3969/j.issn.1004-1524.2017.04.11

2016-12-26

国家科技支撑项目(2012BAD02B03)；浙江省自然科学基金项目(LY15C150005)；国家西甜瓜产业技术体系(CARS-26)；宁波市瓜类砧木育种创新团队(2014B81002)

应泉盛(1981—)，男，浙江奉化人，硕士，高级农艺师，主要从事瓜类砧木及西瓜育种研究。E-mail: ying_joson@sina.cn

*通信作者，王毓洪，E-mail: yhwangsc@163.com

S642.2

A

1004-1524(2017)04-0590-07

浙江农业学报ActaAgriculturaeZhejiangensis， 2017，29(4): 590-596

应泉盛，何勇，王迎儿，等. 不同砧木嫁接对西瓜果实品质的影响机理研究[J].浙江农业学报，2017，29(4)： 590-596.