2种早熟砂梨果实发育过程中糖含量的动态变化研究

李刚波，樊继德，杨 峰，赵 林，张 婷，张 梅

(江苏徐淮地区徐州农业科学研究所，江苏 徐州 221121)

苏翠1号是由江苏省农业科学院果树研究所通过杂交选育的早熟砂梨新品种，该梨果实综合品质表现较好[1]，2011年通过江苏省农作物品种审定委员会鉴定，2013年初引种到徐州现代农业试验示范基地进行试点种植。徐州在江苏属于梨种植传统地区，主要栽培品种包括酥梨、鸭梨等地方梨品种；为优化品种结构，在地方政府的支持下逐步引进苏翠1号梨、翠冠梨[2]、日本三水梨等早熟砂梨品种。苏翠1号梨和翠冠梨隶属砂梨系统，砂梨以果肉中含有砂砾状的石细胞而得名，栽培范围主要分布在长江流域及其以南地区的江苏、浙江、福建等10多个省份，在国外以日本、韩国、朝鲜等国栽培较多。梨果实品质与果实所含糖的种类和数量有密切关系，糖组分含量之间的差异，对于果品风味的形成有着重要影响[3]。果实糖含量及形成动态是果实品质形成的重要基础，也是衡量果实品质和风味重要的评判标准。有研究表明：苹果[4-5]和黑莓[6]成熟果实中主要以果糖含量最高，杏[7]和桃[8]果实中则以蔗糖积累为主，果糖积累量最低。徐文清[9]对梨果实生长过程中糖酸组分变化及积累特性的研究表明：可溶性糖主要包括蔗糖、果糖、葡萄糖、山梨醇。糖是果实品质构成的重要物质，调控糖代谢中淀粉、糖醇等植物生命活动所需的物质转化与合成[10-14]；作为信号分子通过信号转导调节基因表达和新陈代谢来调控植物的生长发育[15]。

目前，针对早熟砂梨在江苏徐淮地区生长发育过程中糖组分含量动态变化的研究较少，因此本试验选择有代表性的苏翠1号和翠冠梨，对两种梨果实生长发育过程中果糖、蔗糖、葡萄糖、山梨醇含量的变化分5个时期进行检测，研究了早熟砂梨果实生长发育过程中糖含量的动态变化，以期为砂梨在徐淮地区成熟果实的适宜采收时间、品种改良和栽培生产提供一定的理论参考依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料与设计

试验于2017年在徐州现代农业示范基地梨园内进行。土壤为粘壤土，土壤有机质含量5 g/kg，铵态氮含量45.01 mg/kg，硝态氮含量14.21 mg/kg，速效钾含量195.86 mg/kg，速效磷含量35.24 mg/kg[15]。果园管理水平整体较好，种植了5年苏翠1号和翠冠梨，3 m×5 m株行距，小冠疏层形，日常管理方法同一般大田，物候期如表1。

表1 试验梨物候期 月/日

试验设2个处理，每个处理选取长势中等、结果量大致相同的30株苏翠1号和翠冠梨树。从6月14日始至7月12日，每间隔7 d从每株树冠外围不同方向随机选取20个大小一致、无病害的果实用于糖组分(果糖、蔗糖、葡萄糖、山梨醇)的测定，可溶性糖含量为果糖、蔗糖、葡萄糖、山梨醇含量之和。由试验者一人完成样品的采集，以尽量减少采样的误差。

1.2 指标测定

参照李刚波等[16]试验测定方法，采用美国生产的Agilent1260 Infinity高效液相色谱仪，流动相为乙腈∶水=7∶3，流速0.7 mL/min，柱温30 ℃，进样量为20 μL。糖组分测定步骤：称取待测样品5 g左右于离心管匀浆，涡旋振荡2 min，超声处理2 min后于4 ℃、13000 r/min离心15 min，上清液置于25 mL离心管内，果实残渣加入5 mL超纯水重复上述涡旋振荡2 min、超声处理2 min和离心(4 ℃、13000 r/min，15 min)操作，合并上清液，超纯水定容至25 mL，0.22 μm滤膜过膜待测。酸组分测定步骤：称取待测样品10 g左右于离心管匀浆，涡旋振荡2 min，超声处理2 min后于4 ℃、13000 r/min离心15 min，上清液置于25 mL离心管内，果实残渣加入5 mL 2%偏磷酸(含0.1% DTT)，重复上述涡旋振荡2 min、超声处理2 min和离心(4 ℃、13000 r/min，15 min)操作，合并上清液，用2%偏磷酸(含0.1% DTT)定容至25 mL，0.22 μm滤膜过膜待测。

1.3 试验数据处理

试验设3次重复，采用Excel 2007软件作图并进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 果实发育过程中葡萄糖含量的变化

由图1可以看出，从6月14日至7月12日，苏翠1号和翠冠梨葡萄糖含量的变化趋势不太一致，初测时间6月14日苏翠1号和翠冠梨葡萄糖含量分别为13.99、14.04 mg/g，两者差异较小并不显著。但从6月14日果实发育至6月21日，翠冠梨果实葡萄糖含量先有小幅上升，而后下降，苏翠1号梨葡萄糖含量自始至终表现为持续小幅下降。6月28日翠冠与苏翠1号果实葡萄糖含量差别达到最大，差值为3.3 mg/g。果实发育至7月12日，苏翠1号和翠冠梨果实葡萄糖含量差异变小，分别为11.66 mg/g和13.24 mg/g，说明不同品种葡萄糖含量在果实发育过程中有一定差异，翠冠梨葡萄糖含量在果实发育过程中较苏翠1号梨略高。

图1 果实生长发育期葡萄糖含量的变化

2.2 果实发育过程中蔗糖含量的变化

由图2显示，苏翠1号和翠冠梨蔗糖含量的变化趋势基本一致，两者均表现为从6月14日至6月21日蔗糖含量小幅上升，自6月21日之后，蔗糖含量迅速上升，上升幅度明显较大。6月14日苏翠1号蔗糖含量略低于翠冠梨，两者分别为1.19、1.83 mg/g，两者差异相对较小。但从6月21日开始的果实发育过程中，翠冠梨果实蔗糖积累量明显低于苏翠1号梨蔗糖的积累量，6月28日苏翠1号和翠冠梨蔗糖含量分别为8.05、3.56 mg/g，差值较大，为4.49 mg/g。发育到果实成熟时，两者蔗糖含量差异缩小，但仍表现为苏翠1号>翠冠梨。

图2 果实生长发育期蔗糖含量的变化

2.3 果实发育过程中果糖含量的变化

由图3表明，苏翠1号和翠冠梨在果实发育期果糖含量的变化基本一致，均表现为先上升后下降趋势。苏翠1号梨果糖含量的峰值出现在6月28日，峰值达到51.79 mg/g；翠冠梨峰值出现在7月5日，为44.15 mg/g。从6月14日至6月21日， 苏翠1号果糖含量略高于翠冠梨。但从6月21日开始至7月5日，翠冠梨果实果糖积累量明显低于苏翠1号梨果糖的积累量， 苏翠1号果糖含量上升幅度为8.35 mg/g，翠冠梨果糖含量上升幅度为4.21 mg/g，两者之间差值较大。到7月12日两者差值缩小为3.00 mg/g，表现为翠冠低于苏翠1号梨。

2.4 果实发育过程中山梨醇含量的变化

从图4中可知，自6月14日至7月12日，2种梨果实山梨醇含量动态变化整体表现相对一致，均呈现先下降后上升再下降曲线，苏翠1号山梨醇含量先下降后上升的转折点是在6月21日，翠冠梨转折点出现在6月28日；从6月14日至7月12日，苏翠1号果实山梨醇含量下降量为9.20 mg/g，翠冠梨下降量为11.34 mg/g。

2.5 果实发育过程中可溶性糖含量的变化

图5显示，苏翠1号和翠冠梨可溶性糖含量的变化相对不一致，苏翠1号梨呈现先轻微下降后迅速上升，然后再下降又上升趋势，而翠冠梨呈现先上升后下降再上升趋势。6月28日和7月12日苏翠1号和翠冠梨可溶性糖含量分别达到了110.27、110.77 mg/g和94.49、103.32 mg/g，说明苏翠1号果实可溶性糖含量较翠冠梨高。

图5 果实生长发育期可溶性糖含量的变化

3 讨论

有研究发现梨在果实生长初期，果实的糖积累以还原糖为主，此时期蔗糖含量相对较低；进入果实生长发育的中后期，蔗糖的积累量迅速上升[17]。这与本试验研究结果一致，两种早熟砂梨苏翠1号和翠冠主要以还原性糖含量最高，自6月21日之后，蔗糖含量迅速上升，上升幅度明显较大(图2)，至7月12日分别达到了21.03、18.02 mg/g。分析原因，主要是果树生长发育期主要以山梨醇为同化物的运输方式[18-20]，而蔗糖所占比例相对较小，在发育初期，由叶片转运到果实的山梨醇大部分转化合成为果糖，蔗糖合成量相对较小，而进入果实膨大期和成熟期，转运到果实的山梨醇在转化合成葡萄糖和果糖之后,其他部分则迅速转化合成蔗糖，致使蔗糖含量上升速率加快，积累量增大[17]。

果实糖组分及含量对于果实风味的形成有着重要影响，也是衡量果实品质的重要指标。相关研究发现，不同果树果实成熟时其含糖量差异较大，如苹果[4,5]和黑莓[6]果实以果糖含量最高，桃[8]则以蔗糖含量最高。有研究表明翠冠梨成熟果实以果糖含量为主，蔗糖含量最低[21]。姚改芳等[3]研究发现翠冠梨成熟果实果糖含量最高，葡萄糖含量最低。该试验研究表明，翠冠和苏翠1号梨成熟果实均以果糖含量最高，葡萄糖含量最低，与姚改芳等的研究结果相对一致。此外，已有研究表明早熟梨品种在果实成熟前果糖和葡萄糖的合成与积累量不再增高，总糖含量的升高仅只是由蔗糖合成量的增加造成的[22-23]。因此，对于早熟砂梨苏翠1号和翠冠可适当延迟采收期。