加工番茄早熟突变体生长发育特性研究

王瑞婷，庞胜群，杜红艳，张盼盼，夏文杰，陈利强，杨建康

(石河子大学农学院园艺系，特色果蔬栽培生理与种质资源利用兵团重点实验室，新疆 石河子 832000)

新疆加工番茄产业经过40多年的发展，已成为我国最大的原料种植与加工基地，并在国际番茄酱交易市场占有1/3的份额[1]。由于新疆的无霜期短，早霜会严重威胁晚熟品种，生产上对早熟品种的需求比较迫切。早熟新品种的选育是加工番茄的重要育种目标[1]。但在育种实践中，具早熟特性的种质资源比较匮乏，且多数早熟加工番茄品种果实小、品质差、产量低，导致早熟新品种的选育速度一直较慢。研究加工番茄早熟品种的综合性状，将番茄早熟性与优良品质相结合，有助于选育早熟优良新品种[2]，彭艳等[3]认为，番茄早熟性状主要表现在开花速度、果实发育速度及低温下生长发育能力3个方面。诱变育种是获得新特性种质资源的手段之一[4-7]，石河子大学农学院加工番茄课题组利用里格尔87-5、JW 9、JW 001等3份加工番茄种质资源，经甲基磺酸乙酯(EMS)诱变后，通过表型及分子水平的筛选，获得了5份具有早熟特性的M2代突变体[8]。本研究通过田间种植观察，对5份种质材料的生长发育特性、果实品质、早熟特性进行综合评价，以确定其利用价值，为今后更多、更快地转育这一性状提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为本石河子大学农学院加工番茄课题组经诱变获得的5份M2代突变体。编号分别为S1，S2，T4，T5，T8，对照为里格尔87-5(ck1)和JW 9(ck2)。其中S1，S2是里格尔87-5的突变后代；T4，T5，T8是JW9的突变后代。

1.2 试验设计

试验在石河子大学农学院试验站进行。2019年3月20日温室播种，采用穴盘育苗，规格为72穴，基质配置比例为草炭∶蛭石=1∶1，植株长到6片真叶时定植到露地，定植日期为2019年5月10日。采用单因素完全随机试验设计，设置5个水平，2个对照，4次重复，每个重复25株，共28个小区，每小区的面积为20 m2(5 m×4 m)，按照株行距25 cm×60 cm双行定植，试验田四周设立保护行。

1.2.1生育期调查

现蕾期：参试材料30%的植株主茎上第一穗花现蕾，记为现蕾期。

始花期：参试材料30%的植株主茎上第一穗花开放，记为始花期。

坐果期：参试材料30%的植株主茎上座住第一穗果，记为坐果期。

转色期：参试材料30%的植株主茎上第一穗果顶部由绿白色转为淡黄至粉红色，记为转色期。

始熟期：参试材料50%的植株主茎上第一穗果整果着色，肉质较硬，记为始熟期。

1.2.2植株性状观察

定植缓苗后，每处理选取10株长势一致的植株，统一挂牌标记，作为田间调查的样本。分别在番茄现蕾期、始花期、坐果期、始熟期测定番茄植株的株高、茎粗、叶面积[9]。

株高：从出土面到茎尖生长点的距离；

茎粗：植株茎下部(即出土面)、中部、顶部(靠近生长点)三处测量取均值；

叶面积：对植株倒三叶进行叶面积测量，采用坐标纸画图法。

1.2.3果实发育速率和大小调查

2019年6月20日，每处理选取5株长势一致植株统一挂牌标记，在番茄植株坐果开始到果实采收结束，每间隔5 d利用游标卡尺测定参试材料的果实横茎、纵茎，共测8次，计算果形指数，果形指数大于1为长圆形果，0.86～1为圆形果，0.71～0.85为扁圆形果，小于等于0.7为扁形果。

果形指数=果实纵径/果实横径。

1.2.4加工番茄早熟突变体果实品质分析

每个处理随机选取10个成熟果，测定果实品质指标；果实总糖含量采用菲林试剂加热法，总酸含量采用酸碱滴定法，计算糖酸比；果实可溶性固形物含量采用手执折光仪测定，番茄红素含量的测定采用比色法[10]。

1.3 数据分析

利用Excel 2010软件进行数据整理与作图，SPSS 22.0软件进行统计分析，采用SNK模型进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 生育期调查

对7个参试材料的生育期进行记载。从表1可知,从现蕾到开花，S2时间最短，为10 d，比S1提前1 d，比ck1提前2 d。T5从现蕾到开花所需要的时间最长，达到12 d，比ck2延后1 d；从成熟期看，S2于7月10日就进入了成熟期，早于2个对照及其他4个突变体，比S1提前5 d，比ck1提前7 d；T8、T5分别比ck2提前1 d、2 d，T4和ck2成熟期一致，均为7月15日；所有参试材料中ck1最晚成熟，为7月17日；S2最早进入始熟期，从播种到始熟110 d，比ck1提前9 d，ck1成熟最晚，从播种到始熟119 d，S 1比ck1提前2 d，T8、T5分别比ck2提前1 d、2 d，为116 d、115 d，综合各个时期，S1、S2、T5具有相对早熟性。

表1 各参试材料生育期比较

2.2 植株性状比较

由表2可知，S2在现蕾期的茎粗值显著高于ck1，S1和ck1无显著差异；T8在现蕾期的茎粗值显著高于ck2，T4、T5和ck2无显著差异；在始花期、坐果期、始熟期这3个时期，各处理和对照均无显著差异。

表2 各参试材料植物学性状比较

在现蕾期，各处理和对照的株高值均无显著差异，S2在始花期、坐果期、始熟期的株高值均显著高于ck1，S1和ck1无显著差异；T8在坐果期的株高值显著高于ck2，T4、T5和ck2无显著差异；在始花期、始熟期，T4、T5、T8和ck2均无显著差异。

S2在现蕾期、始熟期的叶面积值和ck1均无显著差异；S2在始花期的叶面积值显著高于ck1，S1和ck1无显著差异；S1在坐果期的叶面积值和ck1无显著差异，S2显著低于ck1；T8在现蕾期、始花期的叶面积值均显著高于ck2，T4、T5和ck2无显著差异；在坐果期，各处理和对照无显著差异；在始熟期，T5的叶面积值显著低于ck2，T4、T8和ck2无显著差异。因此从株高、茎粗、叶面积等性状来看，S2和T8的长势较强。

2.3 果实大小

由图1、图2、表3可知，果实在生育期前期发育较快，随着果实膨大，发育速率呈逐渐下降趋势，为单S生长曲线，T4的横径及ck1的纵径在发育后期生长速率较快；从果实的横径来看，S2果实大小显著低于ck1，为38.71 mm，S1和ck1无显著差异，T4、T5、T8和ck2无显著差异；从果实的纵径来看，S1、S2果实大小均显著低于ck1，T4、T5均显著高于ck2，T4最大，为67.68 mm，从果形指数来看，所有参试材料均大于1.0为长圆形果，其中果形指数最大的是T4，为1.36，S1最小，综合果实横径、纵径、果形指数指标，T4的果实生长发育状况较好。

表3 各参试材料果实横纵径及果形指数比较

2.4 果实品质指标测定

从表4可知，S1的总糖含量显著低于ck1，为3.22%，S2和ck1无显著差异，T8显著低于ck2，为2.80%；S2总酸含量显著高于S1和ck1，为0.35%，导致糖酸比过低，影响果实品质，T4、T5、T8总酸含量均显著高于ck2，T4最高，为0.30%；糖酸比是影响番茄红素含量的主要因素，同时影响果实的风味，是衡量加工番茄品质的一个重要指标[11]，所有处理的糖酸比均显著低于对照，T8最低，为9.80。研究表明，加工番茄糖酸比为8时，最符合加工企业的要求，所以从糖酸比来看，S2、T8表现较好。

表4 各参试材料果实综合性状比较

果实中可溶性固形物、番茄红素的含量是影响加工番茄制品品质的主要因素，且二者之间具在一定的相关性[12]。试验表明，S2的可溶性固形物含量显著高于ck1，达到5.3%，T4显著高于ck2，达到5.7%，T5、T8和ck2无显著差异。S2、S1的番茄红素含量均显著低于ck1，T4、T5、T8和ck2无显著差异，T5含量最高为13.11 mg/100 g，综合所有品质指标，S2表现最优。

3 结论与讨论

结果表明，S1、T5、T8虽表现出一定的早熟性，但特性不明显，S1植株性状和果实的发育速率与ck1无显著差异，果实品质显著低于ck1，综合利用价值较低，T8的生长势较强，但果实品质显著低于ck2，T4、T5的果实发育速率和果实品质综合表现优于ck2，植株长势较弱，通过对各参试材料的农艺性状、果实性状、品质等进行综合比较，S2早熟性好、果实品质优，综合表现好，在早熟新品种选育中有一定的利用价值。