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1、摘要 薄皮甜瓜(Cucumis 二 elovar.ma 爱 uwaMakino)是我国重要的甜瓜品种资源。由于其生长期 短，收获期集中在高温多雨季节，在贮运过程中极易腐烂，因此急需解决保鲜问题。本试 验以 7 个不同类群的薄皮甜瓜品种为试材，对其果实在成熟和贮藏期间的生理生化变化规 律进行了研究，探讨了薄皮甜瓜果实的乙烯合成和软化机理，初步筛选出比较耐贮的甜瓜 品种，并研究了不同采收期对甜瓜果实贮藏效果的影响，为薄皮甜瓜的生产和保鲜及耐贮 品种的选育工作提供一定的理论依据。研究结果如下: 1.薄皮甜瓜果实成熟衰老过程中具有明显的呼吸跃变和乙烯生成高峰，果实耐贮性 差。呼吸强度和乙烯释放量可作为
2、筛选甜瓜耐贮品种的重要指标。日本甜宝在贮藏期间 呼吸和乙烯跃变出现的时间较晚且持续时间较短，跃变高峰值较低，果实成熟衰老速度较 慢，比较耐贮，可用于较长期(15d)的贮藏;特大白宝、No.62、齐甜 l 号、96 一 58 和麻瓜耐 贮性稍差，可作短期贮藏(7d);龙甜 1 号贮藏效果最差，不适于贮藏。 2.在薄皮甜瓜成熟和贮藏期间，果实中 1 一氨基环丙烷一 1 一梭酸(ACC)含量、ACC 合成 酶活性和 ACC 氧化酶活性与乙烯释放量的变化紧密相关:ACC 的大量生成为乙烯合成 奠定了基础，ACC 合成酶和 ACC 氧化酶是乙烯合成的两个限速酶，通过调控 SAM 一 ACC 和 ACC乙
3、烯来最终控制乙烯的生成，这就为用基因工程方法通过调控乙烯合成 来控制甜瓜果实成熟衰老过程、培育耐贮品种提供了理论依据。 3.薄皮甜瓜果肉中可溶性果胶含量的急剧增加是果实硬度快速下降的主要原因。多聚半乳 糖醛酸酶(PG)通过调控果胶的降解而影响果实的软化过程。麻瓜采收时果实硬度较小，可 溶性果胶含量较高，二者在贮藏过程中变化幅度较大，导致果实迅速软化，不利于贮藏。 4.甜瓜果实发育成熟过程中，发育前期(花后 15d 以内)果重增长最快，发育后期品 种间果重日增长率的不同是采收时果重差异的主要原因。特大白宝和 No.62 具有成熟期 短和果重日增长率高的特点，可作为早熟栽培选用品种。薄皮甜瓜果实可
4、溶性固形物含量 积累的关键时期是采前 10 一 15d。积累速度决定了成熟时果实的糖分含量和品质优劣，其 中日本甜宝、龙甜 1 号和麻瓜的可溶性固形物含量均在 10 写以上，品质较好。 5.薄皮甜瓜果实贮藏期间的生理生化变化规律为:随贮藏时间的延长，果实重量和 水分含量随之降低;还原糖含量和可滴定酸度的变化因品种不同而有差异;可溶性固形物 含量先升后降，具有明显的后熟作用。日本甜宝和麻瓜贮藏期间重量和营养物质损失较 小，品质较好。 6.No.62 不同采收期果实的贮藏试验表明，提前采收虽然可以推迟呼吸跃变和乙烯 生成高峰的出现，但严重影响糖分积累，重量损失较多，对品质影响较大。应根据贮藏和 销
5、 售距离的远近来确定适宜的采收时间。 关键词:薄皮甜瓜;成熟;贮藏;生理生化变化规律贮藏期间薄皮甜瓜果实呼吸强度和乙烯释放 量的异常变化 在 3.3 和 3.4 的研究中，甜瓜果实在采后贮藏过程中，出现明显的呼吸跃变和乙烯生 成高峰，到了贮藏末期，随着果实组织的衰老，呼吸强度和乙烯释放量应逐渐减弱。但由 图 3 一 5 和 3 一 6 可以看到有些品种甜瓜果实在贮藏 12d 前后出现呼吸强度和乙烯释放量急 剧 升高的现象。这是由于不利的贮藏环境条件使得甜瓜果实受病菌侵染产生严重的腐烂所 致。早在 20 世纪 40 年代，苏联的植物学家 B.A.Py 毛 HH78j 就提出了果蔬采后的呼吸 保
6、卫学说，认为植物遭受伤害和病菌侵染时，会主动加强细胞内氧化系统的活性，使呼吸作用加强，从而(1)抑制侵染微生物分泌的酶所引起的水解作用;(2)防止积累有毒的代谢 中间产物，氧化破坏病原微生物所分泌的毒素;(3)加强合成新细胞的成分，加速伤口修 复。毕阳和张维一79j 的研究表明甜瓜果实感病以后呼吸强度和乙烯释放量均呈增加趋 势，并且在病斑部位和邻近病斑 0.scm 处最高，同一病斑部位果皮明显高于果肉。本试验 中在贮藏 12d 时一些品种甜瓜果实的可溶性果胶含量和可溶性固形物含量等指标的异常 变化也与果实的腐烂败坏有关。 4.2 薄皮甜瓜果实的成熟期与产量、品质和耐贮性的关系 以往研究表明，不
7、同品种厚皮甜瓜果实的成熟期对耐贮性的影响较大。一般来说，晚熟品 种比较耐贮，而中早熟品种的耐贮性能较差。这是由于晚熟品种在果实发育后期气温较低， 昼夜温差较大，营养物质积累较多，且果实厚而坚韧，有弹性，肉质致密。在采后贮藏过 程中，果实的呼吸强度和乙烯释放量较低且变化平缓，因此果实的成熟衰老进程较慢，较 耐贮藏，如我国新疆的青麻皮、可口奇和密极甘等。与此相反，早熟品种果实不具备这样 的解剖结构和较高的营养物质含量，在贮藏过程中具有明显的呼吸和乙烯跃变，果实很快 地衰老腐败，因此不宜于贮藏和远距离运输，如红心脆甜瓜，“，2， ， 。本试验选取 了 4 个早熟薄皮甜瓜品种，2 个中熟品种和 1 个
8、晚熟品种。研究结果表明，不同品种薄皮 甜瓜果实的成熟期对产量、品质和耐贮性的影响不大。这是由于不同熟期品种间的成熟天 数相差不大，且成熟期均在高温季节，因此气候和果实生长期的长短对果实的产量形成和 营养物质的积累影响不大。在产量性状上，早熟品种特大白宝和 No.62 的单瓜重均在 4409 以上，而中熟品种齐甜 1 号和晚熟品种麻瓜只有 2909 左右。在品质性状上，早熟品种日本 甜宝和龙甜 1 号成熟采收时果实可溶性固形物含量均在 11%以上，而中熟品种 96 一 58 只 有 6.87%。在贮藏性状上，早熟品种日本甜宝具有致密的果皮结构，在贮藏过程中较晚经 历呼吸和乙烯跃变，峰值较低，且重
9、量和糖分损失较少，具有相对较好的贮藏性能;而中熟 品种 96 一 58 和齐甜 1 号在成熟衰老过程中呼吸速率和乙烯释放量均较高，失重率较大;晚 熟品种麻瓜在贮藏过程中果实的硬度下降较快，果肉细胞彼此分离，贮藏 7d 时，果实已严 重变软，不耐贮藏。因此，在薄皮甜瓜的生产和保鲜工作中，果实的成熟期不能作为选择 生产和贮运用品种的依据，应在充分了解不同品种薄皮甜瓜果实的成熟特性和贮藏特性的 基础上才能做出正确的选择。 4.3 乙烯启动果实的成熟过程 甜瓜是典型的呼吸跃变型果实，在果实成熟过程中具有明显的呼吸跃变和乙烯合成高峰。 乙烯是一种成熟激素。BurgSP 和 B 盯 9EA，在研究香蕉果实
10、成熟时发现，乙烯跃变 先于呼吸跃变，从而得出乙烯启动成熟的结论。后来人们从更多种类果实的研究结果中看 到，有些果实乙烯生成量的增加确实先于呼吸强度的升高，如香蕉和鳄梨;但也有些果实乙 烯生成量的增加与呼吸强度的升高同时发生，如苹果、杏和梨;有些甚至晚于呼吸上升，如 番茄和芒果等。进一步研究表明，同一种类不同品种果实也有差异。如蜜露甜瓜乙烯生成 量的增加先于呼吸而罗马露瓜两者同时发生311。本试验所选用的 7 个薄皮甜瓜品种中， 特大白宝和麻瓜乙烯生成量的增加与呼吸强度的升高同时发生，另 5 个品种乙烯生成量的 增加先于呼吸强度的升高。这些结果表明，在跃变前(大量乙烯生成之前)，内源乙烯是否 先
11、上升并不是启动成熟的必需条件。YangSF们的研究指出，在果实发育成熟过程中，果 肉组织对成熟的阻力即对乙烯作用敏感性的增加才是启动成熟的关键。跃变前果实对成熟 的阻力很大，即对乙烯作用不敏感，以致系统 I 生成的低水平乙烯不足以诱导成熟。随着 果实的发育，在基础乙烯的不断作用下，组织的成熟阻力不断下降，即对乙烯作用的敏感 性不断上升。当组织对乙烯敏感性增加到能对内源乙烯(低水平的系统 I)的作用起反应时， 便启动了成熟和乙烯的自我催化作用(系统 l)，乙烯合成才大量增加。 4.4PG 与薄皮甜瓜果实软化的关系由 3.5 的研究可知，在薄皮甜瓜成熟和采后贮藏期间果实的硬度不断下降。这种变化虽然
12、 与多聚半乳糖醛酸酶(PG)的活性和可溶性果胶含量的增加速率有较大的关系，但果实的硬 度并不随后两者的跃变而发生跃变，这说明果实硬度的变化与它们并无直接的因果关系， 果实软化还受另外一些因素的影响。在其它种类果实的研究中也得到相似的结果40月幻。近年来，反义 RNA 技术的应用为研究 PG 在果实软化中的作用提供了 最直接的证据。在转 PG 反义 mRNA 的番茄果实中，PG 活性严重受阻且果实中果胶的降 解受到抑制，但果实仍能正常成熟，并没有像预期的那样推迟软化或减少软化过程48j。 这一结果表明，虽然 PG 对果实中果胶物质的降解十分重要，但它肯定不是果实软化的决 定因素。 4.5 田间试
13、验设计 由于本试验可供试验用的保护地面积等客观原因所限，在田间试验上没有采用常规的三次 重复设计。虽然这对本试验的总体结论没有大的影响，但还是造成了一些损失。如对于今 年新引进的甜瓜品种因其对本地栽培环境的适应性较差，长势和产量均不好。再者在结瓜 期间田间病害和鼠害较严重，致使一些品种的产量受到很大的影响。这些都说明在田间试 验设计上采用多次重复以及加大每次重复中样本数量的必要性和重要性，在以后的研究工 作中应予以充分的重视。 5 结论 1.薄皮甜瓜果实成熟衰老过程中具有明显的呼吸跃变和乙烯生成高峰，果实耐贮性较差。 呼吸强度和乙烯释放量可作为筛选甜瓜耐贮品种的重要指标。日本甜宝在贮藏期间呼吸
14、和 乙烯跃变出现时间较晚且持续时间较短，跃变高峰值较低，果实成熟衰老速度较慢，可用 于较长期(15d)的贮藏;特大白宝、No.62、齐甜 1 号、96 一 58 和麻瓜耐贮性稍差，可作短 期贮藏(7d);龙甜 1 号贮藏效果最差，不适于贮藏。 2.在薄皮甜瓜成熟和贮藏期间，果实中 ACC 含量、ACC 合成酶活性和 ACC 氧化酶活性与 乙烯释放量的变化紧密相关:ACC 的大量生成为乙烯合成奠定了基础，ACC 合成酶和 ACC 氧化酶是乙烯合成的两个限速酶，通过调控 SAM 一 ACC 和 ACC 一乙烯来最终控制乙烯 的生成，这就为用基因工程方法通过调控乙烯合成来控制甜瓜果实成熟衰老过程，培
15、育耐 贮品种提供了理论依据。 3.薄皮甜瓜果肉中可溶性果胶含量的急剧增加是果实硬度快速下降的主要原因。多聚半乳 糖醛酸酶(PG)通过调控果胶的降解而影响果实的软化过程。麻瓜采收时果实硬度较小，可 溶性果胶含量较高，二者在贮藏过程中变化幅度较大，导致果实迅速软化，不利于贮藏。 4.不同品种薄皮甜瓜果实生长发育状况的研究表明，果实发育前期(花后 15d 以内) 果重增长最快，发育后期品种间果重日增长率的不同是采收时果重差异的主要原因。特大 白宝和 No.62 具有成熟期短和果重日增长率高的特点，可作为早熟栽培选用品种。 5.薄皮甜瓜果实可溶性固形物含量积累的关键时期是采前 1015d。积累速度决定
16、了成熟时 果实的糖分含量和品质优劣，其中日本甜宝、龙甜 1 号和麻瓜的可溶性固形物含量均在 10 写以上。在采后贮藏过程中可溶性固形物含量先升后降，具有明显的后熟作用。 6.薄皮甜瓜果实贮藏期间的生理生化变化规律为:随贮藏时间的延长，果实重量随之降低， 其中特大白宝、龙甜 1 号、96 一 58 和齐甜 1 号的失重率均在 9 写以上，贮藏效果不 好;果实中水分含量也不断降低;还原糖含量和可滴定酸度的变化因品种不同而有差异。 日本甜宝和麻瓜贮藏期间重量和营养物质损失较小，品质较好。 7.No.62 不同采收期果实的贮藏试验表明，提前采收虽然可以推迟呼吸跃变和乙烯生成高峰 的出现，但严重影响糖分积累，重量损失较多，对品质影响较大。应根据贮藏和销售距离 的远近来确定适宜的采收时间。22 甜瓜果实的提前采收虽然可以推迟果实的呼吸跃变和乙烯生成高峰出现的时间，但由于果实的失重率较高，尤其是严重影响了糖分的积累，对甜瓜品质的影响较大。因此应根 据采后甜瓜的用途和销售距离的远近来确定适宜的采收时间。如用于远距离的运输或贮藏， 则可提前几天采收(即八九分熟);如用
