不同倍性西瓜果实不同糖含量比较

万学闪，刘文革，阎志红，赵胜杰，何楠，路绪强，刘鹏

（中国农业科学院郑州果树研究所，河南郑州，450009）

不同倍性西瓜果实不同糖含量比较

万学闪，刘文革，阎志红，赵胜杰，何楠，路绪强，刘鹏

（中国农业科学院郑州果树研究所，河南郑州，450009）

试验采用8组高代自交二倍体品种西瓜，相应人工诱导的同源四倍体及二倍体和四倍体杂交的同源三倍体为材料，分析不同倍性西瓜总糖、果糖、葡萄糖和蔗糖含量的差异。结果表明，不同倍性西瓜果实成熟时期总糖、果糖、葡萄糖和蔗糖含量存在差异，总糖和果糖含量有同样趋势，为四倍体＞三倍体＞二倍体；葡萄糖含量为四倍体＞二倍体＞三倍体；蔗糖含量为三倍体＞四倍体＞二倍体。

西瓜；倍性；果糖，葡萄糖，蔗糖

果实中主要的可溶性糖是蔗糖、葡萄糖、果糖。这3种糖中，果糖甜度是葡萄糖的2倍、蔗糖的1.8倍[1～2]。不同园艺作物果实发育过程中糖的积累类型不同。西瓜果实所积累的糖种类、含量及比例决定西瓜的品质及口感，培育低糖品种特别是减少蔗糖和葡萄糖含量可以满足糖尿病病人的特殊需求[3]。

万闪学等[3]研究表明，不同西瓜品种之间及果实的不同部位蔗糖、葡萄糖、果糖含量差异明显，不同倍性植物之间同样存在着很大差异。Soltis等[4]认为，多倍体植物在抗逆、组织器官增大、生物学产量提高、次生物质增加等方面有一些它们二倍体祖先所不具备的特征特性。刘文革等[5～8]研究发现，不同倍性西瓜植株的分子遗传特性、花粉微形态特征、叶片微形态特征以及光合速率都有很大差异。不少学者对蔬菜作物不同倍性之间的差异进行过研究，刘惠吉等[9]发现，四倍体不结球白菜还原糖比二倍体增加24%。颜志明等[10]认为，与二倍体萝卜相比，四倍体萝卜叶片中还原糖极显著提高。程志强等[11]认为，不同倍性西瓜果实维生素C含量差异比较大。但同基因型不同倍性西瓜果实果糖、葡萄糖和蔗糖的含量差异还未见报道。

本试验通过对8组同基因型西瓜的同源四倍体、三倍体、二倍体材料进行比较研究，分析不同倍性西瓜含糖量的差异，旨在为西瓜品质研究、功能性西瓜多倍体育种提供理论依据。

表1 不同倍性西瓜果实材料

表2 不同倍性西瓜总糖含量 g/kg

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为8组高代自交二倍体 （2n=2x=22）西瓜品种、相应的人工诱导同源四倍体（2n=4x=44）及二倍体和四倍体杂交的同源三倍体 （2n=3x=33）品种名称（表1）。试材于3月播种于中国农业科学院郑州果树研究所多倍体西瓜试验基地，试验设置3次重复，完全随机排列，田间栽培管理一致。6月上旬开始人工授粉，挂牌标记授粉时间及授粉花朵数，7月西瓜成熟后采收同日授粉的西瓜带回实验室测定。

1.2 试验方法

西瓜果实成熟后每个组合选取同一天授粉的6个西瓜成熟果实带回实验室，分别测定蔗糖、果糖、还原糖含量，测定方法如下。

西瓜果实纵切后全瓜瓜瓤榨汁，用匀浆机做破壁处理，准确称取瓜汁5 g，加入80%乙醇5 mL，水浴锅80℃提取40 min，加2 g活性炭80℃脱色30 min，过滤；重复3次，合并上清液，定容至20 mL[3]。

蔗糖、果糖的测定采用蒽酮比色法[12]，还原糖采用3，5-硝基水杨酸比色法[13]。葡萄糖=还原糖-果糖；总糖＝还原糖＋蔗糖[14]。试验设置3次重复，求平均值。蔗糖含量（g/kg）=（0.146 6A+0.011 7）×f；果糖含量（g/kg）=（0.386 0A-0.004 1）×f；还原糖含量（g/kg）=（0.232 1A-0.002 0）×f。

其中A为测定吸光值，f为总稀释倍数。数据分析采用DPS 7.05进行统计分析。

表3 不同倍性西瓜果糖含量 g/kg

表4 不同倍性西瓜葡萄糖含量 g/kg

表5 不同倍性西瓜蔗糖含量 g/kg

2 结果与分析

2.1 不同倍性西瓜瓜瓤中总糖含量的差异

如表2所示，总糖含量方面，二倍体西瓜果实为86.5～117.3 g/kg，平均值为94.8 g/kg；三倍体西瓜果实含量为93.6～118.6 g/kg，平均值为101.1 g/kg；四倍体西瓜果实含量为91.8～124.9 g/kg，平均值为104.7 g/kg。总糖含量7个西瓜品种四倍体果实高于三倍体，1个西瓜品种三倍体果实含量高于四倍体；8个品种西瓜四倍体果实含量高于二倍体；8个品种西瓜三倍体果实含量高于二倍体，总体来说，西瓜总糖含量四倍体＞三倍体＞二倍体，三倍体比二倍体高6.2%，四倍体比二倍体高9.5%，四倍体比三倍体高3.4%。

2.2 不同倍性西瓜瓜瓤中果糖含量的差异

如表3所示，二倍体西瓜果实果糖含量为44.9～72.6 g/kg，平均值为56.4 g/kg；三倍体西瓜果实为52.6～71.1 g/kg，平均值为60.6 g/kg；四倍体西瓜果实为54.5～73.9 g/kg，平均值为63.7 g/kg。果糖含量6个品种西瓜四倍体果实果糖含量高于三倍体，2个三倍体品种西瓜含量高于四倍体；7个品种西瓜三倍体果实含量高于二倍体，1个二倍体品种西瓜含量高于三倍体，8个品种西瓜四倍体果实含量高于二倍体。总体来说，西瓜果糖含量四倍体＞三倍体＞二倍体；三倍体比二倍体高6.9%，四倍体比二倍体高11.5%，四倍体比三倍体高4.9%。

2.3 不同倍性西瓜瓜瓤中葡萄糖含量的差异

如表4所示，二倍体西瓜果实葡萄糖含量为22.1～34.9 g/kg，平均值为27.4 g/kg；三倍体西瓜果实为21.2～36.2 g/kg，平均值为26.1g/kg；四倍体西瓜果实葡萄糖含量为 24.1～40.8 g/kg，平均值为28.8 g/kg。葡萄糖含量4个品种西瓜四倍体果实含量高于二倍体，4个品种西瓜二倍体果实含量高于四倍体；8个品种西瓜四倍体果实含量高于三倍体；6个品种西瓜二倍体果实含量高于三倍体，2个品种西瓜三倍体果实含量高于二倍体。总体来说，西瓜果实葡萄糖含量四倍体＞二倍体＞三倍体，二倍体比三倍体高4.7%，四倍体比二倍体高4.9%，四倍体比三倍体高9.4%。

2.4 不同倍性西瓜瓜瓤中蔗糖含量的差异

如表5所示，二倍体西瓜果实蔗糖含量为7.9～13.9 g/kg，平均值为10.9 g/kg；三倍体西瓜果实为11.3～19.0 g/kg，平均值为14.5 g/kg；四倍体西瓜果实为8.7～18.6 g/kg，平均值为12.1 g/kg。蔗糖含量8个品种西瓜三倍体果实含量高于四倍体；8个品种西瓜四倍体果实含量高于二倍体；8个品种西瓜三倍体果实含量高于二倍体。总体来说，西瓜果实蔗糖含量三倍体＞四倍体＞二倍体；三倍体比二倍体高24.8%，四倍体比二倍体高9.9%，三倍体比四倍体高16.6%。

3 小结与讨论

研究表明，多倍体总糖、果糖、葡萄糖和蔗糖含量普遍高于二倍体，这与前人研究结果比较一致。不同倍性西瓜果实含糖量的差异可能跟Soltis等[4]所阐述的因素理论有关。刘文革等[5]通过AFLP分析，发现秋水仙素诱导成的同源四倍体和相应的二倍体有特异性的DNA片段消失和增加，以四倍体西瓜为母本和二倍体杂交得到的三倍体果实和双亲F1相比也存在消失和增加DNA片段的现象，这些DNA片段的变化可能导致糖分积累的差异。

同基因型不同倍性西瓜果实各成分含量也存在一定差异，但并不是每个单瓜都符合倍性之间的高低关系，说明西瓜果实各成分含量除了与倍性有关外，栽培条件和气候对各成分的积累也存在一定影响。同时本试验取同一天授粉的西瓜果实，不同倍性西瓜果实熟性有差异，对功能性成分的测定结果有一定的影响。

研究结果表明，充分利用多倍体优势来培育出高功能性成分西瓜品种和高糖品种是一种可能的有效途径，这不仅为西瓜含糖量的研究提供了新的思路，同时也为功能性西瓜多倍体育种提供了理论依据。

[1]Doty T E.Fructose sweetness:a new dimension[J].Cereal Foods world，1976，21(2):62-63.

[2]Yamaguehi S,Yoshikawa T,Ninomiya T.Studies on the taste of some sweet substanees.Part1.Measurement of the relative sweetness[J].Agric Biol Chem,1970,34:181-186.

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[7]刘文革，阎志红，王鸣.不同染色体倍性西瓜光合速率日变化的研究[J].中国西瓜甜瓜，2003（2）：4-6.

[8]刘文革，阎志红，饶小莉.不同倍性西瓜的叶表皮微形态特征比较[J].果树学报，2005，22（1）：31-34.

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[11]程志强，刘文革，刘志敏，等.不同倍性西瓜果实维生素C含量比较研究[J].果树学报，2008，25（5）：760-763.

[12]薛应龙.植物生理学实验手册[M].上海:上海科学技术出版社，1985：135-138.

[13]张龙翔，张庭芳，李令媛，等.生化实验方法和技术[M].北京：高等教育出版社，1982：9.

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Comparison of Fructose,Glucose,Sucrose and Total Sugar Contents in Different Ploidy Watermelon Fruits

WAN Xueshan,LIU Wenge,YAN Zhihong,ZHAO Shengjie,HE Nan,LU Xuqiang,LIU Peng
(Zhengzhou Fruit Research Institute,CAAS,Zhengzhou 450009)

The contents of fructose,glucose,sucrose and total sugar of watermelon fruits with eight groups of different ploidy including diploid(2x),triploid(3x)and tetraploid(4x)were measured.The results showed that the fructose,glucose, sucrose and total sugar contents were divergent in different ploidy watermelon as follows:total sugar and fructose maked the same trend,4x＞3x＞2x;glucose,4x＞2x＞3x;sucrose,3x＞4x＞2x.

Watermelon;Ploidy;Fructose;Glucose;Sucrose

10.3865/j.issn.1001-3547.2010.08.006

万学闪，男，硕士研究生，主要从事西甜瓜育种研究，电话：13337529998

2010-03-18