加工番茄早熟突变体生长发育特性研究

2020-02-22 10:26王瑞婷庞胜群杜红艳张盼盼夏文杰陈利强杨建康
耕作与栽培 2020年6期
关键词:叶面积坐果番茄

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。

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