水果型黄瓜‘金童’及‘白玉王’重组自交系群体F4代果实品质分析

摘 要： 为丰富水果型黄瓜种质资源，本研究以水果型黄瓜‘金童’和‘白玉王’为亲本构建了重组自交系，获得了由145 个株系组成的F4群体。研究发现，群体中商品瓜果实颜色分为乳白、黄白、白绿、浅绿、绿、深绿、墨绿色7 种，且果实颜色分离呈正态分布；群体中商品瓜果形差异较大，其中，商品瓜长度在8～24 cm范围内，均值为14.75 cm。商品瓜横径在2～8 cm范围内，均值为5.02 cm芳香物质含量分析表明，群体中己醛、（E）-2-己烯醛、1-己醇、（E，Z）-2，6-壬二烯醛、（E）-2-壬烯醛、（Z，Z）-3，6-壬二烯醛对黄瓜香味贡献较大。主成分分析结果表明，群体中商品瓜果实芳香物质主成分1 和主成分2 分别为（E，Z）-2，6-壬二烯醛和（Z，Z）-3，6-壬二烯醛，且累计值为76.70%。相关性分析结果表明，己醛的含量与2-己烯醛的含量显著性相关（E，Z）-2，6-壬二烯醛的含量与（E）-4-壬烯醛，（Z，Z）-3，6-壬二烯醛，（E）-2-壬烯醛，（E，E）-2，4-壬二烯醛的含量存在显著性相关。以果形指数、单瓜重、种子腔占比、可溶性固形物含量、（E，Z）-2，6-Nonadienal 含量、感官评分作为考察指标建立评价模型，在F4群体中共选育出7 株果实颜色鲜亮，风味浓郁，口感偏甜的株系，编号为67 号、11 号、69 号、73 号、94号、111 号、127 号。

关键词： 水果型黄瓜；F4群体；果形指数；芳香物质含量

中图法分类号： S642.2 文献标识码： A 文章编号： 1000-2324（2024）06-0889-06

黄瓜（Cucumis sativus L.）是我国重要的蔬菜作物之一［1］。据联合国粮食及农业组织统计，2022年我国黄瓜种植面积为131.15 万hm2，占全世界黄瓜种植面积的60.32%，总产量为7 730.73 万t，占全世界比重的81.62%。随着人们生活水平的提高与消费结构的改变，口感脆、瓜味浓、坐果能力强的水果型黄瓜受到广大菜农及消费者的青睐，发展前景广阔［2，3］。因此，选育同时兼顾果实外观品质及内在风味品质、营养品质的黄瓜新品种是重要的育种方向［4，5］。本研究利用拇指型黄瓜‘金童’和胶东本地旱黄瓜‘白玉王’为亲本，两者果实品质好且果实性状差异较大，重组自交系后代性状分离明显，对F4群体果实外观和内在品质性状进行分析，研究结果可为水果型黄瓜育种提供种质资源和数据支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

亲本：水果型黄瓜‘金童’和‘白玉王’，由实验室多代自交保留；F4群体由亲本杂交后自交三代获得。

1.2 试验方法

1.2.1 果实颜色、果长、果实横径、果把长占比、种子腔占比及单瓜重的测定 1） 1）商品瓜果实颜色的测定：授粉后7-10 d 拍照并记录果实颜色，参照Li 等（2022）的标准进行分类［6］； 2）果实长度的测定：用直尺测量果实纵向最大值为果实长度； 3）果实横径的测定：用直尺测量果实最宽处为果实横径； 4）黄瓜果把长占比的测定：将商品瓜纵向剖开，用直尺测量果柄处与最近胚珠距离为果把长，果把长占比=果把长/果实长度； 5）种子腔占比的测定：商品瓜横向切开，用直尺测量内果皮直径及商品瓜横径数据，种子腔占比=内果皮直径/果实横径； 6）单瓜重的测定：采摘三个商品瓜放置在电子天平上，记录数据并计算单瓜重。 7）感官评价：采取9 分制，从0 至9 分别代表苦味、涩味、甜味、清香味、脆度、果实形状由弱到强。

1.2.2 商品瓜可溶性固形物含量的测定 1）在果实两端及中间部分，各取5 g，放入研钵中研磨，过滤，得到滤液。将蒸馏水滴入糖度计调零，擦干后匀速滴入滤液，进行测定［7］。

1.2.3 芳香物质的测定 参照尚明月等（2021）的测定方法［8］进行样品前处理。对色谱条件稍加改进：DB-1 毛细管柱，初始温度为36 ℃，3 min，升温至210 ℃，7 min，进样口温度为230 ℃，不分流进样，进样0.5 min。质谱条件：离子源温度和接口温度均为200 ℃，溶剂延迟时间60 s。质谱条件：离子源温度200 ℃，接口温度200 ℃，溶剂延迟时间1 min，检测器电压0.8 kv。

1.3 数据统计

利用Microsoft Excel 2019 处理数据，用DPS软件进行单因素方差分析，显著性差异比较选用Duncan 新复极差法。试验重复3 次，**和*分别代表极显著性差异（Plt;0.01）和显著性差异（Plt;0.05）。利用GraphPad Prism 9.0 软件作图。运用SPSS 24.0软件进行主成分分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 F4群体商品瓜品质鉴定

2.1.1 F4群体商品瓜果实颜色统计分析 ‘白玉王’商品瓜果实颜色为白绿色，‘金童’果实颜色为绿色。两者杂交后自交获得的145 个F4株系果实颜色差异显著，分别包含乳白、黄白、白绿、浅绿、绿、深绿、墨绿色7种颜色（图1A）。其中包含乳白色果实1 株，黄白色果实6 株，白绿色果实16 株，浅绿色果实34 株，绿色果实59 株，深绿色果实21株，墨绿色果实8 株（图1B）。

2.1.2 F4群体商品瓜果实形状统计分析 ‘白玉王’商品瓜长度为20.2±2.4 cm，‘金童’商品瓜长度为8.7±5.1 cm，两者瓜长差异显著。经SW检验商品瓜长度P=0.955，F4群体商品瓜长度呈连续性正态分布。其中8株果实长度为6.0～8.0 cm，13株果实长度为8.0～10.0 cm，24 株果实长度为10.0～12.0 cm，22 株果实长度为12.0～14.0 cm，31 株果实长度为14.0～16.0 cm，16 株果实长度为16.0～18.0 cm，20株果实长度为18.0～20.0 cm，8株果实长度为20.0～22.0 cm，3 株果实长度为22.0～24.0 cm（图2A）。‘白玉王’果形横径为4.4±1.00 cm ，‘金童’果实横径为6.9±1.73 cm。两者商品瓜横径差异显著，经SW检验商品瓜横径P=0.282，F4群体商品瓜果实横径出现性状分离且呈连续性正态分布。其中2株果实横径为2.0～3.0 cm；31株果实横径为3.0～4.0 cm；46 株果实横径为4.0～5.0 cm；38 株果实横径为5.0～6.0 cm；20 株果实横径为6.0～7.0 cm；8株果实横径为7.0～8.0 cm（图2B）。

2.1.3 F4群体商品瓜芳香物质分析 黄瓜特有的清香味主要由C6 和C9 芳香物质组成，且其含量、阈值及香气值的大小可决定果实香味。香气值为芳香化合物含量与阈值的比值，该化合物对果实香味起作用，在一定范围内香气值越大，其对香味的贡献越大［9，10］。由表1 可知F4群体中己醛、（E）-2-己烯醛、1-己醇、（E，Z）-2，6-壬二烯醛、（E）-2-壬烯醛、（Z，Z）-3，6-壬二烯醛对黄瓜香味贡献较大。对F4群体C6 芳香化合物分析，结果表明群体中己醛的香气值为6.2～1720，1-己醇的香气值为0～2.58，（E）-2-己烯醛的香气值为0～54。对F4群体C9 芳香化合物分析，结果表明群体中（E）-2-壬烯醛的香气值为2.6～2 020×102，（E，Z）-2，6-壬二烯醛的香气值为2.6～2 020×102，（Z，Z）-3，6-壬二烯醛的香气值为9.78～310.45×1010。

对F4群体中不同株系C6 和C9 芳香物质含量进行分析（图3）。其中己醛含量在0.5～1 μg/gFW范围内的株系最多，（E）-2-己烯醛含量在0～0.05 μg/g FW范围内的株系最多，1-己醇含量在0～0.05 μg/g FW范围内的株系最多，（E，Z）-2，6-壬二烯醛含量在20～40 μg/g FW 范围内的株系最多，黄瓜味浓郁。（E）-2-Nonenal 含量在15～25 μg/g FW范围内的株系最多，（Z，Z）-3，6-壬二烯醛含量为8～12 μg/g FW的株系最多（图3）。

选取群体中11 种C6 和C9 醛及醇含量进行主成分分析（Principal Component Analysis， PCA），结果表明，主成分1 初始特征值为61.654%，主成分2 初始特征值为15.051%，主成分1 和主成分2 累计值为76.70%（图4）。主成分1 和主成分2 分别为（E，Z）-2，6-壬二烯醛和（Z，Z）-3，6-壬二烯醛。对第一主成分有积极贡献的变量为己醛、（E）-2-己烯醛、1-己醇。对第二主成分有积极贡献的变量为（Z，Z）-3，6-壬二烯醛，（E，Z）-2，6-壬二烯醛，（E）-2-壬烯醛，（E，E）-2，4-壬二烯醛。

相关性分析发现，11 种芳香物质含量之间存在显著性相关。C6 芳香化合物中己醛的含量与2-己烯醛的含量显著性相关（表2）。C9 芳香化合物中，（E，Z）-2，6-壬二烯醛的含量与（E）-4-壬烯醛，（Z，Z）-3，6-壬二烯醛，（E）-2-壬烯醛，（E，E）-2，4-壬二烯醛的含量存在显著性相关。

2.2 选育优良黄瓜株系

通过对果形指数、果把长、单瓜重、种子腔占比、可溶性固形物含量、（E，Z）-2，6-壬二烯醛含量以及感官评分进行综合分析，在F4群体中共选出7 株果实品质优良的黄瓜株系，分别为67 号、11 号、69 号、73 号、94 号、111 号、127 号（图5）。67 号株系果实为浅绿色，稀刺，有果疣；69 和127 号株系果实为绿色，有白色条纹，稀刺，有果疣；94 号株系果实为浅绿色，颜色均匀，表面光滑无刺，无果疣；111 号株系果实为白绿色，颜色均匀，稀刺有果疣；73 号果实为绿色，颜色均匀，稀刺有果疣。

如表 3 所示，选育出的7 个株系果形指数在3.31～3.74 之间，单瓜重在100.45～178.32 g 之间，种子腔占比在1/5～1/3 之间，果把长度在1/9～1/7 cm 之间，可溶性固形物在3.7～4.4 %之间，（E，Z）-2，6-壬二烯醛含量在37.13～44.12 μg/g FW之间，其中127 号（E，Z）-2，6-壬二烯醛含量最低为37.13 μg/g FW，69 号（E，Z）-2，6-壬二烯醛含量最高为44.12 μg/g FW，感官评分在8.7～9.1 之间。上述数据表明，选育的7 个株系品质优良，符合我国黄瓜种质资源的外观品质评价标准。

3 讨论

我国黄瓜种质资源的外观品质评价标准，要求瓜条色泽均匀，顺直，果实顶部无黄色条纹且瓜把短（小于瓜长的1/8～1/7），瓜腔小于瓜横径的1/2［11］。赵陆滟等（2022）［13］以126 份黄瓜种质为试料对果实颜色等性状进行遗传多样性分析与筛选，并将上述材料分成七类，其中第Ӏ 类和第Ⅱ类为白皮种质，用以选育白皮品种。第Ⅴ类为水果型黄瓜，果实颜色均为绿色，用以选育色泽鲜亮的水果型黄瓜品种。本研究中获得水果型黄瓜重组自交系F4群体中有七种果实颜色不同的株系，可用于水果型黄瓜果皮颜色选育。何秀萍等（2023）［14］引进10 个欧洲型水果黄瓜新品种，其中戴尔和碧玉107 果实颜色碧绿，其余8 个品种果色为绿色。且戴尔和碧玉果实脆，有光泽，瓜味浓适合上海地区消费需求，因此选择上述品种在上海地区推广种植。本试验获得F4群体中存在黄瓜果实颜色深绿、有光泽的株系。可用于选育适合地区推广的水果型黄瓜品种。

果实形状和单瓜重是决定黄瓜产量和商品价值的重要因素［15］，欧阳敏枝等（2022）［16］对29 份水果型黄瓜进行分析研究，其中果实长度为15～23 cm，果实横径为3.8～5 cm。本文所获得F4群体中不同株系间商品瓜果实形状差异较大。果实长度在8～24 cm范围内，果实横径在2～8 cm之间，果实长度和横径变异较大，丰富了水果型黄瓜种质资源。果把长度直接影响果实食用率和商品价值，短把或无瓜把的果实更符合消费者的需求［17］。F4群体中果把长度为1/11～1/6，符合消费者对果把长度的预期。黄瓜种子腔大小和形状会影响口感，F4群体中种子腔占比在1/3～9/10范围内，且内果皮差异较大，可满足消费者需求。

Rymal 等［18］对“SMR58”黄瓜香气成分的研究发现，（E，Z）-2，6-壬二烯醛和（E）-2-壬烯醛是其主要特征风味物质。Fross 等［19］认为在黄瓜果实众多风味物质中，（E，Z）-2，6-壬二烯醛和（E，Z）-2，6-壬二烯-1-醇具有黄瓜香味，其余芳香物质属于调和物质。本研究中己醛、1-己醇、（E）-2-己烯醛、（E，Z）-2，6-壬二烯醛、（E）-2-壬烯醛、（Z，Z）-3，6-壬二烯醛香气值大于1 对黄瓜香味贡献较大。F4群体因不同株系果实芳香物质组成及含量存在差异，进而导致果实风味不同。

黄瓜风味品质的评价标准为果实脆、瓜味浓、无苦味、无涩味［20］，Zhang等（2021）［21］认为可溶性固形物含量影响黄瓜果实的风味品质，是筛选黄瓜品种的重要指标。欧洲型水果黄瓜可溶性固形物含量在4.1～4.6%范围内，F4群体可溶性固形物含量在3.7～4.4%范围内，可溶性固形物含量范围更广且存在可溶性固形物含量高于4.6%的株系。可用以选育可溶性固形物高的黄瓜品系。

4 结论

为丰富水果型黄瓜种质资源，本研究以水果型黄瓜‘金童’和‘白玉王’为亲本构建重组自交系，获得145 株果实品质性状变异的F4群体，选育出7 株果实颜色鲜亮，风味浓郁，口感偏甜的株系果实品质优良的株系。研究结果可为黄瓜品质育种提供种质资源和数据支撑。

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