王玲平 戴丹丽 胡海娇 包崇来 毛伟海

（浙江省农业科学院蔬菜研究所，浙江杭州 310021）

果皮颜色是植物果实重要的生物学特性之一，对农产品的商品价值有着重要的影响。茄子（SolanuMmelongenaL.）是以果实为产品的蔬菜，茄子果实色泽是果实外观品质的重要组成部分，它不仅影响果实外观，而且着色程度与品质密切相关。因此，茄子果实颜色是茄子育种的一个很重要的目标，研究茄子果实着色机理，对于茄子育种至关重要。

茄子果实外观颜色主要有白、绿、紫、红色等，呈色与花青素苷、叶绿素、类胡萝卜素等色素物质有关，这些色素成分的种类和含量不同导致果皮呈现出不同的颜色（齐秀娟 等，2005；王贵元 等，2006）。而果实糖的种类和含量不仅是果实品质的一个重要指标，还是酸、色素和一些芳香类物质合成的基础原料。花青素苷通常以稳定的糖苷形式存在于植物中，游离的花青素苷元存在很少。花青素糖苷的糖主要包括葡萄糖、半乳糖、木糖、鼠李糖、阿拉伯糖等单糖或寡糖，这些可溶性糖与游离花青素环状结构中3、5、7碳上的羟基一个或者两个结合形成花青素苷（Kong et al.，2003）。此外，蔗糖、葡萄糖和果糖也是叶绿素形成的重要碳素来源（周凤丽 等，2008）。对于果实着色和可溶性糖之间的关系，在葡萄（Harbertson et al.，2003；Adams，2006）、苹果（成钰厚 等，1999）、荔枝（杨转英 等，2008）等果实上均有报道，但在不同物种中的表现结果各不相同，存在不同的结论，而有关茄子果实着色机理的研究尚未见报道，对于茄子果实发育过程中花青素苷和叶绿素的形成与可溶性糖之间的相关关系也未有明确的结论，因此本试验通过研究不同茄子品种的色素变化和可溶性糖含量之间的关系，阐明茄子果实着色与可溶性糖之间的规律，以期为茄子果实颜色的研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2008年在浙江省农业科学院蔬菜研究所进行。选取茄子果实颜色不同的 4个品种，即绿长茄、野生绿茄、紫藤（紫黑色）、引茄1号（紫红色）。种子经55 ℃温水浸泡后播于塑料营养钵中，采用变温（28 ℃/12 h，30 ℃/12 h）管理，2008年3月定植于塑料大棚，采用随机区组设计，3次重复，每小区20株，进行常规管理。分别于开花结实后5、10、15、20、25 d分小区取样，所取样品称质量后计算平均单株鲜质量，然后将每次所取的果实（不剥皮）置于0～4 ℃砧板上，从果顶到脐部纵向切成长条块，然后再切成小块混匀，每份混合样的一半在冻干前、后称质量，用于计算干物质含量（%），并计算单株果实干质量（g·株-1）；另一半速冻后用研钵和研棒在液氮中磨成细粉，用密封塑料袋装后置于-80 ℃直至分析。

1.2 方法

1.2.1 色素的提取与测定 花青素苷含量的测定参照 Ray等（2003）的方法，稍有改动。从每份冷冻保存的细粉中分别取 3份于液氮中进一步研磨成粉。每份样品称取 1 g，加入适量 1 %（V/V）HCl-甲醇，在冰浴中继续研磨成匀浆。将匀浆全部转入离心管，用1 % HCl-甲醇溶液避光提取2 h，过滤，定容至25 ML。以1 % HCl-甲醇溶液为对照，25 ℃条件下用DU-800型光度计（BECKMEN）在522 nm处测定吸光值OD522。每份样品平行测定3次；测定值计算以干质量为基础，根据吸光值将样品所含花青素苷总量用cyanin chloride相当量来表示，叶绿素含量采用95 %乙醇提取法（朱广廉，1990）进行测定。

1.2.2 可溶性糖含量的测定 每份冷冻细粉取3份，在研钵中充分研磨成粉，分别称取0.5 g，各加入适量体积80 %乙醇继续研磨成匀浆。将匀浆转移至15 mL离心管，80 ℃提取40 min，10 000×g离心40 min，取上清液。残渣再用80 %乙醇重复提取2次。合并上清液转入25 mL的容量瓶中，定容，待测。总可溶性糖含量参照 Chang（1979）的蒽酮-浓 H2SO4比色法测定。总还原糖含量参照Chinnasamy和Bal（2003）的Nelson（铜试剂）-偶砷钼酸盐试剂比色法测定；葡萄糖含量采用葡萄糖氧化酶法测定。蔗糖含量参照 Frei等（2003）的酶解-比色法测定。总可溶性多糖和总低聚糖含量参照王光亚（2002）的方法测定。

1.2.3 数据处理 用 Microsoft Excel对数据进行平均值及标准差的分析，绘制曲线图；应用SAS8.2统计分析软件包（version 6.12；SAS Institute，Cary，NC）进行方差分析和线性回归相关分析。

2 结果与分析

2.1 4种基因型茄子果实干物质积累比较

由图1-a、b可知，4种基因型的茄子果实在生长发育过程中单株果实干质量和干物质含量的变化总趋势为逐渐增加，果实干质量在生长中期（结实后10～20 d）增长最快，而干物质含量则是生长后期（结实后20～25 d）增长最快；3个茄子栽培品种果实干质量在任何时间都明显大于野生绿茄，但干物质含量则相反。

图1 4种基因型茄子果实发育过程中干质量和干物质含量变化

2.2 4种基因型茄子果实发育过程中花青素苷含量的动态变化

在茄子果实发育过程中，花青素苷含量因品种而异。图2-a显示，每个品种茄子果实在形成初期均有花青素苷形成，此后总趋势是随果实发育而不断增加。但是，在紫色茄子（紫藤和引茄1号）果实形成后期虽然果实增长速率减缓，而单株果实干质量却一直增加（图1-a），因此，对色素积累相对有一个稀释作用，从而使花青素苷相对含量表现降低，此后，果实膨大速度减慢，色素积累表现迅速增加；绿色茄子（绿长茄和野生绿茄）花青素苷含量随着果实不断成熟而逐渐降低，但是至果实成熟时仍含有一定量花青素苷。绿色茄子花青素苷含量同期都远低于两个紫色茄子（紫藤和引茄1号），其中最高含量时，紫藤为绿长茄的45倍，引茄1号为绿长茄的25倍，4种基因型茄子同期花青素苷含量大小依次为紫藤＞引茄1号＞野生绿茄＞绿长茄，且结实后15 d差异显著。

2.3 4种基因型茄子果实发育过程中叶绿素含量的动态变化

叶绿素是茄子果实着色的另一主要色素。图2-b表明，紫色茄子（紫藤和引茄1号）叶绿素在果实发育过程中积累的总趋势为先升后降，而绿色茄子（绿长茄和野生绿茄）尽管在结实后15 d前也是如此，但是此后叶绿素含量一直大幅增加，所以，在茄子果实发育的整个过程中表现为迅速积累。绿色茄子在叶绿素含量上和紫色茄子相比，前者远远超过后者，与在花青素苷含量的表现相反；其中，在叶绿素含量差异最大时，绿长茄为0.63 mg·g（DW），而紫藤仅为0.002 mg·g-1（DW），绿长茄比紫藤高291倍；4种基因型茄子的叶绿素含量同期相比，均表现为绿长茄＞野生绿茄＞紫藤＞引茄1号，且结实后15 d差异显著。

图2 4种基因型茄子果实发育过程中花青素苷和叶绿素含量变化

2.4 4种基因型茄子果实发育过程中可溶性糖含量的动态变化

在茄子果实发育过程中，葡萄糖和蔗糖均为最重要的可溶性糖，而且葡萄糖是主要的还原糖，两种可溶性糖含量都远高于总可溶性多糖和总低聚糖的含量。4种基因型茄子果实蔗糖（图3-a）、总还原糖（图3-b）、总可溶性糖（图3-c）、总低聚糖（图3-d）的含量都是随果实的生育进程而增加，变化趋势基本一致，除果实形成前10 d这4种可溶性糖含量相差不明显外，结实后10 d通常都是栽培种大于野生种，其中蔗糖、总还原性糖和总可溶性糖达到显著差异，而且蔗糖含量都是紫色茄子大于绿色茄子。葡萄糖（图3-e）和总可溶性多糖（图3-f）积累的变化趋势不同于前4种可溶性糖，而是从果实形成开始递增至初后期（结实后10 d）或中期（结实后15 d）达最大后再减少；4种基因型相比，整个果实发育过程中，葡萄糖含量栽培种大于野生种，而总可溶性多糖在后期与总低聚糖一样基因型间差异不明显。在结实25 d时，蔗糖、葡萄糖、总还原糖的含量都是紫色茄子大于绿色茄子，但只有蔗糖达到显著性差异。

图3 4种基因型茄子果实发育过程中蔗糖、总还原糖、总可溶性糖、总低聚糖、葡萄糖、总可溶性多糖含量变化

2.5 4种基因型茄子果实色素与可溶性糖含量变化相关性分析

从茄子果实发育过程中花青素苷（图 2-a）、叶绿素（图 2-b）与葡萄糖（图 3-e）、蔗糖（图3-a）的含量变化来看，紫色茄子花青素苷和绿色茄子叶绿素的变化总趋势与蔗糖一致，而绿色茄子花青素苷和紫色茄子叶绿素的变化总趋势更与葡萄糖相似。色素与可溶性糖的含量相关性分析显示（表 1），色素和各类可溶性糖的相关性存在基因型差异。在茄子果实整个发育期，野生绿茄和绿长茄果实花青素苷与各种可溶性糖的含量无显著相关。2个紫色茄子（紫藤和引茄 1号）花青素苷与蔗糖、总还原糖及总低聚糖的含量都表现显著或极显著正相关（相关系数r分别为0.884 6、0.916 2、0.886 9和0.959 2、0.948 7、0.950 1）。从叶绿素与各可溶性糖的含量相关性分析表明野生绿茄的叶绿素含量与蔗糖（r=0.890 0）、总还原糖（r=0.893 7）、可溶性糖（r=0.952 3）均达到显著相关。绿长茄的叶绿素含量与总可溶性糖（r=0.880 1）达到显著相关。此外，花青素苷与叶绿素的含量在两个紫色茄子中呈负相关（r=-0.609 3、-0.561 8），但是在两个绿色茄子中则呈正相关（r=0.376 8，0.344 3）。

表1 4种基因型茄子果实色素与可溶性糖的相关性分析

3 结论与讨论

花青素苷和叶绿素是影响植物果实着色的两大主要色素，在茄果类蔬菜中对产品的商品经济价值和品质有着重要的作用。本研究结果显示，在整个紫色茄子果实发育过程中，色素一直逐渐积累，果实颜色逐步加深，但是果实发育有时膨大速度快于色素积累，色素相对含量表现被稀释减少，这与王伟杰等（2006）研究橘子果实色素变化所观察到的结果相一致。紫色茄子在果实成熟后期，花青素苷含量远远高于绿色茄子，而叶绿素含量在两类茄子中则刚好相反，但是紫色茄子在成熟期仍然有一定数量的叶绿素存在，绿色茄子也有一定数量的花青素苷存在，说明茄子果实的色泽表现需要色素间的共同作用，并不为单一色素的呈现，色素的种类和含量决定茄子果实的最终呈色。

糖在花青素苷合成过程中起着重要而又复杂的作用（Field et al.，2001；Hara et al.，2004），它们不仅可以在液泡内与游离花青素糖苷化而合成花青素苷，而且对花青素苷合成起重要信号传导作用，花青素苷是经莽草酸途径合成而来，而莽草酸的合成依赖于旺盛的戊糖呼吸，戊糖呼吸的活跃需要足够的糖积累，尤其蔗糖分解成葡萄糖和果糖。因此，糖对花青素苷的合成、稳定和积累起至关重要的作用（Weiss，2000；Field et al.，2001；Siriwoharn et al.，2004）。赵宗芳和谢嘉宝（1992）报道富士苹果果皮花青素苷的合成与果实还原糖、可溶性糖含量之间分别呈极显著线性相关；此外，大量的离体和非离体实验也表明，果实中糖含量高，有利于花青素苷的积累（孟祥春 等，2007；王贵元 等，2010）。但是，也有研究结果表明，花青素苷与可溶性固形物含量没有关系（Bae & Lee，1995），这说明花青素苷的积累可能最终由基因决定，而糖只是物质条件。本研究结果表明，4个茄子品种的花青素苷在整个茄子果实发育过程中表现不同，2个紫色茄子品种葡萄糖、蔗糖、还原糖相对来说都要高于另外两个绿色茄子品种，说明糖含量高有助于茄子果实花青素苷的积累。同时，相关性分析也表明，2个紫色茄子品种的花青素苷的积累与蔗糖、还原糖、低聚糖呈显著正相关。但是，花青素苷与葡萄糖无显著相关。4个茄子品种的花青素苷含量与可溶性糖含量变化的关系表现不同，这可能也是4个茄子品种果实着色产生差异的原因之一，但其规律还需通过进一步的生理分子机理的分析探讨。

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