喬 菡，左蘭馨，沈元月

(農(nóng)業(yè)應(yīng)用新技術(shù)北京市重點實驗室/北京農(nóng)學(xué)院 植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 102206)

無花果(Ficuscarica)屬于桑科(Moraceae)榕屬植物。無花果果實營養(yǎng)豐富，且藥用價值高，屬于藥食兩用果品，近年來引起廣泛的關(guān)注。隨著需求量和市場的不斷擴大，無花果被引入北京并進行設(shè)施栽培，具有較高的經(jīng)濟效益[1-6]。

盡管無花果屬于呼吸躍變型果實，但無花果果實需要在樹上完成成熟，這是因為無花果沒有后熟現(xiàn)象。成熟期采摘的無花果保鮮期很短暫，目前缺乏有效的技術(shù)解決方案，這極大地限制了無花果的產(chǎn)業(yè)發(fā)展[7-8]。目前，北京無花果產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要以鮮食為主，正處于起步階段。為了采后保鮮，采摘普遍偏早，即在成熟之前采摘，但此時采摘的無花果并不能達到最佳的口感和品質(zhì)[7-13]。無花果到達完熟之后果實軟化并有粘稠糖液從花序中溢出，極大地提高果實口感和品質(zhì)，這個時期處于最佳食用期。

無花果果實發(fā)育成雙S曲線，有研究中指出無花果果實的糖運輸始熟期后由共質(zhì)體運輸轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)外體運輸方式，有利于果實逆濃度快速積累可溶性糖[14,15]。果實成熟前期，盡管可溶性糖含量大幅上升，但并不伴隨“糖溢化”現(xiàn)象。果實進入成熟后期，果實可發(fā)生“糖溢化”現(xiàn)象，此時期糖急劇增加；但這一生理現(xiàn)象實質(zhì)的原因并不清楚。為了揭示這一現(xiàn)象的形態(tài)學(xué)機制，本研究以北京主栽品種‘瑪斯義陶芬’(Masui Dauphine)為材料，首先對果實溢出的糖液進行可溶性糖含量檢測，并與小花及果實的可溶性糖含量進行對比，然后通過體式顯微鏡、組織切片及掃描電鏡觀測小花的形態(tài)，分析成熟無花果果實 “糖溢化”現(xiàn)象的成因,為無花果的最佳鮮食時期的確定提供支撐。

1 材料與方法

1.1 試材選取

于2019年夏季，在北京農(nóng)學(xué)院東大地6號溫室進行。該溫室常年可提供無花果試材(室溫環(huán)境22～25 ℃，相對濕度50%～80%，光照時間10 h/d)，試驗條件穩(wěn)定。選取3年生‘瑪斯義陶芬’無花果用于試驗。果樹生長發(fā)育良好，果實產(chǎn)量高。石蠟切片的試材選取發(fā)育30、50、70、75、77、80 d果實的小花，體式顯微鏡和掃描電鏡試材選取發(fā)育80 d的成熟的無花果的小花。

1.2 試驗方法

1.2.1 可溶性糖含量 取發(fā)育80 d出現(xiàn)“糖溢化”現(xiàn)象的無花果果實，收集其果實內(nèi)部流出的汁液，同時取花芽分化后77 d及80 d的小花和果實。小花和果實經(jīng)干燥和粉碎后溶解于純水中，之后進行脫色并稀釋定容至50 mL。“糖溢化”汁液直接收集，使用脫色柱進行脫色后稀釋。使用HPLC高效液相色譜儀(agilent 1220，美國)對樣品進行葡萄糖、蔗糖、果糖含量的測定。試驗重復(fù)3次。

1.2.2 石蠟切片觀察 分別取發(fā)育30、50、70、75、77、80 d果實的小花，離體后立即浸入F.A.A固定液中，置于冰上帶回實驗室。使用濃度分別為30%，50%，70%，85%，100%的乙醇進行脫水，樣品使用二甲苯、乙醇的等比例溶液、二甲苯依次浸泡進行透明，使用二甲苯、石蠟的等比例溶液、純石蠟依次進行浸蠟，48 h后進行石蠟包埋。待蠟塊完全凝固且硬度適宜時，進行切片，切片在染色后使用正置熒光顯微鏡(Olympus SZ2 ILST,日本)進行觀察并拍照。試驗重復(fù)3次。

1.2.3 體式顯微鏡觀察 取發(fā)育80 d的果實和小花，置于冰上帶回實驗室，立即在體式顯微鏡(ZEISS-Axiocam 506 color，德國)下對樣品的表面形態(tài)進行觀察并拍照。試驗重復(fù)3次。

1.2.4 掃描電鏡觀察 取發(fā)育80 d果實的小花，離體后立即浸入戊二醛固定液(電鏡專用)中，置于冰上帶回實驗室。經(jīng)梯度乙醇脫水后，使用叔丁醇升華的方法進行冷凍干燥，噴金之后進行掃描電鏡(TESCAN5136,捷克斯洛伐克)鏡檢并拍照。試驗重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 無花果果實具有“糖溢化”現(xiàn)象

無花果果實在發(fā)育至80 d時可以達到充分成熟，此時果實高度軟化，且在果實內(nèi)部的小花上會有糖液溢出(圖1)?！疤且缁闭骋旱恼崽呛繛?.59 mg/g，果糖含量為93.90 mg/g，葡萄糖含量為95.48 mg/g；花芽分化后77 d時，果實中的蔗糖含量為5.89 mg/g，果糖含量為59.94 mg/g，葡萄糖含量為62.48 mg/g；小花的蔗糖含量為6.05 mg/g，果糖含量為65.70 mg/g，葡萄糖含量為67.31 mg/g；花芽分化后80 d時，果實中蔗糖含量為6.23 mg/g，果糖含量為66.13 mg/g，葡萄糖含量為68.39 mg/g(圖2)；小花的蔗糖含量為6.32 mg/g，果糖含量為70.12 mg/g，葡萄糖含量為72.41 mg/g。表明，無花果果實溢出的糖液比“糖溢化”前后的小花和果實中可溶性糖含量顯著增加，并且無花果主要積累葡萄糖和果糖，蔗糖積累極低。

A.正視圖 B.仰視圖C.部分花序軸(小花簇)體式顯微鏡照片

注：星號表示差異顯著(P<0.05)

2.2 無花果小花的發(fā)育過程

無花果果實的“糖溢化”現(xiàn)象發(fā)生在果實內(nèi)部，由于果實內(nèi)部被小花填充，因此，需要觀察小花形態(tài)結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化，以揭示無花果果實“糖溢化”現(xiàn)象的成因。通過觀察發(fā)育30、50、70、75、77、80 d的無花果小花的顯微結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，無花果小花的形態(tài)在75 d之前都保持完整，且細(xì)胞排列致密；在接近成熟的75～77 d小花的細(xì)胞排列開始松散；到達80 d充分成熟出現(xiàn)“糖溢化”現(xiàn)象，此期小花形態(tài)不再完整，細(xì)胞排列不再致密，部分細(xì)胞壁缺失，細(xì)胞間出現(xiàn)明顯的間隙(圖3)。

圖3 無花果小花結(jié)構(gòu)發(fā)育縱向解剖圖

2.3 充分成熟期無花果小花的表面形態(tài)

取發(fā)育至80 d達到充分成熟的無花果果實，即在出現(xiàn)“糖溢化”現(xiàn)象后，通過體式顯微鏡觀察小花，并通過掃描電鏡進行進一步觀察其表面形態(tài)。此時的小花細(xì)胞形態(tài)不再完整且呈現(xiàn)透明的狀態(tài) (圖4-A)，表皮細(xì)胞大量降解，結(jié)構(gòu)極度松散(圖4-B)。

A.完熟無花果小花體式顯微鏡圖; B.完熟無花果小花花柄掃描電鏡圖

3 討 論

本試驗研究結(jié)果表明：無花果果實在完熟過程中，由于細(xì)胞壁的降解，果實高度軟化 (圖4)。由于果實糖分的積累，小花膨脹破裂內(nèi)部有高含糖量的粘稠汁液溢出，對此現(xiàn)象稱之為“糖溢化”現(xiàn)象。在“糖溢化”現(xiàn)象發(fā)生的時期，果實內(nèi)部小花呈半透明狀態(tài)，在體式顯微鏡下可以觀察到表面有粘稠的糖液(圖4-A)。小花的細(xì)胞排列由初始的緊密變?yōu)闃O其松散，細(xì)胞間隙大，部分細(xì)胞壁降解 (圖3)。通過掃描電鏡可以觀察到小花的表面不完整，幾乎不存在表皮細(xì)胞(圖4-B)。由此我們推斷，無花果果實在完熟時期，由于細(xì)胞的衰老，導(dǎo)致小花形態(tài)的不完整，從而導(dǎo)致了無花果的“糖溢化”現(xiàn)象。

無花果果實由開始成熟到完熟時間非常短，而且后熟現(xiàn)象不明顯。這導(dǎo)致無花果只能在樹上完成成熟，而成熟前采摘下的無花果成熟進程將完全終止，不再進一步成熟[16,17]。但是無花果完熟時果實高度軟化，且極易腐敗嚴(yán)重制約了鮮食無花果的產(chǎn)業(yè)發(fā)展[18]。根據(jù)本試驗的研究結(jié)果，“糖溢化”現(xiàn)象取決于小花的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化且伴隨著果實的高度軟化，質(zhì)外體卸載的糖[15]不再進入細(xì)胞而直接“糖溢化”。在果實的可溶性糖含量和耐儲運程度找到一個平衡點是產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要的指標(biāo)[19-20]。未來，揭示成熟期小花細(xì)胞破損的基因表達調(diào)控機制具有重要的理論和應(yīng)用意義。