靳 娟，張雁飛,，阿布都卡尤木·阿依麥提，周 龍，郝 慶*

(1 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院 園藝作物研究所，農(nóng)業(yè)部新疆地區(qū)果樹科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站,烏魯木齊 830091； 2 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，烏魯木齊 830052)

棗(ZiziphusjujubaMill.)屬于鼠李科(Rhamnaceae)棗屬(ZiziphusMill.)果樹，在全國(guó)多地均有栽植，近年來(lái)已進(jìn)入大宗果樹行列[1]。棗果實(shí)具有豐富的營(yíng)養(yǎng)功效，既可以鮮食，又可以制干，是重要的食品工業(yè)原料[2]。由于新疆地理、氣候優(yōu)越，近年來(lái)?xiàng)棙浞N植面積不斷擴(kuò)大，分布越來(lái)越廣泛。目前南疆紅棗主栽品種是灰棗和駿棗，品種比較單一，且以制干為主，鮮食棗品種發(fā)展薄弱，無(wú)法滿足品種多樣化的市場(chǎng)需求，急需選育新品種。芽變選育是近年來(lái)紅棗新品種選育的最主要手段，而‘賽蜜酥1號(hào)’及其芽變品系‘賽蜜酥2號(hào)’是近兩年新疆地區(qū)選育的鮮食制干兼用的紅棗新品種[3]。

芽變?cè)诠麡涞纳L(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中普遍發(fā)生，且需經(jīng)過(guò)開花、結(jié)果后表現(xiàn)出與原植株不同的性狀才能發(fā)現(xiàn)，了解產(chǎn)生芽變的機(jī)制，也能在一定程度上對(duì)品種選育提供支持。芽變會(huì)引起果實(shí)外部特征和內(nèi)部品質(zhì)的變化，而果實(shí)品質(zhì)是決定其經(jīng)濟(jì)價(jià)值及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素之一，它主要受其品種特性的影響[4-5]。果實(shí)的內(nèi)在與外觀品質(zhì)間相互影響，果實(shí)外觀品質(zhì)是購(gòu)買水果最重要的參考標(biāo)準(zhǔn)之一[6]，而果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)決定著果實(shí)風(fēng)味，其中的糖、酸含量差異決定著果實(shí)的口感[7]。影響果實(shí)品質(zhì)形成的關(guān)鍵因素是內(nèi)糖的積累，而糖代謝與植物生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)，如柯凡君等[8]通過(guò)研究梨發(fā)育過(guò)程中糖組分及蔗糖代謝相關(guān)酶活性的變化，明確了植物生長(zhǎng)發(fā)育與果實(shí)內(nèi)糖積累的重要關(guān)系。除此之外，果實(shí)角質(zhì)膜的厚度、表皮細(xì)胞的形狀和排列對(duì)果實(shí)品質(zhì)和抵抗機(jī)械損傷的能力都具有一定影響，角質(zhì)膜對(duì)果實(shí)可起到一定的保護(hù)作用[9-11]。由此看來(lái)研究芽變品種果實(shí)外觀形態(tài)特征、糖酸含量、酶活性等內(nèi)在品質(zhì)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

本試驗(yàn)測(cè)定了‘賽蜜酥1號(hào)’棗及其芽變品系‘賽蜜酥2號(hào)’的倍性、基因組大小，比較了它們果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育特性、果皮顯微結(jié)構(gòu)、外觀品質(zhì)及內(nèi)部品質(zhì)，以及影響果實(shí)品質(zhì)的內(nèi)源激素和蔗糖代謝相關(guān)酶活性，為該芽變品系及其優(yōu)異性狀的挖掘利用奠定基礎(chǔ)，也為兩個(gè)棗品種(系)推廣提供一定參考。

1 材料和方法

1.1 樣品采集

試驗(yàn)材料棗品種‘賽蜜酥1號(hào)’及其芽變品系‘賽蜜酥2號(hào)’種植于新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所葉城縣果樹科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站棗資源圃，是當(dāng)年嫁接于樹齡7 a 的酸棗上的接穗，株行距為2 m×3 m，管理水平一致。春季萌發(fā)幼葉時(shí)，每個(gè)品種隨機(jī)先擇3棵樹上的葉片進(jìn)行倍性鑒定。在棗幼果期、膨大期、白熟期、脆熟期、完熟期5個(gè)時(shí)期，每個(gè)品種分別從東西南北四個(gè)方向采摘樹冠外圍中上部的果實(shí)，測(cè)定果實(shí)生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，觀測(cè)果皮顯微結(jié)構(gòu)，并液氮速凍帶回實(shí)驗(yàn)室放在-80 ℃冰箱保存，之后進(jìn)行果實(shí)內(nèi)部品質(zhì)、糖代謝相關(guān)酶活性的測(cè)定。

1.2 指標(biāo)觀測(cè)

1.2.1 染色體倍性鑒定及基因組大小估測(cè)在‘賽蜜酥1號(hào)’和‘賽蜜酥2號(hào)’棗春季萌發(fā)期，采集嫩葉，運(yùn)用流式細(xì)胞術(shù)進(jìn)行倍性測(cè)定及基因組大小估測(cè)，供試棗為二倍體‘灰棗’、三倍體‘贊皇棗’以及四倍體番茄；參考王利虎等[12]、田新民等[13]的方法找到適合棗的提取液Tris·MgCl2[200 mmol/L Tris，4 mmol/L MgCl2，0.5%(v/v)TritionX-100]以及染色緩沖液 PI進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定。

1.2.2 果實(shí)生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)觀測(cè)在‘賽蜜酥1號(hào)’和‘賽蜜酥2號(hào)’整個(gè)果實(shí)發(fā)育時(shí)期進(jìn)行生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的測(cè)定，主要觀測(cè)果實(shí)橫徑、縱徑、鮮重、果柄長(zhǎng)、果柄粗、果實(shí)硬度。其中，單果質(zhì)量、果核質(zhì)量采用電子天平測(cè)定；果實(shí)縱徑、橫徑、果柄粗、果柄長(zhǎng)采用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)定；果實(shí)硬度采用硬度計(jì)測(cè)定；并依據(jù)上述測(cè)定結(jié)果計(jì)算果形指數(shù)和可食率。兩個(gè)棗品種各時(shí)期分別選擇30個(gè)果實(shí)為一組測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)，重復(fù)3次。

1.2.3 果皮解剖結(jié)構(gòu)觀察將‘賽蜜酥1號(hào)’和‘賽蜜酥2號(hào)’的棗果采下切成果皮、果肉均有的小塊，立即固定于提前配好的70% FAA固定液中，帶回實(shí)驗(yàn)室制作常規(guī)石蠟切片。具體步驟參考李正理[14]編著的《植物制片技術(shù)》并稍加修改。不同品種觀察3張切片，每張切片觀察3個(gè)視野。觀測(cè)指標(biāo)有蠟質(zhì)層厚度、角質(zhì)層厚度、角質(zhì)層層數(shù)、表皮層層數(shù)、表皮層厚度。

1.2.4 果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)測(cè)定在‘賽蜜酥1號(hào)’和‘賽蜜酥2號(hào)’整個(gè)果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育階段，對(duì)兩者果實(shí)的可溶性糖、可滴定酸、可溶性蛋白質(zhì)、抗壞血酸和淀粉含量進(jìn)行測(cè)定?？扇苄蕴?、淀粉含量分別采用蒽酮比色法和酸水解法[15-16]測(cè)定；可滴定酸含量采用氫氧化鈉酸堿中和滴定法[17]測(cè)定；可溶性蛋白質(zhì)含量采用酶標(biāo)儀微量法[18-19]測(cè)定；抗壞血酸含量采用分光光度法[20]測(cè)定。

1.2.5 內(nèi)源激素含量的測(cè)定在‘賽蜜酥1號(hào)’棗和‘賽蜜酥2號(hào)’棗果實(shí)發(fā)育時(shí)期，選擇幼果期、膨大期、白熟期、脆熟期、完熟期5個(gè)時(shí)期的棗果，采用高效液相測(cè)譜法[21](HPLC)對(duì)兩者內(nèi)源激素含量的變化趨勢(shì)進(jìn)行測(cè)定，包括吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3)、玉米素(ZT)、脫落酸(ABA)。為避免實(shí)驗(yàn)材料中植物激素降解，迅速用液氮凍結(jié)，再用錫箔紙包好帶回實(shí)驗(yàn)室置于-80 ℃冰箱中保存，待測(cè)。

1.2.6 果實(shí)糖組分及相關(guān)酶活性的測(cè)定在‘賽蜜酥1號(hào)’和‘賽蜜酥2號(hào)’棗果實(shí)發(fā)育時(shí)期，分別選擇幼果期、膨大期、白熟期、脆熟期、完熟期的棗果，液氮速凍，再用鋁箔紙包好帶回實(shí)驗(yàn)室置于-80 ℃冰箱中保存，參考前人的方法稍加改動(dòng)分別測(cè)定糖組分含量[22]以及蔗糖代謝相關(guān)酶[23](蔗糖合成酶分解方向SS-1和合成方向SS-2、蔗糖磷酸合成酶SPS、中性轉(zhuǎn)化酶NI、可溶性酸性轉(zhuǎn)化酶S-AI)的活性。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010整理數(shù)據(jù)，SPSS 26.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，并用Excel 2010制作圖表，表中數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。染色體倍性用測(cè)定裝置相連的計(jì)算機(jī)分析軟件對(duì)熒光強(qiáng)度進(jìn)行分析。果皮顯微照片用CaseViewer軟件進(jìn)行分析、標(biāo)注。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩個(gè)棗品種(系)染色體倍性及基因組大小比較

圖1顯示，在細(xì)胞周期內(nèi)，直方圖中的細(xì)胞核數(shù)量(縱軸)反映了相對(duì)熒光強(qiáng)度(橫軸)，依據(jù)G1期(DNA合成前期)峰值的相對(duì)位置，可快速判斷樣品的倍性。其中，由二倍體‘灰棗’和三倍體‘贊皇棗’為對(duì)照測(cè)定‘賽蜜酥1號(hào)’棗及其芽變品系‘賽蜜酥2號(hào)’的染色體倍性，‘賽蜜酥1號(hào)’的峰值所在熒光強(qiáng)度約為(222.35±0.31)，‘賽蜜酥2號(hào)’的峰值所在熒光強(qiáng)度為(213.56±0.87)，兩者均為二倍體。

同時(shí)，已知四倍體番茄的基因組大小為800 Mb，變異系數(shù)為3.96，以它為對(duì)照，二倍體種質(zhì)‘灰棗’的體細(xì)胞DNA含量可確定為2n(n表示單倍體核的DNA含量)，三倍體種質(zhì)‘贊皇棗’對(duì)應(yīng)的體細(xì)胞DNA含量為3n，約為‘灰棗’的1.5倍，且‘灰棗’的變異系數(shù)為(4.43±0.14)，‘贊皇棗’的變異系數(shù)為(4.73±0.17)，以此來(lái)估測(cè)棗屬植物的基因組大小。兩個(gè)棗品種(系)的FCM(流式細(xì)胞術(shù)Flow Cytometry，F(xiàn)CM) 檢測(cè)結(jié)果(表1)顯示，‘賽蜜酥1號(hào)’及‘賽蜜酥2號(hào)’的基因組大小分別為444.70 Mb和426.89 Mb，即細(xì)胞核DNA相對(duì)含量平均值分別為0.455 pg和0.437 pg，且‘賽蜜酥1號(hào)’及‘賽蜜酥2號(hào)’的變異系數(shù)分別為4.85和6.81，總體變異系數(shù)較小。

表1 兩個(gè)棗品種(系)的細(xì)胞核 DNA 相對(duì)含量及基因組大小Table 1 Relative content of nuclear DNA and genome size of two variety(line)of jujube

2.2 兩個(gè)棗品種(系)果實(shí)生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)比較

棗果實(shí)在整個(gè)發(fā)育階段，外部形態(tài)會(huì)發(fā)生一系列改變。圖2和表2顯示，‘賽蜜酥1號(hào)’和‘賽蜜酥2號(hào)’從幼果期至完熟期的棗果發(fā)育過(guò)程中，果實(shí)的縱徑、橫徑、鮮重等各項(xiàng)指標(biāo)均逐漸增長(zhǎng)，果實(shí)膨大期是棗果快速長(zhǎng)大的時(shí)期，直到白熟期，棗果實(shí)的大小基本保持不變；后期是果實(shí)顏色的轉(zhuǎn)變時(shí)期，并遵循綠-白-紅的規(guī)律進(jìn)行生長(zhǎng)；兩個(gè)棗的果實(shí)形態(tài)具有顯著差異，由兩者的果形指數(shù)可以看出，‘賽蜜酥1號(hào)’屬于長(zhǎng)圓型果實(shí)，而‘賽蜜酥2號(hào)’屬于扁圓型果實(shí)，且果實(shí)大于‘賽蜜酥1號(hào)’。通過(guò)測(cè)量?jī)烧吖酥亓恳约肮麑?shí)的硬度得知，‘賽蜜酥2號(hào)’的可食率高于‘賽蜜酥1號(hào)’，但其硬度反而較小，更加酥脆。除此之外；另外，兩者的果柄長(zhǎng)和粗之間也具有顯著差異。以上數(shù)據(jù)表明，相比于‘賽蜜酥1號(hào)’，‘賽蜜酥2號(hào)’的棗果實(shí)皮薄、果大、可食率高。

2.3 兩個(gè)棗品種(系)果皮解剖結(jié)構(gòu)比較

棗果皮由角質(zhì)層、表皮層組成。在棗果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，伴隨果實(shí)的成熟狀況，其角質(zhì)層、表皮層、亞表皮層的厚度和層數(shù)會(huì)發(fā)生改變。如圖3所示，兩個(gè)棗品種(系)果皮中角質(zhì)層處于果皮的最外圍，只有1層；表皮層隨其后，細(xì)胞是方正整齊的長(zhǎng)方形或?yàn)楸鈭A形，層次清晰；靠近果肉的是亞表皮層，亞表皮層細(xì)胞排列松散，無(wú)特定形狀。除此之外，隨著棗果實(shí)從幼果期發(fā)育到完熟期全紅期，果皮細(xì)胞的厚度也隨著果實(shí)發(fā)育和果皮的著色而發(fā)生變化，角質(zhì)層的厚度逐漸增長(zhǎng)，但層數(shù)不變，表皮層細(xì)胞開始皺縮，排列間隙變大，不再緊實(shí)，開始變薄，而亞表皮層細(xì)胞其層數(shù)增長(zhǎng)，厚度增加(圖3、表3)。同時(shí)，由表3可知，‘賽蜜酥1號(hào)’果皮的角質(zhì)層、表皮層、亞表皮層厚度在各個(gè)時(shí)期均大于其芽變品系‘賽蜜酥2號(hào)’，但兩者直到脆熟期-完熟期才達(dá)到顯著差異差異水平，且兩者的變化趨勢(shì)一致。另外，隨著果實(shí)的發(fā)育，兩個(gè)棗品種系果皮角質(zhì)層厚度逐漸增長(zhǎng)，而其表皮層厚度和亞表皮層厚度均表現(xiàn)為先增后減的相同變化趨勢(shì)。

2.4 兩個(gè)棗品種(系)果實(shí)內(nèi)部品質(zhì)比較

芽變會(huì)引起果實(shí)口感、風(fēng)味兒和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的改變；果實(shí)的風(fēng)味由糖、酸含量決定，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的高低由抗壞血酸、蛋白質(zhì)、淀粉等指標(biāo)決定。首先，‘賽蜜酥1號(hào)’和賽蜜酥2號(hào)’果實(shí)可溶性糖含量在果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中均呈現(xiàn)整體上升的趨勢(shì)；從幼果期至完熟期，兩品種果實(shí)可溶性糖含量的升高幅度基本一致，但‘賽蜜酥1號(hào)’的可溶性糖含量在整個(gè)發(fā)育過(guò)程都顯著低于‘賽蜜酥2號(hào)’(圖4，A)。兩品種果實(shí)可滴定酸含量隨著果實(shí)成熟度的加深呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，兩者果實(shí)的酸含量在果實(shí)幼果期沒(méi)有顯著差異，而從膨大期開始至脆熟期均存在顯著差異，且此時(shí)‘賽蜜酥2號(hào)’果實(shí)的酸含量顯著低于‘賽蜜酥1號(hào)’，直到果實(shí)完熟期‘賽蜜酥1號(hào)’和‘賽蜜酥2號(hào)’果實(shí)可滴定達(dá)到相近水平，分別為0.2%和0.18%(圖4，B)。

其次，兩個(gè)棗品種果實(shí)的抗壞血酸含量隨著發(fā)育時(shí)期均呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢(shì)，均在棗果實(shí)膨大期時(shí)含量最高，隨后開始下降，但‘賽蜜酥2號(hào)’相比于‘賽蜜酥1號(hào)’下降得較慢；整個(gè)發(fā)育時(shí)期抗壞血酸含量始終表現(xiàn)為‘賽蜜酥1號(hào)’均大于‘賽蜜酥2號(hào)’，但始終無(wú)顯著差異(圖4，C)。兩個(gè)棗品種果實(shí)的可溶性蛋白含量在棗果實(shí)發(fā)育周期內(nèi)呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，并從幼果期至膨大期下降速率最快，之后呈現(xiàn)平緩的變化趨勢(shì)，但兩者之間始終沒(méi)有顯著差異；在整個(gè)發(fā)育過(guò)程中，‘賽蜜酥1號(hào)’和‘賽蜜酥2號(hào)’棗果實(shí)的可溶性蛋白含量分別降低了2.98和2.38 mg/g，前者的降低程度稍大于后者(圖4，D)。兩個(gè)棗品種果實(shí)的淀粉含量均呈現(xiàn)逐漸上升的變化趨勢(shì)，‘賽蜜酥1號(hào)’和‘賽蜜酥2號(hào)’在整個(gè)發(fā)育過(guò)程中分別上升了30.19和29.67 mg/g，但在整個(gè)發(fā)育時(shí)期前者的含量均始終低于后者，但差異不顯著(圖4，E)。

綜合以上分析可知，‘賽蜜酥2號(hào)’果實(shí)的糖度高、酸度低，抗壞血酸含量、淀粉含量以及可溶性蛋白的含量也均高于‘賽蜜酥1號(hào)’，說(shuō)明‘賽蜜酥2號(hào)’的口感更好，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高。

2.5 兩個(gè)棗品種(系)果實(shí)內(nèi)源激素含量的比較

在果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中，存在多種激素的相互作用，各個(gè)激素發(fā)揮的作用不同，不同時(shí)期的含量也不同。 首先，‘賽蜜酥1號(hào)’和‘賽蜜酥2號(hào)’棗果實(shí)的IAA含量隨著發(fā)育時(shí)期的變化趨勢(shì)基本一致，均在膨大期達(dá)到最大值，分別為1.46和1.62 μg/g，此時(shí)果實(shí)處于快速生長(zhǎng)期；IAA含量之后有一個(gè)緩慢降低的趨勢(shì)，而在果實(shí)上糖上色時(shí)又有所回升；由于‘賽蜜酥2號(hào)’的果形較大，整個(gè)發(fā)育階段(除完熟期)IAA的含量均顯著高于‘賽蜜酥1號(hào)’(圖5，A)。

其次，兩品種果實(shí)的GA3含量均表現(xiàn)為先升高后降低的變化趨勢(shì)，均在果實(shí)快速生長(zhǎng)的膨大期達(dá)到最大值，分別為1.68和2.36 μg/g，在整個(gè)發(fā)育時(shí)期均存在顯著性差異，直到完熟期才逐漸接近(圖5，B)。再次，兩品種果實(shí)的ZT含量在果實(shí)整個(gè)發(fā)育周期內(nèi)均存在顯著差異，且‘賽蜜酥1號(hào)’一直顯著高于‘賽蜜酥2號(hào)’；兩者均在果實(shí)膨大期大幅下降，但前者之后快速大幅上升，于白熟期達(dá)到最高值(1.38 μg/g)，隨后快速下降并保持在較高水平，而后者的含量始終變化不大，基本維持在膨大期水平(圖5，C)。此外，ABA含量影響著果實(shí)的落果，‘賽蜜酥1號(hào)’和‘賽蜜酥2號(hào)’在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期均基本呈現(xiàn)先降后升的趨勢(shì)，均在果實(shí)成熟時(shí)達(dá)到最高，分別為1.21和0.91 μg/g；但兩者的ABA含量變化表現(xiàn)出此消彼長(zhǎng)、交叉上升的特點(diǎn)，并在白熟期至完熟期均存在顯著差異(圖5，D)。

2.6 兩個(gè)棗品種(系)果實(shí)糖組分及相關(guān)代謝酶活性

糖代謝是果實(shí)的發(fā)育過(guò)程中最常見的基礎(chǔ)代謝，它的含量影響著果實(shí)的口感風(fēng)味，而它的代謝過(guò)程受到相關(guān)酶活性的影響。

2.6.1 果實(shí)糖組分含量如圖6所示，‘賽蜜酥1號(hào)’和‘賽蜜酥2號(hào)’棗果實(shí)糖組分葡萄糖和果糖含量均在果實(shí)生長(zhǎng)、膨大期間含量持續(xù)上漲，均表現(xiàn)為先升高后降低的變化趨勢(shì)，而它們的蔗糖含量一直是逐步升高的變化趨勢(shì)，但兩者的葡萄糖含量始終差異不顯著，蔗糖含量只有幼果期和膨大期差異顯著，果糖含量也只有白熟期差異顯著。其中，‘賽蜜酥1號(hào)’和‘賽蜜酥2號(hào)’棗的蔗糖含量分別由8.27和2.46 mg/g上升到121.88和122.17 mg/g(圖6，B)；兩品種果實(shí)葡萄糖和果糖含量的最大值均出現(xiàn)在白熟期，此時(shí)葡萄糖含量分別為192.78和169.26 mg/g，果糖含量分別為212.80和170.87 mg/g(圖6，A、C)。雖然兩品種果實(shí)葡萄糖和果糖含量的最大值高于蔗糖含量，但變幅相比較蔗糖含量的變幅偏小。另外，‘賽蜜酥2號(hào)’的蔗糖積累強(qiáng)于‘賽蜜酥1號(hào)’，蔗糖積累從果實(shí)膨大期開始直到果實(shí)脆熟期，棗果主要的糖積累變成了蔗糖積累。由此可知，‘賽蜜酥1號(hào)’和‘賽蜜酥2號(hào)’棗在幼果期、膨大期和白熟期的可溶性糖以單糖(葡萄糖和果糖)積累為主，脆熟期和完熟期則以蔗糖積累為主；當(dāng)果實(shí)成熟時(shí)，‘賽蜜酥2號(hào)’的可溶性糖含量高于‘賽蜜酥1號(hào)’。

2.6.2 蔗糖代謝相關(guān)酶活性蔗糖合成酶(SS)分為分解方向(SS-1)和合成方向(SS-2)?！惷鬯?號(hào)’棗果實(shí)的SS-1活性隨著果實(shí)的成熟逐漸降低并趨于平緩，SS-2活性呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，并在棗果實(shí)膨大期達(dá)到最大值(419.92 μg·min-1·g-1)；‘賽蜜酥2號(hào)’棗的SS-1活性一直處于平緩穩(wěn)定的狀態(tài)，SS-2活性的變化趨勢(shì)與‘賽蜜酥1號(hào)’一致，先升后降且在膨大期達(dá)到最大值(295.90 μg·min-1·g-1)；賽蜜酥2號(hào)’果實(shí)的SS-1活性基本上高于‘賽蜜酥1號(hào)’，并在幼果期和膨大期達(dá)到顯著水平，其SS-2活性則基本上低于‘賽蜜酥1號(hào)’，并在膨大期和白熟期達(dá)到顯著水平，即兩品種果實(shí)蔗糖合成酶活性在膨大期均存在差異(圖7，A、B)。兩品種蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性在果實(shí)整個(gè)發(fā)育時(shí)期均處于明顯降低的狀態(tài)，且‘賽蜜酥1號(hào)’棗的降低幅度更大(從1 001.02 μg·min-1·g-1大幅降至148.93 μg·min-1·g-1)，而‘賽蜜酥2號(hào)’的降低趨勢(shì)則比較平緩，最大值與最小值之間只相差339.53 μg·min-1·g-1；兩品種間SPS活性在幼果期至脆熟期均存在顯著差異(圖7，C)?！惷鬯?號(hào)’果實(shí)的中性轉(zhuǎn)化酶(NI)活性隨著發(fā)育期表現(xiàn)為先升高后降低的變化趨勢(shì)，在白熟期達(dá)到最高值，在膨大期之后上升趨勢(shì)變緩，直到果實(shí)的完熟期迅速降低；而‘賽蜜酥2號(hào)’棗的NI活性則表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢(shì)，但變化相對(duì)平緩；兩品種的NI活性從幼果期至脆熟期均存在顯著差異，直到果實(shí)完熟期開始接近(圖7，D)。兩品種果實(shí)的可溶性酸性轉(zhuǎn)化酶(S-AI)活性變化趨勢(shì)基本一致，均為先降低后升高再降低的趨勢(shì)，并均在果實(shí)脆熟期時(shí)達(dá)到最大值，分別達(dá)到2 506.24和2 599.01μg·min-1·g-1，但只有在果實(shí)迅速生長(zhǎng)的膨大期兩者之間才存在顯著差異(圖7，E)。以上結(jié)果說(shuō)明‘賽蜜酥1號(hào)’和‘賽蜜酥2號(hào)’棗果實(shí)的蔗糖代謝相關(guān)酶活性在果實(shí)迅速生長(zhǎng)的膨大期都存在著顯著差異，也導(dǎo)致兩者的果實(shí)甜度不同。

3 討 論

3.1 兩個(gè)棗品種(系)染色體倍性鑒定及其與果型大小的相關(guān)性

芽變的生物學(xué)性狀一般會(huì)與原品種(系)有明顯差異，通過(guò)鑒定植株的倍性水平，可以確定植株的變異是由染色體加倍引起還是由控制表型各項(xiàng)指標(biāo)的基因發(fā)生改變引起的。舒莎珊等[24]通過(guò)用流式細(xì)胞儀對(duì)‘翠冠’梨大果型芽變的染色體倍性檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，‘潘莊大翠冠’與‘翠冠’均為二倍體，且成熟果實(shí)細(xì)胞大小也無(wú)明顯差異，表明‘潘莊大翠冠’梨的大果性狀不是由染色體加倍造成的，主要由細(xì)胞分裂期細(xì)胞的活躍增殖引起，可能與第二類大果芽變來(lái)源即控制果實(shí)大小的基因變異有一定關(guān)系。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)‘賽蜜酥1號(hào)’棗及其芽變品系的染色體倍性進(jìn)行鑒定發(fā)現(xiàn)，芽變品系倍性未發(fā)生改變，兩者均為二倍體棗；而試驗(yàn)通過(guò)對(duì)兩種棗的果型進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，‘賽蜜酥1號(hào)’棗果型較小，‘賽蜜酥2號(hào)’棗則為大果型棗，芽變對(duì)果型產(chǎn)生了影響，這與上述研究結(jié)論一致。而物種的DNA含量、染色體數(shù)目、基因組大小等都具有相對(duì)穩(wěn)定性，在研究植物育種的過(guò)程中，這些都是重要的參數(shù)，且隨著基因組學(xué)的發(fā)展，基因組大小成為基因組和轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究的基礎(chǔ)[25-26]。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)‘賽蜜酥1號(hào)’棗及其芽變品系的基因組大小估測(cè)發(fā)現(xiàn)，兩者基因組大小之間差異不顯著，‘賽蜜酥1號(hào)’的變異系數(shù)較小，屬于穩(wěn)定變異，而‘賽蜜酥2號(hào)’棗的變異系數(shù)較高，相比較而言變異不穩(wěn)定，這需要更深入的研究。

3.2 芽變對(duì)棗果皮微觀結(jié)構(gòu)的影響

關(guān)于果實(shí)的微觀組織結(jié)構(gòu)，有研究表明果肉細(xì)胞小且排列整齊的品種，其果實(shí)硬度高但汁液少，而果肉細(xì)胞間隙大的品種，其口感相對(duì)會(huì)綿軟一點(diǎn)[27]。果皮硬度在一定程度上反映了果皮特性[28-30]，雍鵬等[31]在研究壺瓶棗果皮結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著果實(shí)的生長(zhǎng)，表皮細(xì)胞逐漸增大，由排列致密變得排列稀松，越靠近果肉的果皮細(xì)胞體積越大，果皮細(xì)胞的體積、果皮厚度均隨著果實(shí)的生長(zhǎng)先增后降。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)‘賽蜜酥1號(hào)’棗及其芽變棗的果皮顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，隨著棗果實(shí)逐漸成熟，兩者的果皮結(jié)構(gòu)排列逐漸疏散，果皮變薄，而‘賽蜜酥2號(hào)’的果皮更薄，硬度更低，且細(xì)胞間隙較小，口感更加酥脆，這與上述研究結(jié)果相符。衡偉等[32]對(duì)碭山酥梨褐皮芽變品系‘銹酥’果皮結(jié)構(gòu)分析得知，‘碭山酥’果實(shí)表皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)排列松散，細(xì)胞間隙大，而芽變品種‘銹酥’果實(shí)成熟時(shí)，果皮表皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，相對(duì)排列致密，芽變會(huì)對(duì)果皮的結(jié)構(gòu)造成影響。本試驗(yàn)觀察結(jié)果顯示‘賽蜜酥2號(hào)’相比于‘賽蜜酥1號(hào)’，果皮細(xì)胞排列疏散程度相對(duì)較低，這一結(jié)論與前人的上述研究結(jié)果相符。

3.3 芽變對(duì)棗果實(shí)品質(zhì)的影響

在棗果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，不同品種外觀品質(zhì)呈現(xiàn)不同的狀態(tài)。魏天軍等[33]研究發(fā)現(xiàn)靈武長(zhǎng)棗果實(shí)縱橫徑增長(zhǎng)經(jīng)歷了“慢-快-慢”的增長(zhǎng)過(guò)程與單果鮮質(zhì)量生長(zhǎng)呈“雙S”曲線模型；馬亞平等[34]對(duì)靈武長(zhǎng)棗的研究發(fā)現(xiàn)果實(shí)橫徑與單果質(zhì)量等顯著相關(guān)，本研究的結(jié)果與此相符。果實(shí)的外部形態(tài)決定著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，通過(guò)研究‘賽蜜酥1號(hào)’棗及其芽變品系在整個(gè)果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育中的形態(tài)變化，它們果實(shí)橫縱徑增長(zhǎng)趨勢(shì)與單果重量相關(guān)，這與前人研究的結(jié)果相符。兩者對(duì)比發(fā)現(xiàn)‘賽蜜酥2號(hào)’具有單果質(zhì)量增加、果皮更薄、核小、可食率更高、品質(zhì)優(yōu)良等優(yōu)良形狀，將會(huì)有更好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中生長(zhǎng)素、赤霉素、細(xì)胞分裂素等激素起著重要作用，IAA和ZT可以促進(jìn)細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的分裂，并在果實(shí)細(xì)胞的擴(kuò)增、擴(kuò)大中發(fā)揮重要作用，GA3主要作用為促進(jìn)細(xì)胞膨大，較高水平的ZT、IAA和GA3有助于果實(shí)坐果和幼果期果實(shí)發(fā)育，它們?nèi)吖餐龠M(jìn)果實(shí)生長(zhǎng)[35]。趙曉曉等[36]研究發(fā)現(xiàn)在果實(shí)快速生長(zhǎng)早期，‘大10’和‘紅果2號(hào)’桑椹均存在較高的GA3和IAA含量，在這個(gè)時(shí)期2種激素共同作用，促進(jìn)細(xì)胞分裂與生長(zhǎng)，使細(xì)胞數(shù)目與體積增加，果實(shí)單果質(zhì)量和縱徑增長(zhǎng)較快。這與本研究中果實(shí)在膨大期單果重量快速增加、橫縱徑增長(zhǎng)的生理現(xiàn)象相符，且芽變棗在果實(shí)膨大期的GA3和IAA水平顯著高于‘賽蜜酥1號(hào)’棗，使其果實(shí)更大。

隨著果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育，果實(shí)的內(nèi)在品質(zhì)也同時(shí)發(fā)生著變化[37]。果實(shí)風(fēng)味由糖酸含量決定，棗果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育階段中，糖分迅速累積，而酸含量與糖含量成反比關(guān)系[38]。本研究發(fā)現(xiàn)，在棗果實(shí)發(fā)育過(guò)程中，其酸含量整體呈下降的趨勢(shì)，而果實(shí)中糖含量在白熟期、脆熟期和完熟期之間存在顯著差異，并隨著果實(shí)的發(fā)育成熟在白熟期迅速積累，于完熟期達(dá)到最高，致使棗果逐漸變甜，果實(shí)風(fēng)味逐漸變濃，這與前人的結(jié)論一致。除此之外，維生素C含量的多少?zèng)Q定著果實(shí)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的高低，植物的蛋白含量影響著各種代謝活動(dòng)以及生長(zhǎng)速度，果實(shí)內(nèi)淀粉含量的高低也會(huì)一定程度影響果皮硬度，而果實(shí)表皮的硬度則影響著口感。龐丁瑋等[39]研究發(fā)現(xiàn)，黑棗新品種‘冀洪1號(hào)’果實(shí)的淀粉含量隨著果實(shí)成熟而增加，淀粉含量的增加影響著果實(shí)的口感，本試驗(yàn)結(jié)論與之相符。另外，本試驗(yàn)結(jié)果顯示‘賽蜜酥1號(hào)’棗及其芽變棗果實(shí)的蛋白含量在幼果期、膨大期含量較高，這些時(shí)期是棗果實(shí)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期，隨著棗果實(shí)大小發(fā)育的穩(wěn)定，蛋白含量開始降低，之后棗果實(shí)由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)為生殖生長(zhǎng)，開始著色上糖。

3.4 芽變對(duì)棗果實(shí)發(fā)育過(guò)程中糖組分及蔗糖代謝相關(guān)酶活性的影響

在棗果整個(gè)發(fā)育過(guò)程中，可溶性總糖含量逐漸增加，但不同時(shí)期作用于果實(shí)的糖不同，果實(shí)甜度的增加是由糖代謝造成的，而決定甜度最主要的是蔗糖的積累，尤其在果實(shí)成熟時(shí)，且多數(shù)棗成熟時(shí)的糖積累主要為蔗糖積累，而決定蔗糖代謝的是相關(guān)酶的活性。本研究結(jié)果表明，3種糖分含量均隨著果實(shí)成熟逐漸上升，但果實(shí)發(fā)育前期主要是果糖和葡萄糖作用于果實(shí)，直到果實(shí)白熟期之后，蔗糖大量積累并作用于果實(shí)，此時(shí)果實(shí)開始風(fēng)味變濃、糖度增加。這與李丹等[40]研究結(jié)果相一致，蔗糖代謝對(duì)桃果實(shí)中糖的積累、代謝及轉(zhuǎn)化起重要作用，且糖含量與SS酶活性呈顯著正相關(guān)，SS酶對(duì)桃果實(shí)蔗糖積累起關(guān)鍵作用，糖含量與AI、NI酶活性呈顯著正相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)芽變會(huì)對(duì)棗果實(shí)的蔗糖代謝過(guò)程造成影響，‘賽蜜酥2號(hào)’棗的蔗糖積累強(qiáng)于‘賽蜜酥1號(hào)’，其棗果實(shí)成熟時(shí)蔗糖代謝相關(guān)酶活性也較強(qiáng)，果實(shí)糖度較高，這與上述研究結(jié)果相符，蔗糖代謝相關(guān)酶活性越強(qiáng)，果實(shí)糖度越高。而且，不同發(fā)育階段蔗糖代謝相關(guān)酶對(duì)糖積累的影響不完全相同，各類酶在不同時(shí)期分工協(xié)作，雖然促進(jìn)果實(shí)糖積累的關(guān)鍵酶為轉(zhuǎn)化酶和蔗糖磷酸合成酶，但各類酶各時(shí)期協(xié)同影響著果實(shí)糖分的積累和組成，綜合影響果實(shí)品質(zhì)的形成。

4 結(jié) 論

‘賽蜜酥1號(hào)’棗及其‘賽蜜酥2號(hào)’的倍性及基因組大小測(cè)定結(jié)果表明，芽變品系倍性未發(fā)生改變，均為二倍體?！惷鬯?號(hào)’相比于‘賽蜜酥1號(hào)’的果實(shí)變大、硬度降低、可食率增加，且在外形上兩者區(qū)別明顯；影響果實(shí)細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂，果實(shí)脫落的各類激素水平在品種間均存在顯著差異，‘賽蜜酥2號(hào)’IAA和GA3含量顯著高于‘賽蜜酥1號(hào)’，使之果形更大。在果皮微觀結(jié)構(gòu)方面，隨著果實(shí)的發(fā)育蠟質(zhì)層厚度逐漸增長(zhǎng)，其中‘賽蜜酥1號(hào)’棗果的蠟質(zhì)層厚度一直大于‘賽蜜酥2號(hào)’，而角質(zhì)層厚度和表皮層厚度的變化趨勢(shì)兩者基本一致，且完熟期‘賽蜜酥1號(hào)’均顯著大于‘賽蜜酥2號(hào)’。棗果實(shí)發(fā)育過(guò)程中，‘賽蜜酥2號(hào)’比‘賽蜜酥1號(hào)’蔗糖代謝相關(guān)酶活性更高，果實(shí)更甜、更酥脆且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高。該試驗(yàn)結(jié)果可為‘賽蜜酥1號(hào)’棗及其芽變品系‘賽蜜酥2號(hào)’的推廣栽培提供有力的理論支持。