番茄是中国乃至世界上的重要蔬菜之一,在农业生产中有重要的经济价值,但是番茄果实成熟后,很快变软,不耐贮藏和运输,销售旺季,大量番茄腐烂,变质,造成很大的损失。据Ceponis等报道,每年番茄采后损耗量占总产量的15 %~20 %.采收绿熟果实虽可以提高耐贮、耐运性,但果实风味较差,着色不匀,品质下降。所以,长期以来,人们一直盼望能培育出一种既能延长贮藏时间,又可保持其优良品质的番茄新品种。利用番茄成熟突变基因(迟熟基因)培育耐贮品种是提高番茄果实货架寿命,延长番茄贮藏期的一种途径。
近年来,番茄育种专家先后发现了多种番茄成熟突变体,如不成熟基因Nr(Never2ripe)、成熟抑制基因rin(Ripening inhibitor)、不成熟基因nor(Non2 ripening)及晚成熟基因alc(Alcobaca)等,它们的共同特性是果实成熟过程非常缓慢,产生很少的番茄红素,果实硬度大,不产生或产生微量果实软化酶D多聚半乳糖醛酸酶(PG),成熟过程无呼吸跃变,果实在常温下可贮藏2~3个月不腐烂。但这一特性常与果实品质下降相关联。晚成熟基因alc(Alcobaca)突变体除具有较强的耐贮性外,其品质与正常番茄相近,*终果实转红或淡红,在育种中利用价值较高。
本试验以rin材料为亲本与中国普通番茄品种杂交,研究番茄成熟突变体及其F 1果实在贮藏过程中的生理特性变化,为耐贮性育种提供了理论依据。
1材料和方法1. 1供试材料选用具有成熟突变体基因rin的耐贮材料L2和中国普通番茄品种(正常成熟)L5及其杂交组合L20.
1. 2测定项目和方法在果实绿熟期(果顶着色)采收,贮藏于20℃下,从采收第2天开始,每隔7 d分别在2006年10月27日、11月3日、11月10日、11月17日对以下果实性状进行测定:果实硬度:每一个处理分别取3个番茄果实,于果实*大横径处(避开腔室隔) ,每隔120度角,用果实硬度计探头垂直指向果皮并均匀施加压力,直至探头顶端压入果肉为止,在硬度计刻度盘上读出指针所指帕斯卡数,求出每个果实的平均硬度值。测量工具为GY21型果实硬度计。
可溶性固形物含量:用手持测糖仪测定;可溶性糖含量:用蒽酮法测定;有机酸含量:用酸碱中和滴定法;Vc含量:用2 ,6 -二氯酚靛酚法测定;番茄红素含量用分光光度法测定。
果实呼吸强度的测定:在绿熟期采下成熟度相同的果实,贮于20℃下,用气流法测定,自采收之日起,每日测1次,每个样品采收1 kg(约6个果);贮藏指数的测定:果实在绿熟期采下,每材料选无病,整齐一致的果实,隔几天检查一次,去除烂果,统计好果率,计算贮藏指数。
贮藏指数(ASI) =∑[好果率( %)×贮藏天数/ 100] ,ASI越大,表示耐贮性越强。
2结果与分析2. 1贮藏过程中各个亲本及其杂交组合的果实硬度变化果实硬度是衡量品系和杂交组合耐贮运性优劣的决定性因素。果实硬度高耐贮运性好,反之则耐贮运性差。果实硬度在成熟过程中是动态变化的过程,不同品系果实硬度的变化趋势不同。
可以看出,番茄果实在采后21 d内果实硬度呈下降趋势。在开始的7 d ,各个亲本及其组合的果实硬度下降速度较快,以后下降速度变缓。但是迟熟材料L2的果实硬度一直很大,远远大于15 Pa ,所以不能用硬度计测得。采收后21 d时亲本及其组合的果实硬度大于5 Pa ,一般认为当果实硬度小于5 Pa时果实失去商品价值,果实货架期结束。
2. 2贮藏过程中各个亲本及其杂交组合的可溶性固形物含量变化可以看出:番茄果实在采后21 d内果实的可溶性固形物含量变化呈上升趋势。L2的含量*高,L5*低, L20介于两者之间,而且其变化趋势呈水平波动状。
2. 3贮藏过程中各个亲本及其杂交组合的可溶性糖含量的变化可以看出:番茄果实在采后21 d内果实的可溶性糖含量变化总体上呈上升趋势。但是L5的可溶性糖含量始终是*高,贮藏前期L2和L5的变化基本一致,可溶性糖含量较高,但是后期L5下降速度较快,其杂交组合L20的可溶性糖含量始终*低。
2. 4贮藏过程中各个亲本及其杂交组合的有机酸含量的变化由可以看出:番茄果实在采后21 d内有机酸含量变化总体上呈下降趋势。L2的有机酸含量始终*高,呈水平波动状态; L20的有机酸含量始终*低,而L5的有机酸含量介于两者之间。
2. 5贮藏过程中各个亲本及其杂交组合的糖酸比的变化由可以看出:贮藏过程中果实的糖酸比呈上升趋势。L2的糖酸比处于*低水平, L5和L20的糖酸比均大于L2 ,但是L5的上升幅度比L20大。
2. 6贮藏过程中各个亲本及其杂交组合的Vc含量的变化
可以看出:番茄果实在采后21 d内果实的Vc含量变化呈上升趋势。前期L20的含量*高,L5居中,但是到后期L5的增长趋势较大,高于L20 ,在整个贮藏过程中L2的Vc含量始终*低。
2. 7贮藏过程中各个亲本及其杂交组合的番茄红素含量的变化可以看出:番茄果实在采后21 d内L5和L20果实的番茄红素含量变化呈上升趋势,且杂交组合L20的含量始终高于L5 ,但是整个贮藏过程中,L2的含量始终为0.
2. 8贮藏过程中各个亲本及其杂交组合的呼吸强度的变化呼吸作用是果蔬采收的重要生理活动,是影响果实贮运效果的重要因素。测定呼吸强度可以衡量呼吸作用的强弱,了解采后生理状态。
可以看出:呼吸高峰的出现有很大的差异,L2的波动较小,且呼吸强度一直处于*低状态,在采后13 d出现了呼吸高峰,L5在采收后5 d的呼吸强度*大,以后逐渐降低,L16的波动性较大,呼吸高峰出现在采后的10 d左右,L20的波动性*大,呼吸高峰也出现的*晚,在采后的15 d.
2. 9贮藏过程中各个亲本及其杂交组合的贮藏指数的变化由可以看出:rin番茄果实的贮藏指数*高,达到75 %以上,而正常成熟的番茄贮藏指数*低,仅60 %左右,含迟熟基因的品种与正常品种杂交后期贮藏性显著下降,但比正常成熟番茄耐贮,贮藏指数比正常成熟的高约15 %.
3结论与讨论番茄果实在采后21 d内果实硬度呈下降趋势。
前期果实硬度下降速度较快,后期下降速度变缓。其中迟熟材料L2的果实硬度一直很大,远远大于15 Pa ,所以不能用硬度计测得。因此,用迟熟基因可以很大程度的提高番茄的果实硬度,在育种实践上有很大的利用价值。
番茄果实贮藏过程中果实的可溶性固形物、可溶性糖、Vc、番茄红素含量变化呈上升趋势,而有机酸含量变化总体上呈现下降趋势,因此果实的糖酸比呈上升趋势,L2的糖酸比处于*低水平, L5和L20的糖酸比均大于L2 ,但是L5的上升幅度比L20大。由此可见:杂交后其糖酸比降低了,且番茄红素一直为0 ,因此在以后的研究中要加强这方面的选择。
呼吸高峰的出现有很大的差异,呼吸高峰出现及早晚可影响果实的货架寿命。L2的波动较小,且呼吸强度一直处于*低状态, L5在采收当天的呼吸强度*大,以后逐渐降低, L20的波动性*大,呼吸高峰也出现的*晚。由此可以得出:迟熟基因材料的货架寿命很长,与正常成熟的番茄杂交后的果实后架寿命也有了一定程度的提高。
rin番茄果实的贮藏指数*高,达到75 %以上,而正常成熟的番茄贮藏指数*低,仅60 %左右,含迟熟基因的品种与正常品种杂交后期贮藏性显著下降,但比正常成熟番茄耐贮,贮藏指数比正常成熟的高约15 %.
rin材料在室温下可贮藏2个多月,果实在转色期采下贮藏,品质与正常番茄相近,由于其番茄红素含量始终为0 ,*终果实颜色仍然呈现绿色,因此这就要求在的育种过程中要改善rin突变体基因材料的颜色缺陷,提高其商品性。另外,含迟熟基因rin的品种与正常品种杂交后其果实有严重的裂果现象,所以在以后的育种过程中要慎重考虑这一性状,注意亲本的选择。