作物培育

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影響紅粉果番茄轉色基礎條件研究進展

文章來源: 北京中農富通園藝有限公???發布時間:2019-06-27???

番茄,又名洋柿子,為茄科番茄屬蔬菜作物,也是日常生活中最常見的餐桌蔬菜之一。因其色彩艷麗,口感甘甜多汁,深受消費者喜愛。雖然番茄的顏色眾多,但在生產中粉紅色和大紅色番茄仍占主導地位。決定粉果和大紅果番茄果實外觀顏色最主要的一種類胡蘿卜素,即番茄果實中含量最高的番茄紅素。但在實際生產過程中,本應正常轉色的番茄,受到自身或者外界某些條件的影響,導致轉色不正常,出現橙色果或者青肩等現象。對于番茄在綠熟期后的轉色機理,前人做了大量的研究。除本身基因決定的轉色關鍵酶外,溫度、光照和其他一些外源物質,都對番茄的轉色起到一些決定或者影響作用。按照這個思路,筆者梳理了近些年關于番茄轉色的相關研究,旨在更加完善的描述影響番茄轉色的條件及機理,為番茄的生產管理提供基礎的研究理論。


果實轉色關鍵酶對番茄轉色的影響
      劉雪靜等人利用熒光定量PCR 和紫外分光光度計法分析番茄紅素合成相關酶基因的表達,結果表明,低溫會抑制番茄紅素合成酶相關基因的表達,降低番茄紅素合成和積累水平,這可能是番茄轉色困難的重要原因。番茄果實成熟過程中顏色逐漸變紅主要是由于大量積累類胡蘿卜素。 Fraser1994 年的研究結果表明,番茄白熟期后番茄紅素β- 環化酶和番茄紅素ε- 環氫化酶基因表達轉弱是影響番茄紅素積累的重要原因,因此由于番茄果實分解的能力變弱導致β- 胡蘿卜素的進一步積累。
溫度對番茄果實轉色的影響
      現代設施番茄栽培過程中,為了實現全年不間斷產品供應,人為得調控其內源物質或外源環境,來使其達到優質豐產。但不可避免的,在北方冬季的低溫季節和夏季的高溫季節,增溫和降溫措施已經盡可能優化的情況下,仍然會存在溫度偏低或者過高的情況,影響番茄的轉色。溫度高低影響果實顏色的深淺,主要是影響番茄紅素含量的高低,低溫不利于番茄紅素的形成,較高溫度也不利于番茄紅素的形成。當溫度低于10℃或高于 30℃時,番茄紅素的合成受到抑制,當溫度降到14℃以下時番茄紅素的合成活性顯著下降,在溫度高于32℃時活性被完全抑制,在18~26℃之間合成活性最高。Robertson 1995 年試驗指出32℃以上時番茄紅素的生成停止,番茄紅素的合成以18~26℃為適宜溫度。低溫和高溫下,能生成β- 胡蘿卜素但不能生成番茄紅素。Lurie1996 年研究表明高溫抑制番茄果實中番茄紅素合成,不是由于促進番茄紅素環化酶活性,而是由于高溫下番茄果實八氫番茄紅素合成酶mRNA含量下降,移至24℃時該基因的表達恢復正常。
光照對番茄轉色的影響
      番茄果實色澤變化的過程中不同的光照強度和光質均影響番茄果實的色澤變化,適度的光照可促進類胡蘿卜素合成。 Hirschberg 2001年試驗表明在番茄從弱光移向強光后,LYC-b 與LYC-e 基因的mRNA轉錄水平之比提高了5 倍。紅光和紅藍組合光則有利于碳水化合物的積累, 且通過提高番茄紅素生物合成關鍵酶基因GGPS 和PSY1 的轉錄水平和活性, 促進番茄紅素合成, 尤以3R1B 處理最佳。說明適宜比例的紅藍組合光有利于番茄果實轉色, 提高果實品質。  
外源物質對番茄轉色的影響
茉莉酸
     使用不同濃度的外源茉莉酸甲酯(MeJA) 處理, 發現在一定濃度范圍內, 處理果實番茄紅素的含量隨著外源濃度的升高而增加;當濃度大于0.5μM 時,MeJA 的處理抑制了處理果實類胡蘿卜素的積累。為了探明JA 對類胡蘿卜素的促進作用是否與乙烯途徑相關, 我們進一步利用0.5μMMeJA 處理番茄的乙烯信號轉導突變體Nr, 發現MeJA 同樣促進了Nr 番茄紅素的積累和生物合成相關基因的表達。據此得出,JA 可以獨立于NR 受體介導的乙烯途徑促進番茄果實中番茄紅素的合成
油菜素甾醇
      外源表油菜素內酯(epibrassinolide, EBR)處理番茄果實及其果皮圓片均可以有效促進番茄果實成熟過程中類胡蘿卜素的積累。為進一步驗證EBR 的功效, 以番茄的乙烯信號轉導突變體Nr 為材料, 發現EBR 同樣促進了Nr 植株果實中類胡蘿卜素的積累。據此得出,BR 可以獨立于NR 受體介導的乙烯途徑促進番茄果實中類胡蘿卜素的合成。轉錄因子BZR1 是BR 信號轉導的重要組分,關于其在番茄果實發育和類胡蘿卜素積累中的功能尚不清楚。
其他
      適當濃度的葡萄糖、谷氨酸鈉和乙烯利浸泡液處理可提高各發育時期番茄果實中番茄紅素的合成量。3種物質的混合液處理堅熟期番茄果實的最佳配比是葡萄糖3.0%,谷氨酸鈉3.0%,乙烯利1.0%,處理后番茄紅素的含量提高了191%,且乙烯利對番茄紅素高表達的影響最大, 其次為谷氨酸鈉、葡萄糖。紅粉果番茄作為大宗蔬菜重要的一份子,占據蔬菜市場半壁江山。在滿足市場需求的同時,越來越強調果實品質,而作為最直接的外觀品種,其色澤和轉色程度影響著消費者的購買心理。番茄轉色受多方面因素控制,溫度、光照、內源和外源物質等,都會影響其果實外觀。雖然前人做了大量研究,但畢竟影響因素是綜合的,這需要種植管理者對溫室的管理環境以及作物的營養有充分的了解認識,能及時根據水肥氣熱等環控條件和作物生長情況,對番茄的轉色異常做出正確的判斷,及時改善不良因素,促進番茄果實轉色進展順利,生產出質優味美的果實。

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