低糖野生種與高糖栽培種西瓜果實代謝產(chǎn)物組分差異分析_崔霞霞.pdf
園藝學(xué)報,2018, 45 (4): 775783. Acta Horticulturae Sinica doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0886; http: /www. ahs. ac. cn 775 收稿日期 : 2017 12 26; 修回日期 : 201804 10 基金項目: 國家自然科學(xué)基金面上項目( 31772328) ;北京市科技新星項目(Z171100001117032 ) ;國家十三五重點研發(fā)項目(2016YFD0100506 );北京市創(chuàng)新團(tuán)隊項目(BAIC10-2017) * 并列第一作者 * 通信作者 Author for correspondence (E-mail:xuyongnercv.org ) 低糖野生種與高糖栽培種西瓜果實代謝產(chǎn)物組分差異分析 崔霞霞1,2,*,王亞欽2,*,任 毅2, Alisdair R Fernie3, Saleh Alseekh4,何洪巨2,宮國義2,張海英2,郭紹貴2,張 潔2,許 勇2,*(1北京農(nóng)學(xué)院植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,北京 102206 ;2北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心,農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室,北京蔬菜種質(zhì)改良實驗室,北京 100097 ;3馬克斯 普朗克分子植物生理研究所,德國波茨坦 14476 ;4植物系統(tǒng)生物學(xué)和生物技術(shù)研究中心,保加利亞普羅夫迪夫 4000) 摘 要:采用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜( UHPLCMS/MS)技術(shù)對西瓜 5 份具有代表性的材料果實進(jìn)行代謝產(chǎn)物分析,在此基礎(chǔ)上選取栽培西瓜高糖材料 97103和野生西瓜低糖材料PI296341 ,利用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GC MS)方法對主代謝產(chǎn)物進(jìn)行定量分析。從成熟果實中定量鑒定出 58 種代謝物,其中 22 種在 97103和 PI296341間存在顯著差異。韌皮部運輸?shù)拿拮烟窃谝吧吞遣牧瞎麑嵵写罅繙簦谠耘喔咛遣牧现袠O少積累。綜合差異代謝物及其代謝途徑分析發(fā)現(xiàn),高糖材料 97103果實在水蘇糖、棉籽糖等光合產(chǎn)物卸載途徑及蔗糖積累代謝途徑上的代謝產(chǎn)物積累較高;而低糖材料 PI296341 ,則在氨基酸代謝、有機(jī)酸代謝途徑及 6磷酸葡萄糖等糖代謝途徑上產(chǎn)物積累較高。這些發(fā)現(xiàn)為野生西瓜進(jìn)化到栽培種果實品質(zhì)的代謝產(chǎn)物積累和調(diào)控提供了重要依據(jù),也可為提高西瓜品質(zhì)提供指導(dǎo)。 關(guān)鍵詞: 西瓜;代謝組學(xué);光合產(chǎn)物卸載;蔗糖積累;糖代謝途徑 中圖分類號: S 651 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:0513-353X (2018 )04-0775-09 Variance Analysis of Metabolite Components Between Low Sugar Wild and High Sugar Cultivated Watermelon Fruits CUI Xiaxia1,2,*, WANG Yaqin2,*, REN Yi2, Alisdair R. Fernie3, Saleh Alseekh4, HE Hongju2, GONG Guoyi2,ZHANG Haiying2,GUO Shaogui2,ZHANG Jie2,and XU Yong2,*(1Plant Science and Technology College, Beijing University of Agriculture, Beijing 102206, China;2National Engineering Research Center for Vegetables,Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops( North China), Ministry of Agriculture, Beijing Vegetable Germplasm Improvement Lab, Beijing 100097, China;3Max-Planck-Institute of Molecular Plant Physiology, Potsdam 14476, Germany;4Center of Plant System Biology and Biotechnology,Plovdiv 4000,Bulgaria ) Abstract: Five representative watermelon accessions were analyzed using UHPLCMS/MS , and the primary metabolites of the high sugar cultivar 97103 and low sugar wild accession PI296341 fruits Cui Xiaxia,Wang Yaqin ,Ren Yi ,Alisdair R Fernie ,Saleh Alseekh ,He Hongju ,Gong Guoyi ,Zhang Haiying ,Guo Shaogui , Zhang Jie,Xu Yong .Variance analysis of metabolite components between low sugar wild and high sugar cultivated watermelon fruits. 776 Acta Horticulturae Sinica,2018, 45 (4):775783. were quantified using Gas ChromatographyMass Spectrometery ( GCMS ). A total of 58 metabolites were identified,among which 27 compounds were significantly different. Raffinose content was much higher in the wild accession PI296341 than that in the cultivar 97103 fruits, and very few raffinose remained in the cultivar 97103 fruits. Analysis of differential metabolites and metabolic pathways revealed that cultivar 97103 fruits accumulated more metabolites from photosynthate unloading(raffinose and stachyose)and sucrose accumulating pathways , while the metabolites from the metabolism pathways of amino acids and organic acids and glucose-6-phosphate were the majority in PI296341 fruits. These findings provide important insights into the metabolic evolution from wild to cultivated species. The identification of metabolic properties can provide technical guidance for future improvement of watermelon quality. Keywords: watermelon; metabolomics; photosynthate unloading; sucrose accumulation; sugar metabolism pathway 代謝組學(xué)是一個研究生物體整體或組織細(xì)胞系統(tǒng)的動態(tài)代謝變化學(xué)科(Nicholson et al.,1999;Fiehn et al., 2000; Dixon & Strack, 2003) ,研究對象主要是相對分子質(zhì)量小于 1 000 的內(nèi)源性小分子(許國旺 等, 2007) 。研究代謝物組成的方法主要有 GC MS 技術(shù)(Fiehn , 2003)、 UPLC-Q-TOF技術(shù)(趙洪芝, 2012)、 DIMS 技術(shù)(McDougall et al. ,2008)等。 在過去的數(shù)十年中,有關(guān)西瓜糖代謝的研究主要集中在糖水平變化特征以及與蔗糖合成相關(guān)的酶類(Yativ et al., 2010; Liu et al., 2013) 。而水稻( Lou et al., 2011) 、番茄( Schauer et al., 2006)等植物已步入代謝組研究時代。 代謝組研究可系統(tǒng)性揭示西瓜果實代謝物組分特征,并揭示不同類型材料中糖分、氨基酸和有機(jī)酸等營養(yǎng)物質(zhì)的代謝模式,因此開展西瓜果實代謝組研究具有重要的科學(xué)意義。 Lucksanaporn 等(2008)建立了基于 NMR 技術(shù)的西瓜果實代謝組分析方法,獲得了包括糖類、氨基酸和有機(jī)酸在內(nèi)的 11 個主要代謝物 。 Hu 等(2016 )測定了西瓜、黃瓜和南瓜的頂端莖、中部莖和根莖結(jié)合處的篩管傷流液的代謝物組成和蛋白質(zhì),用主成分分析揭示了 3 個物種既存在相同的代謝物,又各自存在獨特的代謝物積累方向,這 3 個物種的植株莖韌皮部傷流液中,均能大量檢測到蔗糖、水蘇糖、棉籽糖和毛蕊花糖,而西瓜韌皮部傷流液含有高濃度的 6磷酸葡萄糖鹽類、 酮戊二酸、阿拉伯糖酸、酒石酸鹽、甘油酸鹽、肌糖半乳糖苷、葡萄酸鹽、山梨醇糖、木糖和木糖醇、氨基乙二酸、還原性谷胱甘肽和莽草酸等,這些西瓜韌皮部高量運輸?shù)奈镔|(zhì),可能為西瓜果實糖分代謝提供蔗糖合成的原料及中間物。已有的研究表明,大多數(shù)植物均以蔗糖為主要運輸同化物,而包括葫蘆科在內(nèi)的 5%的植物是以棉籽糖系列家族三糖或者四糖等寡糖作為同化物運輸?shù)闹饕问剑?Hendrix,1968)。 本研究中比較分析西瓜屬中的藥西瓜種( Citrullus colocynthis) 、阿馬魯西瓜種( C. amarus)、黏籽西瓜亞種( C. lanatus ssp. mucosospermus)和西瓜種( C. lanatus)的 5 個代表性西瓜果實代謝組的差異。通過分析其代謝產(chǎn)物的差異,明確栽培西瓜與野生西瓜的光合產(chǎn)物卸載與糖積累的代謝物組成與途徑,為野生西瓜進(jìn)化到栽培西瓜果實品質(zhì)的代謝變化規(guī)律和調(diào)控研究提供依據(jù),為改良西瓜品質(zhì)提供指導(dǎo)。 崔霞霞,王亞欽,任 毅,Alisdair R Fernie ,Saleh Alseekh ,何洪巨,宮國義,張海英,郭紹貴,張 潔,許 勇. 低糖野生種與高糖栽培種西瓜果實代謝產(chǎn)物組分差異分析. 園藝學(xué)報, 2018, 45 (4): 775783. 777 1 材料與方法 1.1 植物材料和試劑 本試驗選取 5 份代表性西瓜材料,包括 PI386019 (藥西瓜種 Citrullus colocynthis, 果實低糖) 、 PI296341 (阿馬魯西瓜種 C. amarus,果實低糖) 、 PI595203 (黏籽西瓜亞種 C. lanatus ssp. mucosospermus, 果實低糖) 、 PI482271(西瓜種 C. lanatus, 果實高糖) 和97103 (西瓜種 C. lanatus,果實高糖) ,以上 5 份材料分類依據(jù)來自林德佩( 2015)的報道。 97103來自北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心,其他材料均引種于美國種質(zhì)資源庫。 將 5 個材料播種于北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心延慶基地同一地塊。 2015 年 6 月授粉后單瓜分別標(biāo)注授粉日期, 34 d 后取同一天授粉的果實,每個材料重復(fù) 4 次取樣。將新鮮果實樣品在液氮中冷凍并儲存于 80 ,待進(jìn)一步分析。 3 份低糖材料生長周果實生育期較長,需要授粉后約 42 d方能達(dá)到高糖材料 97103和 PI482271授粉 34 d 的成熟度,但考慮到授粉后 34 d 果實表型、轉(zhuǎn)錄組基因表達(dá)等與 42 d 無明顯差異(Guo et al. ,2015) ,因此采取統(tǒng)一授粉 34 d 的果實取樣。 果柄韌皮部汁液收集方法:果柄用刀片切割后,等待 1 min,待果柄傷流液呈水滴狀,用 200 L吸頭收集傷流液于 2 mL 管中 ,放置冰上,并于 80 儲存?zhèn)溆?。 色譜純乙腈和甲醇來自 Honeywell( NJ, USA) ,色譜純甲酸來自 J.T.Baker( PA,USA),使用Milli-Q 純化系統(tǒng)( Millipore,MA , USA)制備超純水。 1.2 西瓜果實代謝物的 UHPLC MS/MS 定性分析 1.2.1 代謝物提取 將冷凍樣品在液氮中研磨成細(xì)粉。取 200 mg 粉末,加入甲醇 1 mL(含有 0.1%甲酸,體積比,下同)萃取粉末樣品。將提取混合物渦旋混勻并在室溫下超聲處理 30 min,以 5 000 r · min-1離心 15 min。取上清液,通過 0.22 m 聚偏二氟乙烯(PVDF )濾膜過濾,待 UHPLC MS/MS 分析。 1.2.2 UHPLC MS/MS 條件 使用 DIONEX Ultimate 3000 UHPLC 系統(tǒng)( Thermo Scientific, Germering, Germany)進(jìn)行液相色譜分離。 Hypersil Gold 色譜柱 (100 mm × 2.1 mm, 1.9 m), 接相同填料保護(hù)柱 (10 mm × 2.1 mm )。流動相為含有 0.05%甲酸的超純水( A 相)和含有 0.05%甲酸的乙腈( B 相) ,流速 300 L · min-1,使用具有以下比例 B 相的洗脫液梯度洗脫: 0 2 min,5% ; 2 3.5 min, 5% 20%;3.5 8 min,20% 35%; 8 11 min,35% 100%。進(jìn)樣量為 3 L,柱溫 30 。 質(zhì)譜分析在 Q Exactive Quadrupole-Orbitrap 質(zhì)譜儀 (Thermo Fisher Scientific , Bremen, Germany)上進(jìn)行,熱電噴霧離子源負(fù)離子模式,優(yōu)化的電離源和 MS 參數(shù):噴霧電壓 3 kV,鞘氣 35 au,輔助氣體 10 au,毛細(xì)管溫度 320 ,加熱器溫度 350 。全掃描模式下掃描質(zhì)量范圍 m/z 75 900,分辨率為 70 000。 1.2.3 數(shù)據(jù)處理和多元統(tǒng)計分析 在 UHPLC MS/MS 采集數(shù)據(jù)之后,使用 SIEVE 2.2 軟件(Thermo Scientific ,Waltham ,MA ,USA)對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。通過比對化合物測得精確質(zhì)量數(shù)與在線數(shù)據(jù)庫中該化合物理論精確質(zhì)量數(shù)(質(zhì)量偏差小于 0.0003%),結(jié)合保留時間、同位素豐度以及二級質(zhì)譜特征碎片等對化合物進(jìn)行定性,參考數(shù)據(jù)庫包括 mzCloud( https: /www.mzcloud.org/), Chemspider(http : /www.chemspider. com/),KEGG (http : /www.kegg.jp/)和 PlantCyc( http: /www.plantcyc.org/)。采用 MetaboAnalyst Cui Xiaxia,Wang Yaqin ,Ren Yi ,Alisdair R Fernie ,Saleh Alseekh ,He Hongju ,Gong Guoyi ,Zhang Haiying ,Guo Shaogui , Zhang Jie,Xu Yong .Variance analysis of metabolite components between low sugar wild and high sugar cultivated watermelon fruits. 778 Acta Horticulturae Sinica,2018, 45 (4):775783. 3.0(http: /www.metaboanalyst.ca)( Xia et al., 2015)對不同亞種間各組分含量的差異顯著性進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA ),顯著性水平 P < 0.05。使用 SIMCA Version 13.0.3 軟件( Umetrics,Umeå, Sweden)進(jìn)行主成分分析(PCA ) ,以獲得亞種之間的代謝物差異的信息。 1.3 西瓜果實代謝物的 GC MS 相對定量分析 取 25 mg 冷凍干燥樣品,加 1 mL 甲醇提取樣品, 70 下提取 15 min,然后加入 500 µL 水,混勻后進(jìn)行離心,取上清液 200 µL 真空干燥,在殘渣中加入 60 µL 30 mg · mL-1甲氧胺鹽酸鹽吡啶,在 37 放置 120 min 進(jìn)行衍生化,隨后加 120 µL MSTFA( methyl-trimethyl-silyl-trifluoroacetamide)在 37 下處理 30 min。 GC MS 采用 GC TOF MS 系統(tǒng)(Pegasus HT Leco , USA) ,接自動進(jìn)樣器;載氣為高純氦氣,恒流模式,流速為 2 mL · s-1;DB-35 (30 m × 0.32 mm , 0.25 µm)色譜柱;進(jìn)樣口溫度 230 ,傳輸管和離子源溫度均為 250 ,柱溫箱升溫程序:初始溫度 85 ,以15 · min-1升至 360 ;溶劑延遲 180 s, 質(zhì)譜掃描范圍 m/z 70 600。 使用 Chroma TOF 4.5( Leco)和 Tag Finder 4.2 軟件(Schauer et al. , 2005;Lisec et al. ,2006 )進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。 用 GC MS 定量代謝物得到的是相對含量,即樣品中目標(biāo)化合物峰面積與內(nèi)標(biāo)核糖醇(ribitol )峰面積之比(無單位),反映的是代謝物的豐度。用 Excel 計算比率( 97103 和 PI296341 相對含量的比值),用 SPSS 軟件對栽培種 97103和低糖野生材料PI296341代謝物含量進(jìn)行 t 檢驗。 1.4 西瓜果柄傷流液和果實代謝物含量的離子色譜法測定 稱取一定量混合均勻的樣品(西瓜果柄傷流液、果肉粉末)至 100 mL 容量瓶中,加 20 mL 溫水充分溶解樣品,加水定容至刻度;將樣品進(jìn)行過濾,含糖量高的樣品進(jìn)行稀釋;活化凈化柱,依次用 10 mL 甲醇, 15 mL 水活化凈化柱(凈化柱型號為 Dionex OnGuard II RP Cartridges, 2.5-cc, Pkg. of 48) ,放置 0.5 h;試樣溶液依次通過 0.45 µm 水相濾膜和凈化柱,棄去前面 3 倍柱體積洗脫液,收集后面的洗脫液待測。 Thermo ICS-3000 離子色譜儀,配電化學(xué)檢測器; Thermo DIONEX CarboPacTMPA1 柱, 4 mm × 250 mm;柱溫 30 ;流速 1 mL · min-1;進(jìn)樣體積 25 L;淋洗液為 NaOH 水溶液;梯度洗脫程序如下:保留時間分別是 0、 15、 21、 32、 32 和 40 min,各時間對應(yīng) NaOH 濃度分別是 20、 20、 150、150、20 和 20 mmol · L-1。 1.5 半乳糖苷酶活性測定 半乳糖苷酶活性測定參考 Gao 和 Schaffer(1999)的報道,稍作改動。取冷凍的西瓜果實樣品各 3 份,加入 4 倍體積的提取緩沖液 50 mmol · L-1Hepes-NaOH(pH 7.5),2 mmol · L-1EDTA和 5 mmol · L-1DTT和少量石英砂冰浴下研磨。 18 000 ×g 4 離心 20 min,取上清液采用對硝基酚法分析 半乳糖苷酶活性。 2 結(jié)果與分析 2.1 5 個西瓜材料果實的代謝組特征 通過 UHPLC MS/MS 方法研究 5 個西瓜材料果實代謝物組成特征,對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并通過主成分分析(PCA )獲得樣品分布的概覽。 PCA 得分(圖 1)可明顯區(qū)分 5 個具有代表性的西瓜果實材料,兩個高糖材料與 3 個低糖材料在 PCA 得分圖上沿主成分 2 區(qū)分開來:兩個高糖材料崔霞霞,王亞欽,任 毅,Alisdair R Fernie ,Saleh Alseekh ,何洪巨,宮國義,張海英,郭紹貴,張 潔,許 勇. 低糖野生種與高糖栽培種西瓜果實代謝產(chǎn)物組分差異分析. 園藝學(xué)報, 2018, 45 (4): 775783. 779 97103和 PI482271呈現(xiàn)出相似的代謝物組成特征,分布于 PCA 得分圖的上部,蔗糖、葡萄糖和果糖二酐等有較高載荷;低糖材料PI296341、 PI595203和 PI386019均分布在 PCA 得分圖下部,具有較高含量的蘋果酸、泛酸和檸檬酸。 3 個低糖材料在沿主成分 1 被區(qū)分, PI296341位于主成分 1 正半軸, PI595203和 PI386019位于主成分 1 負(fù)半軸。低糖材料 PI296341與其他兩個低糖材料相比,含有較豐富的泛酸、富馬酸和蘋果酸;而 PI595203和PI386019 中檸檬酸、焦谷氨酸和糠酸含量較高。通過對 5 個材料中代謝物組成特征的 PCA 分析可見,高糖材料與低糖材料中最主要的差異代謝產(chǎn)物為糖類和有機(jī)酸。 圖 1 UHPLC MS/MS 中 5 個西瓜材料代謝物主成分分析得分圖 Fig. 1 The score plot of principal component analysis( PCA) for five watermelon materials for UHPLC MS/MS 2.2 栽培西瓜 97103 和野生西瓜 PI296341 果實代謝組差異 從 5 個材料代謝物組成的 PCA 結(jié)果可見,低糖和高糖材料分別具有類似的代謝產(chǎn)物組成特征。因此進(jìn)一步選擇代表性的低糖材料 PI296341和高糖材料 97103 ,通過 GC MS 方法定量測定其 58 種代謝物,包括糖類及其衍生物、氨基酸及其衍生物以及有機(jī)酸等的含量。 在 58 種代謝物中,有 27 種在 97103和PI296341中含量存在顯著差異(表 1) 。其中 10種在高糖材料 97103果實中的相對含量高于野生低糖材料PI296341的 2 倍以上,分別為蔗糖、海藻糖、赤蘚糖醇、檸檬酸、谷氨酸、苯甲酸、 丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸和 5磷酸腺苷。其他17 種在野生低糖PI296341中均高于高糖 97103的 3 倍以上,主要包括棉籽糖等三糖、鼠李糖等二糖、 6 磷酸葡萄糖等活性糖、甘油酸和丙酮酸等有機(jī)酸、亮氨酸和甘氨酸等氨基酸。其中韌皮部運輸?shù)拿拮烟窃谝吧吞遣牧螾I296341 存在大量滯留,其相對含量是高糖材料 97103的5 倍,由此表明野生低糖材料PI296341對棉籽糖卸載能力較高糖材料 97103 弱。 2.3 西瓜果實代謝物、酶活及代謝途徑的綜合分析 通過離子色譜法檢測得到,栽培高糖西瓜 97103果柄韌皮部汁液中棉籽糖含量是野生低糖材料PI296341的 3 倍左右,而果實中棉籽糖被迅速卸載至極低水平,其含量僅為野生低糖材料PI296341的 1/7(表 2) ,表明栽培高糖材料 97103果實對棉籽糖的卸載能力遠(yuǎn)高于野生低糖PI296341 果實對棉籽糖的卸載能力。通過檢測野生低糖材料 PI296341 和栽培高糖西瓜 97103Cui Xiaxia,Wang Yaqin ,Ren Yi ,Alisdair R Fernie ,Saleh Alseekh ,He Hongju ,Gong Guoyi ,Zhang Haiying ,Guo Shaogui , Zhang Jie,Xu Yong .Variance analysis of metabolite components between low sugar wild and high sugar cultivated watermelon fruits. 780 Acta Horticulturae Sinica,2018, 45 (4):775783. 果實中堿性 半乳糖苷酶的活性(表 2) ,發(fā)現(xiàn) 97103是野生材料PI296341 的 3 倍左右。由此可見,栽培高糖西瓜 97103中堿性 半乳糖苷酶的高活性可能對維管束中運輸?shù)拿拮烟撬夂托遁d起重要作用。 表 1 97103和 PI296341 西瓜果實代謝物相對含量 Table 1 Relative content of 97103 and PI296341 watermelon fruit metabolites 分類 Category 代謝物 Metabolote 97103 PI 296341 比率 Ratio 糖類 Sugar 蔗糖 Sucrose 23 421.9*973.7 24.054 海藻糖 Trehalose 6.1*2.6 2.346 赤蘚糖醇 Erythritol 306.7*68.1 4.504 果糖 Fructose 15 449.5 19 057.2 0.811 半乳糖醇 Galactitol 151.1 168.5 0.897 1 磷酸肌醇 Inositol-1-phosphate 2.1 3.2 0.656 肌醇 Inositol 660.9 810.4 0.816 棉籽糖 Raffinose 73.1 405.2*0.180 鼠李糖 Rhamnose 2.3 64.4*0.036 6 磷酸葡萄糖 Glucose-6-phosphate 7.3 39.9*0.183 半乳糖 Galactose 23.5 141.8*0.166 葡萄糖 Glucose 8 002.3 17 137.6 0.467 麥芽糖 Maltose 6.4 6.8 0.941 木糖 Xylose 5.0 11.5 0.435 巖藻糖 Fucose 175.8 164.9 1.066 有機(jī)酸 Organic acid 檸檬酸 Citric acid 120.4*34.1 3.531 甘油酸 Glyceric acid 2.5 186.8*0.013 丙酮酸 Pyruvic acid 0.5 4.7*0.106 馬來酸 Maleic acid 13.8 47.7*0.289 蘇糖酸 Threonic acid 40.3 241.9*0.167 苯甲酸 Bbenzoic acid 4.9*2.0 2.450 脫氫抗壞些酸 Dehydroascorbic acid 1.7 1.9 0.895 富馬酸 Fumaric acid 109.3 146.4 0.747 1 4 內(nèi)酯古洛糖酸 1-4-lacton gulonic acid 9.5 21.1 0.450 蘋果酸 Malic acid 1 400.9 3 648.1 0.384 煙酸 Nicotinic acid 17.4 15.2 1.145 焦谷氨酸 Pyroglutamic acid 2 119.1 5 342.5 0.397 琥珀酸 Succinic acid 7.3 13.9 0.525 氨基酸 Amino acid 伽瑪氨基丁酸 Gaba 23.0 131.6*0.175 谷氨酸 Glutamic acid 662.4*214.4 3.090 亮氨酸 Leucin 299.0 1 011.3*0.296 甘氨酸 Glycine 131.3 618.2*0.212 谷氨酰胺 Glutamine 37.5 189.6*0.198 酪氨酸 Tyrosine 3.6 32.5*0.111 丙氨酸 Alanine 413.0 491.4 0.840 丙氨酸 Beta alanine 25.3*10.5 2.410 精氨酸 Arginine 1 148.3 604.5 1.900 天冬氨酸 Aspartic acid 1 233.2 680.3 1.813 組氨酸 Histidine 268.2 166.0 1.616 異亮氨酸 Isoleucine 1 154.1 1 710.0 0.675 賴氨酸 Lysine 37.4 93.4 0.400 蛋氨酸 Methionine 228.2*85.2 2.678 天冬酰胺 Asparagine 82.2 157.1 0.523 鳥氨酸 Ornithine 927.0 484.4 1.914 苯丙氨酸 Phenylalanine 852.6 442.9 1.925 4 羥基脯氨酸 Prolin-4-hydroxy 10.8 9.1 1.187 脯氨酸 Proline 589.3 965.3 0.610 絲氨酸 Serine 625.8 619.6 1.010 蘇氨酸 Threonine 83.3 146.0 0.571 色氨酸 Tryptophan 926.9*419.3 2.211 纈氨酸 valine 679.6 1352.4 0.503 其他 Other 腐胺 Putrescine 3.8 36.9*0.103 尿素 Urea 8.5 527.0*0.016 2 磷酸甘油 Glycerol-2-phosphate 0.9 6.4*0.141 磷酸 Phosphoric acid 939.4 2 208.1 0.425 甘油 Glycerol 214.8 175.3 1.225 L 谷胱甘肽 L-glutathione 69.7 569.6*0.122 5 磷酸腺苷 Adenosine-5-monophosphate 0.9*0.3 3.000 * P < 0.05. 崔霞霞,王亞欽,任 毅,Alisdair R Fernie ,Saleh Alseekh ,何洪巨,宮國義,張海英,郭紹貴,張 潔,許 勇. 低糖野生種與高糖栽培種西瓜果實代謝產(chǎn)物組分差異分析. 園藝學(xué)報, 2018, 45 (4): 775783. 781 表 2 高糖97103 和低糖 PI296341 西瓜棉籽糖、水蘇糖、蔗糖含量和堿性 半乳糖苷酶活性 Table 2 The content of raffinose, starchyose, sucrose and the activity of alkaline alpha-galactosidase in high sugar 97103 and low sugar PI296341 測定部位 Measure part 材料 Material 棉籽糖 / ( mg · g-1) Raffinose 水蘇糖 / ( mg · g-1) Stachyose 蔗糖 / ( mg · g-1) Sucrose 堿性 半乳糖苷酶 活性 /( mol · g-1FW) Activity of alkaline alpha-galactosidase 果柄傷流液 Phloem sap of fruit pedicel 97103(高糖 High sugar) 6.63*10.80*5.10* PI296341(低糖 Low sugar) 2.36 1.28 3.38 果實 Fruit 97103(高糖 High sugar) 0.26 0.21 32.00*0.60*PI296341(低糖 Low sugar) 1.82*0.41*0.25 0.23 * P < 0.05,* P < 0.001. 3 討論 棉籽糖和水蘇糖是栽培西瓜莖部維管運輸?shù)闹饕欠?( Zhang et al., 2010), 在野生西瓜 (Citrullus amarus) PI296341中高含量的棉籽糖通過 半乳糖苷酶水解作用卸載。棉籽糖被 半乳糖苷酶水解成蔗糖和 半乳糖( Carmi et al., 2003) ,隨后蔗糖和 半乳糖通過轉(zhuǎn)運蛋白被卸載到果實細(xì)胞(Williams et al. , 2000) 。棉籽糖的水解產(chǎn)物 半乳糖( -galactose)是 UDP 葡萄糖( UDP-glucose)的合成底物,