不同外源物质对西瓜番茄红素含量及其关键酶基因表达的影响

[目的]探讨脱落酸(ABA)、MnSO4、褪黑素(MT)对西瓜番茄红素含量及其合成代谢相关酶基因表达的影响,为明确番茄红素积累内在机理和提高西瓜番茄红素含量提供理论依据.[方法]以西瓜品种玲珑王为材料,在植株伸蔓期叶面喷施ABA、MnSO4和MT,以喷施清水为对照,研究3种外源物质处理对西瓜果实发育过程中番茄红素积累及关键酶基因西瓜牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因(GGPS)、植物烯合酶基因(PSY)、酶解-胡萝卜素去饱和酶基因(ZDS)、番茄红素环化酶基因(LCYB、LCYE)、9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶基因(NCED)表达模式的影响.[结果]MnSO4、ABA、MT处理均可使西瓜果实的转色期提前,并增加了果实番茄红素含量.在授粉后10 d,只有ABA、MnSO4处理可检测到西瓜果实中含有番茄红素;授粉后17 d各处理均可检测到番茄红素,授粉后17～24 d番茄红素积累速度最快;授粉后38 d时西瓜果实番茄红素含量最高,MnSO4、ABA、MT处理番茄红素含量分别为90.78,82.24和82.13 μg/g,且均显著高于清水对照(65.00 μg/g).外源物质对西瓜果实番茄红素含量的影响受番茄红素合成代谢酶基因表达差异的调控,其中ABA处理会引起番茄红素代谢酶基因LCYB1、LCYB2、LCYE在多个时期下调表达,MnSO4处理会引起西瓜GGPS1、GGPS2、PSY1、PSY2、ZDS番茄红素合成基因在多数时期上调表达,MT处理主要引起NCED1、NCED7基因大幅下调表达.[结论]叶面喷施MnSO4、ABA、MT会加快西瓜果实番茄红素的积累,其中ABA处理主要通过降低番茄红素转化速率来实现西瓜番茄红素的积累,MnSO4处理主要通过提高番茄红素合成速率使番茄红素含量增加,MT处理主要通过NCED基因的低表达降低类胡萝卜素的分解速率,从而使番茄红素含量增加.