低糖野生种与高糖栽培种西瓜果实代谢产物组分差异分析_崔霞霞.pdf

园艺学报，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 基金项目： 国家自然科学基金面上项目（ 31772328） ；北京市科技新星项目（Z171100001117032 ） ；国家十三五重点研发项目（2016YFD0100506 ）；北京市创新团队项目（BAIC10-2017） * 并列第一作者 * 通信作者 Author for correspondence （E-mail：xuyongnercv.org ） 低糖野生种与高糖栽培种西瓜果实代谢产物组分差异分析 崔霞霞1,2,*，王亚钦2,*，任 毅2， Alisdair R Fernie3， Saleh Alseekh4，何洪巨2，宫国义2，张海英2，郭绍贵2，张 洁2，许 勇2,*（1北京农学院植物科学技术学院，北京 102206 ；2北京市农林科学院蔬菜研究中心，农业部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，北京蔬菜种质改良实验室，北京 100097 ；3马克斯 普朗克分子植物生理研究所，德国波茨坦 14476 ；4植物系统生物学和生物技术研究中心，保加利亚普罗夫迪夫 4000） 摘 要：采用高效液相色谱串联质谱（ UHPLCMS/MS）技术对西瓜 5 份具有代表性的材料果实进行代谢产物分析，在此基础上选取栽培西瓜高糖材料 97103和野生西瓜低糖材料PI296341 ，利用气相色谱质谱联用（GC MS）方法对主代谢产物进行定量分析。从成熟果实中定量鉴定出 58 种代谢物，其中 22 种在 97103和 PI296341间存在显著差异。韧皮部运输的棉籽糖在野生低糖材料果实中大量滞留，而在栽培高糖材料中极少积累。综合差异代谢物及其代谢途径分析发现，高糖材料 97103果实在水苏糖、棉籽糖等光合产物卸载途径及蔗糖积累代谢途径上的代谢产物积累较高；而低糖材料 PI296341 ，则在氨基酸代谢、有机酸代谢途径及 6磷酸葡萄糖等糖代谢途径上产物积累较高。这些发现为野生西瓜进化到栽培种果实品质的代谢产物积累和调控提供了重要依据，也可为提高西瓜品质提供指导。 关键词： 西瓜；代谢组学；光合产物卸载；蔗糖积累；糖代谢途径 中图分类号： S 651 文献标志码：A 文章编号：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 代谢组学是一个研究生物体整体或组织细胞系统的动态代谢变化学科（Nicholson et al.，1999；Fiehn et al.， 2000； Dixon & Strack， 2003） ，研究对象主要是相对分子质量小于 1 000 的内源性小分子（许国旺 等， 2007） 。研究代谢物组成的方法主要有 GC MS 技术（Fiehn ， 2003）、 UPLC-Q-TOF技术（赵洪芝， 2012）、 DIMS 技术（McDougall et al. ，2008）等。 在过去的数十年中，有关西瓜糖代谢的研究主要集中在糖水平变化特征以及与蔗糖合成相关的酶类（Yativ et al.， 2010； Liu et al.， 2013） 。而水稻（ Lou et al.， 2011） 、番茄（ Schauer et al.， 2006）等植物已步入代谢组研究时代。 代谢组研究可系统性揭示西瓜果实代谢物组分特征，并揭示不同类型材料中糖分、氨基酸和有机酸等营养物质的代谢模式，因此开展西瓜果实代谢组研究具有重要的科学意义。 Lucksanaporn 等（2008）建立了基于 NMR 技术的西瓜果实代谢组分析方法，获得了包括糖类、氨基酸和有机酸在内的 11 个主要代谢物 。 Hu 等（2016 ）测定了西瓜、黄瓜和南瓜的顶端茎、中部茎和根茎结合处的筛管伤流液的代谢物组成和蛋白质，用主成分分析揭示了 3 个物种既存在相同的代谢物，又各自存在独特的代谢物积累方向，这 3 个物种的植株茎韧皮部伤流液中，均能大量检测到蔗糖、水苏糖、棉籽糖和毛蕊花糖，而西瓜韧皮部伤流液含有高浓度的 6磷酸葡萄糖盐类、 酮戊二酸、阿拉伯糖酸、酒石酸盐、甘油酸盐、肌糖半乳糖苷、葡萄酸盐、山梨醇糖、木糖和木糖醇、氨基乙二酸、还原性谷胱甘肽和莽草酸等，这些西瓜韧皮部高量运输的物质，可能为西瓜果实糖分代谢提供蔗糖合成的原料及中间物。已有的研究表明，大多数植物均以蔗糖为主要运输同化物，而包括葫芦科在内的 5%的植物是以棉籽糖系列家族三糖或者四糖等寡糖作为同化物运输的主要形式（ Hendrix，1968）。 本研究中比较分析西瓜属中的药西瓜种（ Citrullus colocynthis） 、阿马鲁西瓜种（ C. amarus）、黏籽西瓜亚种（ C. lanatus ssp. mucosospermus）和西瓜种（ C. lanatus）的 5 个代表性西瓜果实代谢组的差异。通过分析其代谢产物的差异，明确栽培西瓜与野生西瓜的光合产物卸载与糖积累的代谢物组成与途径，为野生西瓜进化到栽培西瓜果实品质的代谢变化规律和调控研究提供依据，为改良西瓜品质提供指导。 崔霞霞，王亚钦，任 毅，Alisdair R Fernie ，Saleh Alseekh ，何洪巨，宫国义，张海英，郭绍贵，张 洁，许 勇. 低糖野生种与高糖栽培种西瓜果实代谢产物组分差异分析. 园艺学报， 2018， 45 (4)： 775783. 777 1 材料与方法 1.1 植物材料和试剂 本试验选取 5 份代表性西瓜材料，包括 PI386019 （药西瓜种 Citrullus colocynthis， 果实低糖） 、 PI296341 （阿马鲁西瓜种 C. amarus，果实低糖） 、 PI595203 （黏籽西瓜亚种 C. lanatus ssp. mucosospermus， 果实低糖） 、 PI482271（西瓜种 C. lanatus， 果实高糖） 和97103 （西瓜种 C. lanatus，果实高糖） ，以上 5 份材料分类依据来自林德佩（ 2015）的报道。 97103来自北京市农林科学院蔬菜研究中心，其他材料均引种于美国种质资源库。 将 5 个材料播种于北京市农林科学院蔬菜研究中心延庆基地同一地块。 2015 年 6 月授粉后单瓜分别标注授粉日期， 34 d 后取同一天授粉的果实，每个材料重复 4 次取样。将新鲜果实样品在液氮中冷冻并储存于 80 ，待进一步分析。 3 份低糖材料生长周果实生育期较长，需要授粉后约 42 d方能达到高糖材料 97103和 PI482271授粉 34 d 的成熟度，但考虑到授粉后 34 d 果实表型、转录组基因表达等与 42 d 无明显差异（Guo et al. ，2015） ，因此采取统一授粉 34 d 的果实取样。 果柄韧皮部汁液收集方法：果柄用刀片切割后，等待 1 min，待果柄伤流液呈水滴状，用 200 L吸头收集伤流液于 2 mL 管中 ，放置冰上，并于 80 储存备用 。 色谱纯乙腈和甲醇来自 Honeywell（ NJ， USA） ，色谱纯甲酸来自 J.T.Baker（ PA，USA），使用Milli-Q 纯化系统（ Millipore，MA ， USA）制备超纯水。 1.2 西瓜果实代谢物的 UHPLC MS/MS 定性分析 1.2.1 代谢物提取 将冷冻样品在液氮中研磨成细粉。取 200 mg 粉末，加入甲醇 1 mL（含有 0.1%甲酸，体积比，下同）萃取粉末样品。将提取混合物涡旋混匀并在室温下超声处理 30 min，以 5 000 r · min-1离心 15 min。取上清液，通过 0.22 m 聚偏二氟乙烯（PVDF ）滤膜过滤，待 UHPLC MS/MS 分析。 1.2.2 UHPLC MS/MS 条件 使用 DIONEX Ultimate 3000 UHPLC 系统（ Thermo Scientific， Germering， Germany）进行液相色谱分离。 Hypersil Gold 色谱柱 （100 mm × 2.1 mm， 1.9 m）， 接相同填料保护柱 （10 mm × 2.1 mm ）。流动相为含有 0.05%甲酸的超纯水（ 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 相的洗脱液梯度洗脱： 0 2 min，5% ； 2 3.5 min， 5% 20%；3.5 8 min，20% 35%； 8 11 min，35% 100%。进样量为 3 L，柱温 30 。 质谱分析在 Q Exactive Quadrupole-Orbitrap 质谱仪 （Thermo Fisher Scientific ， Bremen， Germany）上进行，热电喷雾离子源负离子模式，优化的电离源和 MS 参数：喷雾电压 3 kV，鞘气 35 au，辅助气体 10 au，毛细管温度 320 ，加热器温度 350 。全扫描模式下扫描质量范围 m/z 75 900，分辨率为 70 000。 1.2.3 数据处理和多元统计分析 在 UHPLC MS/MS 采集数据之后，使用 SIEVE 2.2 软件（Thermo Scientific ，Waltham ，MA ，USA）对原始数据进行预处理。通过比对化合物测得精确质量数与在线数据库中该化合物理论精确质量数（质量偏差小于 0.0003%），结合保留时间、同位素丰度以及二级质谱特征碎片等对化合物进行定性，参考数据库包括 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）对不同亚种间各组分含量的差异显著性进行单因素方差分析（ANOVA ），显著性水平 P < 0.05。使用 SIMCA Version 13.0.3 软件（ Umetrics，Umeå， Sweden）进行主成分分析（PCA ） ，以获得亚种之间的代谢物差异的信息。 1.3 西瓜果实代谢物的 GC MS 相对定量分析 取 25 mg 冷冻干燥样品，加 1 mL 甲醇提取样品， 70 下提取 15 min，然后加入 500 µL 水，混匀后进行离心，取上清液 200 µL 真空干燥，在残渣中加入 60 µL 30 mg · mL-1甲氧胺盐酸盐吡啶，在 37 放置 120 min 进行衍生化，随后加 120 µL MSTFA（ methyl-trimethyl-silyl-trifluoroacetamide）在 37 下处理 30 min。 GC MS 采用 GC TOF MS 系统（Pegasus HT Leco ， USA） ，接自动进样器；载气为高纯氦气，恒流模式，流速为 2 mL · s-1；DB-35 （30 m × 0.32 mm ， 0.25 µm）色谱柱；进样口温度 230 ，传输管和离子源温度均为 250 ，柱温箱升温程序：初始温度 85 ，以15 · min-1升至 360 ；溶剂延迟 180 s， 质谱扫描范围 m/z 70 600。 使用 Chroma TOF 4.5（ Leco）和 Tag Finder 4.2 软件（Schauer et al. ， 2005；Lisec et al. ，2006 ）进行数据分析。 用 GC MS 定量代谢物得到的是相对含量，即样品中目标化合物峰面积与内标核糖醇（ribitol ）峰面积之比（无单位），反映的是代谢物的丰度。用 Excel 计算比率（ 97103 和 PI296341 相对含量的比值），用 SPSS 软件对栽培种 97103和低糖野生材料PI296341代谢物含量进行 t 检验。 1.4 西瓜果柄伤流液和果实代谢物含量的离子色谱法测定 称取一定量混合均匀的样品（西瓜果柄伤流液、果肉粉末）至 100 mL 容量瓶中，加 20 mL 温水充分溶解样品，加水定容至刻度；将样品进行过滤，含糖量高的样品进行稀释；活化净化柱，依次用 10 mL 甲醇， 15 mL 水活化净化柱（净化柱型号为 Dionex OnGuard II RP Cartridges， 2.5-cc， Pkg. of 48） ，放置 0.5 h；试样溶液依次通过 0.45 µm 水相滤膜和净化柱，弃去前面 3 倍柱体积洗脱液，收集后面的洗脱液待测。 Thermo ICS-3000 离子色谱仪，配电化学检测器； Thermo DIONEX CarboPacTMPA1 柱， 4 mm × 250 mm；柱温 30 ；流速 1 mL · min-1；进样体积 25 L；淋洗液为 NaOH 水溶液；梯度洗脱程序如下：保留时间分别是 0、 15、 21、 32、 32 和 40 min，各时间对应 NaOH 浓度分别是 20、 20、 150、150、20 和 20 mmol · L-1。 1.5 半乳糖苷酶活性测定 半乳糖苷酶活性测定参考 Gao 和 Schaffer（1999）的报道，稍作改动。取冷冻的西瓜果实样品各 3 份，加入 4 倍体积的提取缓冲液 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 离心 20 min，取上清液采用对硝基酚法分析 半乳糖苷酶活性。 2 结果与分析 2.1 5 个西瓜材料果实的代谢组特征 通过 UHPLC MS/MS 方法研究 5 个西瓜材料果实代谢物组成特征，对原始数据进行处理，并通过主成分分析（PCA ）获得样品分布的概览。 PCA 得分（图 1）可明显区分 5 个具有代表性的西瓜果实材料，两个高糖材料与 3 个低糖材料在 PCA 得分图上沿主成分 2 区分开来：两个高糖材料崔霞霞，王亚钦，任 毅，Alisdair R Fernie ，Saleh Alseekh ，何洪巨，宫国义，张海英，郭绍贵，张 洁，许 勇. 低糖野生种与高糖栽培种西瓜果实代谢产物组分差异分析. 园艺学报， 2018， 45 (4)： 775783. 779 97103和 PI482271呈现出相似的代谢物组成特征，分布于 PCA 得分图的上部，蔗糖、葡萄糖和果糖二酐等有较高载荷；低糖材料PI296341、 PI595203和 PI386019均分布在 PCA 得分图下部，具有较高含量的苹果酸、泛酸和柠檬酸。 3 个低糖材料在沿主成分 1 被区分， PI296341位于主成分 1 正半轴， PI595203和 PI386019位于主成分 1 负半轴。低糖材料 PI296341与其他两个低糖材料相比，含有较丰富的泛酸、富马酸和苹果酸；而 PI595203和PI386019 中柠檬酸、焦谷氨酸和糠酸含量较高。通过对 5 个材料中代谢物组成特征的 PCA 分析可见，高糖材料与低糖材料中最主要的差异代谢产物为糖类和有机酸。 图 1 UHPLC MS/MS 中 5 个西瓜材料代谢物主成分分析得分图 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 果实代谢组差异 从 5 个材料代谢物组成的 PCA 结果可见，低糖和高糖材料分别具有类似的代谢产物组成特征。因此进一步选择代表性的低糖材料 PI296341和高糖材料 97103 ，通过 GC MS 方法定量测定其 58 种代谢物，包括糖类及其衍生物、氨基酸及其衍生物以及有机酸等的含量。 在 58 种代谢物中，有 27 种在 97103和PI296341中含量存在显著差异（表 1） 。其中 10种在高糖材料 97103果实中的相对含量高于野生低糖材料PI296341的 2 倍以上，分别为蔗糖、海藻糖、赤藓糖醇、柠檬酸、谷氨酸、苯甲酸、 丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸和 5磷酸腺苷。其他17 种在野生低糖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机酸、亮氨酸和甘氨酸等氨基酸。其中韧皮部运输的棉籽糖在野生低糖材料PI296341 存在大量滞留，其相对含量是高糖材料 97103的5 倍，由此表明野生低糖材料PI296341对棉籽糖卸载能力较高糖材料 97103 弱。 2.3 西瓜果实代谢物、酶活及代谢途径的综合分析 通过离子色谱法检测得到，栽培高糖西瓜 97103果柄韧皮部汁液中棉籽糖含量是野生低糖材料PI296341的 3 倍左右，而果实中棉籽糖被迅速卸载至极低水平，其含量仅为野生低糖材料PI296341的 1/7（表 2） ，表明栽培高糖材料 97103果实对棉籽糖的卸载能力远高于野生低糖PI296341 果实对棉籽糖的卸载能力。通过检测野生低糖材料 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. 果实中碱性 半乳糖苷酶的活性（表 2） ，发现 97103是野生材料PI296341 的 3 倍左右。由此可见，栽培高糖西瓜 97103中碱性 半乳糖苷酶的高活性可能对维管束中运输的棉籽糖水解和卸载起重要作用。 表 1 97103和 PI296341 西瓜果实代谢物相对含量 Table 1 Relative content of 97103 and PI296341 watermelon fruit metabolites 分类 Category 代谢物 Metabolote 97103 PI 296341 比率 Ratio 糖类 Sugar 蔗糖 Sucrose 23 421.9*973.7 24.054 海藻糖 Trehalose 6.1*2.6 2.346 赤藓糖醇 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 麦芽糖 Maltose 6.4 6.8 0.941 木糖 Xylose 5.0 11.5 0.435 岩藻糖 Fucose 175.8 164.9 1.066 有机酸 Organic acid 柠檬酸 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 马来酸 Maleic acid 13.8 47.7*0.289 苏糖酸 Threonic acid 40.3 241.9*0.167 苯甲酸 Bbenzoic acid 4.9*2.0 2.450 脱氢抗坏些酸 Dehydroascorbic acid 1.7 1.9 0.895 富马酸 Fumaric acid 109.3 146.4 0.747 1 4 内酯古洛糖酸 1-4-lacton gulonic acid 9.5 21.1 0.450 苹果酸 Malic acid 1 400.9 3 648.1 0.384 烟酸 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 伽玛氨基丁酸 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 组氨酸 Histidine 268.2 166.0 1.616 异亮氨酸 Isoleucine 1 154.1 1 710.0 0.675 赖氨酸 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 鸟氨酸 Ornithine 927.0 484.4 1.914 苯丙氨酸 Phenylalanine 852.6 442.9 1.925 4 羟基脯氨酸 Prolin-4-hydroxy 10.8 9.1 1.187 脯氨酸 Proline 589.3 965.3 0.610 丝氨酸 Serine 625.8 619.6 1.010 苏氨酸 Threonine 83.3 146.0 0.571 色氨酸 Tryptophan 926.9*419.3 2.211 缬氨酸 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，王亚钦，任 毅，Alisdair R Fernie ，Saleh Alseekh ，何洪巨，宫国义，张海英，郭绍贵，张 洁，许 勇. 低糖野生种与高糖栽培种西瓜果实代谢产物组分差异分析. 园艺学报， 2018， 45 (4)： 775783. 781 表 2 高糖97103 和低糖 PI296341 西瓜棉籽糖、水苏糖、蔗糖含量和碱性 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 测定部位 Measure part 材料 Material 棉籽糖 / （ mg · g-1） Raffinose 水苏糖 / （ mg · g-1） Stachyose 蔗糖 / （ mg · g-1） Sucrose 碱性 半乳糖苷酶 活性 /（ mol · g-1FW） Activity of alkaline alpha-galactosidase 果柄伤流液 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 果实 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 讨论 棉籽糖和水苏糖是栽培西瓜茎部维管运输的主要糖分 （ Zhang et al.， 2010）， 在野生西瓜 （Citrullus amarus） PI296341中高含量的棉籽糖通过 半乳糖苷酶水解作用卸载。棉籽糖被 半乳糖苷酶水解成蔗糖和 半乳糖（ Carmi et al.， 2003） ，随后蔗糖和 半乳糖通过转运蛋白被卸载到果实细胞（Williams et al. ， 2000） 。棉籽糖的水解产物 半乳糖（ -galactose）是 UDP 葡萄糖（ UDP-glucose）的合成底物，