NIL-Sletr1-2番茄突变体对不同激发剂的形态生理、产量及植物化学响应机制研究

这篇研究通过非因子完全随机设计，探讨了NaCl（160 mM）、水杨酸（SA，0.5 mM）和茉莉酸甲酯（MJ，0.25 mM）三种激发剂对乙烯不敏感番茄突变体NIL-Sletr1-2的形态生理、产量及植物化学特性的影响。结果表明，激发剂显著提升了果实β-胡萝卜素、总糖、抗氧化活性等关键指标，其中NaCl增加单穗花数和果实数，SA提高果实直径和重量，MJ则增强酚类化合物和类黄酮含量，为改善长货架期番茄的农艺性状提供了新策略。

　　

2.1 植物材料与生长条件

研究选用NIL-Sletr1-2番茄突变体，该品系通过三次回交获得，母本为印尼商业品种Intan，父本为乙烯受体基因突变的Micro-Tom。实验在温室中进行，采用完全随机设计，设置对照组（E0）及三种激发剂处理：160 mM NaCl（E1）、0.5 mM SA（E2）、0.25 mM MJ（E3），于最大营养生长期（初花期）进行灌根处理。

3.1 激发剂对营养生长的有限影响

尽管激发剂未显著改变株高（55.08–61.88 cm）、茎粗（7.84–8.84 cm）和叶片数（39.50–41.69片），但SA和MJ表现出促进生长的趋势。这一现象可能与激发剂通过乙烯信号通路（如ERFs）间接调控氮素转运有关，但NIL-Sletr1-2的乙烯不敏感性可能削弱了这种效应。

3.2 生殖性状的显著提升

NaCl处理使单穗花数增至31朵，果实数提高17.7%（18个/穗），而SA和MJ分别通过增强光合作用（PSII活性）和细胞扩张使果实直径增加3.51%和4.24%。值得注意的是，MJ处理的果实重量达37 g，较对照提升9.69%，印证了茉莉酸途径对果实发育的独立调控机制。

3.4 光合与渗透调节的微妙变化

激发剂未显著影响叶绿素a（16.38–23.62 mg 100 g^?1 FW）和总叶绿素含量（24.59–31.78 mg 100 g^?1 FW），但对照组的脯氨酸含量最高（4.29 μmol g^?1），推测乙烯信号缺失导致渗透调节物质积累异常。

3.5 类胡萝卜素代谢的关键发现

MJ处理使番茄红素含量提升135.07%（5.29 μg g^?1），SA则显著增加β-胡萝卜素119.65%（7.21 μg g^?1）。研究表明，MJ可能通过激活非乙烯依赖的ZDS基因促进番茄红素合成，而SA通过抑制乙烯合成间接增强β-胡萝卜素积累。

3.6 风味品质的化学基础

NaCl处理使总糖含量提高73.06%（60.93 mg g^?1），但可溶性固形物（TSS）和可滴定酸（TA）无显著变化。这种"高糖低酸"特征可能与乙烯信号缺失下Na⁺/K⁺稳态的重编程有关。

3.7 抗氧化系统的差异化调控

NaCl处理的抗氧化活性最高（93.18%），而MJ显著增加类黄酮含量（7.27 mg QE 100 g^?1 DW）。SlERF5基因可能在盐胁迫下通过非典型乙烯通路增强抗氧化酶活性，这为乙烯不敏感植物的逆境适应提供了新见解。

4 结论

尽管激发剂未能完全克服NIL-Sletr1-2果实商业化的尺寸限制，但通过靶向调控次级代谢通路，显著改善了其营养价值和抗氧化特性。该研究为长货架期番茄的品质改良提供了理论依据，特别是MJ和SA在调控类胡萝卜素与酚类代谢中的协同作用值得深入探索。