樱桃番茄基因型中维生素C和β-胡萝卜素含量的测定

《JSFA reports》:Determination of vitamin C and β-carotene content in cherry tomato genotypes

【字体: 时间:2026年07月19日 来源:JSFA reports 1.9

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  背景:樱桃番茄(Solanum lycopersicum var. cerasiforme)因其高产量潜力和丰富的抗氧化成分而受到重视。本研究旨在评估孟加拉国田间条件下种植的九个樱桃番茄基因型的形态性状、产量表现和抗氧化剂含量。试验采用随机完全区组设计(Ran

  
背景:樱桃番茄(Solanum lycopersicum var. cerasiforme)因其高产量潜力和丰富的抗氧化成分而受到重视。本研究旨在评估孟加拉国田间条件下种植的九个樱桃番茄基因型的形态性状、产量表现和抗氧化剂含量。试验采用随机完全区组设计(Randomized Complete Block Design, RCBD),三次重复。结果:在所有测量性状中均观察到显著的基因型变异。果实产量范围为3.78至5.76 kg plant?1,CT 44–4产量最高,其次为CT 57。维生素C含量范围为19.89至26.50 mg 100 g?1鲜重,CT 51含量最高;而β-胡萝卜素含量范围为0.64至1.07 mg 100 g?1,CT 46浓度最高。相关性分析显示,果实产量与单株果实数量呈强相关(r = 0.88),而维生素C和β-胡萝卜素呈弱相关,表明独立调控。主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)解释了64.54%的总变异,产量和营养相关性状对基因型分化贡献显著。结论:在评估的基因型中,CT 57表现出高产量和抗氧化剂含量的平衡组合。结果表明,CT 57、CT 46和CT 40是有希望的遗传资源,可用于旨在提高樱桃番茄生产力和营养品质的育种计划。
樱桃番茄(Solanum lycopersicum var. cerasiforme)因其高产量潜力和丰富的抗氧化成分而备受关注,其中维生素C(ascorbic acid)和β-胡萝卜素(β-carotene)是重要的饮食抗氧化剂,有助于预防氧化应激相关疾病并促进视觉健康。然而,在孟加拉国农业气候条件下,关于不同樱桃番茄基因型中这些抗氧化剂含量的比较信息十分有限,此前研究多集中于商业品种或不同环境,难以反映本地生产系统。因此,研究人员在孟加拉国BIRTAN实验农场(Araihazar, Narayanganj)开展了田间试验,采用随机完全区组设计(RCBD)三次重复,对九个樱桃番茄基因型(CT 40, CT 44–2, CT 44–4, CT 45, CT 46, CT 47–7, CT 51, CT 57及商业对照BINA Tomato 10)进行统一栽培管理,旨在评估其形态性状、产量表现及抗氧化剂含量,并筛选出兼具高产与高营养品质的优良基因型,为育种计划提供科学依据。该研究论文发表在《JSFA reports》。

研究人员采用了高效液相色谱法(HPLC)分别测定维生素C和β-胡萝卜素含量,其中维生素C测定参照中国食品安全国家标准(GB 5009.86–2016),采用C18反相色谱柱和甲醇-磷酸二氢钾流动相,检测波长245 nm;β-胡萝卜素测定参照Rodríguez-Amaya和Kimura的方法,采用丙酮-己烷提取,C18柱分离,检测波长450 nm。统计分析运用方差分析(ANOVA)、Tukey's HSD多重比较、Pearson相关性分析、主成分分析(PCA)及层次聚类分析(HCA),所有样本均来自统一田间条件下收获的完全红熟果实。

研究结果分述如下:

**Morphological traits(形态性状)**:所有测量性状均表现出显著基因型差异。果实数(FPP)每株范围为156.8(CT 44–2)至550.41(CT 44–4),单果重(FW)范围为8.27 g(CT 46)至29.87 g(CT 45),果实数与单果重呈负相关,反映源库分配权衡。单株产量(FYPP)范围为3.78至5.76 kg plant?1,CT 44–4产量最高,CT 57次之。果长(FL)2.67–4.27 cm,果径(FD)2.0–3.47 cm,果皮厚度(PT)3.33–5.17 mm,CT 44–2、CT 44–4、CT 46和CT 57果皮较厚,适于鲜食和采后处理。多数基因型果实为红色,而CT 45和CT 51为黄色,黄色果实中β-胡萝卜素比例较高。

**Vitamin C content(维生素C含量)**:维生素C含量变化显著(p < 0.05),范围为19.89至26.50 mg 100 g?1鲜重。CT 51含量最高(26.50 mg 100 g?1),CT 57次之(26.22 mg 100 g?1),BINA Tomato 10最低(19.89 mg 100 g?1),表明遗传因素主导维生素C积累。

**β-Carotene content(β-胡萝卜素含量)**:β-胡萝卜素浓度范围为0.64至1.07 mg 100 g?1鲜重,CT 46和CT 57最高(分别为1.07和1.06 mg 100 g?1),CT 51最低(0.64 mg 100 g?1),与已有报道一致。

**Comparative analysis(比较分析)**:综合产量与营养性状,CT 57在产量和抗氧化剂含量间取得最佳平衡,CT 46和CT 40分别作为β-胡萝卜素和维生素C改良的供体亲本具有潜力。CT 44–4虽产量最高但营养表现较低。维生素C与β-胡萝卜素呈弱正相关(r = 0.12, p > 0.05),表明二者可同时改良而不存在强生理权衡。

**Correlation analysis(相关性分析)**:产量与果实数强正相关(r = 0.88, p < 0.01),与单果重负相关(r = ?0.55, p < 0.05),证实果实数是产量主要决定因子。维生素C与β-胡萝卜素弱相关(r = 0.12),进一步支持独立调控。

**Principal component analysis (PCA)(主成分分析)**:前两个主成分(PC1和PC2)解释总变异的64.54%。PC1(41.31%)与产量相关性状(FYPP、FPP、PT)正相关,与FW、FD负相关,代表产量因子;PC2(23.23%)与β-胡萝卜素、FW、FD正相关,与维生素C负相关,代表营养品质和果实大小因子。PCA双标图清晰区分基因型:CT 44–4与产量紧密关联,CT 57和CT 46位于β-胡萝卜素和果皮厚度区域,CT 51与维生素C关联。

**Hierarchical cluster analysis (HCA)(层次聚类分析)**:基于欧氏距离和Ward法聚类,九个基因型分为三个主要聚类:聚类I(CT 51, CT 44–1, BINA Tomato 10)、聚类II(CT 40, CT 47–7, CT 44–2, CT 45)、聚类III(CT 46, CT 57),表明群体内存在显著遗传多样性,聚类III与其他聚类遗传距离较大,可用于杂交优势利用。

讨论部分:研究揭示了显著的基因型变异,果实数是产量主要驱动因素,维生素C与β-胡萝卜素弱相关支持同时改良。CT 57、CT 46和CT 40被确定为有前景的遗传资源,可用于高产与高营养品质的樱桃番茄育种。

结论翻译:本研究揭示了在统一田间条件下,九个樱桃番茄(Solanum lycopersicum var. cerasiforme)品系在形态性状、产量和抗氧化剂组成方面存在显著的基因型变异。果实产量主要受单株果实数影响,确认其作为樱桃番茄主要产量决定因素的关键作用。维生素C和β-胡萝卜素含量也表现出显著变异性,表明抗氧化剂积累受强烈遗传控制。在评估的基因型中,CT 44–4因果实数优势而产量最高,CT 51维生素C含量最高,CT 46β-胡萝卜素浓度最高。值得注意的是,CT 57在产量和营养品质之间表现出理想的平衡,成为综合性状改良的最有前景基因型。维生素C与β-胡萝卜素之间的弱正相关表明,这些性状可同时改良而无显著生理限制。总体而言,所鉴定的优良基因型——CT 57、CT 46和CT 40——代表了有价值的遗传资源,可用于培育高产且营养丰富的樱桃番茄品种。这些发现为未来多地点评价、稳定性分析和功能食品开发研究奠定了坚实基础。
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