有机肥部分替代化肥对露地茄生长及品质的影响

吴金栋; 何勇; 朱祝军

doi:10.11833/j.issn.2095-0756.20200767

有机肥部分替代化肥对露地茄生长及品质的影响

DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200767

浙江农林大学园艺科学学院浙江省山区农业高效绿色生产协同创新中心，浙江杭州 311300

基金项目: 国家重点研发计划项目(2018YFD0201209)；浙江省重点研发计划项目(2019C02012)

详细信息

作者简介: 吴金栋(ORCID: 0000-0002-5002-0750)，从事蔬菜栽培生理研究。E-mail: 18705185589@163.com

通信作者: 朱祝军(ORCID: 0000-0001-8551-7751)，教授，从事园艺作物生理和分子生物学、设施园艺等领域的基础和应用研究。E-mail: zhuzj@zafu.edu.cn

中图分类号: S641.1

Effects of partial substitution of chemical fertilizer with organic fertilizer on growth and quality of Solanum melongena in open field

Collaborative Innovation Center for Efficient Green Production in Mountainous Agriculture of Zhejiang Province, College of Horticulture Science, Zhejiang A&F University, Hangzhou 311300, Zhejiang, China

摘要: 目的探讨有机肥替代化肥在茄Solanum melongena生产中的作用。方法以单施化肥为对照(ck)，设置有机肥替代基肥中50%化肥氮(T₁)和有机肥替代基肥中100%化肥氮(T₂)2个处理，测定分析不同处理对露地茄产量、品质及土壤肥力的影响。结果相比ck，处理组土壤pH显著升高(P＜0.05)，土壤速效钾、有机质、微生物碳氮质量分数均显著增加(P＜0.05)；单果质量和单株结果数均显著提高(P＜0.05)，产量增加了13.8%~22.3%，其中T₁产量最大，为70 099.5 kg·hm⁻²；处理组茄果皮花青素质量分数显著增加(P＜0.05)，茄外表皮紫红颜色更深；果实中镁和硫质量分数显著增加(P＜0.05)，可溶性糖、可溶性蛋白质和维生素C质量分数和氨基酸质量摩尔浓度均有不同程度提高，其中T₁综合效果更优。结论选择有机肥替代基肥中50%的化肥可以有效地提高露地茄产量，改良品质，并改善土壤肥力。表9参40
- 施肥 /
- 茄 /
- 花青素 /
- 营养元素 /
- 氨基酸 /
- 土壤肥力
Abstract: Objective This study aims to explore the effects of partial replacement of chemical fertilizer with organic fertilizer in the production of Solanum melongena. Method Taking chemical fertilizer as control (ck), 50% substitution of base nitrogen fertilizer with organic fertilizer (T₁) and 100% substitution of base nitrogen fertilizer with organic fertilizer (T₂) were set up as two treatments. The effects of different treatments on S.melongena yield, quality and soil fertility were studied in open field. Result Compared with ck, soil pH, soil available potassium, organic matter, microbial biomass carbon and nitrogen content increased significantly in both treatments (P＜0.05). The fruit weight and fruit number per plant increased significantly (P＜0.05), which led to the increase in yield by 13.8%−22.3%, and the yield of T₁ was highest, which was 70099.5 kg·hm⁻². The anthocyanin mass fraction of S.melongena pericarp increased significantly in both treatments(P＜0.05), and thus deepened the fruit color. The mass fraction of magnesium and sulfur in fruits increased significantly (P＜0.05), and that of soluble sugars, soluble protein and vitamin C and the molar concentration of amino acid increased in varying degrees, and the comprehensive effect of T₁ was better. Conclusion Replacing 50% of the base fertilizer with organic fertilizer can effectively improve S. melongena yield, quality and soil fertility. [Ch, 9 tab. 40 ref.]
- fertilization /
- Solanum melongena /
- anthocyanin /
- nutrient elements /
- amino acid /
- soil fertility

山麦冬Liriope spicata为百合科Liliaceae多年生草本植物，在园林绿化中多栽培于林下或林缘半阴处，掩饰裸露土壤，起到补充绿地改善不良景观的作用。山麦冬属Liriope植物只有8种，中国栽培6种，其中包含3个特有种，但山麦冬属植物分布广泛，除极寒地区及高海拔地区外，中国各省均有分布，其地理分布受人为栽培引种因素影响很大，没有特定的地理分布规律^[1]。山麦冬成熟时果实表皮由绿转黑，9月结果后观果时期可长达整个冬季，且其花葶较长多矗立于叶子的上方，易于观察，具有很高的园林应用价值。目前，针对山麦冬成熟过程中呈色物质及调控基因尚未报道，但花青素合成途径在植物中是保守的，合成途径中上游合成基因是决定植物组织能否积累花青素的关键^[2]，而下游修饰基因的表达常与花青素的积累一致，是加深果色花色的关键基因^[3-5]。此外，花青素的积累还受转录因子的调控，其中以MYB转录因子与bHLH转录因子最为常见^[6]。

用于基因表达定量分析的方法比较多，其中实时荧光定量PCR(RT-qPCR)由于定量准确、成本低且高通量，被广泛应用于基因表达水平研究。但其结果常受RNA质量、反转录效率、引物特异性、初始样品量及扩增效率等因素的影响^[7-8]，需要引入1个或多个表达稳定的内参基因(reference genes, RGs)来评估目的基因的相对表达^[9]。在植物学研究中，曾以肌动蛋白(actin，ACT)^[10-12]、组蛋白(histone)^[11]、蛋白磷酸酶(protein phosphatase，PP2A)^[13]、甘油醛-3-磷酸-脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase，GAPDH)^[12]、泛素结合酶(ubiquitin conjugating enzyme, UBC)^[14-15]以及18S核糖体RNA(18S ribosomal RNA，18S)^[16]等基因作为内参基因。但是常见的内参基因也并非适用于任何研究，且目前还未见山麦冬内参基因的报道。鉴于此，本研究基于山麦冬转录组数据，对山麦冬果实发育中稳定表达的内参基因进行研究，为提高果色转变关键基因RT-qPCR分析的准确性提供科学依据。

1. 材料与方法

1.1 材料

在浙江农林大学资源圃，选取生长环境相同，且植株生长状况良好、长势整齐的山麦冬，随机均匀采集15~20株山麦冬植株的各一簇花葶的上、中、下部分果实，基于山麦冬果实生长特性，采集山麦冬幼果期(2020年9月)及成熟期(2020年11月) 2个时期样品，果实从花葶中取下后立即存于−80 ℃冰箱备用。设置3次生物学重复。

1.2 总RNA提取及cDNA合成

使用天根离心柱型RNA试剂盒(天根生物科技有限公司)从每个时期样本中提取总RNA。采用质量分数为1%的琼脂糖凝胶电泳检测RNA的完整性。总RNA的纯度和质量浓度采用NanoDrop ONE微量核酸蛋白浓度测定仪(Therm，美国)测定。总RNA样本质量浓度均高于4×10⁻⁵ ng·L⁻¹以上，总RNA纯度[D(260)/D(280)]为1.9~2.1。cDNA的合成使用PrimerScript™ RT Master Mix cDNA (Perfect Real Time)反转录试剂盒，所有样本总RNA加入量按照3×10⁻⁵ ng·L⁻¹稀释至同一质量浓度，cDNA置于−20 ℃冰箱保存。

1.3 候选内参基因的筛选及RT-qRCR

基于已获得的山麦冬转录组数据及京都基因与基因组百科全书(KEGG)注释，筛选了多条通路的基因作为内参基因参考库，包括参与山麦冬果实运输和分解代谢的基因(SLC36等)，参与代谢过程的基因(PP2C、MGL、PDP、G6PD等)，参与信号传导与转运的基因(AUX、GPR107、CNNM等)，参与细胞过程的基因(CFL等)，参与植物免疫的基因(Trx等)，参与遗传信息处理的基因(UGT、PP2A、EF1-α等)共1 648个，参考前人对内参基因的筛选阈值稍作修改后^[11-13]，以每千个碱基转录每百万映射读取的片段(FPKM)高于5的基因(低表达的难以检测)、变异系数＜0.1、变化倍数＜0.2为筛选条件，得到前15个候选内参基因(表1)。

表 1 山麦冬15个候选的内参基因

Table 1 15 candidate reference genes of L. spicata

基因名	基因注释	变异系数	变化倍数	基因名	基因注释	变异系数	变化倍数
SLC36	solute carrier family 36	0.003	0.001	CFL	cofilin	0.061	0.178
PP2C	protein phosphatase 2C	0.007	0.019	UGT	UDP-glucose: glycoprotein glucosyltransferase	0.064	0.184
Trx-1	thioredoxin	0.037	0.107	PP2A	protein phosphatase 2A	0.064	0.185
MGL	monoacylglycerol Lipase	0.043	0.123	EF1-α	elongation factor 1-alpha	0.067	0.193
AUX	auxin influx carrier	0.050	0.144	G6PD-1	glucose-6-phosphate dehydrogenase	0.068	0.197
GPR107	G protein-coupled receptor 107	0.056	0.161	G6PD-2	glucose-6-phosphate dehydrogenase	0.045	0.130
PDP	pyruvate dehydrogenase phosphatase	0.058	0.169	Trx-2	thioredoxin 1	0.065	0.186
CNNM	cation transport mediators	0.061	0.177

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根据转录组获得的核酸序列信息，利用primer 5软件设计引物，并交由杭州有康生物技术有限公司合成(表2)。利用TB Green染料(Takara)预反应，体积20 μL，并使用LightCycler® 480 Ⅱ型荧光定量PCR仪(罗氏，瑞士)进行RT-qPCR。反应程序：95 ℃预变性5 min；95 ℃变性10 s；60 ℃退火延伸30 s，40个循环。实验设置3次生物学重复。扩增效率(cDNA稀释浓度梯度为5⁻¹、5⁻²、5⁻³、5⁻⁴、5⁻⁵)计算公式为E=[10(−1/K)–1]×100%，其中：E为扩增效率，K为斜率。15个候选内参基因的扩增效率为91.7%~108.0%(表2)。

表 2 15个候选内参基因的引物序列和扩增子特征

Table 2 Primer sequences and amplicon characteristics of 15 candidate reference genes

基因名	正向引物序列(5′→3′)	反向引物序列(5′→3′)	产物长度/bp	扩增效率/%	相关系数
SLC36	GTAAGTTTCGCCGAGTGCTT	ACTGCAGTAGCAGACCAGTT	148	91.7	0.982
PP2C	TGGGCCATGATGTTCCAGAT	AGTACACGCAGTCTTCACCT	77	94.8	0.999
Trx-1	TTGTTGGCACCCACAAGTTT	CATTCGTGCCACTCCAACAT	72	102.0	0.999
MGL	AATGCCTTCACTGGAACAGC	GCCGCCAAGTGAGTAAACAA	138	101.0	0.994
AUX	TGCAGAGAAACCACCCTTCT	CCGAATCCAAATCCGACCAC	99	91.7	0.949
GPR107	ACAGGTGATTGCGAACATCG	CTTCGACGTCTCCTTCAACG	166	105.0	0.906
PDP	GACGGAGGTCGGTTGGATTT	CTGCACATGCATCATCACGA	124	96.2	0.976
CNNM	GCTGCACTAACTCCAGCTTC	GGCACAACTGTGGTCAACAT	86	96.8	0.999
CFL	CGAGGAGAACTGCCAGAAGA	GTTGGATCGGTCGCTTGTAG	153	107.0	0.992
UGT	TGGAAGCATCCTCACTTGACT	TGTCTTCAAATTAGGGTTAGCGA	83	93.5	0.994
PP2A	GAGTCGGAGAGGTCGAAGAG	GCGGAGCAATTCCTACCATC	121	99.2	0.975
EF1-α	CAAGCGTCCCACTGACAAG	CCAGGCTTGAGGATACCAGT	111	101.0	0.998
G6PD-1	GATGCAACAGGCCAGAAGAG	AGTGCAAACAGTGCAGGAAA	104	97.9	0.996
G6PD-2	ATAACGTTGCCCTCTCCACA	ATCCAACTGCAATCCAAGCC	107	108.0	0.999
Trx-2	GTGGTGCACCGTCAGTAAAC	CGCTGTGGTTGATGTCTCTG	113	96.0	0.992

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1.4 内参基因的稳定性分析及验证

通过4种方法分析内参基因的稳定性：ΔC_t值法^[17]、geNorm^[18]、NormFinder^[19]和BestKeeper^[20]。利用Excel 2010计算4种方法对候选内参基因几何平均数的排名，综合筛选最适的内参基因。同时根据前期转录组数据筛选了10种目的基因，涵盖花青素合成通路上下游基因以及调控基因。这10种基因在转录组数据加权共表达分析中属于中枢基因，表达量高、与花青素相关性强，且在果实成熟过程中显著上调。目的基因包括C4H、CHS、MT、UFGT、MYB、bHLH，上述基因引物序列及扩增子特征见表3，最后利用SPSS 19.0与Graphpad Prism 8.0分析及作图。

表 3 10个目的基因的引物序列和扩增子特征

Table 3 Primer sequences and amplicon characteristics of 10 target genes

基因名	正向引物序列(5′→3′)	反向引物序列(5′→3′)	产物长度/bp	扩增效率/%	相关系数
C4H	TCTTTGATCACGGCTTGCAG	ATGAGATCGACACCGTCCTC	88	109.0	0.992
CHS-1	TGCATTGCACCAGTAGTAGC	GCCCTCCTGATCTCCTCAAC	122	104.0	0.995
CHS-2	TTGTTGGCACCCACAAGTTT	CATTCGTGCCACTCCAACAT	82	91.7	0.997
MT	CCACCGAGAGCAAGAACAAC	GGGTACACACTGGTCTCCAA	112	96.2	0.999
UFGT-1	AGCAAGGTGTTGAAGGAGGA	AAATTCCGAACCGAGCTTCC	110	91.7	0.935
UFGT-2	CGACGGATCCCATTCGACTA	CGCCGCTCCTCCTATTAAC	57	92.9	0.996
MYB-1	GCAAGATCAGGTCCTCCTCA	CAAAGTACGTGGCGAAGGAG	162	107.0	0.975
MYB-2	ATGGGAAGATGGTGGCCTTT	GAAGGGTGCACAGCTTCAG	70	91.7	0.986
MYB-3	CGAGGAGAACTGCCAGAAGA	GGTGCTTGTTGAGAGAGCTG	172	105.0	0.996
bHLH	TGCTTAGCAATGGCAACAGG	GGCTGCTGACCAGAAGATTG	123	101.0	0.998

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2. 结果与分析

2.1 山麦冬候选内参基因的表达量分析

15个候选内参基因的溶解曲线均为单一峰(图1)，琼脂糖凝胶电泳检测后出现与预期大小一致的单一条带(图2)。该结果表明引物具有良好的特异性。

图 1 15个候选内参基因的溶解曲线

Figure 1 Melting curves of fifteen reference genes

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图 2 15个候选内参基因PCR扩增产物的琼脂糖凝胶电泳

Figure 2 Agarose gel electrophoresis of the PCR products of the fifteen reference genes

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根据原始循环阈值(C_t)分布发现：所有候选内参基因的C_t为15.53~28.81，C_t越高，基因的表达量越低，反之表达量越高。本研究中，EF1-α基因表达量最高，PP2C基因表达量最低，其余基因表达量介于两者之间。此外，由箱线图(图3)跨度可初步判定内参基因的稳定性。PP2C、Trx-1、AUX、PP2A、PDP基因的C_t跨度广，不稳定，而GPR107、CNNM、EF1-α、G6PD-2、Trx-2基因最为稳定，其中GPR107、CNNM、G6PD-2基因的C_t中位数与平均数接近，即上述基因相对表达量离散程度低，表达更稳定。然而对原始C_t分析内参基因稳定性的不足，还需引入其他的方法。

图 3 15个候选内参基因的C_t

Figure 3 C_t values of the 15 candidate reference genes

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2.2 内参基因的稳定性分析

利用ΔC_t法、geNorm、NormFider和BestKeeper对15个候选内参基因的稳定性进行分析(表4)。

表 4 4种方法评价15个候选内参基因表达的稳定性

Table 4 Expression stability of 15 candidate reference genes evaluated by 4 methods

内参基因	ΔC_t	geNrom	NormFinder		Beatkeeper
内参基因	标准差	基因平均表达值	基因稳定值	标准差	变异系数	相关系数
SLC36	2.632	0.854	0.173	0.569	2.523	0.671
PP2C	2.321	0.927	0.416	0.828	3.070	0.824
Trx-1	2.663	1.130	0.510	0.852	3.964	0.832
MGL	2.673	1.007	0.493	0.885	3.918	0.918
AUX	2.652	1.094	0.598	1.063	4.430	0.882
GPR107	2.617	0.817	0.167	0.489	2.253	0.728
PDP	2.737	1.390	0.831	0.642	2.571	0.462
CNNM	2.615	0.847	0.157	0.468	2.015	0.721
CFL	2.274	1.094	0.346	0.532	3.038	0.781
UGT	2.613	0.923	0.237	0.517	2.418	0.651
PP2A	2.693	1.054	0.568	1.057	4.671	0.511
EF1-α	2.127	0.895	0.286	0.393	2.347	0.687
G6PD-1	2.763	1.204	0.692	0.469	2.065	0.009
G6PD-2	2.636	0.880	0.334	0.290	1.323	0.750
Trx-2	2.663	0.989	0.465	0.417	1.790	0.487

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ΔC_t法是在原始C_t值的基础上，计算每个基因所有样本与其他基因的C_t值之差，并计算其标准差。一般平均标准差越低，基因稳定性越高。该方法中，EF1-α、PP2C、CFL、CNNM是山麦冬果实发育阶段最稳定的内参基因；PDP、G6PD-1、PP2A是最不稳定的内参基因。

geNorm软件通过平均表达值来描述候选内参基因的稳定性，同时还能计算归一化因子之间的两两变异(V_n/n+1，其中n为可使RT-qPCR结果准确的最少基因数目)。该方法中，所有基因的平均表达值都在1.5以下(稳定内参基因的临界值)，即该方法判定下的所有基因都可作为内参基因，其中GPR107(0.817)与CNNM(0.847)基因的平均表达值最低，说明最稳定。同时PDP、G6PD-1基因的平均表达值最高，分别为1.390、1.204，最不稳定，这与ΔC_t法判定结果一致。此外，利用geNorm计算2个归一化基因的V_n/n+1，确定适合量化果实生长过程的最优内参基因数目。geNorm首先计算2个最稳定的候选内参基因的归一化因子值，然后将剩余候选内参基因按其表达稳定性下降的顺序依次相加。如果基因之间的V_n/n+1大于或等于0.15，则进行RT-qPCR分析时应该再添加1个基因才能达到可靠的结果，一旦V_n/n+1低于0.15，就不需要添加额外的基因^[21]。由图4可见：从V_4/5开始V_n/n+1小于0.15，即需要使用4个内参基因才能得到可靠的RT-qPCR结果。

图 4 精确归一化的最佳内参基因数量

Figure 4 Optimal number of control genes for accurate normalization

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NormFinder软件可分析候选内参基因的两两变异性，其中稳定值越小，候选内参基因越稳定。CNNM与GPR107基因的稳定值最小，分别为0.157、0.167，即CNNM与GPR107基因最稳定，这与geNorm分析结果一致；此外，对最差的内参基因评价也与上述2种方法一致：PDP、G6PD-1、AUX是量化果实发育阶段最不适合的内参基因。

Bestkeeper与geNorm、NormFinder软件不同，需导入原始C_t值平均数，计算候选内参基因在所有样品中的标准差、变异系数、相关系数。一般地，稳定的内参基因拥有低的标准差、变异系数及高的相关系数。在Bestkeeper评价中，与geNorm、NormFinder分析结果一致，CNNM与PDP基因分别还是最稳定与最不稳定的内参基因。除此之外，还发现G6PD-2为该方法中最稳定的内参基因，其标准差与变异系数最低，分别为0.290、1.323，相关系数为0.750。

最后通过几何平均数对这4种方法的分析结果进行综合性排序(表5)。根据表5的排名与geNorm推荐的内参基因数目，筛选CNNM、GPR107、EF1-α、G6PD-2作为标准化山麦冬果实RT-qPCR的最优内参组合，PDP为最差内参基因，通过4种算法得出的结果也与最初候选内参基因原始C_t值分布箱线图分析结果一致。

表 5 15个候选内参基因的综合排名

Table 5 Comprehensive ranking of reference genes for normalization

基因名	几何平均数	排名	基因名	几何平均数	排名
CNNM	2.340	1	PP2C	6.557	9
GPR107	2.913	2	MGL	8.572	10
EF1-α	3.162	3	AUX	10.602	11
G6PD-2	3.722	4	Trx-1	11.199	12
SLC36	5.350	5	G6PD-1	11.977	13
UGT	5.826	6	PP2A	12.368	14
CFL	5.925	7	PDP	14.491	15
Trx-2	6.160	8

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2.3 内参基因稳定性的验证

为验证内参基因的有效性，选择10种花青素合成结构基因与调控基因作为目的基因。用单一内参基因：最优内参(CNNM)、最差内参(PDP)，及2种内参组合：排名前2位的内参基因(CNNM、GPR107)和排名前4位的内参基因(CNNM、GPR107、EF1-α、G6PD-2)进行归一化。从图5可见：在山麦冬果实花青素合成过程中，使用4种内参方式归一化时，所有的目的基因都上调表达，但变化倍数稍有不同。在山麦冬果实成熟期，使用PDP基因作为内参时，所有目的基因相对表达量均显著高于其他3类，特别是对转录因子bHLH基因的量化时产生严重偏差，使用PDP基因与CNNM+GPR107+EF1-α+G6PD-2基因组合作为内参，bHLH基因的相对表达量分别为6.28与15.70，两者差异高达2.5倍。然而，当使用最优内参基因CNNM进行标准化时，除UFGT基因外，CNNM、GPR107、EF1-α、G6PD-2内参组合无显著差异，使用CNNM基因标准化时，UFGT相较幼果期上调表达50.71倍，使用4种内参组合时，UFGT上调72.49倍。此外，本研究还分析了候选内参排名前2位的基因(CNNM、GPR107)作为目的基因的表达量，发现选用2种内参基因与geNorm软件推荐使用4种内参基因，在10个目的基因中均无显著差异。

图 5 不同内参基因归一化后10个目的基因的相对表达量

Figure 5 Relative expression levels of ten target genes after normalized by different reference genes

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从图6可见：利用最差内参PDP得到的目的基因表达量与4种内参基因组合得到的目的基因表达量相关系数为0.868 6 (P＜0.01)，当使用最优基因CNNM作为内参时，与4种内参组合相关系数可达0.991 6 (P＜0.01)。对2种内参组合与geNorm推荐的4个数目内参组合比较发现：通过这2种方法标准化得到的目的基因相关性可达0.999 9 (P＜0.01)，即仅使用CNNM、GPR107基因作为双内参也可达到geNorm软件推荐的4个内参数目组合的效果。

图 6 不同内参基因标准化后10种目的基因表达量的相关性分析

Figure 6 Correlation analysis for relative expression levels of ten target genes after normalized by different reference genes

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3. 讨论

山麦冬作为一种优良的地被园林植物及药用植物，研究多集中于提高栽培技术及块茎产量，而针对园林观赏应用的研究较少。在本研究之前没有山麦冬内参的研究报道，作为沿阶草族植物，其近源种也仅有麦冬Ophiopogon japonicus抗逆性研究中曾以微管蛋白基因(tubulin)^[22]及Actin^[23]作为参考基因。但这2类基因在前期转录组筛选中由于变异系数及变化倍数在候选内参中就已经被排除。本研究根据几何平均数的综合排名，推荐使用内参基因CNNM、GPR107、EF1-α、G6PD-2作为研究山麦冬花青素合成的最优内参组合。EF1-α、G6PD-2属于常见的内参基因，在植物生长发育、抗逆反应、代谢合成中已被广泛应用^[24-25]。基于前期转录组数据，新型内参基因CNNM、GPR107也可作为RT-qPCR分析的内参基因，CNNM编码过渡金属转运蛋白，可参与多种金属吸收、排除及区分化^[26]，GPR107编码G蛋白偶联受体107，广泛存在于细胞表面的膜蛋白，可参与植物体多种细胞信号转导及调控机制保守^[27]。上述2种基因在山麦冬果实中表达稳定，其相对表达量平均值与中位数相近，离散程度低，且表达量适中，符合内参基因的标准。在观赏植物中，由于新型内参基因稳定性强于传统内参基因，常被选用标准化目的基因的表达。例如，在异型花柱连翘Forsythia suspensa中，转录组中变化微小的未知基因是研究花开放最适合的内参基因^[28]；太行花Taihangia rupestris花器官有复杂的性别决定机制，鉴定两性花与雄性花的内参基因是编码铁硫簇组装蛋白、3-巯基丙酮酸硫转移酶与跨膜蛋白50的新型内参基因^[11]。SmDnaJ基因在旱柳Salix matsudana各种非生物胁迫下表达最为稳定^[29]。bHLH在观赏百合Lilium oriental×Trumpet hybrid体胚诱导、体胚发育中表达最稳定^[30]，但bHLH是植物颜色育种中的重要靶基因，并不适合作为本研究的内参基因候选，这也证实了不同目标性状需采用不同的内参基因，没有一种内参基因是普适的。

花青素合成路径在植物中是保守的，其中MYB转录因子与bHLH转录因子可形成二元复合体，激活花青素合成酶基因^[31-32]。大量研究表明：MYB、bHLH转录因子基因与花青素合成酶基因在紫色系植物组织发育过程中协同上调^{[3, 33-34]}。为验证内参基因的结果，挑选了10个在山麦冬花青素合成调控网络的中枢基因(相关性强且表达量高)作为验证，其中包括转录因子与结构基因(C4H、CHS、MT、UFGT、MYB、bHLH)，这10种基因在4种归一化方法下表达模式均显著上调，但趋势稍有不同，选用较差内参PDP标准化结果偏差最大，在山麦冬成熟黑果中所有基因都显著高于其他基因。尽管最优内参基因CNNM对目的基因的归一化可以达到与4种内参组合很高的相关系数，但对UFGT基因的量化存在显著差异，而UFGT基因作为花青素合成通路的下游修饰，对花青素积累至关重要，特别是在山麦冬这类组织颜色深即富含花青素的类型^{[2, 35]}，例如在葡萄Vitis vinifera果皮^[36]、玫瑰Rosa rugosa ^[37]、紫皮石刁柏Asparagus officinalis^[33]中UFGT都被验证为关键基因，因此仅选用单一基因作为研究山麦冬果皮花青素积累的内参是不合适的，继而在CNNM基因基础上又引入GPR107来规避单内参基因的误差，该内参组合与geNorm推荐的内参组合相关系数最高，在10种目的基因的验证结果中与4种内参组合均无显著差异，且选用双内参组合比4种内参组合可操作性强，因此判定使用CNNM、GPR107作为双内参即可得到可靠的RT-qPCR结果。双内参组合联合使用可以减少实验因素对基因表达的影响，且结果更为准确。暴露于UV-B辐射下的番茄Lycopersicon esculentum幼苗不同组织都应选用特定的内参组合，例如叶中选用肌动蛋白基因与微管蛋白基因，而根中选用微管蛋白与UV-B抗性位点基因更加适合^[38]；UBQ和EF1-α基因由于表达稳定，可作为内参基因用于鹅掌草Anemone flaccida各器官的不同发育阶段^[39]。

4. 结论

本研究基于转录组数据筛选了15个候选内参基因，分析其在山麦冬果实不同时期的表达稳定性。经过10种目的基因验证后，表明以CNNM、GPR107基因作为组合是山麦冬果实花青素生物合成研究的最佳内参基因，而常用的内参基因却并不适用于本研究，这为筛选新型内参基因提供了新思路。

表 1 施肥方案

Table 1. Fertilization scheme

处理	施基肥/(kg·hm⁻²)			6月1日追施复合肥/ (kg·hm⁻²)	7月16日追施复合肥/ (kg·hm⁻²)
处理	有机肥	复合肥	硼砂	6月1日追施复合肥/ (kg·hm⁻²)	7月16日追施复合肥/ (kg·hm⁻²)
ck	0	1 200	45	150	150
T₁	4 245	600	45	150	150
T₂	8 490	0	45	150	150

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表 2 不同施肥处理对土壤性状的影响

Table 2. Effects of different fertilization treatments on soil properties

处理	pH	碱解氮/(mg·kg⁻¹)	有效磷 /(mg·kg⁻¹)	速效钾/(mg·kg⁻¹)	有机质/(g·kg⁻¹)	微生物碳/(mg·kg⁻¹)	微生物氮/(mg·kg⁻¹)	微生物碳氮比
ck	4.3±0.1 b	188.2±6.5 b	21.1±1.9 a	201.8±4.1 c	41.6±1.2 c	389.0±2.5 c	47.8±0.9 c	8.1±0.2 a
T₁	5.1±0.1 a	385.7±6.7 a	22.1±3.9 a	378.5±1.8 a	55.6±3.6 a	628.3±1.4 a	122.4±2.1 a	5.1±0.1 b
T₂	5.0±0.1 a	182.6±13.2 b	22.0±1.5 a	255.7±3.8 b	45.4±2.4 b	509.8±1.1 b	60.6±1.0 b	8.4±0.1 a
说明：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)

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表 3 不同施肥处理对茄种植前后土壤性状的影响

Table 3. Effects of different fertilization treatments on soil properties before and after eggplant planting

处理	△pH	△碱解氮/ (mg·kg⁻¹)	△有效磷/ (mg·kg⁻¹)	△速效钾/ (mg·kg⁻¹)	△有机质/ (g·kg⁻¹)	△微生物碳/ (mg·kg⁻¹)	△微生物氮/ (mg·kg⁻¹)	△微生物碳氮比
ck	−0.5	−80.0	4.9	110.7	19.2	106.2	27.6	−5.9
T₁	0.3	187.5	5.9	287.4	33.2	345.5	102.2	−8.9
T₂	0.2	−15.6	5.8	164.6	23.0	227.0	40.4	−5.6
说明：△表示增量

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表 4 不同施肥处理对茄生长指标的影响

Table 4. Effects of different fertilization treatments on growth indexes of eggplant

处理	株高/cm	茎粗/mm	果长/cm	果直径/cm	单果质量/g	单株结果数/个	产量/(kg·hm⁻²)
ck	106.8±6.3 a	21.3±1.1 c	25.7±1.6 b	2.3±0.1 b	60.0±7.0 b	8.4±2.5 c	57 300.0±1 501.5 c
T₁	105.2±5.8 a	26.8±1.3 a	27.6±1.5 a	2.5±0.1 a	72.2±3.4 a	16.2±3.8 a	70 099.5±1 552.5 a
T₂	105.1±5.3 a	24.4±1.3 b	27.3±1.7 a	2.4±0.2 a	71.7±11.8 a	12.3±2.3 b	65 200.5±1 819.5 b
说明：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)

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表 5 不同施肥处理对茄叶面积、叶片数和SPAD的影响

Table 5. Effects of different fertilization treatments on leaf area and leaf number and SPAD value of eggplant

处理	叶面积/cm²	叶片数	SPAD
ck	196.6±3.6 c	94.2±29.6 a	74.6±3.9 a
T₁	226.5±6.3 a	100.1±16.8 a	69.4±2.9 b
T₂	215.6±9.3 b	99.2±8.7 a	65.4±4.8 c
说明：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)

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表 6 不同处理对茄果皮硬度和颜色的影响

Table 6. Effects of different fertilization treatments on hardness and color of eggplant peel

处理	a*	b*	L*	C	果皮硬度/N	花青素/(mg·g⁻¹)
ck	16.1±1.3 a	−6.2±0.3 c	18.2±0.2 a	5.1±0.1 c	6.6±0.7 b	9.4±0.8 c
T₁	11.3±0.5 c	−4.5±0.4 a	16.7±1.4 a	6.2±0.2 a	7.7±0.8 b	13.3±1.5 a
T₂	12.7±0.7 b	−5.5±0.2 b	17.7±0.8 a	5.7±0.2 b	7.9±0.8 a	11.4±0.2 b
说明：a表示果皮红绿色度，a＜0显示绿色，a＞0显示红色，数值越大果皮越红；b表示果皮黄蓝色度，b＜0显示蓝色，　　　　　 b＞0显示黄色，数值越大果皮越黄；L表示果皮亮度，L=0显示黑色，L*=100显示白色，数值越大，果皮越亮。C为红色　　　　葡萄果实颜色指数(CIRG)，是间接反映花青苷质量分数及着色的重要值^[23]，与花青素质量分数达到了0.835的线性相关^[24]，　　　　　C＜2显示黄绿，2＜C＜4显示粉红，4＜C＜5显示红色，5＜C＜6显示深红，C＞6显示蓝黑。同列不同小写字母表示处理间　　　　　差异显著(P＜0.05)

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表 7 不同处理对茄果肉硬度、可溶性糖、可溶性蛋白质和维生素C的影响

Table 7. Effects of different treatments on hardness, soluble sugar, soluble protein and vitamin C content of eggplant fruit

处理	果肉硬度/N	可溶性糖/(mg·g⁻¹)	可溶性蛋白质/(mg·g⁻¹)	维生素C/(mg·g⁻¹)
ck	3.32±0.55 a	101.29±9.10 c	7.51±0.53 b	0.15±0.04 c
T₁	2.83±0.42 b	158.81±10.13 a	10.00±1.34 a	0.34±0.01 a
T₂	3.29±0.37 a	136.32±8.20 b	9.57±0.71 a	0.22±0.04 b
说明：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)

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表 8 不同施肥处理对茄果实中游离氨基酸的影响

Table 8. Effects of different fertilization treatments on the content of free amino acids in eggplant fruit

处理	苏氨酸/ (μmol·g⁻¹)	缬氨酸/ (μmol·g⁻¹)	蛋氨酸/ (μmol·g⁻¹)	赖氨酸/ (μmol·g⁻¹)	异亮氨酸/ (μmol·g⁻¹)	亮氨酸/ (μmol·g⁻¹)	苯丙氨酸/ (μmol·g⁻¹)
ck	4.52±1.01 b	9.90±2.76 b	0.32±0.08 c	7.03±1.63 b	4.37±0.93 b	5.02±0.37 b	8.33±0.82 c
T₁	4.16±0.92 b	22.72±1.26 a	1.45±0.15 a	32.61±2.23 a	17.03±1.64 a	10.46±2.17 a	10.88±0.34 a
T₂	11.55±2.94 a	11.42±1.08 b	0.97±0.13 b	9.45±1.52 b	5.82±1.60 b	4.89±0.76 b	9.25±0.42 b

处理	天冬氨酸/ (μmol·g⁻¹)	丝氨酸/ (μmol·g⁻¹)	谷氨酸/ (μmol·g⁻¹)	甘氨酸/ (μmol·g⁻¹)	组氨酸/ (μmol·g⁻¹)	精氨酸/ (μmol·g⁻¹)	丙氨酸/ (μmol·g⁻¹)
ck	11.22±2.99 c	25.03±3.11 c	1.29±0.96 a	1.39±0.34 b	99.17±8.97 b	5.51±1.88 b	3.48±0.83 b
T₁	35.76±2.73 a	124.19±1.96 a	1.82±0.76 a	1.96±0.31 a	135.56±15.31 a	6.25±2.13 b	3.70±1.42 b
T₂	14.63±1.38 b	44.78±7.97 b	1.35±0.17 a	1.89±0.35 a	106.89±6.87 b	10.48±2.97 a	13.38±3.06 a

处理	脯氨酸/ (μmol·g⁻¹)	半胱氨酸/ (μmol·g⁻¹)	酪氨酸/ (μmol·g⁻¹)	必需氨基酸/ (μmol·g⁻¹)	非必需氨基酸/ (μmol·g⁻¹)	总氨基酸/ (μmol·g⁻¹)
ck	112.04±25.88 b	1.34±0.10 c	0.28±0.06 b	39.49±7.6 c	260.75±45.12 c	300.24±52.72 b
T₁	129.52±9.83 b	3.45±0.33 a	1.23±0.20 a	99.31±8.71 a	443.44±34.94 b	542.75±43.65 a
T₂	308.39±17.72 a	2.40±0.29 b	0.37±0.13 b	53.35±8.45 b	504.56±40.95 a	557.91±49.4 a
说明：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)

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表 9 不同施肥处理对茄果实营养元素的影响

Table 9. Effects of different fertilization treatments on the content of nutrients in eggplant fruit

处理	氮/(mg·g⁻¹)	磷/(mg·g⁻¹)	钾/(mg·g⁻¹)	钙/(mg·g⁻¹)	镁/(mg·g⁻¹)	硫/(mg·g⁻¹)
ck	19.23±0.77 b	3.42±0.20 b	31.38±1.60 b	1.59±0.14 b	1.09±0.10 c	0.18±0.02 c
T₁	21.78±0.41 a	4.31±0.13 a	33.41±1.42 a	1.90±0.07 a	1.37±0.11 b	0.22±0.03 a
T₂	19.52±0.20 b	3.61±0.29 b	31.03±1.74 b	1.86±0.16 b	1.79±0.10 a	0.20±0.03 b

处理	锰/(μg·g⁻¹)	锌/(μg·g⁻¹)	铜/(μg·g⁻¹)	铁/(μg·g⁻¹)	硼/(μg·g⁻¹)
ck	24.21±1.39 b	19.50±1.29 b	9.64±0.65 a	27.11±1.54 b	13.44±0.90 a
T₁	27.02±2.21 a	23.57±1.68 a	9.32±0.44 a	30.67±1.59 a	13.91±1.52 a
T₂	24.14±1.61 b	19.18±1.77 b	9.34±0.80 a	26.21±1.50 b	14.18±1.38 a
说明：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)

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1. 材料与方法
1.1 材料
1.2 总RNA提取及cDNA合成
1.3 候选内参基因的筛选及RT-qRCR
1.4 内参基因的稳定性分析及验证
2. 结果与分析
2.1 山麦冬候选内参基因的表达量分析
2.2 内参基因的稳定性分析
2.3 内参基因稳定性的验证
3. 讨论
4. 结论

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化肥减量增效对农业可持续发展具有重要意义。2015年，农业农村部制定《到2020年化肥使用量零增长行动方案》^[1]，随后于2017年出台《开展果菜茶有机肥替代化肥的行动方案》^[2]，提出“精、调、改、替”4种技术策略以实现化肥使用量零增长，其中“替”就是用有机肥替代化肥从而减少化肥用量^[3]。已有研究^[4]表明：施用有机肥时，减少化学肥料用量并不会降低蔬菜产量。有机肥肥效周期长，能够促进土壤微生物活动，改良土壤结构；化肥养分释放周期短，营养供应速度快；将有机肥和化肥配合施用，不仅能弥补单施肥料的不足，还能充分发挥两者的优点，满足作物在生育期内对养分的持续需求，同时兼顾作物在生长和发育关键时期对养分的特殊需求^[5−6]。茄Solanum melongena是中国南方露地栽培的主要蔬菜之一^[7]，目前关于茄栽培中肥料施用的研究，普遍侧重于减少养分流失、提高养分利用率等方面^[8−10]，而有关有机肥替代化肥对茄产量和品质影响的研究较少。本研究分析了不同比例有机肥替代化肥处理对茄花青素、氨基酸和营养元素等品质及产量的影响，同时分析土壤肥力的变化，以期为茄生产中化肥减量增效提供参考。

1. 材料与方法

1.1. 研究区概况

试验地位于浙江省龙泉市屏南镇百步村，该地属亚热带季风气候，年平均气温为17~18 ℃。供试土壤为红壤，基本理化性质：pH 4.81，碱解氮198.2 mg·kg⁻¹，有效磷16.2 mg·kg⁻¹，速效钾91.1 mg·kg⁻¹，有机质22.4 g·kg⁻¹，微生物碳282.8 mg·kg⁻¹，微生物氮20.2 mg·kg⁻¹，微生物碳氮比为14。

1.2. 试验材料

供试茄品种为‘杭茄2010’ S. melongena ‘Hangqie 2010’，由浙江省杭州市农业科学研究院提供；无机复合肥(氮16%，五氧化二磷6%，氧化钾23%，以质量分数计)购自深圳市芭田生态工程股份有限公司，有机肥(pH 7.6，氮2%，五氧化二磷4%，氧化钾2%，有机质83%，以质量分数计)购自浙江省龙泉市惠农生物科技有限公司。

1.3. 试验处理

本试验为大田试验。根据前人研究结果^[11]，按每生产1 000 kg茄子需要3.0 kg氮，以75 000 kg·hm⁻²为预期产量，设置施氮量240 kg·hm⁻²为施肥量基准。

以单施化肥(100%化肥)为对照(ck)，设置T₁处理为有机肥替代基肥中50%的化肥氮，T₂处理为有机肥替代基肥中100%的化肥氮。设置3次重复，随机区组排列，田间常规管理完全相同。施肥方案见表1。

表 1 施肥方案

Table 1. Fertilization scheme

处理	施基肥/(kg·hm⁻²)			6月1日追施复合肥/ (kg·hm⁻²)	7月16日追施复合肥/ (kg·hm⁻²)
处理	有机肥	复合肥	硼砂	6月1日追施复合肥/ (kg·hm⁻²)	7月16日追施复合肥/ (kg·hm⁻²)
ck	0	1 200	45	150	150
T₁	4 245	600	45	150	150
T₂	8 490	0	45	150	150

移栽前(2019年4月8日)，按处理方案一次性施入全部基肥。选用长势一致、“三叶一心”的茄子幼苗进行移植，畦栽栽培，并用薄膜覆盖。5月11日定植，行距0.5 m，株距0.6 m。于挂果初期(2019年6月1日)和盛果期(2019年7月16日)追肥，施肥方法为水肥一体化，肥料随水灌入。

1.4. 测试指标及测定方法

收获期内，各处理随机选取30株茄植株，统计并记录叶片数；采摘下最大功能叶，测定叶绿素相对含量(SPAD)^[12]，并用平台扫描仪结合Image J软件测定叶长、叶宽、叶面积^[13]。果实采收时，各小区随机采摘10个果实，测量果实长度、直径、质量，总产量以实际称量结果计算。测定果实外观色差和模拟感官硬度^[14]；采用pH示差法测定果皮花青素质量分数^[15]；采用HPLC法测定果实维生素C质量分数^[16]；采用考马斯亮蓝G-250法测定可溶性蛋白质质量分数，采用蒽酮法测定果实可溶性糖质量分数^[17]；用Waters Acc Q-Tag法测定果实氨基酸质量摩尔浓度^[18]；果实氮质量分数采用凯氏定氮法测定，其他元素质量分数采用ICP-OES法测定^[19]。

分别于种植施肥前和茄子收获后，按五点采样法用土壤螺旋钻于各处理小区随机取0~20 cm表层土壤样品；各处理土壤样品彻底混合后，四分法留样，过2 mm筛，鲜样测土壤微生物碳、氮(氯仿熏蒸浸提、TOC法测定)^[20−21]；剩余土壤风干后过1 mm筛，用重铬酸钾容量法测定土壤有机质，用碱解扩散法测土壤碱解氮，用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测土壤有效磷，用醋酸铵浸提-火焰光度计法测土壤速效钾，用电位法测土壤pH ^[22]。

1.5. 统计分析

采用Excel 2010处理数据和绘图，采用Data Processing System (DPS V14.10)分析数据，采用Duncan新复极差法进行差异显著性检验(P＜0.05)。

2. 结果与分析

2.1. 不同施肥处理对土壤的影响

由表2可知：相比ck，处理组土壤pH显著升高(P＜0.05)，土壤速效钾、有机质、微生物碳和微生物氮质量分数均显著增加(P＜0.05)，其中T₁分别增加了87.6%、33.7%、61.5%和156.1%，效果最显著(P＜0.05)。由表3可知：与T₂和ck相比，T₁土壤碱解氮质量分数显著增加，同时微生物碳氮比显著降低(P＜0.05)。上述结果表明，相较于ck与T₂，T₁对土壤肥力的改善效果最佳。

表 2 不同施肥处理对土壤性状的影响

Table 2. Effects of different fertilization treatments on soil properties

处理	pH	碱解氮/(mg·kg⁻¹)	有效磷 /(mg·kg⁻¹)	速效钾/(mg·kg⁻¹)	有机质/(g·kg⁻¹)	微生物碳/(mg·kg⁻¹)	微生物氮/(mg·kg⁻¹)	微生物碳氮比
ck	4.3±0.1 b	188.2±6.5 b	21.1±1.9 a	201.8±4.1 c	41.6±1.2 c	389.0±2.5 c	47.8±0.9 c	8.1±0.2 a
T₁	5.1±0.1 a	385.7±6.7 a	22.1±3.9 a	378.5±1.8 a	55.6±3.6 a	628.3±1.4 a	122.4±2.1 a	5.1±0.1 b
T₂	5.0±0.1 a	182.6±13.2 b	22.0±1.5 a	255.7±3.8 b	45.4±2.4 b	509.8±1.1 b	60.6±1.0 b	8.4±0.1 a
说明：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)

表 3 不同施肥处理对茄种植前后土壤性状的影响

Table 3. Effects of different fertilization treatments on soil properties before and after eggplant planting

处理	△pH	△碱解氮/ (mg·kg⁻¹)	△有效磷/ (mg·kg⁻¹)	△速效钾/ (mg·kg⁻¹)	△有机质/ (g·kg⁻¹)	△微生物碳/ (mg·kg⁻¹)	△微生物氮/ (mg·kg⁻¹)	△微生物碳氮比
ck	−0.5	−80.0	4.9	110.7	19.2	106.2	27.6	−5.9
T₁	0.3	187.5	5.9	287.4	33.2	345.5	102.2	−8.9
T₂	0.2	−15.6	5.8	164.6	23.0	227.0	40.4	−5.6
说明：△表示增量

2.2. 不同施肥处理对茄产量的影响

由表4可知：相比ck，处理组茄植株茎粗显著增加(P＜0.05)，茄果实长度、果实直径显著增加(P＜0.05)，单果质量和单株结果数显著增加，产量大幅提升(P＜0.05)。其中T₁产量最高，为70 099.5 kg·hm⁻²，相比T₂增产7.5%，相比ck增产22.3%。

表 4 不同施肥处理对茄生长指标的影响

Table 4. Effects of different fertilization treatments on growth indexes of eggplant

处理	株高/cm	茎粗/mm	果长/cm	果直径/cm	单果质量/g	单株结果数/个	产量/(kg·hm⁻²)
ck	106.8±6.3 a	21.3±1.1 c	25.7±1.6 b	2.3±0.1 b	60.0±7.0 b	8.4±2.5 c	57 300.0±1 501.5 c
T₁	105.2±5.8 a	26.8±1.3 a	27.6±1.5 a	2.5±0.1 a	72.2±3.4 a	16.2±3.8 a	70 099.5±1 552.5 a
T₂	105.1±5.3 a	24.4±1.3 b	27.3±1.7 a	2.4±0.2 a	71.7±11.8 a	12.3±2.3 b	65 200.5±1 819.5 b
说明：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)

2.3. 不同施肥处理对茄叶片的影响

由表5可知：相比ck，处理组叶片叶面积显著增加(P＜0.05)，其中T₁叶面积最大，为226.5 cm²，较ck增加15.2%；SPAD由高到低依次为T₁、T₂、ck，其中T₁叶片SPAD较T₂增加了7.5%，较ck增加了14.1%。

表 5 不同施肥处理对茄叶面积、叶片数和SPAD的影响

Table 5. Effects of different fertilization treatments on leaf area and leaf number and SPAD value of eggplant

处理	叶面积/cm²	叶片数	SPAD
ck	196.6±3.6 c	94.2±29.6 a	74.6±3.9 a
T₁	226.5±6.3 a	100.1±16.8 a	69.4±2.9 b
T₂	215.6±9.3 b	99.2±8.7 a	65.4±4.8 c
说明：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)

2.4. 不同施肥处理对茄果实品质的影响

2.4.1. 不同施肥处理对茄果皮硬度和颜色的影响

由表6可知：相比ck，T₁果皮硬度显著降低(P＜0.05)；3个处理茄果皮红绿色度(a*)均大于零，黄蓝色度(b*)均小于零，即颜色均在红蓝色区域；T₁的红色葡萄果实颜色指数(CIRG)最大，为6.2，属于蓝黑，而T₂和ck均属于深红色。相比ck，处理组果皮花青素质量分数显著增加(P＜0.05)，其中T₁花青素高达13.3 mg·g⁻¹，比ck增加了41.5%，比T₂增加了16.7%。

表 6 不同处理对茄果皮硬度和颜色的影响

Table 6. Effects of different fertilization treatments on hardness and color of eggplant peel

处理	a*	b*	L*	C	果皮硬度/N	花青素/(mg·g⁻¹)
ck	16.1±1.3 a	−6.2±0.3 c	18.2±0.2 a	5.1±0.1 c	6.6±0.7 b	9.4±0.8 c
T₁	11.3±0.5 c	−4.5±0.4 a	16.7±1.4 a	6.2±0.2 a	7.7±0.8 b	13.3±1.5 a
T₂	12.7±0.7 b	−5.5±0.2 b	17.7±0.8 a	5.7±0.2 b	7.9±0.8 a	11.4±0.2 b
说明：a表示果皮红绿色度，a＜0显示绿色，a＞0显示红色，数值越大果皮越红；b表示果皮黄蓝色度，b＜0显示蓝色，　　　　　 b＞0显示黄色，数值越大果皮越黄；L表示果皮亮度，L=0显示黑色，L*=100显示白色，数值越大，果皮越亮。C为红色　　　　葡萄果实颜色指数(CIRG)，是间接反映花青苷质量分数及着色的重要值^[23]，与花青素质量分数达到了0.835的线性相关^[24]，　　　　　C＜2显示黄绿，2＜C＜4显示粉红，4＜C＜5显示红色，5＜C＜6显示深红，C＞6显示蓝黑。同列不同小写字母表示处理间　　　　　差异显著(P＜0.05)

2.4.2. 不同施肥处理对茄果肉硬度、可溶性糖、可溶性蛋白质和维生素C的影响

由表7可知：相比ck，T₁果肉硬度显著降低(P＜0.05)；处理组可溶性糖、可溶性蛋白质和维生素C质量分数分别增加了34.6%~56.8%、28.0%~33.3%和41.8%~122.2%。除可溶性蛋白质外，其他营养物质T₁显著优于T₂(P＜0.05)。

表 7 不同处理对茄果肉硬度、可溶性糖、可溶性蛋白质和维生素C的影响

Table 7. Effects of different treatments on hardness, soluble sugar, soluble protein and vitamin C content of eggplant fruit

处理	果肉硬度/N	可溶性糖/(mg·g⁻¹)	可溶性蛋白质/(mg·g⁻¹)	维生素C/(mg·g⁻¹)
ck	3.32±0.55 a	101.29±9.10 c	7.51±0.53 b	0.15±0.04 c
T₁	2.83±0.42 b	158.81±10.13 a	10.00±1.34 a	0.34±0.01 a
T₂	3.29±0.37 a	136.32±8.20 b	9.57±0.71 a	0.22±0.04 b
说明：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)

2.4.3. 不同施肥处理对茄中游离氨基酸的影响

由表8可知：相比ck，处理组蛋氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、甘氨酸和半胱氨酸质量摩尔浓度显著增加(P＜0.05)，其中除甘氨酸外，T₁提升效果显著高于T₂ (P＜0.05)；同时T₁的缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、组氨酸和酪氨酸质量摩尔浓度显著高于ck (P＜0.05)，T₂处理下苏氨酸、精氨酸、丙氨酸和脯氨酸质量摩尔浓度显著高于ck (P＜0.05)。就必需氨基酸而言，T₁达99.31 μmol·g⁻¹，是ck的2.5倍，是T₂的1.9倍，差异显著(P＜0.05)。不同处理下茄非必需氨基酸总质量摩尔浓度由高到低依次为T₂、T₁、ck；相比ck，处理组氨基酸总量显著提高了80.8%~85.8% (P＜0.05)。

表 8 不同施肥处理对茄果实中游离氨基酸的影响

Table 8. Effects of different fertilization treatments on the content of free amino acids in eggplant fruit

处理	苏氨酸/ (μmol·g⁻¹)	缬氨酸/ (μmol·g⁻¹)	蛋氨酸/ (μmol·g⁻¹)	赖氨酸/ (μmol·g⁻¹)	异亮氨酸/ (μmol·g⁻¹)	亮氨酸/ (μmol·g⁻¹)	苯丙氨酸/ (μmol·g⁻¹)
ck	4.52±1.01 b	9.90±2.76 b	0.32±0.08 c	7.03±1.63 b	4.37±0.93 b	5.02±0.37 b	8.33±0.82 c
T₁	4.16±0.92 b	22.72±1.26 a	1.45±0.15 a	32.61±2.23 a	17.03±1.64 a	10.46±2.17 a	10.88±0.34 a
T₂	11.55±2.94 a	11.42±1.08 b	0.97±0.13 b	9.45±1.52 b	5.82±1.60 b	4.89±0.76 b	9.25±0.42 b

处理	天冬氨酸/ (μmol·g⁻¹)	丝氨酸/ (μmol·g⁻¹)	谷氨酸/ (μmol·g⁻¹)	甘氨酸/ (μmol·g⁻¹)	组氨酸/ (μmol·g⁻¹)	精氨酸/ (μmol·g⁻¹)	丙氨酸/ (μmol·g⁻¹)
ck	11.22±2.99 c	25.03±3.11 c	1.29±0.96 a	1.39±0.34 b	99.17±8.97 b	5.51±1.88 b	3.48±0.83 b
T₁	35.76±2.73 a	124.19±1.96 a	1.82±0.76 a	1.96±0.31 a	135.56±15.31 a	6.25±2.13 b	3.70±1.42 b
T₂	14.63±1.38 b	44.78±7.97 b	1.35±0.17 a	1.89±0.35 a	106.89±6.87 b	10.48±2.97 a	13.38±3.06 a

处理	脯氨酸/ (μmol·g⁻¹)	半胱氨酸/ (μmol·g⁻¹)	酪氨酸/ (μmol·g⁻¹)	必需氨基酸/ (μmol·g⁻¹)	非必需氨基酸/ (μmol·g⁻¹)	总氨基酸/ (μmol·g⁻¹)
ck	112.04±25.88 b	1.34±0.10 c	0.28±0.06 b	39.49±7.6 c	260.75±45.12 c	300.24±52.72 b
T₁	129.52±9.83 b	3.45±0.33 a	1.23±0.20 a	99.31±8.71 a	443.44±34.94 b	542.75±43.65 a
T₂	308.39±17.72 a	2.40±0.29 b	0.37±0.13 b	53.35±8.45 b	504.56±40.95 a	557.91±49.4 a
说明：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)

2.4.4. 不同施肥处理对茄果实各营养元素的影响

由表9可知：相比ck，处理组镁和硫质量分数显著增加，其中T₁的果实硫质量分数较T₂增加了10%，较ck增加了22.2%；T₁的果实氮、磷、钾、钙、锰、锌和铁质量分数均显著增加(P＜0.05)，较ck分别增加了13.5%、26.5%、6.4%、18.8%、11.6%、21.0%和13.3%。

表 9 不同施肥处理对茄果实营养元素的影响

Table 9. Effects of different fertilization treatments on the content of nutrients in eggplant fruit

处理	氮/(mg·g⁻¹)	磷/(mg·g⁻¹)	钾/(mg·g⁻¹)	钙/(mg·g⁻¹)	镁/(mg·g⁻¹)	硫/(mg·g⁻¹)
ck	19.23±0.77 b	3.42±0.20 b	31.38±1.60 b	1.59±0.14 b	1.09±0.10 c	0.18±0.02 c
T₁	21.78±0.41 a	4.31±0.13 a	33.41±1.42 a	1.90±0.07 a	1.37±0.11 b	0.22±0.03 a
T₂	19.52±0.20 b	3.61±0.29 b	31.03±1.74 b	1.86±0.16 b	1.79±0.10 a	0.20±0.03 b

处理	锰/(μg·g⁻¹)	锌/(μg·g⁻¹)	铜/(μg·g⁻¹)	铁/(μg·g⁻¹)	硼/(μg·g⁻¹)
ck	24.21±1.39 b	19.50±1.29 b	9.64±0.65 a	27.11±1.54 b	13.44±0.90 a
T₁	27.02±2.21 a	23.57±1.68 a	9.32±0.44 a	30.67±1.59 a	13.91±1.52 a
T₂	24.14±1.61 b	19.18±1.77 b	9.34±0.80 a	26.21±1.50 b	14.18±1.38 a
说明：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)

3. 讨论与结论

3.1. 不同施肥处理对土壤肥力的影响

黄婷等^[25]研究发现：有机肥替代化肥可增加土壤有机质含量。本研究发现：有机肥替代处理组(T₁与T₂)土壤有机质质量分数均显著上升，但有机肥全部替代化肥(T₂)土壤有机质少于有机肥替代50%化肥(T₁)。这可能是因为土壤微生物碳氮与土壤活性有机质正相关^[26-28]，T₂处理土壤微生物碳氮质量分数显著低于T₁，说明有机肥投入过多并不能增加额外的有机质^[29]。土壤微生物碳氮比可以反映土壤氮素的供应能力，碳氮比越小说明土壤氮素生物有效性较高。

3.2. 不同施肥处理对茄子产量和品质的影响

武星魁等^[30]在叶菜蔬菜有机肥替代化肥的研究中发现：有机肥替代化肥可以提高叶菜产量与品质，但并不是有机肥替代化肥的比例越高效果越好，而是存在着最佳的比例。本研究发现：相比单施化肥，在提高茄维生素C质量分数等品质和产量方面，有机肥替代50%化肥处理优于有机肥完全替代化肥，这与李淑仪等^[31]结果相似。

花青素是一类影响茄果实品质的类黄酮化合物^[32]。已有研究^[33]发现：光照和环境温度对花青素合成与积累有影响。本研究发现：有机肥部分替代化肥能显著增加果皮中花青素质量分数，使茄果皮颜色加深，外观品质更好。推测原因可能是有机肥增加了类黄酮物质生物合成前提的苯丙氨酸的含量^[34]，提高了花青素质量分数，具体生理机制有待进一步研究。

有机肥部分替代化肥对茄果实营养元素的影响鲜见报道。矿物质元素是维持人体生长发育所需的营养物质，也是品质因子的成分之一^[35-36]；硫元素能够组成蛋氨酸和半胱氨酸^[37]，钾元素参与果实中糖的形成与积累^[38]。本研究发现：有机肥施入处理后茄硫元素质量分数显著提升，这可能是茄中蛋氨酸和半胱氨酸增加的原因；有机肥替代50%化肥处理后茄钾元素质量分数最高，这可能是T₁中可溶性糖质量分数高的原因。配施有机肥显著提高某些元素含量一方面在于有机肥本身可为植物提供多种元素，如李大伟等^[39]发现有机肥本身含有一定数量的铁，对提升白菜铁含量有利；另一方面，有机肥中的某些物质可能与矿物质元素具有协同吸收作用，如魏孝荣^[40]发现：土壤有效态锌与土壤有机质呈正相关，配施有机肥处理通过提高锌的生物有效性从而提高了茄中锌的质量分数。

综上所述，有机肥替代基肥中50%的化肥可以提高露地茄的产量和品质，并改善土壤肥力。

参考文献 (40)

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有机肥部分替代化肥对露地茄生长及品质的影响

DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200767

作者简介: 吴金栋(ORCID: 0000-0002-5002-0750)，从事蔬菜栽培生理研究。E-mail: 18705185589@163.com

通信作者: 朱祝军(ORCID: 0000-0001-8551-7751)，教授，从事园艺作物生理和分子生物学、设施园艺等领域的基础和应用研究。E-mail: zhuzj@zafu.edu.cn

Effects of partial substitution of chemical fertilizer with organic fertilizer on growth and quality of Solanum melongena in open field

1. 材料与方法

1.1 材料

1.2 总RNA提取及cDNA合成

1.3 候选内参基因的筛选及RT-qRCR

1.4 内参基因的稳定性分析及验证

2. 结果与分析

2.1 山麦冬候选内参基因的表达量分析

2.2 内参基因的稳定性分析

2.3 内参基因稳定性的验证

3. 讨论

4. 结论

期刊类型引用(1)

其他类型引用(1)

计量

出版历程

有机肥部分替代化肥对露地茄生长及品质的影响

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200767

浙江农林大学 园艺科学学院 浙江省山区农业高效绿色生产协同创新中心，浙江 杭州 311300

作者简介: 吴金栋(ORCID: 0000-0002-5002-0750)，从事蔬菜栽培生理研究。E-mail: 18705185589@163.com

通信作者: 朱祝军(ORCID: 0000-0001-8551-7751)，教授，从事园艺作物生理和分子生物学、设施园艺等领域的基础和应用研究。E-mail: zhuzj@zafu.edu.cn

English Abstract

Effects of partial substitution of chemical fertilizer with organic fertilizer on growth and quality of Solanum melongena in open field

Collaborative Innovation Center for Efficient Green Production in Mountainous Agriculture of Zhejiang Province, College of Horticulture Science, Zhejiang A&F University, Hangzhou 311300, Zhejiang, China

全文HTML

1.1. 研究区概况

1.2. 试验材料

1.3. 试验处理

1.4. 测试指标及测定方法

1.5. 统计分析

2.1. 不同施肥处理对土壤的影响

2.2. 不同施肥处理对茄产量的影响

2.3. 不同施肥处理对茄叶片的影响

2.4. 不同施肥处理对茄果实品质的影响

2.4.1. 不同施肥处理对茄果皮硬度和颜色的影响

2.4.2. 不同施肥处理对茄果肉硬度、可溶性糖、可溶性蛋白质和维生素C的影响

2.4.3. 不同施肥处理对茄中游离氨基酸的影响

2.4.4. 不同施肥处理对茄果实各营养元素的影响

3.1. 不同施肥处理对土壤肥力的影响

3.2. 不同施肥处理对茄子产量和品质的影响

目录

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1.1. 研究区概况

1.2. 试验材料

1.3. 试验处理

1.4. 测试指标及测定方法

1.5. 统计分析

2.1. 不同施肥处理对土壤的影响

2.2. 不同施肥处理对茄产量的影响

2.3. 不同施肥处理对茄叶片的影响

2.4. 不同施肥处理对茄果实品质的影响

2.4.1. 不同施肥处理对茄果皮硬度和颜色的影响

2.4.2. 不同施肥处理对茄果肉硬度、可溶性糖、可溶性蛋白质和维生素C的影响

2.4.3. 不同施肥处理对茄中游离氨基酸的影响

2.4.4. 不同施肥处理对茄果实各营养元素的影响

3.1. 不同施肥处理对土壤肥力的影响

3.2. 不同施肥处理对茄子产量和品质的影响

浙江农林大学园艺科学学院浙江省山区农业高效绿色生产协同创新中心，浙江杭州 311300

作者简介:
吴金栋(ORCID: 0000-0002-5002-0750)，从事蔬菜栽培生理研究。E-mail: 18705185589@163.com