‘21世紀’桃與‘久脆’桃及其雜交后代果實揮發性成分特征分析

郝艷，李曉潁，葉茂，劉亞婷，王天宇，王海靜，張立彬，肖嘯，武軍凱

‘21世紀’桃與‘久脆’桃及其雜交后代果實揮發性成分特征分析

郝艷，李曉潁，葉茂，劉亞婷，王天宇，王海靜，張立彬，肖嘯，武軍凱

河北科技師范學院園藝科技學院/河北省特色園藝種質挖掘與創新利用重點實驗室，河北秦皇島 066600

【目的】對桃親本和雜交后代之間果實揮發性成分與含量以及關鍵基因表達進行分析，揭示桃果實揮發性成分在親本與雜交后代之間的變化特征，明確桃親本與雜交后代桃果實香氣主要組成成分及變化，為進一步研究桃親本和雜交后代果實香氣遺傳與調控機制及育種提供數據支持。【方法】采用固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術（SPME-GC-MS）測定‘21世紀’‘久脆’桃及其雜交后代的揮發性成分及含量，利用熒光定量PCR（Real-time PCR）分析調控酯類合成和酯類水解關鍵基因與的表達量，并通過1-甲基環丙烯（1-MCP）和乙烯處理改變果實成熟度分析不同處理條件對桃果實揮發性成分和含量的影響。【結果】親本及雜交后代桃果實共檢測到125種揮發性物質，分為醇類、內酯類、酸類、萜類、酮類、烷烴類、烯烴類和酯類。揮發性成分與含量顯示，除‘世紀之星’外，其他雜交后代揮發物種類均低于親本‘久脆’，但55.56%的雜交后代揮發物總含量高于親本。在檢測到的揮發性成分中，酯類物質最為豐富，占揮發物總含量的50.98%。親本‘21世紀’和‘久脆’中酯類物質含量分別占揮發物總含量的60.24%和43.45%，雜交后代中除hy-7（38.71%）外，其他雜交后代酯類物質含量所占比例均高于親本‘久脆’。烷烴類物質也是本試驗所檢測的主要揮發性成分之一，各雜交后代中烷烴類化合物含量占揮發物總含量的比例均低于親本‘久脆’，66.67%的雜交后代烷烴類占比低于親本‘21世紀’。內酯類物質在親本中均未檢測到，但在雜交后代‘世紀之星’、hy-1、hy-9、hy-16以及hy-18中均檢測到且含量極顯著高于兩親本。乙酸反-3-己烯酯、乙酸己酯、辛酸乙酯、芳樟醇與二氫--紫羅蘭酮是桃果實香氣主要貢獻成分（OAVs＞1）。乙酸反-3-己烯酯作為桃香氣主要貢獻成分之一，在親本中未檢測到，但在77.78%的雜交后代中被檢測到，且氣味活性值在1.29以上，‘世紀之星’最高（5.04）。-癸內酯作為桃果實主要揮發性化合物，具有桃香氣特征，僅在3個后代中檢測到。OAVs加和分布顯示‘21世紀’與多數雜交后代主要呈果香型，‘久脆’、雜交后代hy-7呈花香型，雜交后代‘世紀之星’果香與花香特征水平相當，且OAVs加和值均顯著高于親本及其他雜交后代，也是其香氣濃郁的主要原因。外源乙烯和1-MCP處理雜交后代‘世紀之星’桃果實的結果表明，1-MCP抑制了果實酯類揮發物的合成，外源乙烯促進酯類物質提前釋放，處理第2天酯類含量達到最高值；兩種處理對內酯類化合物含量也有顯著影響，在第1—3天處理組和對照組均未檢測到內酯類化合物，第4—10天的3組試驗內酯類物質含量均呈上升趨勢，在第10天時乙烯處理組和1-MCP處理組內酯類物質含量顯著低于對照組。【結論】‘21世紀’、‘久脆’與其雜交后代果實揮發性物質種類、數量和含量差異顯著，果實主要香氣成分酯類和內酯在雜交后代中的含量比親本顯著提高。多數雜交后代果實香氣特征與親本‘21世紀’一致，呈果香型；部分與親本‘久脆’香氣特征一致，呈花香型，個別后代兼有花香和果香特征。與對照組相比，1-MCP處理桃果實對酯類和內酯的合成均有抑制作用，使果實香氣變淡；外源乙烯可促進果實酯類物質提前釋放，最高含量與對照組無顯著差異。但外源乙烯處理顯著減少了果實內酯類物質含量。

桃；固相微萃取；香氣成分；1-MCP；基因表達量

0 引言

【研究意義】桃（L.）是多年生落葉果樹，世界上重要的經濟作物之一，桃果實以營養豐富、風味宜人而深受消費者喜愛。香氣成分是果實風味的重要組成部分，是影響消費者喜好程度的重要內在品質[1]。果實香氣育種成為育種家關注的重要研究領域，深入研究桃果實香氣物質在親本和雜交后代中的變化特征，對于豐富桃香氣育種研究具有重要的意義。【前人研究進展】隨著消費者對桃果實風味品質要求的不斷提升，有關果實香氣研究受到廣泛關注。目前研究認為果實呈現的香氣特征主要由其內在揮發性成分的種類和含量決定。現已經檢測到的水果香氣成分有2 000多種，主要分為酯類、醛類、醇類、萜烯類、內酯類等物質[2]。根據感知不同可分為果香型、花香型、青香型、辛香型、木香型等香氣類型[3]。桃果實中已發現100多種香氣成分，主要包含了醛、醇、酯、內酯、萜和酮類等幾類物質。其中，酯類和內酯是桃果實香氣的主要組成部分[2]。不同成熟階段的桃果實香氣成分有明顯差異，未成熟桃果實具有青草的香味，主要呈味物質為C6和C9醛類、醇類；成熟桃果實具有果香味，主要呈味物質為酯類和內酯類[4-6]。果實的香氣變化與果實成熟度密不可分，果實早熟和延遲成熟對果實香氣均有影響，外源乙烯作為催熟劑處理冷藏桃果實可有效促進果實香氣由青香型向果香型的轉變[7]。生產上常采用1-甲基環丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）作為乙烯抑制劑來延緩果實成熟[8]，但研究表明，使用1-MCP能夠降低果實中酯類物質的含量，影響果實風味特征[9-10]。酯和內酯的合成主要依賴脂肪酸代謝途徑，以脂肪酸為底物，經過一系列酶促反應而產生的一類次生代謝產物[3]。有關香氣物質合成的關鍵基因已有很多報道，研究表明，LOX途徑是脂肪酸代謝的主要途徑之一[11]，醇酰基轉移酶（alcohol acetyltransferase，AAT）是LOX途徑中的關鍵酶，它通過結合不同底物來實現酯類物質合成的多樣性[12]。CXE1作為酯類芳香物質水解相關基因已在桃[13]、番茄[14]、蘋果[15]中被鑒定。曹香梅[13]通過亞細胞定位分析顯示，與均定位于細胞質，二者通過協同作用方式調控果實酯類物質合成及水解的平衡[14]。【本研究切入點】關于桃果實香氣在親本與雜交后代之間的變化特征與規律尚未見報道。【擬解決的關鍵問題】本研究通過分析桃親本及雜交后代之間果實揮發性成分與含量，明確桃親本與雜交后代桃果實香氣主要揮發性成分及變化，并通過對桃香氣中酯類物質形成的關鍵基因進行表達分析，進一步闡明桃親本與雜交后代果實中酯類香氣物質形成的調控機制。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

本試驗材料‘21世紀’桃和‘久脆’桃完熟果實分別于2021年8月22日和8月27日采自河北科技師范學院石橋營基地，‘21世紀’和‘久脆’桃的雜交后代‘世紀之星’桃完熟果實于2021年8月25日取樣，八成熟‘世紀之星’桃果實（果皮底色由白轉紅）于2021年8月15日采樣，均采自河北省撫寧區桃果園；hy-1、hy-2、hy-7、hy-9、hy-11、hy-14、hy-16、hy-18完熟果實均采自河北科技師范學院園藝實驗站。取大小均一、無機械損傷的桃果實。

1-MCP保鮮劑（商品名：安喜培泡騰片），內標物配制參考李曉潁等[16]方法，采用3-辛醇（純度≥98.5%）與正構烷烴混合標準品（C6—C30，1 000 mg·L-1，均購自美國Sigma Aldrich公司；正己烷為色譜純，購自瑞典Oceanpak公司）。

1.2 方法

1.2.1 揮發性成分的測定 將果實擦拭干凈，整果去核后帶果皮切碎并充分混勻，每次測定準確稱量8.0 g帶皮鮮桃果肉于20 mL進樣瓶中，進樣瓶用硅膠隔墊密封，用鋁蓋封口。50℃平衡30 min，然后將已經老化的萃取頭（Supelco 50/30 μm DVB/CAR/PDMS）插入頂空萃取瓶，50℃吸附萃取30 min。每批樣品平行制備3份，分別測定。

GC條件：儀器為安捷倫7890A-5975C氣相色譜-質譜聯用儀，PAL3自動進樣裝置；HP-5MS石英彈性毛細管柱（30.0 m×320 μm×0.25 μm），載氣為He（99.999%），不分流進樣，流量3.0 mL·min-1，進樣口溫度230℃，起始溫度為40℃，保持5 min，以5℃·min-1升至70℃，保持2 min，再以10℃·min-1升至120℃，保持6 min，再以10℃·min-1升至230℃，保持5 min。

MS條件：EI源電壓70 eV，離子源溫度為230℃，接口溫度250℃，四級桿溫度150℃，質量掃描范圍為50—550 m/z。

內標物配制：以3-辛醇為內標物，與正己烷混合稀釋成10-5倍。取1.0 μL在相同條件下進行GC-MS檢測。

定性與定量：利用GC-MS聯用儀工作站所關聯的自動解卷積系統（AMDIS）與NIST11質譜庫，結合化合物保留指數值（RI）對揮發物進行鑒定。3-辛醇作為混合內標對揮發物含量進行定量分析。

1.2.2 乙烯、1-MCP處理流程 取八成熟（果皮底色白色且轉紅色）大小均勻、健康無病害的雜交后代之一‘世紀之星’果實300個隨機分為3組，并置于密封容器中，第1組加入濃度為10 μL·L-1的1-MCP，第2組加入濃度為50 μL·L-1的外源乙烯，第3組作為對照不做處理，12 h后取出樣品，室溫下通風放置10 d，分別于0、2、4、6、8和10 d取樣，對果實硬度、乙烯釋放速率和香氣成分進行測定，重復測定3次。

1.2.3 果實硬度測定 果實去果皮后，于赤道面上均勻選取5個點用數顯式水果硬度計測定果肉硬度，每次測量5個果實，計算平均值。

1.2.4 乙烯釋放速率測定 每個處理隨機取5個果實，置于2 L燒杯中密閉2 h，用注射器抽取頂部空氣200 μL，用氣相色譜儀，火焰離子化檢測器（FID）測定乙烯含量，采用外標法計算乙烯釋放速率，單位為μL·kg-1·h-1。

1.2.5 RT-qPCR驗證 所使用的RT-qPCR引物詳見表1，以桃作為內參基因，設置3個生物學重復，并進行4次獨立性重復試驗。

表1 熒光定量PCR引物

總RNA的提取采用上海生工柱式植物RNA抽提純化試劑盒，使用試劑盒Revert-Aid First Strand cDNA Synthes is Kit（Thermo Fisher Scientific，USA）將RNA反轉錄成cDNA。利用iTapTM Universal SYBR? Green Supermix進行熒光定量反應，反應體系為10 μL，包括5 μL的iTapTM Universal SYBR? Green Supermix，各0.5 μL的熒光定量上下游引物，1 μL的cDNA模板以及3 μL ddH2O。反應程序為：95℃預變性30 s，95℃變性5 s，60℃退火15 s，進行39個反應循環，反應結束后增加65—95℃溶解曲線分析，并由Bio-Rad CFX2.0軟件自動讀取相關數據。使用的熒光定量儀器為CFX Connect Real-time System。最后，將得到的數據參照2-ΔΔCT方法計算樣品的基因表達。

1.2.6 數據處理 采用Microsoft Excel 2013軟件整理試驗數據，OriginPro 9.0軟件對試驗結果進行分析并繪圖。

2 結果

2.1 ‘21世紀’與‘久脆’桃及其雜交后代揮發物總含量與種類

對‘21世紀’‘久脆’及其雜交后代揮發性成分進行檢測，共檢測到揮發物125種，醇類（10種）、內酯（6種）、酸類（7種）、萜類（5種）、酮類（8種）、烷烴類（32種）、烯烴類（5種）、酯類（52種），酯類和烷烴類為主要揮發物類型（附表1）。其中親本‘21世紀’和‘久脆’分別檢測到30種和40種揮發物，雜交后代中‘世紀之星’檢測到53種，hy-1為31種，hy-2為26種，hy-7為30種，hy-9為28種，hy-11為36種，hy-14為38種，hy-16為28種，hy-18為18種。除‘世紀之星’外，其他雜交后代揮發物種類數均低于‘久脆’。從揮發物總含量來看，親本‘21世紀’和‘久脆’揮發物總含量分別為47.36和76.18 μg·kg-1，其中55.56%的雜交后代揮發物總含量高于兩親本。雜交后代‘世紀之星’的揮發物總含量（135.86 μg·kg-1）顯著高于親本‘21世紀’和‘久脆’以及除hy-11外的其他雜交后代；種類數（53種）顯著高于親本及其他雜交后代（圖1）。

2.2 ‘21世紀’與‘久脆’桃及其雜交后代揮發性成分與含量

不同桃果實檢測到的揮發性成分中酯類物質最為豐富，占揮發物總含量的50.98%以上。在親本‘21世紀’中酯類物質含量占揮發物總含量60.24%，‘久脆’酯類物質含量占比為43.45%。除hy-7外，其他雜交后代酯類物質含量所占比例均高于親本‘久脆’，55.56%的雜交后代酯類物質所占比例高于親本‘21世紀’。內酯類物質在兩親本中未檢測到，但在雜交后代‘世紀之星’、hy-1、hy-9、hy-16及hy-18中檢測到內酯，含量分別為18.37、1.01、3.32、4.58和3.49 μg·kg-1，均顯著高于親本中內酯含量，且在‘世紀之星’桃果實中占比最高，為13.52%，顯著高于其他樣本。烷烴類物質作為此次檢測中主要揮發性成分之一，在兩親本‘21世紀’和‘久脆’桃中分別占揮發物總含量的20.90%和48.54%，雜交后代中烷烴類化合物所占比例均低于親本‘久脆’，其中66.67%的雜交后代烷烴類占比低于親本‘21世紀’（圖2）。

不同小寫字母表示差異顯著（P＜0.05）。下同 Different lowercase letters indicate significant difference (P＜0.05). The same as below

圖2 不同桃揮發性物質類別與含量

2.3 ‘21世紀’與‘久脆’桃及其雜交后代揮發性物質關鍵基因PpAAT1、PpCXE1的表達情況

有研究表明，參與酯類物質積累的關鍵酶為醇酰基轉移酶AAT和羧酸酯酶CXE，對、兩個基因在‘21世紀’與‘久脆’及其雜交后代中的表達情況進行RT-qPCR分析，結果顯示，77.78%的雜交后代中的表達量低于親本，55.56%雜交后代中表達量低于親本（圖3）；結合‘21世紀’與‘久脆’及其雜交后代桃果實中酯類物質含量，發現酯類物質含量與兩基因表達情況無明顯相關性，也表明了果實香氣酯類物質的積累是復雜的過程。

圖3 酯類合成代謝相關基因表達量

2.4 ‘21世紀’與‘久脆’桃及其雜交后代桃果實香氣類型及氣味活性值（odour activity values，OAVs）分析

通過參考揮發性成分香氣特征（表2）可知，桃果實香氣主要以青香型（17種）、果香型（11種）為主，部分為脂香型（2種）、花香型（7種）、木香型（2種）、椰香型（3種）和草香型（1種）。酯類主要分布在青香型、果香型和花香型。通過參考香氣閾值計算氣味活性值（OAVs，即揮發物含量與香氣閾值的比值）可知，乙酸反-3-己烯酯、乙酸己酯、辛酸乙酯、芳樟醇與二氫--紫羅蘭酮為親本及雜交后代桃果實香氣的主要貢獻成分（OAVs＞1），其中乙酸反-3-己烯酯、乙酸己酯、辛酸乙酯具有香蕉、梨、漿果等果香特征，芳樟醇與二氫--紫羅蘭酮具有濃郁的花香和木香。乙酸反-3-己烯酯作為果實香氣主要貢獻成分之一，在親本‘21世紀’和‘久脆’中未檢測到，而在77.78%的雜交后代中被檢測到，且氣味活性值在1.29以上，其中雜交后代‘世紀之星’氣味活性值最高，為5.04。辛酸乙酯在‘21世紀’和‘久脆’中氣味活性值分別為0.17和0.18，而在‘世紀之星’中的強度值為1.27，比親本約高7.26倍。-癸內酯作為桃果實主要揮發性化合物，具有桃香氣特征，其僅在‘世紀之星’、hy-16和hy-18中檢測到，氣味活性值分別為1.20、0.32、0.23。根據OAVs加和分布（圖4）可以看出，‘21世紀’與多數雜交后代主要呈果香特征，‘久脆’、hy-7花香特征占重要比重，‘世紀之星’果香與花香特征水平相當，OAVs加和值分別為9.74和10.75，均顯著高于親本及其他雜交后代。

圖4 不同桃果實氣味特征分析

表2 ‘21世紀’與‘久脆’桃及其雜交后代桃果實香氣品質及氣味活性值（OAVs）

續表2 Continued table 2

2.5 不同處理對雜交后代‘世紀之星’桃酯類、內酯類揮發性物質含量的影響

‘世紀之星’作為雜交后代中優良品種，香氣濃郁，其揮發性物質種類（53種）、內酯占比（13.52%）以及香氣主要貢獻成分強度值均顯著高于兩親本及其他雜交后代，含量（135.86 μg·kg-1）與hy-11無顯著差異，但顯著高于兩親本及其他雜交后代。為了研究果實早熟和延遲成熟對果實香氣的影響，利用外源乙烯和1-MCP對‘世紀之星’果實進行處理。結果表明，隨著處理時間的延長，1-MCP處理組、乙烯處理組和對照組的果實硬度均呈下降趨勢。處理第4天，不同處理的果實硬度差異逐漸變大，其中1-MCP處理組顯著高于對照組，對照組顯著高于乙烯處理組，而乙烯處理組此時果實硬度達到最低，為0.24；而從處理第8天開始，1-MCP處理組果實硬度仍顯著高于對照組，此時對照組果實硬度達到最低值，為0.20；處理第10天時，1-MCP處理組果實仍具有一定硬度（圖5-A），顯著高于對照組和乙烯處理組。值得注意的是，‘世紀之星’在乙烯處理組中果實有兩次乙烯釋放高峰，分別出現在第4天和第8天，特別是在第4天時乙烯釋放速率顯著高于對照組和1-MCP處理組，此時果實硬度達到最低。對照組乙烯釋放速率從第6天開始明顯升高，第8天后，顯著高于乙烯處理組和1-MCP處理組。1-MCP處理組則在整個果實處理期間，乙烯釋放速率整體變化趨勢不明顯（圖5-B）。由此可知，外源乙烯處理可誘導果實乙烯的釋放而促進果實變軟，1-MCP則明顯抑制乙烯的釋放，延緩了果實硬度的下降。

圖5 不同處理對‘世紀之星’成熟度及香氣物質含量的影響

酯類和內酯類化合物是‘世紀之星’成熟桃果實的主要揮發性成分，不同處理后，隨著處理時間的延長，酯類物質含量有顯著變化，乙烯處理組在處理第2天酯類物質含量顯著上升達到最高，與對照組第10天無顯著差異，之后逐漸降低。對照組在第4天時酯類物質含量顯著升高，6 d時出現最低值后，又逐漸升高在10 d時達到最高值。1-MCP處理組的酯類物質含量在處理時間內總體呈現逐步降低趨勢（圖5-C）。果實內酯成分在不同處理組均總體呈現上升趨勢，在處理前2 d，果實未檢測到內酯成分；在處理第4天時，內酯含量開始增加，直至10 d達到最高值。另外，對照組和乙烯處理組的內酯含量從第6天開始顯著增加，到第10天達到最高值。而1-MCP處理組內酯含量在貯藏第10天才顯著增加。乙烯處理組在貯藏第4天顯著高于對照組和1-MCP處理組，而在第6天顯著下降，隨后逐步上升。在10 d時，1-MCP和乙烯處理組內酯含量均極顯著低于對照組（圖5-D）。

在雜交后代中，‘世紀之星’與其親本‘久脆’桃果實中芳樟醇含量無顯著差異，但顯著高于其他雜交后代，而在其親本‘21世紀’桃中未檢測到芳樟醇（圖6），雜交后代中芳樟醇的遺傳主要來源于親本‘久脆’。在‘21世紀’和‘久脆’桃果實中表達量無顯著差異，而在部分雜交后代中的表達量差異顯著。另外，‘世紀之星’中芳樟醇含量最高，但基因表達量極顯著低于親本和多數雜交后代。

圖6 不同桃果實芳樟醇含量及相關基因表達量

3 討論

3.1 ‘21世紀’桃與‘久脆’桃及其雜交后代桃果實香氣物質差異

香氣作為重要的次生代謝產物，賦予了果實獨特的風味品質[23]。果實呈現出來的香氣主要由其內在揮發性成分和含量決定。果實揮發性成分的遺傳非常復雜，不同自交或雜交組合所含有的揮發性成分不同[24]。本試驗通過對‘21世紀’桃與‘久脆’桃的雜交群體果實揮發性成分及含量分析發現，多數雜交后代揮發性物質種類數量低于親本‘久脆’，而揮發性物質總含量卻高于兩親本。酯類和內酯類物質是桃果實香氣主要組成成分，人們所能感知到水果的芬芳味主要來自于酯類，酯類使果實具有果香味、甜香味[25]。本試驗結果顯示88.89%雜交后代的酯類物質含量占比高于親本‘久脆’，其中乙酸反-3-己烯酯是本試驗桃果實香氣主要貢獻成分之一，該物質在親本‘21世紀’和‘久脆’中未檢測到，而在77.78%的雜交后代中被檢測到，且氣味活性值在1.29以上，其中雜交后代‘世紀之星’氣味活性值最高，可見該物質對‘世紀之星’果實香氣有較大貢獻。內酯能使桃果實具有桃香味[26]，而此次試驗在親本中未檢測到內酯類化合物，但在部分雜交后代中被檢測到，且含量極顯著高于親本。其中-癸內酯作為桃果實主要揮發性化合物，桃香氣特征明顯，僅在‘世紀之星’、hy-16和hy-18中檢測到，氣味活性值分別為1.20、0.32、0.23，結合各桃果實內酯類物質總含量來看，除‘世紀之星’外，親本與其他雜交后代桃香味均表現較淡[27]。除酯類和內酯類物質，萜類物質也是果實香氣重要組成成分，單萜芳樟醇是萜類化合物中典型代表，被認為是桃果實香氣中花香味的主要貢獻成分[28]。該物質在‘久脆’以及部分雜交后代桃果實中均被檢測到，這說明果實香氣遺傳的高度復雜性。

3.2 ‘21世紀’桃與‘久脆’桃及其雜交后代桃果實香氣特征分析

各香型物質含量表明親本與多數雜交后代青香型物質含量更高，部分為果香型含量高。但OVAs加和分布結果表明多數雜交后代的香型與親本‘21世紀’相同，均以果香型為主。hy-7則與‘久脆’香氣特征較為一致，花香比重更大。‘世紀之星’擁有果香型與花香型兩種香氣特征，與其親本‘21世紀’及其他雜交后代相比，花香型香氣特征明顯增加。由此可見，OAVs是評價香氣特征的重要補充[17]。

3.3 揮發性物質合成代謝相關基因在親本與雜交后代桃果實中的表達情況

本試驗中所有檢測到的物質中酯類物質占比最大，主要以不飽和脂肪酸為底物，經脂氧合酶（LOX）途徑生成C6醛、醇，并進一步轉化，其中醇酰基轉移酶AAT為該途徑中的關鍵酶[29-30]。有研究表明，羧酸酯酶CXE是促進酯類水解的關鍵酶[13]。通過對、進行RT-qPCR 分析發現，兩基因表達量的高低與酯類物質含量無明顯相關性。有研究報道桃果實中酯類揮發物的積累由和共同調控[13]，結合本試驗結果可推測酯類物質的積累除和調控外，還有其他基因共同參與調控。單萜芳樟醇被認為是桃果實香氣中花香味的主要貢獻成分[27]，Cao等[31]通過高質量基因組組裝并利用群體鑒定出與芳樟醇含量相關的關鍵基因。本研究在未檢測到芳樟醇的桃果實中發現該基因仍有表達，由此可見，基因調控桃果實中的芳樟醇積累途徑極為復雜，推測可能受其他基因的影響。

3.4 1-MCP與外源乙烯影響桃果實香氣

果實揮發性物質的變化與果實成熟度密切相關[32]。1-MCP在延緩果實成熟的同時也對果實的香氣產生了影響[9,33-35]。本試驗采用1-MCP對‘世紀之星’果實進行處理后，其果實酯類物質的積累顯著減少，從而導致桃果香味變淡[36]。但另一方面，1-MCP處理促進了‘世紀之星’其他類型香氣成分的增加，這與馬偉超等[37]的研究結果相似。另外，也有相關研究發現1-MCP處理桃果實可抑制桃味物質的產生并促進青香型揮發物的合成[9]。本試驗結果表明，1-MCP在處理‘世紀之星’果實后期，內酯的合成受到了抑制，從而減弱了果實的桃味香氣，但并未明顯促進青香型揮發物質的合成。現有關于乙烯對果實香氣的影響研究多集中于外源乙烯處理冷藏桃果實與果實內源乙烯與果實發育過程中揮發性成分的關系，而關于外源乙烯處理八成熟鮮桃果實的研究鮮有報道。已有研究發現外源乙烯可促進冷藏桃果實香氣的恢復，同樣果實內源乙烯的釋放也可促進果實酯類和內酯類物質的合成[7,23]。本研究利用外源乙烯處理八分熟‘世紀之星’桃鮮果發現，乙烯處理后加速了果實的成熟，促進酯類物質提前釋放，處理第2天含量達到峰值，與對照組自然成熟第10天時最高含量無顯著差異。值得注意的是，乙烯處理組和對照組在第6天時酯類物質含量均出現顯著降低，該結果與CAI等[9]的研究結果一致，但具體降低原因有待進一步研究。

4 結論

‘21世紀’桃與‘久脆’桃及其雜交后代桃果實揮發物特征分析表明揮發性物質種類及含量在親本與雜交后代中有顯著差異，雜交后代揮發物總含量整體較親本明顯增加；雜交后代中果實主要香氣成分酯類和內酯含量占比也明顯高于親本。與對照組相比，1-MCP處理可延緩果實成熟并導致酯類和內酯含量顯著降低，果實香氣變淡；外源乙烯處理鮮桃果實可加快果實成熟，促進酯類物質提前釋放且最高含量與對照組無顯著差異，但外源乙烯處理顯著減少了果實內酯類物質含量。綜上，果實香氣遺傳較復雜，也增加了果實香氣育種的難度。

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Characteristics of Volatile Components in Peach Fruits of 21shiji and Jiucui and Their Hybrid Progenies

HAO Yan, LI XiaoYing, YE Mao, LIU YaTing, WANG TianYu, WANG HaiJing, ZHANG LiBin, XIAO Xiao, WU JunKai

College of Horticulture Science & Technology, Hebei Normal University of Science & Technology/Hebei Key Laboratory of Horticultural Germplasm Excavation and Innovative Utilization, Qinhuangdao 066600, Hebei

【Objective】The fruit aroma components and content as well as the expression of key genes between peach parents and hybrid progenies were studied to reveal the variation characteristics of peach fruit aroma components and to clear the main components and changes of peach fruit aroma components between parents and hybrid progenies, so as to provide data support for further exploring the genetic and regulatory mechanism of fruit aroma and breeding of peach parents and hybrid progeny.【Method】In this study, the volatile components and content of peach fruit of 21shiji and Jiucui peach as well as their hybrid progenies were analyzed by SPME-GC-MS, and the expression levels of genes related to ester synthesis () and ester hydrolysis () were analyzed by real-time PCR. In addition, the effects on volatile components and content of peach fruits by 1-MCP and ethylene treatments which used to change fruit ripeness were analyzed.【Result】A total of 125 volatile compounds were detected in hybrid parents and progenies, including alcohols, lactones, acids, terpenoids, ketones, alkanes, alkenes, and esters. The results showed that the number of volatile components of the hybrids was lower than that of the parent Jiucui except for Shijizhixing, but the volatile components of 55.56% progenies were higher than that of these two parents. Esters were the most abundant volatile components detected in different peach fruits, accounting for more than 50.98% of the total volatile content. The contents of esters of these two parents 21shiji and Jiucui accounted for 60.24% and 43.45% of the total volatiles, respectively. Except hy-7 (38.71%), the esters in other hybrids were higher than that in Jiucui peach. Alkanes were also the main volatile components detected in this experiment. The proportion of alkanes in the total volatile content of each hybrid was lower than that of the parent Jiucui, and 66.67% of the hybrid was lower than that of the parent 21shiji. Lactones were not detected in the two parents, but were detected in some progenies, such as Shijizhixing, hy-1, hy-9, hy-16, and hy-18, and the content was significantly higher than that of the two parents. Trans-3-hexene acetate, hexyl acetate, ethyl caprylate, linalool, and dihydrogen --ionone were the main components of peach fruit aroma (OAVs > 1). The trans-3-hexene acetate, one of the main components contributing to peach aroma, was not detected in parents, but was detected in 77.78% progenies, and the aroma intensity value was above 1.29, and the highest was 5.04 of Shijizhixing. And-decalactone, the main volatile compound of peach fruit, was detected only in 3 progenies. According to the OAVs summing distribution, 21shiji and most of the hybrid progenies were mainly fruity type, while only Jiucui and hy-7 were floral type. The hybrid progeny Shijizhixing owned very strong aroma with both fruity and floral type characteristics, and its OAVs values were significantly higher than both parents and other hybrids. Furthermore, the results showed that 1-MCP inhibited the synthesis of esters and lactones in fruit, while the exogenous ethylene accelerated fruit ripening. And the exogenous ethylene promoted the release of esters in advance, and the content of esters reached the highest on the second day. Moreover, lactones were not detected on the 1-3 days after treatment, and the contents of lactones in the three groups showed an increasing from 4 to 10 days. On the 10th day, the contents of lactones in the ethylene treatment group and 1-MCP treatment group were significantly lower than those in the control group.【Conclusion】The type, quantity, and content of volatile components were significantly different between 21shiji, Jiucui, and their hybrid progenies. The content of esters and lactones in hybrid progenies were significantly higher than that of their parents. The fruit aroma characteristics of most hybrid progenies were consistent with that of the parent 21shiji, which was fruity type. Some of them had the same floral type as their parent Jiucui, while some of their hybrid progenies was both floral and fruity type. Compared with the control group, 1-MCP treatment inhibited the synthesis of esters and lactones, and weakened the fruit aroma. However, exogenous ethylene promoted the early release of esters and the highest content of esters was not significantly different from that in the control group, but significantly reduced the content of lactones in fruits.

peach; SPME; aroma components; 1-MCP; relative expression

10.3864/j.issn.0578-1752.2022.22.013

2022-02-22；

2022-05-12

河北省自然科學基金（C2021407044）、熱雜果現代種業科技創新團隊（21326310D）

郝艷，E-mail：1337665636@qq.com。通信作者武軍凱，E-mail：mans5@163.com

（責任編輯 趙伶俐）