蘋果栽培品種不同族系香氣特征分析

路翔，高源，王昆，孫思邈，李連文，李海飛，李青山，馮建榮，王大江

蘋果栽培品種不同族系香氣特征分析

路翔1,2，高源2，王昆2，孫思邈2，李連文2，李海飛2，李青山1，馮建榮1*，王大江2*

1石河子大學農學院/特色果樹栽培生理與種質資源利用新疆生產建設兵團重點實驗室，新疆石河子 832000；2中國農業科學院果樹研究所/農業農村部園藝作物種質資源利用重點實驗室，遼寧興城 125100

【目的】我國主栽蘋果品種根據親本構成可分為富士族系、元帥族系、金冠族系和國光族系，分析不同族系果實的香氣特征和遺傳特性，為果品品質研究和香氣育種提供參考。【方法】采取固相微萃取和氣相色譜質譜（SPME-GC-MS）聯用技術對4個族系的50個蘋果品種果實香氣物質進行檢測，利用變異系數（CV）和主成分分析（PCA）解析不同族系間香氣物質的顯著性和特征。【結果】50個品種共檢測出146種香氣成分，酯類（38種）、醛類（29種）和醇類（19種）為主要香氣物質，共占總含量的72.82%，其中酯類在數量和含量上變異系數均大于醛類和醇類。富士族系和元帥族系的總香氣成分數量顯著多于金冠族系（＜0.05），酯類物質數量顯著多于金冠族系和國光族系（＜0.05），醛類和醇類物質的數量在不同族系間未達到顯著水平。以香氣值大于1為標準確定出28種特征性香氣成分，其中8種成分在40個品種以上均被檢測出，是蘋果的典型香氣成分。對28種特征性香氣成分進行主成分分析，共提取8個主成分，結合香氣成分的嗅感特征將50個不同品種劃分為4個代表不同香型的區域，富士族系和元帥族系在4個區域均有分布，金冠族系和國光族系主要分布在青香型和淡香型區域，濃香型區域主要為元帥族系，甜香型區域主要為富士族系。不同的選育方式對金冠族系和國光族系影響更大，表現為雜交品種的相似系數、與對照共有的香氣成分占比顯著低于芽變品種（＜0.05）；在所有族系中，芽變選育品種出現超親現象的香氣數量均多于雜交品種。【結論】富士族系和元帥族系的果實風味更加豐富，富士族系、元帥族系、金冠族系和國光族系的果實風味分別表現為甜香型、濃香型、青香型和淡香型；雜交能夠提高后代香氣成分的含量，并增加香氣構成的復雜性；芽變對后代的香氣成分種類影響較小，對香氣含量的影響更大，其超親現象多于雜交后代。

蘋果；香氣；族系；特征香氣；嗅感；選育方法

0 引言

【研究意義】蘋果是我國四大水果之一，是日常飲食的重要組成部分。隨著人們生活水平的提高，對蘋果的綜合品質提出了更高的要求，作為多民族共存、飲食迥異的大國，對風味多樣化的要求更甚。風味由味感和嗅感構成，前者以甜酸味為主體，與糖、酸的種類和含量相關，后者取決于揮發性芳香物質的種類和含量[1-2]，普遍認為影響芳香味嗅感的香氣在水果風味中起主導作用[3-4]。迄今蘋果品種已有1萬余個[5-6]，根據親本的構成，蘋果可以劃分為不同的族系，族系間的品質和風味存在較大的差異，族系內也存在明顯的區別[7]。【前人研究進展】目前對蘋果香氣的檢測多集中在不同地區的少數幾個蘋果品種和果實不同條件下（如發育時期、貯藏、套袋、砧穗組合、果實再加工等）香氣成分的差異[8-18]。姚改芳等[19-20]、孫明德等[21]分別檢測了梨不同栽培系統的糖分組成和香氣成分，指出梨不同栽培系統的糖組分、果實香氣種類具有一定的差異。芽變和雜交是蘋果新品種的重要選育方式，通過雜交可以使香氣成分從親本遺傳到后代，后代中的大多數香氣成分，特別是主要香氣成分，至少一個來自于親本，香氣含量的遺傳趨勢往往表現在介于親本之間或超越親本[22-23]；芽變品種與其對照相比，共有成分的含量均明顯高于各自的對照[24]。Rowan等[25]檢測了240個不同基因型的蘋果，發現5組香氣物質（乙酯、醇類和-法尼烯、丙酯和丁酯、丙酸酯和2-甲基丁酸酯、乙酸酯）存在共同遺傳，為遺傳多樣性群體中香氣成分的遺傳分析提供了可能。這些研究表明，不同族系和選育方式對品種的香氣物質遺傳造成差異。【本研究切入點】目前，對蘋果香氣的主要研究仍停留在少數品種上，按照族系劃分品種并檢測其香氣特征的研究尚未見報道，缺乏對主栽蘋果不同族系香氣的系統性研究。同時，對蘋果香氣遺傳趨勢的研究也較少，也僅檢測了較少的幾個品種，且未見雜交和芽變選育方法對品種香氣成分差異分析的報道。【擬解決的關鍵問題】以我國主栽的50個蘋果品種為研究對象，按照親本構成將其劃分為4個族系，檢測其香氣成分及含量，旨在分析不同族系（種）的香氣差異，歸類不同族系的風味類型；系統研究雜交和芽變兩種育種方法對后代香氣成分的影響，為提升蘋果品質、香氣育種提供理論依據。

1 材料與方法

試驗于2019年7月至2020年11月在中國農業科學院果樹研究所（遼寧興城）進行。

1.1 試驗材料與儀器裝置

1.1.1 試驗材料 供試材料均選自國家果樹種質興城梨、蘋果圃（遼寧興城），共50份，族系劃分和育種方法參考辛培剛等[7]、董志丹等[26]的文獻和《中國果樹志·蘋果卷》[27]（表1）。以果實種子完全變黑為依據確定每個品種的采收時間，在果實成熟時于每株樹冠外圍中部不同方向隨機采集果實20個，冰盒裝好，送到實驗室進行前處理。每個族系的品種果實單獨測定香氣成分。

1.1.2 試驗裝置 TSQ Quantum XLS氣相色譜-質譜聯用儀（Thermo，U.S.）；色譜柱：DB-1701（60 m×0.25 mm×0.25 μm；Agilent Technologies，U.S.）；萃取頭填裝有65 μm聚二甲基硅氧烷/二乙烯苯（PDMS/DVB；Supelco，U.S.）。

1.2 SPME法富集蘋果香氣成分

將果實切塊勻漿，稱取10 g樣品、3.2 g NaCl加入進樣瓶，加入內標物（2-辛醇，0.5 g·L-1）22 μL混勻封蓋。將萃取頭在進樣口于270℃老化1 h后，插入進樣瓶的頂空部分，萃取頭距樣品表面約1 cm，于50℃孵化30 min。將萃取頭插入進樣口于250℃萃取4 min后，再解吸3 min。進行3次重復。

1.3 氣相色譜-質譜測定條件

1.3.1 GC條件 色譜柱：DB-1701毛細管柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣：He（99.99%）；柱流量：1 mL·min-1，恒流；不分流進樣；進樣口溫度250℃；柱初溫40℃；程序升溫：40℃保持3 min，然后以3℃·min-1升至130℃，保持2 min，以8℃·min-1升至250℃，保持10 min；傳輸線溫度：260℃。

1.3.2 MS條件 離子源：EI離子源；離子源溫度：200℃；電子能量：70 eV；掃描方式：SCAN，掃描范圍m/z 20—350 u。

1.4 GC-MS測定蘋果香氣成分及含量

將富集了蘋果香氣成分的固相微萃取針頭迅速插入氣相色譜進樣口，經氣相色譜分離后，質譜測定，全掃描方式記錄總離子流色譜圖（TIC），通過計算機檢索，同時與NIST library和Wiley library 2個質譜庫相匹配，然后結合人工圖譜及資料鑒定各色譜峰的化學成分。用內標法確定相對含量：以2-辛醇為內標，根據各種化合物的峰面積和2-辛醇的濃度進行定量，計算公式：香氣各成分的含量（μg·kg-1）=各組分的峰面積/內標的峰面積×內標濃度（g·L-1）×內標體積（μL）樣品量（g）×1000。

1.5 蘋果特征香氣成分的確定

香氣值為某種化合物的濃度與該化合物香氣閾值的比值，香氣值大于1是對果實香味起主要作用的香氣成分，稱為果實的特征香氣成分[10]，計算公式：香氣值=香氣成分濃度/香氣成分閾值。

1.6 4個族系香味類型分析

采用蘋果特征香氣成分的香氣值進行主成分分析，分析對PC1和PC2貢獻較大的香氣物質，劃歸PC1和PC2決定的嗅感類型，根據PCA得分圖劃分4個族系的香味類型。

1.7 雜交和芽變對蘋果主要香氣成分的影響分析

分析雜交和芽變對蘋果主要香氣成分酯類、醛類、醇類的影響，分別計算不同育種方法下后代與‘富士’‘元帥’‘金冠’和‘國光’的相似系數、共有數量及占比、超親遺傳的數量及占比。親本與某一選育后代共有香氣種類數與二者香氣種類總數的比值即為相似系數[28]；后代從親本中遺傳的香氣成分的含量超過親本的現象為超親遺傳，這種香氣成分的數量為超親遺傳的數量，占比為超親遺傳的數量占遺傳自親本的香氣物質的數量百分比。計算公式為：相似系數=親本與某一選育后代共有的香氣成分數量/二者香氣成分種類總數×100%。

1.8 數據統計與分析

使用Excel對試驗數據進行整理，Origin 2019b進行繪圖和主成分分析，SPSS 19進行差異顯著性分析。

2 結果

2.1 蘋果香氣成分的種類及含量分析

50個蘋果品種共檢測出146種香氣成分（圖1），其中酯類38種（26.03%）、醛類29種（19.86%）、羥類21種（14.38%）、醇類19種（13.01%）、酮類14種（9.59%）、雜環14種（9.59%）、酸類10種（6.85%）、醚類1種（0.68%）。6-甲基-5-庚烯-2-酮、乙酸2-甲基丁酯、異戊酸己酯、己醛、2-己烯醛、2-庚烯醛、反-2-辛烯醛、甲醇和1-辛烯-3-醇9種成分在40個以上品種中均被檢測出，其中6-甲基-5-庚烯-2-酮、反-2-辛烯醛為50個品種的共有成分。

如表2所示，在蘋果不同品種中，香氣成分平均數量最多的是醛類（9.92個），其次為酯類（8.68個）和醇類（6.12個），與其他物質均達到顯著差異水平（＜0.05）。酮類、羥類、酸類、雜環之間數量差異較小，醚類僅檢測到1種物質。香氣平均含量最高的是醛類，為2 437.61 μg?kg-1，占總含量的30.84%，其次為酯類和醇類，分別占總含量的22.85%和19.16%。醛類與醇類在平均含量上達到了顯著差異水平（＜0.05），其余5種物質均顯著低于酯類、醇類和醛類（＜0.05），這5種物質之間平均含量的差異較小，含量分布在5.16—634.43 μg·kg-1。根據香氣成分種類的數量與含量可分為主要香氣類別（醛類、酯類和醇類）和次要香氣類別（酮類、羥類、酸類、雜環和醚類）。

表1 本研究采用的蘋果品種

圖中橫坐標代表不同的香氣物質，其中1—21為羥類，22—35為酮類，36—45為酸類，46—83為酯類，84—112為醛類，113—131為醇類，132—145位雜環，146為醚

2.2 不同族系香氣成分與含量分析

富士族系和元帥族系的平均香氣成分數量分別為37.22和37.21，顯著多于金冠族系（28.00）和國光族系（29.33）（表3）。在蘋果的主要香氣成分中，富士族系與元帥族系的酯類物質平均數量為10.78和10.43，顯著多于金冠族系（4.82）和國光族系（5.86）（＜0.05），醛類和醇類物質的平均數量在不同族系間未達到顯著水平，數量分布分別為9.64—10.83和5.73—6.32；在次要香氣成分中，不同族系的雜環和醚類的平均數量差異較小，國光族系中酮類物質平均數量（1.43）顯著少于富士族系和元帥族系（＜0.05），元帥族系中的羥類平均數量（4.57）顯著高于其他族系（＜0.05），富士族系中的酸類物質平均數量（2.84）顯著高于金冠族系（＜0.05）。

由圖2-a可知，元帥族系總香氣成分平均含量最高，為8 754.94 μg·kg-1，含量主要分布在4 396.33— 13 327.13 μg·kg-1（箱體內含量分布，下同）；國光族系和富士族系平均香氣含量與元帥族系相近，分別為7 994.69和8 645.32 μg·kg-1，香氣含量主要分布分別為4 704.70—7 261.79和3 682.89—10 010.18 μg·kg-1；金冠族系平均含量最低，為5 492.37 μg·kg-1，主要分布為2 607.34—7 581.40 μg·kg-1。不同族系均存在含量大于20 000 μg·kg-1的品種，分別為‘極早熟富士’‘張家口短枝’‘陸奧’和‘國光’。

表2 不同蘋果品種香氣成分數量與含量的比較

不同小寫字母表示不同香氣成分間的顯著差異水平（＜0.05），鄧肯檢測法。下同

Different lowercase letters represent significant difference between different aroma components (＜0.05), Duncan Assay. The same as below

表3 4個族系蘋果香氣成分種類與數量

“—”表示未檢出。不同小寫字母表示不同族系間顯著差異（＜0.05）

“—” means not detected. Different lowercase letters represent significant difference between different strains (＜0.05)

由圖2-b可知，富士族系品種的醛類、酯類、醇類物質的相對含量分布離散程度相近，相對平均含量分別為27.33%、22.39%和22.42%；元帥族系品種的醛類和酯類物質的相對含量分布離散程度相近，平均含量分別為28.45%和29.02%，醇類物質的平均相對含量最低，為17.62%；金冠族系和國光族系品種的醛類物質相對含量均高于醇類和酯類物質，分別為39.99%和36.66%，其相對含量分布離散程度大于醇類和酯類，說明金冠族系和國光族系品種的香味類型受醛類影響較大。

a：總香氣成分含量分布；b：主要香氣成分相對含量分布。箱體高度等于四分位間距，代表數據的集中分布范圍，包含樣本50%的測定數據，中間橫線表示數據的中心位置，中間（□）表示數據的均值，上下截止線之間包含了樣本 99%的測定數據，上下截止線外的（◆）表示超出本體值外的極值。下同

2.3 蘋果特征性香氣成分分析

對已檢測出的146種香氣成分進行計算得出，50個蘋果品種中共存在28種特征性香氣成分，其中酯類13種（46.43%），醛類9種（32.14%），醇類4種（14.29%），酮類2種（7.14%）。在上文提到的在40個以上品種均被檢測到的9種物質中，除了甲醇以外的8種均為特征香氣成分。

如圖3所示，不同蘋果族系中特征性香氣成分為

6—23個，最少的為金冠族系的‘秦冠’，最多的為富士族系‘秋富5號’，其中特征香氣成分大于20個的3個品種均屬于富士族系。不同蘋果族系的香氣值范圍為80.10—1 904.59，最大的為‘國慶’，最小的為‘金冠’。富士族系品種間的特征香氣成分數量和香氣值的差異最大，金冠族系品種間的成分數量差異最小，推測富士族系的果實風味較多樣，金冠族系的果實風味較單一。

圖3 4個族系蘋果特征香氣數量與香氣值分布

酯類為蘋果果實中特征香氣種類最多的物質，同時也是不同族系中差異最大的物質，其中香氣值較高的物質有異戊酸己酯和辛酸己酯，后者主要存在于富士族系中。醛類中香氣值較高的化合物有辛醛、壬醛、2-壬烯醛、癸醛和2-庚烯醛，其中金冠族系未檢測出辛醛。絕大多數蘋果品種均檢測出1-辛烯-3-醇、正丁醇、2-甲基-1-丁醇和正己醇，但由于香氣閾值不同，1-辛烯-3-醇對果實風味的貢獻最大。酮類物質中6-甲基-5-庚烯-2-酮存在于所有品種，其香氣值差異較小；另一類物質大馬酮具有玫瑰香的嗅感特征，僅在富士族系的‘Florina’、金冠族系的‘華月’和元帥族系的‘康屯短枝’中檢測到，香氣值分別占總香氣值的51.16%、28.56%和62.65%，這3個品種可作為培育具有玫瑰香味特征的親本。

2.4 4個族系蘋果特征性香氣值主成分分析

對28個特征香氣成分和香氣值進行主成分分析，結果如表4所示。以特征值大于1為標準，可提取8個主成分。前兩個主成分的貢獻率分別為25.78%和14.25%，累積貢獻率為40.03%。

由表4可知，對第一主成分貢獻率較大的是6-甲基-5-庚烯-2-酮、乙酸2-甲基丁酯、丁酸丙酯、丁酸丁酯、2-甲基丁酸丁酯、丙酸己酯、異戊酸己酯、正丁醇和2-甲基-1-丁醇，以酯類物質為主；對第二主成分貢獻較大的是己醛、2-己烯醛、2-庚烯醛和反-2-辛烯醛，全部為醛類物質，這13種化合物是造成蘋果族系間香味差異的主要物質。

不同族系的品種分別聚集在PCA得分圖的不同區域（圖4），結合降維后香氣物質在載荷圖中的分布和嗅感特征，將PCA圖劃分為I—IV區域。第I區域主要為醇醛類物質，結合其嗅感特征，該區域的蘋果風味特征可以描述為濃香型；同理，第II區域可劃分為青香區，第III區域為淡香區，第IV區域為甜香區。第I區域包含3個族系共7個品種，元帥族系5個、富士族系1個、國光族系1個；第II區域中包括金冠族系5個，元帥族系4個，富士族系和國光族系為3個；第III區域品種數量最多，包含富士族系8個、金冠族系6個、元帥族系3個和國光族系2個；第IV區域僅含有2個族系共9個品種，分別為富士族系7個和元帥族系2個。綜上可知，元帥族系和富士族系的果實風味較豐富，國光族系次之，金冠族系的果實風味豐富度最小，與上文對不同族系果實風味的推測一致。

2.5 2種育種方法對4個族系蘋果的主要香氣成分的影響分析

根據2.1結果，對蘋果的主要香氣成分酯類、醛類、醇類共計86種進行育種方法對品種香氣成分的影

圖中不同顏色的圈代表不同族系95%的置信區間The colored circles in the graph represent 95% confidence intervals of different strains

表4 4個族系蘋果特征性香氣成分的主成分特征根、貢獻率、累積貢獻率響分析，以‘富士’‘元帥’‘金冠’和‘國光’作為每個族系的對照，結果如表5所示。

2.5.1 雜交對不同族系香氣成分的影響分析 富士族系的雜交品種與對照‘富士’的相似系數最高，為57.48%，共有的香氣成分占比為66.18%，其中醛類和醇類與‘富士’共有的香氣成分占比最高，均為72.22%，出現超親現象的香氣數量占‘富士’的48.78%。在‘富士’的后代中，乙酸2-甲基丁酯、丁酸丁酯等7種酯類物質的超親現象較明顯，辛醛、庚二醛等醛類物質在后代中含量較低；‘華富’是‘富士’花粉培育的品種，具有與其相同的21種香氣成分，但僅有3種香氣成分的含量超過親本，可能是遺傳物質來自單一親本的原因（圖1）。

表5 不同選育方法對香氣成分的影響分析

表中所有數值均為該育種方式下品種的平均值。‘國光’中未檢測出酯類，故國光族系中酯類為“—”。“**”表示同一個族系兩種選育方式間極顯著差異（＜0.01），“*”表示同一個族系兩種選育方式間顯著差異（＜0.05），檢驗。不同小寫字母表示同一個族系3種香氣類別差異顯著（＜0.05），鄧肯檢測法

All values in the table are the averages of varieties under this breeding method. No esters was detected in Ralls, so “-” was used instead. The “**” represent the extremely significant difference level between the two breeding methods of the same strain (＜0.01), and the “*” represents the significant difference level between the two breeding methods of the same strain (＜0.05), Student’s test. The different lowercase letters represent the level of significant difference among the three aroma categories in the same strain (＜0.05), Duncan Assay

‘香紅’是‘元帥’與混合花粉雜交選育的品種，與‘元帥’的相似系數高達56.25%，有18個香氣成分與‘元帥’相同，但沒有任何一種香氣成分的含量超過親本。

金冠族系的雜交品種與對照‘金冠’的相似系數為43.40%，共有的香氣成分占比為57.10%，其中醛類與‘金冠’共有的香氣成分占比最高，顯著高于酯類和醇類（＜0.05），出現超親現象的香氣數量占‘金冠’的57.21%，是除元帥族系外最高的。在‘金冠’的后代中，2-十一烯醛、反-2-辛烯醛等醛類物質在后代中超親現象較明顯（圖1）。

國光族系的雜交品種與對照‘國光’的相似系數最低，為37.34%，共有的香氣成分占比為78.13%，其中醇類與‘國光’共有的香氣成分數量最高，為90.00%，出現超親現象的香氣數量占‘國光’的28.85%，是除元帥族系外最低的。‘國光’中未檢測到任何酯類物質，但其后代中出現了較多的酯類物質，戊醛、己醛等醛類物質在后代中含量下降，2-甲基-1-丁醇的含量上升。

2.5.2 芽變對不同族系香氣成分的影響分析 富士族系的芽變品種與對照‘富士’的相似系數為53.48%，共有的香氣成分占比為60.76%，出現超親現象的香氣數量占‘富士’的54.45%。在富士族系的芽變品種中，乙酸2-甲基乙酯、丁酸丙酯、己醛等20多種香氣物質出現了超親現象；著色系芽變品種‘長富2’和早熟型芽變品種‘極早熟富士’出現超親現象的香氣數量高于短枝型芽變品種‘短枝富士’和‘秋富39’（圖1）。

元帥族系的芽變品種與對照‘元帥’的相似系數最低，為47.91%，共有的香氣成分占比為80.21%，其中醛類與‘元帥’共有的香氣成分占比最高，顯著高于酯類和醇類（＜0.05），出現超親現象的香氣數量占‘元帥’的12.60%，為4個族系中最低。在元帥族系的芽變品種中，乙酸2-甲基丁酯、丙酸異戊酯等7種酯類物質含量降低，2-己烯醛、2-庚烯醛等4種物質含量增加；元帥族系芽變第五代‘阿斯矮生’的香氣含量低于元帥族系第三代品種（圖1）。

金冠族系的雜交品種與對照‘金冠’的相似系數為55.78%，共有的香氣成分占比為77.76%，其中酯類與‘金冠’共有的香氣成分占比最低，出現超親現象的香氣數量占‘金冠’的65.34%，為4個族系中最高。在金冠族系芽變后代中，戊醛、己醛等14種醛類、醇類物質的超親現象較明顯，己酸己酯則在芽變后代中含量下降（圖1）。

國光族系的雜交品種與對照‘國光’的相似系數最高，為59.88%，共有的香氣成分占比為83.38%，其中醇類與‘國光’共有的香氣成分數量最高，為93.40%，出現超親現象的香氣數量占‘國光’的32.46%。在國光族系芽變后代中，己醛、2-己烯醛等5種物質的含量下降，反-2-辛烯-1-醇的含量在芽變后代中上升；‘國光’芽變后代中僅出現了1—4種酯類物質（圖1）。

2.5.3 兩種育種方式的比較 雜交選育的富士族系和元帥族系品種的相似系數、與對照共有的香氣成分占比均高于芽變選育品種，但未達到顯著水平。芽變選育的金冠族系品種的相似系數及與對照共有的香氣成分占比均極顯著高于雜交選育品種（＜0.01），其中酯類與對照共有的數量占比顯著低于芽變后代（＜0.05），醇類極顯著低于芽變后代（＜0.01）。芽變選育的國光族系品種的相似系數及與對照共有的香氣成分占比同樣高于雜交選育品種，其中相似系數達到顯著水平（＜0.05）。芽變選育方式下，所有族系的超親現象占比均高于雜交選育品種。

綜上，雜交選育方式增加了后代香氣成分構成的復雜性，有助于增加香氣成分的數量，而芽變選育則對香氣的含量影響較大，有利于培育出香味更濃郁的品種。

3 討論

3.1 蘋果的主要香氣成分

香氣是評價果實品質和風味的重要指標，也是商品價值的重要參考。不同種類或品種的香氣成分和含量差異較大，其構成與含量可以客觀地反映其風味特點[8]。蘋果果實中檢測到的香氣成分已經超過350種[29-30]，包括酯類、醇類、醛類、酮類、酸類、烯羥類、內酯類、酚類、呋喃類和環氧化合物，其中對蘋果起主要作用的是酯類、醇類和醛類[31-33]。蘋果果實的香氣成分形成是一個動態過程，其主要香氣成分在果實成熟期大量形成[18,34]。本研究對4個族系共50個品種的蘋果成熟期果實香氣共檢測出146種香氣成分，其中醛類、酯類和醇類的含量最高，三者含量之和占總含量的72.85%，是其他物質的3倍多，對蘋果果實風味影響較大，是蘋果的主要香氣成分。

3.2 不同族系蘋果的香氣特征

果實風味主要取決于特征性香氣成分的種類及香氣值的大小[35]。蘋果的特征性香氣大約在20—30種，2-己烯醛、2-庚烯醛、2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯、異戊酸己酯、乙酸己酯等對蘋果風味具有較大的影響[36]。本研究從146種香氣成分中確定了28種香氣值大于1的特征性香氣成分，其中6-甲基-5-庚烯-2-酮、乙酸2-甲基丁酯、異戊酸己酯、己醛、2-己烯醛、2-庚烯醛、反-2-辛烯醛和1-辛烯-3-醇8種香氣成分在超過80%的品種中檢測到，均為已報道的蘋果香氣成分[28,37]。乜蘭春等[9]研究發現己醛、己烯醛在未成熟果實中含量較高，而在成熟果實中含量顯著降低，因此認為該兩種香氣成分不是蘋果的主要香氣成分；馮濤等[11]則認為醛類物質通常具有青蘋果的香味，2-己烯醛更是蘋果屬植物果實香氣的典型成分。本研究在成熟蘋果中均檢測到了此類物質，且具有較高的香氣值，是青香型果實風味的主要貢獻成分。己醛、反-2-己烯醛、2-庚烯醛、大馬酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮被認為是番茄的主要特征香氣成分[38]，己醛、1-己醇及乙酸己酯等是梨的特征香氣成分[39]，本研究在蘋果中也檢測到了這些物質，說明不同果蔬之間的香氣成分在決定其風味特性中可能存在共性。大馬酮在紅葡萄酒中具有重要的作用，具有玫瑰香的特征[40]，除馮濤等[10]在新疆野蘋果中檢測到此物質外，鮮有報道。本研究中，‘Florina’‘華月’和‘康屯短枝’中的大馬酮具有較高的香氣值，可將這3個品種作為培育玫瑰香味蘋果的親本。

在蘋果特征性香氣中，酯類主要表現出“甜香型”，醛類及醇類主要表現為“青香型”[41]。‘新紅星’和‘金帥’兩個元帥系品種的香氣成分數量多、酯類物質含量高，具有濃郁的甜香味[42]，張艷麗[43]研究發現乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯和丙酸丁酯為4個富士蘋果香氣成分的主要貢獻者。果實風味不僅取決于香氣成分的含量，由于感官互作，香氣成分多的品種果實風味更為濃郁[44]。在本研究中，富士族系和元帥族系的香氣數量較多，金冠族系和國光族系的香氣數量較少，通過主成分分析得出，富士族系和元帥族系的果實風味更為豐富，在4種香型區域中均有分布，但兩個族系分別以濃香型和甜香型為主，而金冠族系和國光族系則以青香型和淡香型為主。然而，由于材料所選擇的富士族系和元帥族系品種數量遠多于國光族系，因此可能對結果存在一定的影響。香味育種是我國蘋果育種的重要目標之一。根據不同族系的香味特征和育種方式對香氣成分的影響，可選擇富士族系作為親本以雜交的方式培育甜香型品種；選擇元帥族系培育濃香型品種；選擇金冠族系雜交育種培育具有青蘋果香味的品種；選擇雜交方式豐富國光族系品種的香氣類型。

3.3 育種方式對不同族系蘋果香氣的影響

蘋果育種途徑以雜交為主，芽變為輔[45]，本研究發現不同育種途徑對蘋果后代的香氣成分有著截然不同的影響。雜交育種明顯提升了后代香氣成分的數量和含量，在‘國光’中未檢測到酯類成分，而在其雜交后代中，產生了較多種類的酯類物質。‘國光’與‘元帥’雜交選育的‘富士’中檢測出大量的酯類物質，并且能遺傳給‘富士’雜交后代；‘富士’和‘金冠’的雜交后代中，較多的香氣成分出現了超親現象。這說明雜交育種的方式不僅能增加香氣成分構成的復雜性，還能提高香氣成分的含量。這一結果與劉俊靈等[22]、Moreno-Peris等[23]、郭印山等[46]、陳美霞等[47]的研究一致。

王傳增等[24]分析‘富士’‘國光’與‘紅將軍’的紅色芽變族系的果實香氣成分，發現與對照組相比，共有組分的含量、特征香氣成分的香氣值總和、酯類含量及香氣總量等均高于各自的對照組。本研究則發現芽變對后代香氣成分的含量影響較大：在‘金冠’的芽變后代中，大部分的香氣成分含量尤其是醛類和醇類物質的超親現象較明顯，進而提升了具有青香型嗅感特征的醛類和醇類的相對含量。在‘元帥’的芽變后代中，出現超親現象的香氣數量較少，其中具有甜香味嗅感特征的酯類物質含量存在一定程度下降，但具有青香味嗅感特征的醛類和醇類物質香氣數量增加，使其甜香味和青香味逐漸均衡，形成了濃香味的嗅感特征；同時，本研究還發現，元帥族系隨著芽變代數的增多，香氣成分含量明顯減少，例如元帥族系第五代‘阿斯矮生’的香氣含量明顯低于元帥族系第三代品種，說明在之前的芽變選育過程中，香氣特征未得到選育者的重視。在‘國光’的芽變后代中，芽變方式并未像雜交一樣顯著增加芽變后代的酯類物質數量，其后代含量僅小部分香氣成分出現了超親現象。在‘富士’的芽變后代中，酯類、醛類和醇類物質香氣含量均出現了較多的超親現象，其中著色系芽變品種‘長富2’和早熟型芽變品種‘極早熟富士’出現超親現象的香氣數量明顯多于短枝型芽變品種‘短枝富士’和‘秋富39’。

4 結論

在50種蘋果中檢測出的146種蘋果香氣中，酯類、醇類和醛類的數量最多，其含量為其他物質的3倍多，是蘋果的主要香氣成分。不同族系的風味類型具有明顯的差異，盡管富士族系和元帥族系的果實風味較豐富，但濃香型主要以元帥族系為主，甜香型以富士族系為主，金冠族系和國光族系的果實風味則主要為青香型和淡香型。不同的育種方法對后代的香氣成分影響具有明顯的區別，雜交能夠提高后代香氣成分的含量，并增加香氣成分構成的復雜性，增加后代香氣成分的種類；芽變對后代香氣成分的種類影響則較小，對香氣含量的影響更大，芽變后代產生的超親現象多于雜交后代。

芽變品種與對照的香氣成分更為相似，元帥族系芽變后代更是具有酯類物質含量降低、醛類和醇類香氣數量增加的特點，這可能是芽變產生的基因突變恰好改變了酯類合成或者轉化中的某些生物酶活性所致。由于芽變的遺傳背景相對于雜交而言比較單一，因此，可以考慮以元帥族系芽變品種作為深度解析香氣合成途徑及相關酶和基因的特異試材。

[1] FENG J R, XI W P, LI W H, LIU H N, LIU X F, LU X Y. Volatile characterization of major apricot cultivars of southern Xinjiang region of China. Journal of the American Society for Horticultural Science, 2015, 140(5): 466-471.

[2] 李曉穎, 譚洪花, 房經貴, 韓鍵, 宋長年. 果樹果實的風味物質及其研究. 植物生理學報, 2011, 47(10): 943-950.

LI X Y, TAN H H, FANG J G, HAN J, SONG C N. Flavor compounds in fruits and research on them. Plant Physiology Journal, 2011, 47(10): 943-950. (in Chinese)

[3] KADER A A. Flavor quality of fruits and vegetables. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2008, 88(11): 1863-1868.

[4] TIEMAN D, BLISS P, MCINTYRE-LAUREN M, BLANDON- UBEDA A, BIES D, ODABASI-ASLI Z, RODRIGUEZ-GUSTAVO R, VAN DER-KNAAP E, TAYLOR-MARK G, GOULET C, MAGEROY-MELISSA H, SNYDERDEREK J, COLQUHOUN T, MOSKOWITZ H, CLARK-DAVID G, SIMS C, BARTOSHUK L, KLEE H J. The chemical interactions underlying tomato flavor preferences. Current Biology, 2012, 22(11): 1035-1039.

[5] 束懷瑞. 蘋果學. 北京: 中國農業出版社, 1999.

SHU H R. Apple. Beijing: China Agriculture Press, 1999. (in Chinese)

[6] 高源, 王大江, 王昆, 叢佩華, 李連文, 樸繼成. 蘋果屬植物種質多樣性的SLAF-seq分析. 園藝學報, 2020, 47(10): 1869-1882.

GAO Y, WANG D J, WANG K, CONG P H, LI L W, PIAO J C. Analysis of genetic diversity of apple germplasms ofusing SLAF-seq technology. Acta Horticulturae Sinica, 2020, 47(10): 1869-1882. (in Chinese)

[7] 辛培剛, 相法國, 陳學森, 沈向, 林尚安. 我國原生、引入和育成蘋果品種的類群劃分及親本溯源. 山東農業大學學報, 1998, 29(2): 57-68.

XIN P G, XIANG F G, CHEN X S, SHEN X, LIN A S. Classification of and relation for the native, introduced and bred apple cultivars in China. Journal of Shandong Agricultural University, 1998, 29(2): 57-68. (in Chinese)

[8] 牛自勉, 王賢萍, 孟玉萍, 林桂榮, 許月明. 不同砧木蘋果品種果肉芳香物質的含量變化. 果樹科學, 1996, 13(3): 153-156.

NIU Z M, WANG X P, MENG Y P, LIN G R, XU Y M. Influence of rootstocks on the contents of volatile aroma compounds in the flesh of some applevarieties.Journal of Fruit Science, 1996, 13(3): 153-156. (in Chinese)

[9] 乜蘭春, 孫建設, 陳華君, 鄒祥旺. 蘋果不同品種果實香氣物質研究. 中國農業科學, 2006, 39(3): 641-646.

NIE L C, SUN J S, CHEN H J, ZOU X W. Study on fruit aroma of different apple cultivars. Scientia Agricultura Sinica, 2006, 39(3): 641-646. (in Chinese)

[10] 馮濤, 陳學森, 張艷敏, 何天明, 張春雨, 王利平, 劉楊岷. 新疆野蘋果與栽培蘋果香氣成分的比較. 園藝學報, 2006, 33(6): 1295-1298.

FENG T, CHEN X S, ZHANG Y M, HE T M, ZHANG C Y, WANG L P, LIU Y M. Comparison study of volatile components inand in. Acta Horticulturae Sinica, 2006, 33(6): 1295-1298. (in Chinese)

[11] 馮濤, 陳學森, 張艷敏, 苑兆和, 王昆, 曹玉芬, 閻國榮, 彭立新. 4個蘋果屬野生種果實香氣成分HS-GC-MS分析. 中國農學通報, 2010, 26(9): 250-254.

FENG T, CHEN X S, ZHANG Y M, YUAN Z H, WANG K, CAO Y F, YAN G R, PENG L X. HS-GC-MS analysis of volatile components in fourwild species fruits. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2010, 26(9): 250-254. (in Chinese)

[12] 王海波, 李林光, 陳學森, 李慧峰, 楊建明, 劉嘉芬, 王超. 中早熟蘋果品種果實的風味物質和風味品質. 中國農業科學, 2010, 43(11): 2300-2306.

WANG H B, LI L G, CHEN X S, LI H F, YANG J M, LIU J F, WANG C. Flavor compounds and flavor quality of fruits of mid-season apple cultivars. Scientia Agricultura Sinica, 2010, 43(11): 2300-2306. (in Chinese)

[13] 趙玲玲, 姜中武, 宋來慶, 劉美英, 唐巖, 孫燕霞, 李元軍. 不同砧木對紅將軍蘋果果實品質和香氣物質的影響. 華北農學報, 2014, 29(S1): 234-238.

ZHAO L L, JIANG Z W, SONG L Q, LIU M Y, TANG Y, SUN Y X, LI Y J. Effects of different rootstocks on fruit quality and aroma components of red general Fuji apple. Acta Agriculturae Boreali- Sinica, 2014, 29(S1): 234-238. (in Chinese)

[14] 于年文, 劉志, 王宏, 張秀美, 里程輝. 不同矮化砧木對“寒富”蘋果果實芳香物質的影響. 西北農業學報, 2014, 23(1): 148-153.

YU N W, LIU Z, WANG H, ZHANG X M, LI C H. Effects of different dwarf rootstocks on the fruit aroma of ‘Hanfu’ apple. Acta Agriculturae Boreali-Occidentalis Sinica, 2014, 23(1): 148-153. (in Chinese)

[15] 高婷婷, 范培格, 王昆, 何明茜, 張松林, 吳本宏. 2個野生型蘋果果實香氣成分分析. 中國農學通報, 2016, 32(31): 68-73.

GAO T T, FAN P G, WANG K, HE M X, ZHANG S L, WU B H. Aroma composition analysis of two wild apple germplasms. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2016, 32(31): 68-73. (in Chinese)

[16] 劉暢, 王昆, 安萌萌, 梅闖, 曹陽, 于文全, 卜海東, 程顯敏, 顧廣軍, 孟祥海, 董雪梅, 程存剛. 寒地蘋果主栽品種果實品質及香氣組分. 新疆農業科學, 2019, 56(10): 1846-1859.

LIU C, WANG K, AN M M, MEI C, CAO Y, YU W Q, BU H D, CHENG X M, GU G J, MENG X H, DONG X M, CHENG C G. Study on fruit quality and aroma components of main apple cultivars in cold region. Xinjiang Agricultural Sciences, 2019, 56(10): 1846-1859. (in Chinese)

[17] 樊淼淼, 陶茹, 張天皓, 王輝, 王爽, 孫魯龍, 高華. 不同果袋對‘瑞雪’蘋果果實品質的影響. 果樹學報, 2020, 37(9): 1326-1335.

FAN M M, TAO R, ZHANG T H, WANG H, WANG S, SUN L L, GAO H. Effect of different fruit growing bags on fruit quality of ‘Ruixue’ apple. Journal of Fruit Science, 2020, 37(9): 1326-1335. (in Chinese)

[18] YAN D, SHI J R, REN X L, TAO Y S, MA F W, LI R, LIU X R, LIU C H. Insights into the aroma profiles and characteristic aroma of ‘Honeycrisp’ apple (×).Food Chemistry, 2020, 327: 127074.

[19] 姚改芳, 張紹鈴, 曹玉芬, 劉軍, 吳俊, 袁江, 張虎平, 肖長城. 不同栽培種梨果實中可溶性糖組分及含量特征. 中國農業科學, 2010, 43(20): 4229-4237.

YAO G F, ZHANG S L, CAO Y F, LIU J, WU J, YUAN J, ZHANG H P, XIAO C C. Characteristics of components and contents of soluble sugars in pear fruits from different species.Scientia Agricultura Sinica, 2010, 43(20): 4229-4237. (in Chinese)

[20] 姚改芳, 張紹鈴, 吳俊, 曹玉芬, 劉軍, 韓凱, 楊志軍. 10個不同系統梨品種的可溶性糖與有機酸組分含量分析. 南京農業大學學報, 2011, 34(5): 25-31.

YAO G F, ZHANG S L, WU J, CAO Y F, LIU J, HAN K, YANG Z J. Analysis of components and contents of soluble sugars and organic acids in ten cultivars of pear by high performance liquid chromatography. Journal of Nanjing Agricultural University, 2011, 34(5): 25-31. (in Chinese)

[21] 孫明德, 趙艷艷, 田海青, 杜瑞瑞, 劉軍, 劉松忠. 不同系統梨品種果實香氣特征及主成分分析//中國園藝學會2019年學術年會暨成立90周年紀念大會論文摘要集. 中國園藝學會, 2019.

SUN M D, ZHAO Y Y, TIAN H Q, DU R R, LIU J, LIU S Z. Fruit aroma characteristics and principal component analysis of pear varieties of different systems//Abstract Collection of Papers for the Annual Conference of Chinese Horticultural Society in 2019 and the 90th Anniversary of Its Establishment. Chinese Society of Horticulture, 2019. (in Chinese)

[22] 劉俊靈, 李紅光, 黨美樂, 楊惠娟, 趙政陽. 蘋果新品種‘瑞雪’及幾個常見品種果實香氣物質成分差異分析. 果樹學報, 2019, 36(5): 590-602.

LIU J L, LI H G, DANG M L, YANG H J, ZHAO Z Y. Analysis of aroma components in fruit of the new apple cultivar ‘Ruixue’ and several common cultivars. Journal of Fruit Science, 2019, 36(5): 590-602. (in Chinese)

[23] MORENO-PERIS E, CORTéS-OLMOS C, DíEZ-DíAZ M, CARMEN GONZáLEZ-MAS M, DE LUIS-MARGARIT A, FITA A, RODRíGUEZ-BURRUEZO A. Hybridization in peppers (spp.) to improve the volatile composition in fully ripe fruits: The effects of parent combinations and fruit tissues.Agronomy, 2020, 10(5): 751.

[24] 王傳增, 張艷敏, 徐玉亭, 董飛, 宋楊, 劉美艷, 劉金, 陳學森. 蘋果紅色芽變香氣組分及脂肪酸代謝相關酶活性分析. 園藝學報, 2012, 39(12): 2447-2456.

WANG C Z, ZHANG Y M, XU Y T, DONG F, SONG Y, LIU M Y, LIU J, CHEN X S. Analysis of aroma components and related enzymes of fatty acid metabolism of red bud sports. Acta Horticulturae Sinica, 2012, 39(12): 2447-2456. (in Chinese)

[25] Rowan D D, Hunt M B, Alspach P A, Whitworth C J, Oraguzie N C. Heritability and genetic and phenotypic correlations of apple (×) fruit volatiles in a genetically diverse breeding population. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2009, 57(17): 7944-7952.

[26] 董志丹, 宋尚偉, 宋春暉, 鄭先波, 焦健, 王苗苗, 閻振立, 張瑞萍, 白團輝. 我國育成蘋果品種的系譜分析及其育種啟示. 中國農業科學, 2020, 53(21): 4485-4496.

DONG Z D, SONG S W, SONG C H, ZHENG X B, JIAO L, WANG M M, YAN Z L, ZHANG R P, BAI T H. Pedigree analysis and breeding inspiration of apple cultivars in China. Scientia Agricultura Sinica, 2020, 53(21): 4485-4496. (in Chinese)

[27] 陸秋農, 賈定賢. 中國果樹志·蘋果卷. 北京: 中國農業科技出版社; 中國林業出版社. 1999.

LU Q N, JIA D X. Chinese Fruit Tree Record · Apple Roll. Beijing: China Agricultural Science and Technology Press; China Forestry Press, 1999. (in Chinese)

[28] CHEN X S, FENG T, ZHANG Y M, HE T M, FENG J R, ZHANG C Y. Genetic diversity of volatile components in Xinjiang wild apple ().Journal of Genetics and Genomics, 2007, 34(2): 171-179.

[29] YAHIA E M. Apple flavor. Horticultural Reviews, 1994, 16: 197-234.

[30] TANDON K S, BALDWIN E A, SHEWFELT R L. Aroma perception of individual volatile compounds in fresh tomatoes as affected by the medium of evaluation. Postharvest Biology and Technology, 2000, 20(3): 261-268.

[31] DIXON J, HEWETT E W. Factors affecting apple aroma/flavour volatile concentration: A review. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science, 2000, 28(3): 155-173.

[32] 張小燕, 陳學森, 彭勇, 劉遵春, 石俊, 王海波. 新疆野蘋果多酚物質的遺傳多樣性. 園藝學報, 2008, 35(9): 1351-1356.

ZHANG X Y, CHEN X S, PENG Y, LIU Z C, SHI J, WANG H B. Genetic diversity of phenolic compounds in.Acta Horticulturae Sinica, 2008, 35(9): 1351-1356. (in Chinese)

[33] 黎源, 董濤. 果實香氣物質的研究進展. 熱帶生物學報, 2013, 4(3): 266-275.

LI Y, DONG T. Advances on study of fruit aromatic substances. Journal of Tropical Biology, 2013, 4(3): 266-275. (in Chinese)

[34] 王海波, 陳學森, 張春雨, 劉崇琪, 吳傳金, 田長平, 王超. 兩個早熟蘋果品種不同成熟階段果實香氣成分的變化. 園藝學報, 2008, 35(10): 1419-1424.

WANG H B, CHEN X S, ZHANG C Y, LIU C Q, WU C J, TIAN C P, WANG C. Changes of aroma components during fruit maturation of two early apple cultivars. Acta Horticulturae Sinica, 2008, 35(10): 1419-1424. (in Chinese)

[35] CACHO J, MONCAYO L, PALMA J C, FERREIRA V, CULLERE L. Characterization of the aromatic profile of the Italia variety of Peruvian pisco by gas chromatography-olfactometry and gas chromatography coupled with flame ionization and mass spectrometry detection systems. Food Research International, 2012, 49(1): 117-125.

[36] YOUNG H, ROSSITER K, WANG M, MILLER M. Characterization of ‘Royal Gala’ apple aroma using electronic nose technology- potential maturity indicator. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1999, 47(12): 5173-5177.

[37] YOUNG J C, CHU C L, LU X W, ZHU H. Ester variability in apple varieties as determined by solid-phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2004, 52(26): 8086-8093.

[38] 陳書霞, 林海軍. 番茄果實不同發育階段香氣成分組成及變化. 西北植物學報, 2010, 30(11): 2258-2264.

CHEN S X, LIN H J. Dynamic changes of tomato fruit aroma at different fruit development stages. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2010, 30(11): 2258-2264. (in Chinese)

[39] 田長平, 魏景利, 劉曉靜, 王娜, 王海波, 孫家正, 李登濤, 陳學森. 梨不同品種果實香氣成分的GC-MS分析. 果樹學報, 2009, 26(3): 294-299.

TIAN C P, WEI J L, LIU X J, WANG N, WANG H B, SUN J Z, LI D T, CHEN X S. GC-MS analysis of fruit aromatic compounds of pear cultivars originated from different species of.Journal of Fruit Science, 2009, 26(3): 294-299. (in Chinese)

[40] PINEAU B, BARBE J C, VAN LEEUWEN C, DUBOURDIEU D. Which impact for beta-damascenone on red wines aroma? Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2007, 55(10): 4103-4108.

[41] 程煥, 陳健樂, 周曉舟, 陳榮榮, 劉東紅, 葉興乾. 水果香氣物質分析及合成途徑研究進展. 中國食品學報, 2016, 16(1): 211-218.

CHENG H, CHEN J L, ZHOU X Z, CHEN R R, LIU D H, YE X Q. Advances in identification and biosynthetic pathway of key aroma in fruits.Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2016, 16(1): 211-218. (in Chinese)

[42] 吳繼紅, 張美莉, 陳芳, 廖小軍, 胡小松. 固相微萃取GC-MS法測定蘋果不同品種中主要芳香成分的研究. 分析測試學報, 2005, 24(4): 101-104.

WU J H, ZHANG M L, CHEN F, LIAO X J, HU X S. Determination of representative aromatic components in different breeds of apple by GC-MS with solid phase microextraction. Journal of Instrumental Analysis, 2005, 24(4): 101-104. (in Chinese)

[43] 張艷麗. 靜寧縣4種紅富士蘋果香氣物質成分及含量檢測與分析. 安徽農業科學, 2019, 47(12): 207-209, 214.

ZHANG Y L. Determination and analysis of aroma components and contents with four red Fuji apples in Jingning county. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2019, 47(12): 207-209, 214. (in Chinese)

[44] BULT J H F, SCHIFFERSTEIN H N J, ROOZEN J P, BORONAT E D, VORAGEN A G J, KROEZE J H A. Sensory evaluation of character impact components in an apple model mixture. Chemical Senses, 2002, 27(6): 485-494.

[45] 李紅蓮, 張冰冰, 梁英海, 趙晨輝, 王珊珊, 宋宏偉. 中國近30年蘋果育種親本選擇與選配分析. 分子植物育種, 2020, 18(21): 7155-7161.

LI H L, ZHANG B B, LIANG Y H, ZHAO C H, WANG S S, SONG H W. Analysis of apple breeding parents selection and crosses in recent 30 years of China. Molecular Plant Breeding, 2020, 18(21): 7155-7161. (in Chinese)

[46] 郭印山, 楊曉旭, 蘇凱, 牛早柱, 劉鎮東, 李成祥, 李坤, 郭修武. 葡萄雜交后代果實香氣物質含量及遺傳傾向研究. 中外葡萄與葡萄酒, 2017(4): 36-39, 43.

GUO Y S, YANG X S, SU K, NIU Z Z, LIU Z D, LI C X, LI K, GUO X W. Research on aroma substance content and genetic tendency of hybrid offspring in grape berries. Sino-Overseas Grapevine and Wine, 2017(4): 36-39, 43. (in Chinese)

[47] 陳美霞, 陳學森, 王新國, 慈志娟. ‘凱特’與‘新世紀’杏雜種后代風味物質遺傳的初步研究. 園藝學報, 2006, 33(5): 942-946.

CHEN M X, CHEN X S, WANG X G, CI Z J. Inheritance of flavor constituents in F1progenies of ‘Katy’ and ‘Xinshiji’ apricot. Acta Horticulturae Sinica, 2006, 33(5): 942-946. (in Chinese)

Analysis of Aroma Characteristics in Different Cultivated Apple Strains

LU Xiang1,2, GAO Yuan2, WANG Kun2, SUN SiMiao2, LI LianWen2, LI HaiFei2, LI QingShan1, FENG JianRong1*, WANG DaJiang2*

1College of Agriculture, Shihezi University/Key Laboratory of Special Fruits and Vegetables Cultivation Physiology and Germplasm Resources Utilization of Xinjiang Production and Construction Corps, Shihezi 832000, Xinjiang;2Research Institute of Pomology, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Horticultural Crops Germplasm Resources Utilization, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Xingcheng 125100, Liaoning

【Objective】 Apple cultivars have been classed into Fuji-strain, Delicious-strain, Golden Delicious-strain and Ralls-strain according to their parents in China. In this study, the fruit aroma characteristics of different strains were analyzed, so as to provide the reference for studying fruit quality and aroma breeding. 【Method】 Solid-phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry (SPME-GC-MS) were used to detect the fruit aroma components and their content of 50 apple cultivars belonging to 4 strains. Coefficient of variation (CV) and principal component analysis (PCA) were used to compare the significance and characteristics of aroma substances among the different strains. 【Result】 A total of 146 aroma components were detected from 50 cultivars. Esters (38), aldehydes (29) and alcohols (19) played a dominant role in all aroma components, which accounted for 72.82% of the total content. CV of esters was the highest in number and content of three ruling aroma components. The number of total aroma components of Fuji-strain and Delicious-strain were significantly more than that of other strains (＜0.05). The number of Fuji-strains and Delicious-strains were meaningfully more than that of Golden Delicious-strain and Ralls-strain (＜0.05). However, the number of aldehydes and alcohols did not show a significant level among the different strains. 28 characteristic aroma components were identified from 146 aroma components according to the criterion of aroma value greater than 1, eight components of which were detected in more than 40 cultivars, and they were defined as typical aroma components of apple. The eight principal components (PCs) were extracted from 28 characteristic aromas by PCA. 50 cultivars were scattered to four regions, which represented different flavor types. According to the smell characteristics of aroma components, Fuji-strain and Delicious-strain were distributed in four regions; Golden Delicious-strain and Ralls-strain were mainly distributed in green and light flavor regions, respectively; Rich fragrance regions were primarily Delicious-strain, and sweet fragrance region were mainly Fuji-strain. Different breeding methods had stronger effects on Golden Delicious-strain and Ralls-strain, as the similarity coefficient and the proportions of aroma components shared with the controls in the hybrid cultivars were significantly lower than those of the bud sport cultivars (＜0.05). In all the strains, the number of transgressive phenomena in the bud sport cultivars was more than that in the hybrid cultivars. 【Conclusion】The fruit flavor of Golden Delicious-strain and Ralls-strain was more abundant. Fuji-strain, Delicious-strain, Golden Delicious-strain and Ralls-strain could be classed as sweet fragrance type, rich fragrance type, green fragrance type and light fragrance type, respectively. Hybridization could increase the content of aroma components and increase the complexity of aroma composition. Bud sport breeding had less effect on aroma composition, but more effect on aroma content to the progenies, and the transgressive phenomena was more obvious than that of hybridization breeding.

apple; aroma; strain; characteristic aroma; smell; breeding methods

2021-03-29；

2021-07-01

農業農村部園藝作物種質資源利用重點實驗室基金（NYZS202104）、中國農業科學院科技創新工程（CAAS-ASTIP-2018-RIP-02）

路翔，E-mail：294128622@qq.com。通信作者馮建榮，E-mail：fengjr102@sohu.com。通信作者王大江，E-mail：dajiang0101@126.com

（責任編輯 趙伶俐）