富士苹果浓红色芽变品种果实品质和香气成分差异分析

宋来庆　赵玲玲　刘美英　唐岩　孙燕霞　姜中武

摘要：利用果实常规品质测定与固相微萃取（SPME）气相色谱一质谱（GC-MS）联用技术，分析了长富2号富士苹果及其浓红色芽变品系美乐的果实常规品质和香气成分差异。结果表明：美乐是以酯类香气成分为主的酯香型苹果品种；与长富2号相比，美乐平均单果重高出13.6 g，果实片状着色，苹果摘袋后，上色期平均为4.5天；果实香气物质种类和含量差异明显，美乐果实中检测出香气物质45种，香气成分总量为118.044μg/g，香气物质种类较长富2号少6种，但总含量高出7.485μg/g；美乐中含量最高的香气物质α-法尼烯，含量为21.012μg/g，占香气总量的17.80%，而在长富2号中，α-法尼烯含量仅为11.519μg/g，是含量变化最大的香气成分；α-法尼烯含量的增加有可能会影响美乐品种贮藏期对果实虎皮病的抗性。

关键词：富士；浓红色芽变；美乐；香气物质；α-法尼烯

中图分类号：S661.103.7 文献标识号：A 文章编号：1001—4942（2016）03—0043—04

芽变选种是培育优良苹果新品种的有效途径，富士是我国主要的苹果栽培品种，在长期的栽培过程中，产生了大量的变异类型。在已报道的苹果芽变品种中，红色芽变品种占70%以上，这些芽变品种在我国各苹果产区均获得推广利用。因此，深入探讨红色芽变机理，对苹果品种的有效改良具有重要意义。果实红色芽变机理已有较多研究报道，王传增等研究了国光及其红色芽变的香气组分及脂肪酸代谢相关酶活性的差异。本课题组于2006年从长富2号果园内发现一个浓红色枝条变异，果实由条纹红色变为浓红色，颜色鲜艳，2014年12月通过山东省农作物新品种审定，定名为美乐。有关长富2号品种及其浓红色芽变品系在香气组分种类及含量上是否存在差异，还未见报道。本试验分析了长富2号及美乐果实常规品质和香气组分的差异，旨在为富士苹果浓红色芽变机理提供参考依据。

1材料与方法

1.1试验材料

试验园位于烟台市牟平区水道镇梨树夼村，面积3 333.5 m²，地势平坦，砂质壤土。试验材料于2010年定植，主栽品种为美乐，对照品种为长富2号，授粉品种为太平洋嘎啦，苗木砧木为M9。栽植密度2.5 m×4.0 m，自由纺锤形整枝。果园2013年少量结果，2014年进入初果期，单株负载量控制在30～40kg。苹果全套袋栽培，内红外褐双层纸袋，5月底6月初套袋，10月3日摘袋。

每个品种选择长势较好、负载量相近的试验树5株，于2014年10月22日采样，分别在四个不同方位随机采摘树体中部外围果实12个，每个品种60个果实，带回实验室清洗后，进行不同指标测定。

1.2测定方法

常规果实品质指标在烟台市农业科学院育种实验室测定，香气物质的测定在山东农业大学园艺学院完成。每个品种随机取30个果实用于测量果实纵径、横径、硬度与单果质量，根据纵径与横径计算果形指数，利用GY-1型硬度计测定果实硬度。各指标取30次测定的平均值。果实香气物质的提取和测定参照王海波等的方法进行，分别利用Perkin Elmer Turbo Matrix 40 Trap顶空进样器和Shimadzu GCMS-QP2010气相色谱一质谱联用仪进行果实香气物质成分提取与测定，待测样品总量为7 g，内标物3-壬酮（0.4mg·mL^-1μL。定性方法：通过检索NIST05质谱库，结合保留时间进行定性分析；定量方法：按峰面积归一化法计算各成分相对质量百分含量，并选择3-壬酮为内标进行精确定量。

2结果与分析

2.1果实常规品质分析

美乐平均单果重较长富2号重13.6 g，萼洼、梗洼和果梗长度等与长富2号相同；果实着色快，摘袋后3～5天即可着满色，果面片状着色，全面着鲜红色，萼洼、梗洼亦可着色；果皮蜡质厚，果面光滑洁净，无锈，有果粉，果点小、较稀，果点密度平均为5.1个/cm²；果肉乳黄色，肉质细脆，果实硬度8.4 kg/cm²，汁液中多，可溶性固形物含量14.5%；果实风味酸甜，香气浓郁，无采前落果现象。

2.2果实香气物质差异性分析

果实风味物质测定结果（表2）表明，美乐果实中共检出香气成分45种，总量为118.044μg/g；含量最高的为α-法尼烯，为21.012μg/g，占香气成分总量的17.80%；其次为乙酸己酯、2-甲基丁酸己酯、2-甲基丁基乙酸酯和己酸丁酯，含量分别为16.627、15.924、13.709μg/g和9.188μg/g。长富2号果实中共检出香气成分51种，总量为110.559μg/g，主要香气成分是2-甲基丁基乙酸酯、乙酸己酯、α-法尼烯、2-甲基丁酸己酯、乙酸丁酯和己酸丁酯，含量分别为17.070、15.372、11.519、10.800、7.182μg/g和6.737μg/g；α-法尼烯在长富2号中的含量仅占香气成分总量的10.42%。

其中4-己烯-1-醇乙酸酯、丁酸戊酯、辛酸己酯、A-姜黄烯、异丁香烯、2-甲基丁醇、顺-2-己烯-1-醇、2-己烯醛等13种香气成分仅在美乐果实中检出；反-2-己烯-1-丙酸甲酯、（Z）-丙酸-3-己烯酯、2-甲基硅烷二醇二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯等19种物质仅在长富2号果实中检出。

将检测结果按香气成分类别进行分类统计（表3），美乐果实检出的香气成分中，酯类物质32种，总含量为93.579μg/g，分别比长富2号少4种、2.552μg/g；烯类种类数量均为5种，但总质量差10.324μg/g，差别主要来自α-法尼烯含量变化；醇类和其它醛、酮、烷类物质在香气物质数量和含量方面均差异较小。

3讨论与结论

根据香味物质的构成，苹果可以分为两类：一类为酯香型，包括元帅系品种、富士、金冠等，其主要香气成分以酯类为主；另一类为醇香型，如红玉苹果品种，其特征成分以醇类物质为主。本研究的测定结果表明，美乐和其芽变母本长富2号的酯类香气物质成分分别占总香气成分含量的79.27%和86.95%，虽然酯类种类和含量有一定差异，但颜色的变异没有影响果实香气类型，美乐仍属于酯香型苹果品种。

苹果发生芽变后，芽变品系与母本品种相比，其植株形态、果实颜色、染色体数目等均会发生一定的差异，不仅突变基因所控制的性状发生变异，其他相关性状也发生相应的变异，表现出芽变的多效性，即“一因多效”现象。王传增等研究表明，红色苹果芽变品系与其对照相比，香气成分种类无规律性变化，但共有组分的含量、特征香气成分的香气值总和、酯类含量及香气总含量等均明显高于各自的对照品种。本试验测定结果表明，长富2号的浓红色芽变品种果实的颜色发生变异后，其主要特征香气物质和含量也发生了明显的变化，美乐果实中香气物质含量最高的是α-法尼烯、乙酸己酯、2-甲基丁酸己酯、2-甲基丁基乙酸酯和己酸丁酯，而长富2号果实中香气物质含量最高的则是2-甲基丁基乙酸酯、乙酸己酯、α-法尼烯、2-甲基丁酸己酯、乙酸丁酯。

田长平等研究认为香气物质种类及含量可作为果实耐贮性评价的指标之一。本试验测定结果表明，美乐与长富2号相比，α-法尼烯含量增加9.493μg/g。α-法尼烯是一种挥发性的倍半萜类物质，是苹果、梨等果实香气的重要组成成分之一，具有许多重要的生物学功能，其含量与植物的冷害程度呈正相关，也是诱导虎皮病发生的重要因素。α-法尼烯在果肉细胞内产生，然后向苹果表皮迁移，在表皮角质层中积累，氧化为共轭三烯和其它氧化产物，共轭三烯聚合成不透氧的聚合物，导致有害物质积累，引发虎皮病。在生产实践中发现，有的苹果红色芽变品种（系）的贮藏性有所下降，并有“好看好吃不耐放”的说法。长富2号浓红色芽变品种果实内α-法尼烯的含量显著增加，是否影响到其贮藏性能，还有待进一步对比研究。