嫁接对大果番茄果实挥发性风味物质的影响

刘子记　刘维侠　牛玉　杨衍

摘要：【目的】探索嫁接对大果番茄果实挥发性风味物质的影响，为进一步开展大果番茄风味调控研究提供依据。【方法】采用顶空固相微萃取.气相色谱一质谱联用技术对博收1号、辉腾和辉腾2号3个大果番茄品种实生苗（S）和嫁接苗（J）果实的挥发性风味物质种类和相对含量进行分析。【结果】博收1号S含有59种挥发性物质，包括7种特有成分;博收1号J含有62种挥发性物质，包括10种特有成分。辉腾S含有59种挥发性物质，包括8种特有成分;辉腾J含有64种挥发性物质，包括13种特有成分。辉腾2号S含有58种挥发性物质，包括7种特有成分;辉腾2号J含有60种挥发性物质，包括9种特有成分。【结论】综合比较3个大果番茄品种发现，3个大果番茄品种的嫁接苗（J）均能显著提高果实中6-甲基-5-庚烯-2-酮、β-紫罗兰酮和E-2-己烯醛的含量。

关键词：番茄;嫁接;挥发性物质;顶空固相微萃取;气相色谱-质谱联用

中图分类号：S641.2

文献标志码：A

文章编号：1008-0384（2020）11-1207-08

0引言

【研究意义】番茄是世界范围内高产值的水果型蔬菜，是人类微量营养元素的重要来源[1]。番茄不仅富含番茄红素、维生素、糖类等营养成分，而且还拥有独特的风味，深受消费者青睐。番茄的风味主要由挥发性物质和非挥发性物质组成，其中揮发性物质是番茄风味的主要组分，挥发性物质主要包括醛类、醇类、酮类和酯类等[2]。研究栽培措施对番茄风味物质的影响对于进一步提升番茄风味品质具有重要意义。【前人研究进展】顶空固相微萃取.气质联用方法是分析挥发性物质的常用方法，集采样、萃取、浓缩、进样于一体，具有操作快，需要样品量小，无需萃取溶剂等特点，能够有效减少被分析样品挥发的损失，较为准确地反映样品风味成分种类及相对含量[3]。该项技术已被成功用于甜瓜[4]、橄榄[5]、梅花[6]、洋葱[7]、卷柏[8]挥发性风味物质分析。da Silva Souza等[9]研究发现基因导入系可以改善番茄果实花青素和类胡萝卜素的含量，但同时也显著改变了挥发性物质的种类和含量。Mayo-Hernandez等[10]研究发现木虱为害可以显著改变番茄果实的挥发性物质。另外，番茄风味物质的种类及含量高低与番茄品种、栽培因素有关[11]。【本研究切入点】有关嫁接对大果番茄果实风味品质影响的研究鲜有报道。【拟解决的关键问题】本研究拟采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱技术鉴定大果番茄果实挥发性成分并采用峰面积归一化法进行相对含量分析，比较嫁接对不同大果番茄品种挥发性物质的影响，以期为番茄高效生产提供科学依据。

1材料与方法

1.1材料

供试大果番茄品种为博收1号、辉腾和辉腾2号，由北京博收种子有限公司提供。实生苗分别标记为博收1号S、辉腾S和辉腾2号S。以野茄托鲁巴母为砧木，以博收1号、辉腾和辉腾2号为接穗，于2018年9月开展嫁接，嫁接苗分别标记为博收1号J、辉腾J和辉腾2号J。实生苗与嫁接苗于2018年10月底同一时间定植于中国热带农业科学院五队试验基地，采取随机区组设计，3次重复，采取相同的栽培管理措施，每个处理的3个重复于2019年3月中旬分别采收成熟度和大小均匀一致的5枚果实进行混合匀浆，每个处理取15g匀浆进行挥发性物质测定与分析。

1.2仪器

HP6890/5975C气相-质谱联用仪购自美国安捷伦公司。手动固相微萃取装置购白美国Supelco公司，萃取纤维头为2cm-50/30μnDVB/CAR/PDMSStableFlex，色谱柱为FLMFB-5MS（30m×0.25mm×0.25μm）弹性石英毛细管柱。

1.3方法

挥发性风味物质检测：取混匀样品10g置于10mL固相微萃取仪采样瓶中，插入装有2cm-50/30μm DVB/CAR/PDMS StableFlex纤维头的手动进样器，在60℃的平板加热条件下顶空萃取50min后，移出萃取头并立即插入气相色谱仪进样口（温度250℃）中，热解析5min进样。

1.4数据处理

总离子流图中的各峰经质谱计算机数据系统检索及核对Nist 14和Wiley275标准质谱图，确定挥发性化学成分，用峰面积归一化法测定各化学成分的相对质量分数。

2结果与分析

2.1博收1号S和博收1号J挥发性成分比较分析

由图1、表1可知，博收1号S和博收1号J共含有挥发性物质69种，其中醇类15种，酮类4种，酯类9种，醛类27种，烃类7种，其他7种。

博收1号S含有59种挥发性物质，占色谱流出组分总含量的98.57%。其中醇类14种，相对含量为21.82%。酮类4种，相对含量为7.93%。酯类6种，相对含量为12.93%。醛类24种，相对含量为46.72%。烃类5种，相对含量为0.72%。其他6种，相对含量为8.46%。博收1号J含有62种挥发性物质，占色谱流出组分总含量的99.40%。其中醇类14种，相对含量为19.62%。酮类4种，相对含量为8.27%。酯类6种，相对含量为3.51%。醛类26种，相对含量为58.31%。烃类5种，相对含量为0.33%。其他7种，相对含量为9.35%（表1、表2）。

博收1号S和博收1号J挥发性物质数量和含量存在显著性差异。博收1号S醛类含量最高，其次为醇类、酯类、其他类、酮类和烃类。博收1号J醛类含量最高，其次为醇类、其他类、酮类、酯类和烃类。博收1号S含有7种特有挥发性成分。博收1号J含有10种特有挥发性成分。

2.2辉腾S和辉腾J挥发性成分比较分析

辉腾S和辉腾J共含有挥发性物质72种，其中醇类16种，酮类4种，酯类8种，醛类23种，烃类1 1种，其他10种（图1、表1）。

辉腾S含有59种挥发性物质，占色谱流出组分总含量的98.31%。其中醇类14种，相对含量为15.58%。酮类4种，相对含量为7.15%。酯类7种，相对含量为8.81%。醛类16种，相对含量为36.89%。烃类10种，相对含量为2.34%。其他8种，相对含量为27.54%。辉腾J含有64种挥发性物质，占色谱流出组分总含量的98.91%。其中醇类16种，相对含量为11.58%。酮类4种，相对含量为10.27%。酯类6种，相对含量为21.49%。醛类21种，相对含量为34.10%。烃类8种，相对含量为0.96%。其他9种，相对含量为20.50%（表1、表2）。

辉腾S和辉腾J挥发性物质种类和含量存在显著性差异。辉腾S醛类含量最高，其次为其他类、醇类、酯类、酮类和烃类。辉腾J醛类含量最高，其次为酯类、其他类、醇类、酮类和烃类。辉腾S含有8种特有挥发性成分。辉腾J含有13种特有挥发性成分。

2.3辉腾2号S和辉腾2号J挥发性成分比较分析

辉腾2号S和辉腾2号J共含有挥发性物质67种，其中醇类15种，酮类4种，酯类10种，醛类23种，烃类7种，其他8种（图1、表1）。

辉腾2号S含有58种挥发性物质，占色谱流出组分总含量的99.01%。其中醇类14种，相对含量为12.30%。酮类4种，相对含量为7.28%。酯类7种，相对含量为5.00%。醛类19種，相对含量为68.82%。烃类6种，相对含量为0.79%。其他8种，相对含量为4.82%。辉腾2号J含有60种挥发性物质，占色谱流出组分总含量的98.52%。其中醇类14种，相对含量为25.18%。酮类4种，相对含量为9.94%。酯类9种，相对含量为11.65%。醛类19种，相对含量为39.75%。烃类7种，相对含量为1.45%。其他7种，相对含量为10.55%（表1、表2）。

辉腾2号S和辉腾2号J挥发性物质种类和含量存在显著性差异。辉腾2号S醛类含量最高，其次为醇类、酮类、酯类、其他类和烃类。辉腾2号J醛类含量最高，其次为醇类、酯类、其他类、酮类和烃类。辉腾2号S含有7种特有挥发性成分。辉腾2号J含有9种特有挥发性成分。

3讨论

在番茄中，已报道了超过400种挥发性物质，这些挥发性组分相互作用构成了番茄的风味[12]。Tieman等[1]认为番茄的主要风味物质包括36种。

挥发性风味物质的提取方法包括蒸馏法、有机溶剂萃取法、超临界CO2萃取法和固相微萃取法等。与其余方法相比，顶空固相微萃取是一种集萃取浓缩为一体的分离技术，该技术所需样品量少，样品前处理简单，选择性强，易实现自动化，与气相色谱.质谱联用（GC-MS）结合，能够大大加快分析检测的速度，尽可能减少被分析样品的挥发损失，较为真实反映风味成分[13]。

本研究采用顶空固相微萃取法分析了3个大果番茄品种实生苗和对应嫁接苗果实挥发性风味物质的差异。综合比较博收1号S和博收1号J、辉腾S和辉腾J、辉腾2号S和辉腾2号J三组挥发性物质发现，实生苗和嫁接苗之间各类挥发性风味物质的种类和含量存在显著不同。嫁接苗挥发性风味物质的种类均高于实生苗。这可能是由于嫁接苗增强了根系吸收水分和养分的能力，同时改善了同化物在嫁接植株体内的运输和分配，进而调节果实风味品质的形成[14]。

番茄红素是6.甲基-5-庚烯-2-醇和6-甲基-5-庚烯-2-酮的前体物质，通过类胡萝卜素代谢途径形成，随着果实的成熟含量逐渐增加[15]，具有果香味[16]。6-甲基-5-庚烯-2-醇和6-甲基-5-庚烯-2-酮在嫁接苗中的含量明显高于实生苗，该结果间接说明大果番茄嫁接苗果实番茄红素含量高于实生苗。β-紫罗兰酮作为番茄果实的主要风味物质[17]，通过类胡萝卜素代谢途径形成[18]。主要风味物质E-2-已烯醛赋予番茄果实青草味，通过脂肪酸代谢途径形成[19]。3个大果番茄品种的嫁接苗均能显著提高果实中β-紫罗兰酮和E-2-己烯醛的含量。综上分析，嫁接能够明显改善番茄果实主要风味物质的含量，进一步提高番茄的风味品质。番茄风味品质由多种挥发性风味物质协同作用，嫁接如何调控番茄风味物质的代谢将是未来的研究方向。β-紫罗兰酮和E-2-已烯醛的含量。

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（責任编辑 ：翁志辉）

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收稿日期：2020-05-08初稿：2020-06-19修改稿

作者简介：刘子记（1982-），男，博上，副研究员，研究方向：蔬菜遗传育种（E-mail：liuzijil982@163.com）

*通信作者：杨衍（1971-），男，博士，研究员，研究方向：蔬菜遗传育种（E-mail：catasvegetable@163.com）

基金项目：海南省科技计划项目（ZDYF2020055）;中国热带农业科学院基本科研业务费专项项目（1630032017027）：农业农村部财政专项项目（NFZX2018）