喷施茉莉酸甲酯对高丛越橘品种‘海岸’成熟果实挥发性成分的影响

刘梦溪，田瑞平，曾其龙，於 虹，韦继光，②

〔1.江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)，江苏 南京 210014；2.南京农业大学 作物遗传与种质创新国家重点实验室，江苏 南京 210095〕

植物果实的挥发性成分不但与生产管理措施有关，还与品种有关[1]。多年来，大多数越橘(Vacciniumspp.)育种工作主要致力于改善和维持果实的外部品质[2-5]，而关于越橘栽培品种果实挥发性成分的研究较少[2]。高丛越橘品种‘海岸’(Vacciniumcorymbosum‘Gulfcoast’)具有适应性强、产量高及抗病虫害能力强等优点[6-7]，但在南京地区其成熟果实的香气较淡。茉莉酸甲酯(methyl jasmonate，MeJA)是一种天然的植物生长调节剂，具有对人体无毒、环境友好的特点，可参与调控植物次生代谢物合成以及花和果实风味[8-10]。

本研究在‘海岸’绿果期向果实喷施体积分数0.25%MeJA溶液，利用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)技术检测其成熟果实挥发性成分的种类和含量，以期明确喷施MeJA对高丛越橘品种‘海岸’成熟果实风味的影响。

1 材料和方法

1.1 材料

选取江苏省中国科学院植物研究所实验地内长势良好的4年生高丛越橘品种‘海岸’盆栽苗作为样株。样株株高90～100 cm，冠幅65～75 cm，行距2.5 m、株距1.2 m，东西行向。实验期间及时供水、合理施肥、防控病虫害和鸟害。

使用的Trace1310气相色谱仪、TSQ 9000三重四级杆质谱仪和TriPlus RSH自动进样器购自美国Thermo Fisher公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取纤维头购自美国Supelco公司；BSA124S分析天平(精度0.1 mg)购自德国Sartorius公司。以3-辛醇(纯度98%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司)为内标、C7-C30正构烷烃混标(正己烷稀释至40 ng·μL-1)(美国Sigma-Aldrich公司)为标准品。

1.2 方法

1.2.1 MeJA处理 结合预实验及相关研究[8]的结果，使用体积分数0.25%MeJA溶液(用体积分数10%乙醇溶液配制)进行处理。选取10株盆栽苗，平均分成2组，即处理组和对照组。于2020年5月6日(绿果期)傍晚在处理组果实表面均匀喷洒MeJA溶液，在对照组果实表面均匀喷洒体积分数10%乙醇溶液，每株喷洒250 mL。

1.2.2 果实挥发性成分测定 于2020年6月3日(盛熟期)取样。取样时，每组随机选择3株样株，在样株树冠上部东、南、西、北、中5个方位各选取10个完整的成熟果实，单株果实混匀，放入冰盒中带回实验室后，立即用液氮研磨成粉状；取3 g左右的粉末，精确称量后迅速转入20 mL顶空瓶中进行检测。每株为1个生物学重复。

测定前，在进样口将固相微萃取纤维头在250 ℃条件下老化30 min。测定时，加入5 μL内标、3 mL NaCl饱和溶液和2 g维生素C，迅速盖紧盖子，在40 ℃条件下将固相微萃取纤维头插入样品瓶上空，吸附30 min，插入进样口进行色谱分析。

色谱条件：TG-5MS毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；载气为氦气(纯度99.999%)，流速1.0 mL·min-1；升温程序：起始温度40 ℃，保持6 min；以4 ℃·min-1速率升温至190 ℃，保持1 min；以10 ℃·min-1速率升温至250 ℃，保持2 min；进样口温度250 ℃。

质谱条件：接口温度280 ℃；离子源温度300 ℃，电离方式EI，电子能量70 eV；扫描质量范围30～350 amu。

1.3 数据分析

使用Trace Finder软件处理数据，与标准谱库NIST library(2017)比对，筛选出得分在80分以上且正反比对值大于700的成分，结合各成分的保留指数，手动去除硅氧环状化合物及无特征风味的饱和烷烃类成分，确定最终鉴定结果。参照文献[11]中的方法计算各成分的保留指数，参考周金鑫等[8]的方法计算各成分的含量，使用SPSS 23.0统计分析软件进行独立样本t检验，分析各成分含量在对照组和处理组间的差异显著性水平。

2 结果和分析

对喷施茉莉酸甲酯后高丛越橘品种‘海岸’成熟果实的挥发性成分进行了检测和分析，结果见表1。结果表明：与对照组(未喷施MeJA)相比，处理组(喷施体积分数0.25%MeJA)高丛越橘品种‘海岸’成熟果实中挥发性成分的种类和总含量均增加。处理组共鉴定出36个挥发性成分，总含量187.27 μg·kg-1，包括醛类成分12个、酮类成分6个、酯类成分2个、醇类成分9个、萜烯类成分7个，总含量分别为105.28、14.71、5.27、59.06和2.93 μg·kg-1；对照组中共检测出26个挥发性成分，包括醛类成分9个、酮类成分5个、酯类成分1个、醇类成分7个、萜烯类成分4个，总含量分别为73.47、10.20、5.64、54.47和2.07 μg·kg-1。

表1 喷施茉莉酸甲酯对高丛越橘品种‘海岸’成熟果实挥发性成分的影响

醛类和酮类成分的总含量在处理组和对照组间差异显著(P<0.05)，处理组成熟果实中醛类和酮类成分的总含量分别较对照组增加了43.3%和44.2%。处理组醛类成分中，具青草味的2-己烯醛(2-hexenal)和反式-2-壬烯醛(trans-2-nonenal)及具黄瓜味的(E，Z)-2，6-壬二烯醛〔(E，Z)-2，6-nonadienal〕的含量均较对照组增加了1倍左右；该组酮类成分中，具果香味的甲基庚烯酮(6-methyl-5-hepten-2-one)和具木兰香味的香叶基丙酮〔(E)-6，10-dimethyl-5，9-undecadien-2-one〕的含量分别较对照组增加了33.9%和60.8%。

酯类、醇类和萜烯类成分的总含量在处理组和对照组间差异不显著，但处理组具蘑菇味的1-辛烯-3-醇(1-octen-3-ol)和具丁香味的石竹烯(caryophyllene)的含量分别较对照组增加了81.0%和131.6%。另外，正庚醛(heptanal)、正辛醛(octanal)、2-壬酮(2-nonanone)、乙酸己酯(acetic acid，hexyl ester)、反式-2-己烯醇(trans-2-hexenol)、(Z)-2-辛烯醇〔(Z)-2-octen-1-ol〕、α-蒎烯(α-pinene)、β-罗勒烯(β-ocimene)和反式-β-罗勒烯(trans-β-ocimene)为处理组特有的挥发性成分，具有浓郁的果香和花香，能够调和、修饰成熟果实的整体香气。

3 讨论和结论

研究发现，植物体内的短链脂肪族衍生物来自脂氧合酶(LOX)途径[10]。本研究处理组(喷施体积分数0.25%MeJA)高丛越橘品种‘海岸’成熟果实中(E，Z)-2，6-壬二烯醛、反式-2-壬烯醛、2-己烯醛和1-辛烯-3-醇等短链脂肪族衍生物的含量显著高于对照组(未喷施MeJA)，说明采前喷施MeJA可提高高丛越橘品种‘海岸’成熟果实中短链脂肪族衍生物的含量，这可能是由于MeJA可激活这些成分合成途径中的结构基因及转录因子上调表达，使相关酶活性提高，并促进更多前体化合物生成C6、C8、C9的醛、醇、酮和酯[10]，相关机制有待深入研究。

综上所述，采前喷施MeJA可提高高丛越橘品种‘海岸’成熟果实中部分挥发性成分的含量，并增加部分具有浓郁果香和花香的成分，使果实香气层次更加丰富。