‘21世纪’桃与‘久脆’桃及其杂交后代果实挥发性成分特征分析

郝艳，李晓颍，叶茂，刘亚婷，王天宇，王海静，张立彬，肖啸，武军凯

‘21世纪’桃与‘久脆’桃及其杂交后代果实挥发性成分特征分析

郝艳，李晓颍，叶茂，刘亚婷，王天宇，王海静，张立彬，肖啸，武军凯

河北科技师范学院园艺科技学院/河北省特色园艺种质挖掘与创新利用重点实验室，河北秦皇岛 066600

【目的】对桃亲本和杂交后代之间果实挥发性成分与含量以及关键基因表达进行分析，揭示桃果实挥发性成分在亲本与杂交后代之间的变化特征，明确桃亲本与杂交后代桃果实香气主要组成成分及变化，为进一步研究桃亲本和杂交后代果实香气遗传与调控机制及育种提供数据支持。【方法】采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（SPME-GC-MS）测定‘21世纪’‘久脆’桃及其杂交后代的挥发性成分及含量，利用荧光定量PCR（Real-time PCR）分析调控酯类合成和酯类水解关键基因与的表达量，并通过1-甲基环丙烯（1-MCP）和乙烯处理改变果实成熟度分析不同处理条件对桃果实挥发性成分和含量的影响。【结果】亲本及杂交后代桃果实共检测到125种挥发性物质，分为醇类、内酯类、酸类、萜类、酮类、烷烃类、烯烃类和酯类。挥发性成分与含量显示，除‘世纪之星’外，其他杂交后代挥发物种类均低于亲本‘久脆’，但55.56%的杂交后代挥发物总含量高于亲本。在检测到的挥发性成分中，酯类物质最为丰富，占挥发物总含量的50.98%。亲本‘21世纪’和‘久脆’中酯类物质含量分别占挥发物总含量的60.24%和43.45%，杂交后代中除hy-7（38.71%）外，其他杂交后代酯类物质含量所占比例均高于亲本‘久脆’。烷烃类物质也是本试验所检测的主要挥发性成分之一，各杂交后代中烷烃类化合物含量占挥发物总含量的比例均低于亲本‘久脆’，66.67%的杂交后代烷烃类占比低于亲本‘21世纪’。内酯类物质在亲本中均未检测到，但在杂交后代‘世纪之星’、hy-1、hy-9、hy-16以及hy-18中均检测到且含量极显著高于两亲本。乙酸反-3-己烯酯、乙酸己酯、辛酸乙酯、芳樟醇与二氢--紫罗兰酮是桃果实香气主要贡献成分（OAVs＞1）。乙酸反-3-己烯酯作为桃香气主要贡献成分之一，在亲本中未检测到，但在77.78%的杂交后代中被检测到，且气味活性值在1.29以上，‘世纪之星’最高（5.04）。-癸内酯作为桃果实主要挥发性化合物，具有桃香气特征，仅在3个后代中检测到。OAVs加和分布显示‘21世纪’与多数杂交后代主要呈果香型，‘久脆’、杂交后代hy-7呈花香型，杂交后代‘世纪之星’果香与花香特征水平相当，且OAVs加和值均显著高于亲本及其他杂交后代，也是其香气浓郁的主要原因。外源乙烯和1-MCP处理杂交后代‘世纪之星’桃果实的结果表明，1-MCP抑制了果实酯类挥发物的合成，外源乙烯促进酯类物质提前释放，处理第2天酯类含量达到最高值；两种处理对内酯类化合物含量也有显著影响，在第1—3天处理组和对照组均未检测到内酯类化合物，第4—10天的3组试验内酯类物质含量均呈上升趋势，在第10天时乙烯处理组和1-MCP处理组内酯类物质含量显著低于对照组。【结论】‘21世纪’、‘久脆’与其杂交后代果实挥发性物质种类、数量和含量差异显著，果实主要香气成分酯类和内酯在杂交后代中的含量比亲本显著提高。多数杂交后代果实香气特征与亲本‘21世纪’一致，呈果香型；部分与亲本‘久脆’香气特征一致，呈花香型，个别后代兼有花香和果香特征。与对照组相比，1-MCP处理桃果实对酯类和内酯的合成均有抑制作用，使果实香气变淡；外源乙烯可促进果实酯类物质提前释放，最高含量与对照组无显著差异。但外源乙烯处理显著减少了果实内酯类物质含量。

桃；固相微萃取；香气成分；1-MCP；基因表达量

0 引言

【研究意义】桃（L.）是多年生落叶果树，世界上重要的经济作物之一，桃果实以营养丰富、风味宜人而深受消费者喜爱。香气成分是果实风味的重要组成部分，是影响消费者喜好程度的重要内在品质[1]。果实香气育种成为育种家关注的重要研究领域，深入研究桃果实香气物质在亲本和杂交后代中的变化特征，对于丰富桃香气育种研究具有重要的意义。【前人研究进展】随着消费者对桃果实风味品质要求的不断提升，有关果实香气研究受到广泛关注。目前研究认为果实呈现的香气特征主要由其内在挥发性成分的种类和含量决定。现已经检测到的水果香气成分有2 000多种，主要分为酯类、醛类、醇类、萜烯类、内酯类等物质[2]。根据感知不同可分为果香型、花香型、青香型、辛香型、木香型等香气类型[3]。桃果实中已发现100多种香气成分，主要包含了醛、醇、酯、内酯、萜和酮类等几类物质。其中，酯类和内酯是桃果实香气的主要组成部分[2]。不同成熟阶段的桃果实香气成分有明显差异，未成熟桃果实具有青草的香味，主要呈味物质为C6和C9醛类、醇类；成熟桃果实具有果香味，主要呈味物质为酯类和内酯类[4-6]。果实的香气变化与果实成熟度密不可分，果实早熟和延迟成熟对果实香气均有影响，外源乙烯作为催熟剂处理冷藏桃果实可有效促进果实香气由青香型向果香型的转变[7]。生产上常采用1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）作为乙烯抑制剂来延缓果实成熟[8]，但研究表明，使用1-MCP能够降低果实中酯类物质的含量，影响果实风味特征[9-10]。酯和内酯的合成主要依赖脂肪酸代谢途径，以脂肪酸为底物，经过一系列酶促反应而产生的一类次生代谢产物[3]。有关香气物质合成的关键基因已有很多报道，研究表明，LOX途径是脂肪酸代谢的主要途径之一[11]，醇酰基转移酶（alcohol acetyltransferase，AAT）是LOX途径中的关键酶，它通过结合不同底物来实现酯类物质合成的多样性[12]。CXE1作为酯类芳香物质水解相关基因已在桃[13]、番茄[14]、苹果[15]中被鉴定。曹香梅[13]通过亚细胞定位分析显示，与均定位于细胞质，二者通过协同作用方式调控果实酯类物质合成及水解的平衡[14]。【本研究切入点】关于桃果实香气在亲本与杂交后代之间的变化特征与规律尚未见报道。【拟解决的关键问题】本研究通过分析桃亲本及杂交后代之间果实挥发性成分与含量，明确桃亲本与杂交后代桃果实香气主要挥发性成分及变化，并通过对桃香气中酯类物质形成的关键基因进行表达分析，进一步阐明桃亲本与杂交后代果实中酯类香气物质形成的调控机制。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

本试验材料‘21世纪’桃和‘久脆’桃完熟果实分别于2021年8月22日和8月27日采自河北科技师范学院石桥营基地，‘21世纪’和‘久脆’桃的杂交后代‘世纪之星’桃完熟果实于2021年8月25日取样，八成熟‘世纪之星’桃果实（果皮底色由白转红）于2021年8月15日采样，均采自河北省抚宁区桃果园；hy-1、hy-2、hy-7、hy-9、hy-11、hy-14、hy-16、hy-18完熟果实均采自河北科技师范学院园艺实验站。取大小均一、无机械损伤的桃果实。

1-MCP保鲜剂（商品名：安喜培泡腾片），内标物配制参考李晓颍等[16]方法，采用3-辛醇（纯度≥98.5%）与正构烷烃混合标准品（C6—C30，1 000 mg·L-1，均购自美国Sigma Aldrich公司；正己烷为色谱纯，购自瑞典Oceanpak公司）。

1.2 方法

1.2.1 挥发性成分的测定 将果实擦拭干净，整果去核后带果皮切碎并充分混匀，每次测定准确称量8.0 g带皮鲜桃果肉于20 mL进样瓶中，进样瓶用硅胶隔垫密封，用铝盖封口。50℃平衡30 min，然后将已经老化的萃取头（Supelco 50/30 μm DVB/CAR/PDMS）插入顶空萃取瓶，50℃吸附萃取30 min。每批样品平行制备3份，分别测定。

GC条件：仪器为安捷伦7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪，PAL3自动进样装置；HP-5MS石英弹性毛细管柱（30.0 m×320 μm×0.25 μm），载气为He（99.999%），不分流进样，流量3.0 mL·min-1，进样口温度230℃，起始温度为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条件：EI源电压70 eV，离子源温度为230℃，接口温度250℃，四级杆温度150℃，质量扫描范围为50—550 m/z。

内标物配制：以3-辛醇为内标物，与正己烷混合稀释成10-5倍。取1.0 µL在相同条件下进行GC-MS检测。

定性与定量：利用GC-MS联用仪工作站所关联的自动解卷积系统（AMDIS）与NIST11质谱库，结合化合物保留指数值（RI）对挥发物进行鉴定。3-辛醇作为混合内标对挥发物含量进行定量分析。

1.2.2 乙烯、1-MCP处理流程 取八成熟（果皮底色白色且转红色）大小均匀、健康无病害的杂交后代之一‘世纪之星’果实300个随机分为3组，并置于密封容器中，第1组加入浓度为10 µL·L-1的1-MCP，第2组加入浓度为50 µL·L-1的外源乙烯，第3组作为对照不做处理，12 h后取出样品，室温下通风放置10 d，分别于0、2、4、6、8和10 d取样，对果实硬度、乙烯释放速率和香气成分进行测定，重复测定3次。

1.2.3 果实硬度测定 果实去果皮后，于赤道面上均匀选取5个点用数显式水果硬度计测定果肉硬度，每次测量5个果实，计算平均值。

1.2.4 乙烯释放速率测定 每个处理随机取5个果实，置于2 L烧杯中密闭2 h，用注射器抽取顶部空气200 µL，用气相色谱仪，火焰离子化检测器（FID）测定乙烯含量，采用外标法计算乙烯释放速率，单位为μL·kg-1·h-1。

1.2.5 RT-qPCR验证 所使用的RT-qPCR引物详见表1，以桃作为内参基因，设置3个生物学重复，并进行4次独立性重复试验。

表1 荧光定量PCR引物

总RNA的提取采用上海生工柱式植物RNA抽提纯化试剂盒，使用试剂盒Revert-Aid First Strand cDNA Synthes is Kit（Thermo Fisher Scientific，USA）将RNA反转录成cDNA。利用iTapTM Universal SYBR® Green Supermix进行荧光定量反应，反应体系为10 μL，包括5 μL的iTapTM Universal SYBR® Green Supermix，各0.5 μL的荧光定量上下游引物，1 μL的cDNA模板以及3 μL ddH2O。反应程序为：95℃预变性30 s，95℃变性5 s，60℃退火15 s，进行39个反应循环，反应结束后增加65—95℃溶解曲线分析，并由Bio-Rad CFX2.0软件自动读取相关数据。使用的荧光定量仪器为CFX Connect Real-time System。最后，将得到的数据参照2-ΔΔCT方法计算样品的基因表达。

1.2.6 数据处理 采用Microsoft Excel 2013软件整理试验数据，OriginPro 9.0软件对试验结果进行分析并绘图。

2 结果

2.1 ‘21世纪’与‘久脆’桃及其杂交后代挥发物总含量与种类

对‘21世纪’‘久脆’及其杂交后代挥发性成分进行检测，共检测到挥发物125种，醇类（10种）、内酯（6种）、酸类（7种）、萜类（5种）、酮类（8种）、烷烃类（32种）、烯烃类（5种）、酯类（52种），酯类和烷烃类为主要挥发物类型（附表1）。其中亲本‘21世纪’和‘久脆’分别检测到30种和40种挥发物，杂交后代中‘世纪之星’检测到53种，hy-1为31种，hy-2为26种，hy-7为30种，hy-9为28种，hy-11为36种，hy-14为38种，hy-16为28种，hy-18为18种。除‘世纪之星’外，其他杂交后代挥发物种类数均低于‘久脆’。从挥发物总含量来看，亲本‘21世纪’和‘久脆’挥发物总含量分别为47.36和76.18 μg·kg-1，其中55.56%的杂交后代挥发物总含量高于两亲本。杂交后代‘世纪之星’的挥发物总含量（135.86 μg·kg-1）显著高于亲本‘21世纪’和‘久脆’以及除hy-11外的其他杂交后代；种类数（53种）显著高于亲本及其他杂交后代（图1）。

2.2 ‘21世纪’与‘久脆’桃及其杂交后代挥发性成分与含量

不同桃果实检测到的挥发性成分中酯类物质最为丰富，占挥发物总含量的50.98%以上。在亲本‘21世纪’中酯类物质含量占挥发物总含量60.24%，‘久脆’酯类物质含量占比为43.45%。除hy-7外，其他杂交后代酯类物质含量所占比例均高于亲本‘久脆’，55.56%的杂交后代酯类物质所占比例高于亲本‘21世纪’。内酯类物质在两亲本中未检测到，但在杂交后代‘世纪之星’、hy-1、hy-9、hy-16及hy-18中检测到内酯，含量分别为18.37、1.01、3.32、4.58和3.49 μg·kg-1，均显著高于亲本中内酯含量，且在‘世纪之星’桃果实中占比最高，为13.52%，显著高于其他样本。烷烃类物质作为此次检测中主要挥发性成分之一，在两亲本‘21世纪’和‘久脆’桃中分别占挥发物总含量的20.90%和48.54%，杂交后代中烷烃类化合物所占比例均低于亲本‘久脆’，其中66.67%的杂交后代烷烃类占比低于亲本‘21世纪’（图2）。

不同小写字母表示差异显著（P＜0.05）。下同 Different lowercase letters indicate significant difference (P＜0.05). The same as below

图2 不同桃挥发性物质类别与含量

2.3 ‘21世纪’与‘久脆’桃及其杂交后代挥发性物质关键基因PpAAT1、PpCXE1的表达情况

有研究表明，参与酯类物质积累的关键酶为醇酰基转移酶AAT和羧酸酯酶CXE，对、两个基因在‘21世纪’与‘久脆’及其杂交后代中的表达情况进行RT-qPCR分析，结果显示，77.78%的杂交后代中的表达量低于亲本，55.56%杂交后代中表达量低于亲本（图3）；结合‘21世纪’与‘久脆’及其杂交后代桃果实中酯类物质含量，发现酯类物质含量与两基因表达情况无明显相关性，也表明了果实香气酯类物质的积累是复杂的过程。

图3 酯类合成代谢相关基因表达量

2.4 ‘21世纪’与‘久脆’桃及其杂交后代桃果实香气类型及气味活性值（odour activity values，OAVs）分析

通过参考挥发性成分香气特征（表2）可知，桃果实香气主要以青香型（17种）、果香型（11种）为主，部分为脂香型（2种）、花香型（7种）、木香型（2种）、椰香型（3种）和草香型（1种）。酯类主要分布在青香型、果香型和花香型。通过参考香气阈值计算气味活性值（OAVs，即挥发物含量与香气阈值的比值）可知，乙酸反-3-己烯酯、乙酸己酯、辛酸乙酯、芳樟醇与二氢--紫罗兰酮为亲本及杂交后代桃果实香气的主要贡献成分（OAVs＞1），其中乙酸反-3-己烯酯、乙酸己酯、辛酸乙酯具有香蕉、梨、浆果等果香特征，芳樟醇与二氢--紫罗兰酮具有浓郁的花香和木香。乙酸反-3-己烯酯作为果实香气主要贡献成分之一，在亲本‘21世纪’和‘久脆’中未检测到，而在77.78%的杂交后代中被检测到，且气味活性值在1.29以上，其中杂交后代‘世纪之星’气味活性值最高，为5.04。辛酸乙酯在‘21世纪’和‘久脆’中气味活性值分别为0.17和0.18，而在‘世纪之星’中的强度值为1.27，比亲本约高7.26倍。-癸内酯作为桃果实主要挥发性化合物，具有桃香气特征，其仅在‘世纪之星’、hy-16和hy-18中检测到，气味活性值分别为1.20、0.32、0.23。根据OAVs加和分布（图4）可以看出，‘21世纪’与多数杂交后代主要呈果香特征，‘久脆’、hy-7花香特征占重要比重，‘世纪之星’果香与花香特征水平相当，OAVs加和值分别为9.74和10.75，均显著高于亲本及其他杂交后代。

图4 不同桃果实气味特征分析

表2 ‘21世纪’与‘久脆’桃及其杂交后代桃果实香气品质及气味活性值（OAVs）

续表2 Continued table 2

2.5 不同处理对杂交后代‘世纪之星’桃酯类、内酯类挥发性物质含量的影响

‘世纪之星’作为杂交后代中优良品种，香气浓郁，其挥发性物质种类（53种）、内酯占比（13.52%）以及香气主要贡献成分强度值均显著高于两亲本及其他杂交后代，含量（135.86 μg·kg-1）与hy-11无显著差异，但显著高于两亲本及其他杂交后代。为了研究果实早熟和延迟成熟对果实香气的影响，利用外源乙烯和1-MCP对‘世纪之星’果实进行处理。结果表明，随着处理时间的延长，1-MCP处理组、乙烯处理组和对照组的果实硬度均呈下降趋势。处理第4天，不同处理的果实硬度差异逐渐变大，其中1-MCP处理组显著高于对照组，对照组显著高于乙烯处理组，而乙烯处理组此时果实硬度达到最低，为0.24；而从处理第8天开始，1-MCP处理组果实硬度仍显著高于对照组，此时对照组果实硬度达到最低值，为0.20；处理第10天时，1-MCP处理组果实仍具有一定硬度（图5-A），显著高于对照组和乙烯处理组。值得注意的是，‘世纪之星’在乙烯处理组中果实有两次乙烯释放高峰，分别出现在第4天和第8天，特别是在第4天时乙烯释放速率显著高于对照组和1-MCP处理组，此时果实硬度达到最低。对照组乙烯释放速率从第6天开始明显升高，第8天后，显著高于乙烯处理组和1-MCP处理组。1-MCP处理组则在整个果实处理期间，乙烯释放速率整体变化趋势不明显（图5-B）。由此可知，外源乙烯处理可诱导果实乙烯的释放而促进果实变软，1-MCP则明显抑制乙烯的释放，延缓了果实硬度的下降。

图5 不同处理对‘世纪之星’成熟度及香气物质含量的影响

酯类和内酯类化合物是‘世纪之星’成熟桃果实的主要挥发性成分，不同处理后，随着处理时间的延长，酯类物质含量有显著变化，乙烯处理组在处理第2天酯类物质含量显著上升达到最高，与对照组第10天无显著差异，之后逐渐降低。对照组在第4天时酯类物质含量显著升高，6 d时出现最低值后，又逐渐升高在10 d时达到最高值。1-MCP处理组的酯类物质含量在处理时间内总体呈现逐步降低趋势（图5-C）。果实内酯成分在不同处理组均总体呈现上升趋势，在处理前2 d，果实未检测到内酯成分；在处理第4天时，内酯含量开始增加，直至10 d达到最高值。另外，对照组和乙烯处理组的内酯含量从第6天开始显著增加，到第10天达到最高值。而1-MCP处理组内酯含量在贮藏第10天才显著增加。乙烯处理组在贮藏第4天显著高于对照组和1-MCP处理组，而在第6天显著下降，随后逐步上升。在10 d时，1-MCP和乙烯处理组内酯含量均极显著低于对照组（图5-D）。

在杂交后代中，‘世纪之星’与其亲本‘久脆’桃果实中芳樟醇含量无显著差异，但显著高于其他杂交后代，而在其亲本‘21世纪’桃中未检测到芳樟醇（图6），杂交后代中芳樟醇的遗传主要来源于亲本‘久脆’。在‘21世纪’和‘久脆’桃果实中表达量无显著差异，而在部分杂交后代中的表达量差异显著。另外，‘世纪之星’中芳樟醇含量最高，但基因表达量极显著低于亲本和多数杂交后代。

图6 不同桃果实芳樟醇含量及相关基因表达量

3 讨论

3.1 ‘21世纪’桃与‘久脆’桃及其杂交后代桃果实香气物质差异

香气作为重要的次生代谢产物，赋予了果实独特的风味品质[23]。果实呈现出来的香气主要由其内在挥发性成分和含量决定。果实挥发性成分的遗传非常复杂，不同自交或杂交组合所含有的挥发性成分不同[24]。本试验通过对‘21世纪’桃与‘久脆’桃的杂交群体果实挥发性成分及含量分析发现，多数杂交后代挥发性物质种类数量低于亲本‘久脆’，而挥发性物质总含量却高于两亲本。酯类和内酯类物质是桃果实香气主要组成成分，人们所能感知到水果的芬芳味主要来自于酯类，酯类使果实具有果香味、甜香味[25]。本试验结果显示88.89%杂交后代的酯类物质含量占比高于亲本‘久脆’，其中乙酸反-3-己烯酯是本试验桃果实香气主要贡献成分之一，该物质在亲本‘21世纪’和‘久脆’中未检测到，而在77.78%的杂交后代中被检测到，且气味活性值在1.29以上，其中杂交后代‘世纪之星’气味活性值最高，可见该物质对‘世纪之星’果实香气有较大贡献。内酯能使桃果实具有桃香味[26]，而此次试验在亲本中未检测到内酯类化合物，但在部分杂交后代中被检测到，且含量极显著高于亲本。其中-癸内酯作为桃果实主要挥发性化合物，桃香气特征明显，仅在‘世纪之星’、hy-16和hy-18中检测到，气味活性值分别为1.20、0.32、0.23，结合各桃果实内酯类物质总含量来看，除‘世纪之星’外，亲本与其他杂交后代桃香味均表现较淡[27]。除酯类和内酯类物质，萜类物质也是果实香气重要组成成分，单萜芳樟醇是萜类化合物中典型代表，被认为是桃果实香气中花香味的主要贡献成分[28]。该物质在‘久脆’以及部分杂交后代桃果实中均被检测到，这说明果实香气遗传的高度复杂性。

3.2 ‘21世纪’桃与‘久脆’桃及其杂交后代桃果实香气特征分析

各香型物质含量表明亲本与多数杂交后代青香型物质含量更高，部分为果香型含量高。但OVAs加和分布结果表明多数杂交后代的香型与亲本‘21世纪’相同，均以果香型为主。hy-7则与‘久脆’香气特征较为一致，花香比重更大。‘世纪之星’拥有果香型与花香型两种香气特征，与其亲本‘21世纪’及其他杂交后代相比，花香型香气特征明显增加。由此可见，OAVs是评价香气特征的重要补充[17]。

3.3 挥发性物质合成代谢相关基因在亲本与杂交后代桃果实中的表达情况

本试验中所有检测到的物质中酯类物质占比最大，主要以不饱和脂肪酸为底物，经脂氧合酶（LOX）途径生成C6醛、醇，并进一步转化，其中醇酰基转移酶AAT为该途径中的关键酶[29-30]。有研究表明，羧酸酯酶CXE是促进酯类水解的关键酶[13]。通过对、进行RT-qPCR 分析发现，两基因表达量的高低与酯类物质含量无明显相关性。有研究报道桃果实中酯类挥发物的积累由和共同调控[13]，结合本试验结果可推测酯类物质的积累除和调控外，还有其他基因共同参与调控。单萜芳樟醇被认为是桃果实香气中花香味的主要贡献成分[27]，Cao等[31]通过高质量基因组组装并利用群体鉴定出与芳樟醇含量相关的关键基因。本研究在未检测到芳樟醇的桃果实中发现该基因仍有表达，由此可见，基因调控桃果实中的芳樟醇积累途径极为复杂，推测可能受其他基因的影响。

3.4 1-MCP与外源乙烯影响桃果实香气

果实挥发性物质的变化与果实成熟度密切相关[32]。1-MCP在延缓果实成熟的同时也对果实的香气产生了影响[9,33-35]。本试验采用1-MCP对‘世纪之星’果实进行处理后，其果实酯类物质的积累显著减少，从而导致桃果香味变淡[36]。但另一方面，1-MCP处理促进了‘世纪之星’其他类型香气成分的增加，这与马伟超等[37]的研究结果相似。另外，也有相关研究发现1-MCP处理桃果实可抑制桃味物质的产生并促进青香型挥发物的合成[9]。本试验结果表明，1-MCP在处理‘世纪之星’果实后期，内酯的合成受到了抑制，从而减弱了果实的桃味香气，但并未明显促进青香型挥发物质的合成。现有关于乙烯对果实香气的影响研究多集中于外源乙烯处理冷藏桃果实与果实内源乙烯与果实发育过程中挥发性成分的关系，而关于外源乙烯处理八成熟鲜桃果实的研究鲜有报道。已有研究发现外源乙烯可促进冷藏桃果实香气的恢复，同样果实内源乙烯的释放也可促进果实酯类和内酯类物质的合成[7,23]。本研究利用外源乙烯处理八分熟‘世纪之星’桃鲜果发现，乙烯处理后加速了果实的成熟，促进酯类物质提前释放，处理第2天含量达到峰值，与对照组自然成熟第10天时最高含量无显著差异。值得注意的是，乙烯处理组和对照组在第6天时酯类物质含量均出现显著降低，该结果与CAI等[9]的研究结果一致，但具体降低原因有待进一步研究。

4 结论

‘21世纪’桃与‘久脆’桃及其杂交后代桃果实挥发物特征分析表明挥发性物质种类及含量在亲本与杂交后代中有显著差异，杂交后代挥发物总含量整体较亲本明显增加；杂交后代中果实主要香气成分酯类和内酯含量占比也明显高于亲本。与对照组相比，1-MCP处理可延缓果实成熟并导致酯类和内酯含量显著降低，果实香气变淡；外源乙烯处理鲜桃果实可加快果实成熟，促进酯类物质提前释放且最高含量与对照组无显著差异，但外源乙烯处理显著减少了果实内酯类物质含量。综上，果实香气遗传较复杂，也增加了果实香气育种的难度。

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XIE K L. Aromatic substances of peach fruit from different germplasm resources [D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2021. (in Chinese)

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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

河北省自然科学基金（C2021407044）、热杂果现代种业科技创新团队（21326310D）

郝艳，E-mail：1337665636@qq.com。通信作者武军凯，E-mail：mans5@163.com

（责任编辑 赵伶俐）