欧亚种‘丹娜’葡萄不同砧穗组合果实香气物质的差异比较

2023-01-07 03:21杨航宇陈为凯
食品科学 2022年24期
关键词:根苗结合态砧木

韩 晓,杨航宇,陈为凯,王 宇,王 军,何 非

(中国农业大学食品科学与营养工程学院,葡萄与葡萄酒研究中心,农业农村部葡萄酒加工重点实验室,北京 100083)

香气是影响葡萄果实和葡萄酒感官品质的重要指标之一,近年来一直是食品风味化学领域研究的热点。目前,国内外的诸多研究已经在葡萄果实和葡萄酒中检测到了1 300余种香气物质。各类香气物质的含量、性质的差异以及彼此之间的相互作用关系,共同赋予葡萄果实和葡萄酒独特的感官风格[1]。酿酒葡萄香气物质主要包括醇类、酯类、醛类、酸类、萜烯类、C13-降异戊二烯类和甲氧基吡嗪类等,这些化合物的含量差异很大,不同物质的含量变化在ng/kg~mg/kg之间,目前仍有一些物质低于检测限而无法检测[2-4]。根据香气物质的存在形式可将其分为游离态和结合态两种形式。游离态香气物质自身具有挥发性,通过对葡萄汁的分析就可以直接检测到,而结合态香气物质,特别是糖苷结合态香气物质本身不具有挥发性,但可以在酶解或酸解的作用下转变成具有挥发性的、游离态的香气物质。因此,研究葡萄果实中糖苷结合态香气物质对其酿造的葡萄酒香气的表现也极为重要,但在有些研究中却时常被忽略[5-6]。由此可见,游离态和结合态的挥发性香气物质的种类、含量、感官阈值及其之间的相互作用共同决定了葡萄酒的风味。

在实际生产中,砧木嫁接是一种广泛应用的酿酒葡萄栽培技术手段,最初对于砧木的利用源于对根瘤蚜等病虫害抗性的需求,随后的研究也发现砧木对葡萄树势、物候期、光合作用、产量、果实和葡萄酒品质等指标也有重要的影响[7-13]。近年来,大量研究聚焦于不同砧木对酿酒葡萄果实和葡萄酒香气的影响。Koundouras等[13]研究分别嫁接在‘1103P’和‘SO4’砧木上‘赤霞珠’葡萄果实香气物质的含量,发现‘1103P’砧木的葡萄果实中结合态香气物质的含量较高。另有研究结果表明,中等长势的‘Salt Creek’砧木上嫁接的‘赤霞珠’葡萄所酿造的葡萄酒中大马氏酮和癸酸异戊酯的含量较高[14]。Wang Yu等[15]研究发现砧木‘110R’、‘Riparia Gloire’和‘SO4’可以显著降低‘赤霞珠’葡萄果实中酯类物质的含量;此外,赤霞珠/SO4砧穗组合中的萜烯类化合物,特别是γ-萜品烯和α-萜品醇减少。砧木同样可以影响葡萄酒香气物质的含量。例如:有研究发现,砧木‘110R’可以增加‘阿尔巴里诺’葡萄酒总香气的浓度,其主要贡献的香气物质为2-苯乙醇、癸酸、乙酯类、乙酸酯以及C13-降异戊二烯类物质;而砧木‘SO4’可以增加‘阿尔巴里诺’葡萄酒中的挥发性脂肪酸物质[16]。在‘美乐’葡萄酒中,发现砧木‘99R’和‘140R’可以增加葡萄酒中乙酯物质的含量,自根苗酿造的葡萄酒中戊醇、己醇、(Z)-3-己烯醇、苹果酸二乙酯和乙酰香草酮等物质含量最低[17]。

‘丹娜’(Vitis viniferaL. cv. ‘Tannat’)是近年来在我国逐渐推广的优质酿酒葡萄品种,其酿造的葡萄酒单宁含量高,酒体强劲,具有较高的陈酿潜力。关于‘丹娜’葡萄酒香气已有相关报道[18-19],但是关于不同砧木嫁接对‘丹娜’葡萄果实香气物质影响的报道目前较少。本研究以‘丹娜’自根苗作对照,利用气相色谱-质谱联用技术(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)研究‘1103P’、‘140R’、‘101-14’、‘3309C’、‘SO4’和‘贝达’6种砧木嫁接对‘丹娜’葡萄香气物质的影响,以明确不同砧穗组合与自根苗‘丹娜’葡萄果实香气化合物积累的差异,旨在为实际生产中‘丹娜’嫁接砧木的选择与应用提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

本研究地点位于北京市海淀区白水洼路(40.14 °N,116.19 °E)中国农业大学上庄实验站,实验地为平地。实验中‘丹娜’所嫁接的砧木分别为‘1103P’、‘140R’、‘101-14’、‘3309C’、‘SO4’和‘贝达’,以‘丹娜’自根苗作为对照;各砧木定植于2012年,于2013年夏季进行绿枝嫁接,树龄为3 a生嫁接苗。‘丹娜’葡萄各砧穗组合种植均为南北行向,行距和株距分别为2.5 m和1.2 m,南北行向,篱架,树形为倾斜式单龙干,叶幕形为改良型VSP(M-VSP,即“厂”字形)。采用短枝修剪,叶幕高度和宽度保持在约120 cm和70 cm,留梢量为12~15新梢/延长米,灌溉方式为滴灌,采用常规葡萄园管理,灌溉、施肥和病虫害控制等均按照相同的标准进行。

2016—2017年连续两年的气象资料来源于中国气象数据网(http://data.cma.cn/),观测点(40.23 °N,116.52 °E)与实验地直线距离约30 km。以“百粒果”的方法采收每个砧穗组合成熟期的葡萄果实样品,每种样品设3 个生物学重复。样品采集后迅速用液氮速冻,液氮保护下转运至实验室后置于-40 ℃保存以备后续实验。

1.1.2 试剂

二氯甲烷(分析纯)、酒石酸(分析纯)、葡萄糖北京化工厂;己醇、(E)-3-己烯醇、(Z)-3-己烯醇、(E)-2-己烯醇、(Z)-2-己烯醇等香气标准品 瑞士Fluka公司;正己醛、壬醛、(E)-2-己烯醛、月桂烯、柠檬烯、里那醇、α-萜品醇、β-香茅醇、柠檬醛、香叶基丙酮、香叶醇、橙花醇、茶螺烷、β-大马士酮、β-紫罗兰酮和4-甲基-2-戊醇(内标)等香气标准品 美国Sigma-Aldrich公司;Cleanert PEP-SPE固相萃取柱(150 mg/6 mL)美国Bonna-Agela科技有限公司。

1.2 仪器与设备

Micro 17R离心机 美国赛默飞世尔科技公司;6890-5975 GC-MS联用仪 美国安捷伦科技公司。

1.3 方法

1.3.1 葡萄果实香气化合物的提取

游离态香气的提取:取低温(-40 ℃)冰箱保存的葡萄果实80 g,去除果柄和种子,加入0.5 gD-葡萄糖酸内酯和1 g交联聚乙烯吡咯烷酮,液氮保护下破碎至粉末状。4 ℃静置浸渍4 h。在低温离心机中,4 ℃、8 000 r/min迅速离心15 min,收集上层清汁,利用顶空固相微萃取技术萃取游离态香气物质。顶空固相微萃取条件:加热槽温度40 ℃,转速500 r/min,平衡时间30 min;然后将已活化的萃取头插入到样品中萃取30 min,萃取温度同样为40 ℃;萃取结束后将萃取头插入到进样口热解吸8 min,进样口温度250 ℃。

结合态香气物质提取方法参照Lan Yibin等[20]的酸解法:用2 mL水和5 mL二氯甲烷洗脱2 mL葡萄汁中的糖酸和游离态香气物质,用20 mL甲醇溶液洗脱固相萃取柱的糖苷结合态香气。而后用旋蒸仪蒸干,使用10 mL 0.2 mol/L柠檬酸/柠檬酸钠缓冲液(pH 2.5)重新溶解,随后转移至15 mL进样小瓶,在99 ℃下水浴1 h,然后置于室温。加入10 μL 1.001 8 mg/mL 4-甲基-2-戊醇溶液(内标),然后经顶空固相微萃取后进样至GC-MS检测。

1.3.2 葡萄果实香气化合物的测定

每个砧穗组合或自根苗葡萄果实样品设3 个生物学平行分别提取游离态和结合态香气物质。顶空固相微萃取条件参考胡丽等[21]的方法,GC-MS条件参考Wu Yuwen等[22]的方法。香气化合物定性采用自动解卷积(AMDIS)技术对GC-MS全扫描数据文件进行解卷积分析。根据不同香气物质的保留时间、保留指数及质谱信息,与NIST标准谱库进行对比定性。

1.3.3 葡萄果实香气化合物的定量分析

参考Zhang Mingxia等[23]的方法进行葡萄果实香气化合物的定量。采用外标法,利用标准样品香气物质在模拟葡萄汁溶液(7 g/L酒石酸,200 g/L葡萄糖,1%乙醇溶液(V/V),用NaOH溶液调节pH值至3.4)中的标准曲线对已有标准样品的物质定量,以乙醇溶解并混合为标准品母液。用葡萄汁模拟液将母液稀释为多个浓度梯度,在相同的萃取条件及GC-MS条件下进行香气分析,绘制标准曲线,对样品中的香气物质进行定量分析。对于没有标准品的物质,利用具有相同的官能团或相同相似碳原子数的标准品进行相对定量分析。香气物质单位用每千克葡萄果实香气物质的含量表示(μg/kg)(以样品鲜质量计)。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2016绘制香气物质标准曲线,采用R语言(R4.05)进行单因素方差分析(Duncan’s test)和双因素方差分析,采用SMICA 14.1软件进行主成分分析(principal component analysis,PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squaresdiscriminant analysis,OPLS-DA)。OPLS-DA模型变量投影重要性值(variable importance projection,VIP)表示各个变量在模型中对区分两组样品的贡献值,筛选VIP>1的化合物作为两组之间的差异化合物。

2 结果与分析

2.1 葡萄园气象条件分析

通过对葡萄园所在地区2016—2017年连续两年葡萄生长季气象数据的搜集、整理与分析(图1),发现2017年总光照时数显著高于2016年;2016年降雨量最大,总有效积温较低,特别是2016年葡萄转色前降雨量较大;2017年降雨集中在7月初和8月初,葡萄收获前期,降雨量较小。

图1 2016年和2017年葡萄生长季气象数据Fig. 1 Meteorological data of grape growing seasons in the years of 2016 and 2017

2.2 砧木对‘丹娜’葡萄果实游离态香气的影响

如表1所示,不同砧木对‘丹娜’葡萄香气的影响各不相同。2016年,高级醇类物质含量在丹娜/101-14中最低,在丹娜/贝达中最高;芳香族化合物含量在丹娜/SO4中最高,在丹娜/3309C中最低;C6/C9化合物含量在丹娜/1103P中最高,在丹娜/3309C中最低。此外,羰基化合物含量在自根苗中最高;酯类化合物含量在丹娜/140R中最高;C13-降异戊二烯化合物含量在丹娜/SO4中最高;其他类化合物含量在丹娜/1103P中最高;萜烯类化合物含量在丹娜/贝达中最高;挥发性酚类化合物含量在丹娜/贝达中最高,在丹娜/3309C中则最低。2017年,高级醇类化合物含量在丹娜/3309C中最高,在丹娜/SO4中最低;芳香族化合物含量在丹娜/贝达中最高,在丹娜/140R中最低。各砧穗组合中C6/C9化合物、羰基化合物、酯类香气物质含量无显著差异。此外,C13-降异戊二烯类化合物含量在丹娜/SO4中最高,在丹娜/1103P中则最低;其他类香气化合物含量在丹娜/1103P中最高;萜烯类化合物含量在各砧穗组合中无显著差异。年份和砧木双因素结果表明,砧木对绝大多数游离香气物质有显著影响。因此,砧木对接穗香气物质的影响并没有表现出很好的一致性。总游离态化合物含量在丹娜/1103P中与自根苗相比无显著差异;与其他砧穗组合相比,丹娜/1103P中总游离态类化合物含量在2016年最高。‘1103P’在2016年可以提高果实中C6/C9化合物含量,但在2017年,‘1103P’降低了果实中C6/C9化合物含量;‘贝达’在2016年可以提高果实中游离态高级醇化合物和挥发酚类化合物含量;‘140R’在2016年可以提高游离态酯类化合物含量,但在2017年‘140R’降低了游离态酯类化合物含量;‘SO4’在2016年提高了果实中游离态芳香族化合物,但在2017年‘SO4’降低了游离态芳香族化合物含量。在两个年份中,‘SO4’均提高了C13-降异戊二烯类化合物的含量。郭文娇等[24]在对‘赤霞珠’的研究中发现,砧木‘SO4’有利于‘赤霞珠’中醛类和醇类化合物的积累。金仲鑫[25]发现‘SO4’可以显著增加‘金手指’果实中游离态香气总量,但却降低了醇类、酮类和酯类化合物总量;对于‘夏黑’葡萄,‘SO4’显著降低了酯类化合物的含量,但同时提高了醇类、酮类和萜类化合物的含量;在‘藤稔’葡萄中,‘SO4’显著降低了大部分酯类和醇类化合物的含量,最终导致香气总量的下降。因此,同一种砧木接嫁在不同的接穗品种上,香气差异表现也各不相同。此外,年份对大多数游离态香气化合物有显著影响,且年份和砧木之间有交互作用。2017年高级醇类、C6/C9类、C13-降异戊二烯类、其他类化合物含量都高于2016年。结合气候数据分析发现:2017年光照充足、降雨少、转色期温度较高、光照强,这种气候条件更利于果实中高级醇类、C13-降异戊二烯类等香气物质的积累。同时,发现砧木对接穗游离香气化合物的影响在2016年差异更为显著,这可能是由于光照不足和降雨较少的环境胁迫更有利于砧木遗传特性的表达。

2.3 砧木对‘丹娜’葡萄果实结合态香气的影响

葡萄果实糖苷键结合态香气物质作为风味前体,与糖或无味的糖苷结合在一起,经水解释放后才能为人体感知[26],通过酶解和水解方式,结合态香气成分会释放,引起香气的改变[27]。如表2所示,2016年,高级醇类物质含量在丹娜/3309C中最高,而在丹娜/1103P中最低;芳香族化合物含量在丹娜/101-14中最高;C6/C9类化合物含量在丹娜/SO4中最高,在自根苗中最低;羰基化合物和酯类化合物含量在不同砧穗组合间无显著差异;C13-降异戊二烯含量在丹娜/SO4中最高,而在丹娜/140R中最低。2017年,高级醇类物质含量在不同砧穗组合间无显著差异;芳香族化合物含量在丹娜/3309C中最高,而在丹娜/101-14中最低;C6/C9类化合物含量在丹娜/贝达中最高,在丹娜/SO4中最低;羰基化合物含量在丹娜/1103P中最高;酯类和C13-降异戊二烯类物质含量在丹娜/贝达、丹娜/SO4和丹娜/3309C中相对较高;萜烯类物质含量在丹娜/3309C中最高,而在丹娜/1103P中最低。年份和砧木双因素方差分析结果表明,砧木对绝大多数结合态香气有显著影响,‘3309C’可以提高果实中结合态萜烯类化合物的含量;在2016年,‘101-14’可以提高结合态萜烯类化合物的含量;在2017年,‘140R’和‘1103P’有利于结合态羰基化合物的积累;‘贝达’可以提高结合态酯类化合物含量;‘SO4’可以提高结合态C13-降异戊二烯化合物的含量。有研究表明[18],‘1103P’嫁接的‘赤霞珠’羰基化合物及结合态香气总含量比‘SO4’嫁接的‘赤霞珠’含量更高,羰基化合物积累趋势与本研究结果一致,而结合态总香气含量仅在2017年表现出丹娜/1103P高于丹娜/SO4,这说明总结合态香气含量在年际间的可塑性较强。年份同样对大多数香气物质有显著影响,砧木和年份之间有交互作用,其中2017年C13-降异戊二烯类化合物远高于2016年。有研究表明[28],强光能刺激类胡萝卜素的合成并猝灭在光保护机制中产生的高还原性中间产物和副产物;而C13-降异戊二烯的前体物质为类胡萝卜素,在强光条件下,由于类胡萝卜素合成增加,C13-降异戊二烯类化合物浓度也会提高。本研究中,2017年的葡萄果实中的C13-降异戊二烯类物质含量高于2016年,可归因于2016年的光照强度弱于2017年;对于游离态C13-降异戊二烯类化合物,也有类似的规律。

表1 连续两年不同砧穗组合‘丹娜’葡萄果实游离态香气物质的组成和含量Table 1 Composition and content of free aromatic compounds in grape fruit from ‘Tannat’ grafted onto different rootstocks in the two consecutive vintages μg/kg

2.4 砧木对‘丹娜’葡萄果实总香气的影响

在连续两年的研究中,6种砧穗组合及自根苗‘丹娜’葡萄果实中共检测到55种香气物质,分别以结合态和游离态形式存在,包括C6/C9类10种、C13-降异戊二烯类10种、萜烯类9种、芳香族化合物6种、羰基化合物类6种、高级醇类6种、酯类4种、挥发性酚类化合物1种以及其他类2种。由图2可知,‘1103P’、‘SO4’嫁接的‘丹娜’和‘丹娜’自根苗香气总含量较高,而‘101-14’和‘3309C’嫁接的‘丹娜’在2016年显著降低了香气物质的总含量。Cheng Jing等[29]利用‘101-14’、‘1103P’、‘贝达’、‘5BB’和‘SO4’嫁接‘霞多丽’,发现‘1103P’可以显著提升‘霞多丽’各类香气物质的含量。Koundouras等[13]的研究也发现‘1103P’可以提高‘赤霞珠’香气物质的总含量。本实验同样发现‘1103P’在特定年份(2016年)可以提高‘丹娜’葡萄果实香气物质的含量,且显著高于丹娜/101-14、丹娜/3309C和丹娜/140R组合,以游离态的C6/C9类物质为主。砧木‘1103P’由沙地葡萄(Vitis rupestris)和冬葡萄(Vitis berlandieri)杂交而来,树势旺盛,根系发达,水分养分运输能力强,这在一定程度上增强了接穗果实香气物质的积累。C6/C9类香气物质是‘丹娜’葡萄中含量最丰富的化合物,约占总含量的90%,该类香气物质中主要包括正己醛、己烯醛和己烯醇等物质,能够提供青草香,对葡萄酒的香气非常重要。由表3可知,‘1103P’在雨水多光照少的年份(2016年)可以提高‘丹娜’葡萄中C6/C9类物质的含量,因此在很大程度上决定了香气物质的总含量。C13-降异戊二烯类物质具有复杂的花香、热带水果的香气,对葡萄酒香气有着独特的贡献,其中大马士酮在C13-降异戊二烯类物质含量中占比最高。萜烯类化合物具有浓郁的香味,其感官阈值较低,是麝香型葡萄及其葡萄酒的典型香气,主要包含里那醇、香叶醇、橙花醇、香茅醇和α-萜品醇等物质。由表3可知,‘SO4’和‘贝达’均有提高‘丹娜’葡萄萜烯类物质含量的趋势,且‘SO4’可以显著提高‘丹娜’葡萄果实C13-降异戊二烯的含量。酯类物质同样是一类可以给果实带来正面影响的物质,它们通常可以带来令人愉悦的香气,但是也有部分具有脂肪味与奶酪香。‘140R’有利于‘丹娜’酯类物质的合成(表3)。Wang Yu等[15]发现‘SO4’显著降低‘赤霞珠’葡萄果实中酯类物质的含量,而本实验发现在2016年‘SO4’嫁接的‘丹娜’与自根苗并无显著差异,在2017年‘SO4’可以显著提高酯类物质含量(表3),这可能由接穗品种不同造成,说明同一砧木对于不同接穗酯类香气物质含量的影响可能不同。在多雨少光的生长季,不同砧木的使用均降低了‘丹娜’葡萄果实中羰基化合物的含量(表3)。

表2 连续两年不同砧穗组合‘丹娜’葡萄果实结合态香气物质的组成和含量Table 2 Composition and content of bound aromatic compounds in grape fruit from ‘Tannat’ grated onto different rootstocks in the two consecutive vintages μg/kg

同时,由表1、2可知,‘丹娜’葡萄果实中游离香气物质的含量远高于结合态香气物质,在‘赤霞珠’、‘霞多丽’中也有类似的发现[17,28]。年份也在一定程度上影响‘丹娜’葡萄各砧穗组合中香气的含量。其中,游离态C6/C9类化合物、高级醇类物质、羰基化合物、C13-降异戊二烯化合物和挥发性酚类化合物的可塑性较强,年际间变化大,而游离态芳香族化合物、萜烯类和结合态羰基化合物、芳香族化合物、酯类、高级醇类物质受到的年份影响相对较小。此外,由图2可知,2017年6种砧穗组合中各类香气物质总含量都高于2016年,但2017年不同砧穗组合之间香气含量却无显著差异。2016年香气含量在各个砧穗组合之间表现出一定差异,这种差异主要由气候条件造成(图1):2017年总光照时数显著高于2016年,且2016年降雨量最大,总有效积温较低,特别是2016年葡萄转色前降雨量较大。这种气候条件不利于葡萄香气的积累,因此香气总含量相对较低。2017年降雨集中在7月初和8月初,转色前期和葡萄转色期,降雨量较小,有利于香气物质的积累。因此,2017年的环境对于葡萄生长来说,更为适宜,2016年的气候环境相对较差,而不同砧穗组合之间的香气含量在2016年差异更大,2017年差异较小。可以推断,在多雨和光照不足的胁迫环境中,砧木对接穗果实的香气含量影响更大,胁迫的环境更有利于展现砧木的特性,而在相对适宜的气候环境下,不同砧木对葡萄果实的香气影响较小,这也进一步说明在胁迫气候环境中使用砧木的必要性。

图2 不同砧穗组合香气物质总含量Fig. 2 Total aroma content of different rootstock combinations

2.5 砧木对‘丹娜’葡萄差异香气化合物的筛选

表3 连续两年不同砧穗组合‘丹娜’葡萄果实总香气物质的组成和含量Table 3 Total contents of aromatic compounds in grape fruit from ‘Tannat’ grafted onto different rootstocks in the two consecutive vintages μg/kg

为了进一步明确不同砧穗组合之间的相似性和差异性,对不同砧穗组合进行PCA。如图3所示,2016和2017两年的数据有很明显的区分,且2016年各砧穗组合差异更大,而2017年砧穗组合分布更为集中。2016年标志性化合物主要以酯类、醛酮类、芳香族化合物、结合态高级醇类和挥发性酚类化合物为主,而2017年主要以C6/C9类、C13-降异戊二烯类、游离态高级醇类和结合态酯类化合物为主。Garde-cerdán等[30]发现C13-降异戊二烯类化合物浓度和高温呈正相关,2017年葡萄生长季温度比2016年更高,有利于C13-降异戊二烯物质的积累。

图3 不同砧穗组合PCA分布图(A)和PCA载荷图(B)Fig. 3 PCA score plot (A) and loading plot (B) of aromatic compounds in grape fruit from different rootstock-scion combinations

尽管PCA对年际间的差异有很好的区分度,但是仍无法将各个砧穗组合区分开,其差异性化合物也不能明确。由此可见,年份对香气物质含量起着至关重要的作用,但在同一气候条件下,砧木仍然对接穗品种香气含量产生重要影响。因此,为了进一步明确不同砧木对‘丹娜’葡萄果实香气物质的影响,淡化年份对香气物质的干涉,采用OPLS-DA对6 组砧穗组合进行差异分析。如图4所示,OPLS-DA也可以很好地将两个年份的结果区分开,并且不同砧穗组合与自根苗也能很好区分。

图4 自根苗与不同砧穗组合‘丹娜’葡萄香气物质的OPLS-DA得分图Fig. 4 OPLS-DA score plots of aromatic compounds in self-rooted and grafted ‘Tannat’ grapes

筛选VIP>1的化合物作为自根苗与不同砧穗组合的差异化合物,结果表明:丹娜/SO4与自根苗的差异化合物最多,丹娜/3309C和丹娜/140R与自根苗的差异物质最少,差异化合物均为游离态香气物质。丹娜/SO4与自根苗的主要差异化合物有苯乙醛、(Z)-3-己烯醇、苯甲醛、(E)-β-大马士酮、(Z)-β-大马士酮、(E)-2-己烯醛、壬醛、正己醛、(E)-2-癸烯醛、苯酚、(E,E)-2,4-山梨醛、苯甲醇等物质;丹娜/101-14与自根苗的主要差异化合物有(E)-2-己烯醛、正己醛、苯乙醛、己醇、壬醛;丹娜/140R与自根苗的主要差异物有(E)-2-己烯醛、壬醛、苯乙醛;丹娜/3309C与自根苗的主要差异物有(E)-2-己烯醛、正己醛、(E)-3-己烯醇;丹娜/贝达与自根苗的主要差异化合物有己烯醛、(E)-2-己烯醛、己醇、(Z)-3-己烯醇、(E)-β-大马士酮、2-戊基呋喃、壬醛、苯甲醛、(Z)-2-戊烯醇;丹娜/1103P与自根苗的主要差异化合物有(E)-2-己烯醛、正己醛、己醇、2-戊基呋喃、苯乙醛、(Z)-3-己烯醇、(Z)-β-大马士酮、苯甲醛、(Z)-2-戊烯醇。整体来看,(E)-2-己烯醛、正己醛、己醇等C6/C9化合物是区分嫁接苗和自根苗的共性差异化合物,而苯甲醛、(E)-β-大马士酮、(Z)-β-大马士酮、苯酚、(E,E)-2,4-山梨醛则是不同砧穗组合和自根苗的特有化合物。于昕等[31]也发现C6/C9类化合物可以作为嫁接苗和自根苗的差异化合物,如‘SA15’显著提高了‘美乐’葡萄中(E)-2-己烯醛和正己醛含量,‘SA17’显著提高‘美乐’葡萄的正己醛、壬醛、乙醇和1-己醇含量,显著降低(E)-2-己烯醛含量。孙磊等[32]用5种砧木嫁接‘瑞都香玉’葡萄,发现与自根苗相比,2-己烯醛、里那醇、正己醛、萜品油烯和β-月桂烯是瑞都香玉/1103P的特征化合物。在本研究中也发现正己醛是丹娜/1103P与自根苗的差异化合物;同样,(Z)-3-己烯醇和(E,E)-2,4-山梨醛是丹娜/SO4组合与自根苗的特征性差异化合物,与Wang Yu等[15]在‘赤霞珠’葡萄中的发现类似。由此可见,尽管接穗品种不同,但相同的砧木对接穗香气的影响仍然存在一定的共性[16]。

不同砧木对‘丹娜’葡萄果实香气物质的影响主要由遗传因素和其生长特性决定,不同的遗传特性使砧木对水分养分的转运能力不同[33],这种差异可以从树体生长势直接体现。‘贝达’为美洲种葡萄(Vitis labrusca),与自根苗相比,抗寒性强,具有明显的“小脚”现象,其根部生物量较小,嫁接‘贝达’砧木提高了高级醇和芳香族化合物的含量,降低了羰基化合物的含量。‘1103P’根系发达,其嫁接苗生物量大,抗旱性强,C6/C9类物质含量高,如游离态己醇、游离态(Z)-3-己烯醇、游离态(E)-2-己烯醛和正己醛是其特征性的C6/C9化合物。‘140R’与‘1103P’具有相同的亲本,生长势类似,其嫁接的‘丹娜’果实中特征性C6/C9类化合物为游离态(E)-2-己烯醛。‘SO4’由冬葡萄和河岸葡萄(Vitis riparis)杂交而来,根系浅,主根和侧根之间开角大,树势中等,可显著提高‘丹娜’葡萄果实C13-降异戊二烯类物质,其特征性C13-降异戊二烯类化合物为游离态(E)-β-大马士酮和(Z)-β-大马士酮。‘101-14’和‘3309C’由河岸葡萄和沙地葡萄杂交而来,树势中等,根部生物量较小,其嫁接的‘丹娜’果实中相似的特征性化合物同样以C6/C9类化合物为主,如游离态(E)-2-己烯醛和正己醛。此外,有研究发现砧木中的遗传物质如微小核糖核酸(miRNA)可以在砧木和接穗中移动[34],这种遗传物质的交流也可能改变了调控香气物质积累的关键基因,但目前尚不清楚其中的调控机理,仍需要进一步研究。

3 结 论

不同砧木嫁接对‘丹娜’果实香气物质的积累可以产生极大的影响,且年份与砧木之间存在交互作用。在多雨少光的年份,不同砧木的使用均降低了‘丹娜’葡萄果实羰基化合物的总含量;‘1103P’可以显著提高‘丹娜’葡萄果实中C6/C9类香气物质的总含量;‘140R’有利于‘丹娜’葡萄果实酯类物质的合成;而‘3309C’则降低了酯类、C6/C9类和挥发性酚类香气物质的积累。此外,‘贝达’和‘SO4’在连续两个年份中均提高了‘丹娜’葡萄果实萜烯类物质的积累;‘SO4’还可以显著提高‘丹娜’葡萄果实中C13-降异戊二烯类香气物质的含量。

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