王玉霞，李林光，王海波，董文軒

（1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，遼寧 沈陽 110866；2.山東省煙臺市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東 煙臺 265500；3.山東省果樹研究所，山東 泰安 271000）

蘋果Malus×domesticaBorkh.屬薔薇科蘋果屬多年生木本植物，因具高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、營養(yǎng)豐富、供應(yīng)期長、耐貯運、適應(yīng)性強等優(yōu)點和特點而有“果王之稱”[1]。中國是蘋果生產(chǎn)大國，面積和產(chǎn)量均居世界第一位。目前，我國生產(chǎn)的蘋果品種大多數(shù)為二倍體品種，但是，為數(shù)不多的多倍體品種（特別是三倍體品種，如“喬納金”、“世界一”等品種）卻表現(xiàn)優(yōu)良。與二倍體蘋果相比，三倍體蘋果具有適應(yīng)性高、結(jié)實有規(guī)律、商品價值高（如外觀好、果個大、耐貯藏、營養(yǎng)價值高）等優(yōu)點[2]。目前，三倍體蘋果育種已經(jīng)成為蘋果多倍體育種的重要組成部分。果實中的揮發(fā)性物質(zhì)雖只占果實鮮質(zhì)量的0.01%～0.001%，卻是影響果實品質(zhì)的主要因素之一[3]。有關(guān)研究結(jié)果表明，在蘋果果實中檢測到的揮發(fā)性物質(zhì)已超過300種，但是其中對蘋果香味起決定作用的僅有20種[4]；這些香氣具有不同的嗅感，對果實的香氣具有決定性作用[5-7]。同樣，不同的糖酸組分其味感閾值不同，因此其對果實風(fēng)味的影響也不同；而蘋果果實的甜味與酸味的平衡還與總糖和蘋果酸的含量有關(guān)[8]。

目前有關(guān)研究者已對多種果樹的香氣成分進行了研究，如蘋果[4-8]、梨[9-11]、草莓[12]、李[13]、櫻桃[3]等，關(guān)于蘋果果實中的揮發(fā)性物質(zhì)的研究報道有很多，但這些研究報道主要針對現(xiàn)有蘋果品種而言，而對雜種后代尤其是三倍體雜交后代蘋果果實中的揮發(fā)性物質(zhì)的研究報道卻甚少。因此，文中對以“寒富”蘋果與“四倍體嘎拉”蘋果雜交獲得的6份三倍體雜交后代的果實香氣及品質(zhì)進行了分析與評價，探討其遺傳規(guī)律，以期為蘋果的風(fēng)味育種提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2012年8～10月在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生物學(xué)國家重點實驗室進行。試材是來自山東省肥城市安駕莊鎮(zhèn)山東省果樹研究所試驗基地的6份三倍體雜交后代（2n＝3x＝51）H4G1、H4G2、H4G4、H4G5、H4G8、H4G9及其母本“寒富”（2n＝2x＝34）和父本“四倍體嘎啦”（2n＝4x＝68）。將上述試材嫁接于基砧八棱海棠、中間砧M26之后，于2007年春季定植，架式栽培，常規(guī)管理。每份試材取新鮮果實樣品500 g，用保溫盒帶回實驗室，立即進行試驗。

1.2 試驗方法

1.2.1 果實香氣的測定

參照王海波等人[8]的方法，采用靜態(tài)頂空（SHS）和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)進行測定。揮發(fā)性成分的定性分析方法：對未知化合物質(zhì)譜圖以計算機檢索，同時與NIST05質(zhì)譜庫相匹配，并結(jié)合人工圖譜解析及資料分析，從而確認(rèn)各種揮發(fā)性成分。揮發(fā)性成分的定量分析方法：按峰面積歸一化法求得各化合物相對質(zhì)量百分含量，并選擇3-壬酮為內(nèi)標(biāo)進行精確定量分析。通過計算所得香氣值的常用對數(shù)值來確定所用試材的特征香氣成分，以 l g（香氣值）＞0的成分為特征香氣成分[8]。

香氣值＝某種化合物含量/該化合物香氣閾值。

1.2.2 果實糖酸含量的測定

參照王海波等人[8]采用的研究方法，采用高效液相色譜法測定果實中的糖酸組分，利用N2000色譜工作站（Ver.3.30）計算糖酸各組分的含量，通過計算所得糖酸組分含量與該組分味感閾值比值的常用對數(shù)值確定該成分是否對果實甜味或酸味產(chǎn)生影響，lg（某種糖酸組分含量/該組分味感閾值）＞0的成分能夠?qū)麑嵦鹞痘蛩嵛懂a(chǎn)生影響[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜交后代與其親本果實中揮發(fā)性物質(zhì)的比較分析

對6份三倍性雜交后代與其母本“寒富”、父本“四倍體嘎拉”共8份品種（系）蘋果果實中的揮發(fā)性物質(zhì)進行了檢測，特征香氣成分是根據(jù)已報道的香氣閾值[5-7,14]計算得到的，測定結(jié)果見表1。表1表明：8份品種（系）蘋果果實中共檢測到34種揮發(fā)性物質(zhì)。H4G1中共檢測到23種，其中酯類最多（12種，占52.2%），醇類有6種（26.1%），醛類4種（17.4%），酮類1種（4.3%）；H4G2中共檢測到11種，其中酯類7種（63.6%），醇類4種（36.4%）；H4G4中共檢測到17種，其中酯類11種（64.7%），醇類5種（29.4%），醛類1種（5.9%）；H4G5中共檢測到21種，其中酯類11種（55.0%），醇類4種（20.0%），醛類4種（20.0%），酮類1種（5.0%）；H4G8中共檢測到18種，其中酯類9種（50.0%），醇類4種（22.2%），醛類3種（16.7%），酮類1種（5.6%），萜類1種（5.6%）；H4G9中共檢測到20種，其中酯類8種（40.0%），醇類6種（30.0%），醛類5種（25.0%），萜類1種（5.0%）。“寒富”中共檢測到16種，其中酯類6種（37.5%），醇類6種（37.5%），醛類3種（18.8%），萜類1種（6.3%）。“四倍體嘎拉” 中共檢測到18種，其中酯類8種（44.4%），醇類5種（27.8%），醛類2種（11.1%），酮類1種（5.6%），萜類2種（11.1%）。由此結(jié)果可知，雜交后代與其父本“四倍體嘎拉”果實中的酯類物質(zhì)占檢測到的所有揮發(fā)性物質(zhì)中的大多數(shù)（40.0%～64.7%），這6個雜交后代與其父本“四倍體嘎拉”蘋果一樣都屬于酯香類蘋果。

2.2 雜交后代與其親本果實中特異性揮發(fā)物質(zhì)的比較分析?

從表1中可以看出，H4G1果實中的特征香氣成分有6種，按其香氣值常用對數(shù)值從大到小排序，

這6種特征香氣成分依次為乙酸己酯、乙酸-2-甲基丁酯、乙酸丁酯、2-甲基丁酸己酯、乙酸戊酯和己醛；H4G2果實中的特征香氣成分有4種，按其香氣值常用對數(shù)值從大到小排序，這4種特征香氣成分依次為乙酸己酯、乙酸-2-甲基丁酯、乙酸丁酯和2-甲基丁酸己酯；H4G4果實中的特征香氣成分有6種，其香氣值常用對數(shù)值從大到小依次為乙酸己酯、乙酸-2-甲基丁酯、乙酸丁酯、2-甲基丁酸己酯、乙酸戊酯和2-甲基丁酸丁酯；H4G5果實中的特征香氣成分有3種，其香氣值常用對數(shù)值的大小依次為乙酸己酯、乙酸丁酯和2-甲基丁酸己酯；H4G8果實的特征香氣成分有4種，其香氣值常用對數(shù)值從大到小依次為乙酸己酯、乙酸丁酯、2-甲基丁酸己酯和2-甲基丁酸丁酯；H4G9果實中的特征香氣成分有7種，其香氣值常用對數(shù)值從大到小依次為乙酸己酯、2-甲基丁酸己酯、乙酸丁酯、2-甲基丁酸丁酯、己醛、乙酸戊酯和1-己醇。而其母本“寒富”果實中的特征香氣成分有5種，其香氣值常用對數(shù)值從大到小依次為2-甲基丁酸乙酯、己醛、乙酸己酯、己酸乙酯和(E)-2-己烯醛；其父本“四倍體嘎拉”果實中的特征香氣成分有3種，其香氣值常用對數(shù)值從大到小依次為乙酸己酯、乙酸丁酯和2-甲基丁酸己酯。其中，乙酸己酯是雜種后代與其父本、母本中都存在的特征香氣成分，2-甲基丁酸己酯、1-己醇和己醛在其父本、母本中都檢測到一定的含量；來自其母本的特征香氣成分有（E）-2-己烯醛；來自其父本的特征香氣成分有乙酸丁酯、乙酸戊酯和2-甲基丁酸丁酯；而2-甲基丁酸乙酯和己酸乙酯都是母本“寒富”特有的特征香氣成分，乙酸- 2-甲基丁酯為其子代特有的特征香氣成分。由此可知，這6份雜交后代的特征香氣成分大多數(shù)受其父本和母本的共同影響，而其父本遺傳高于其母本遺傳。

表1 8份品種（系）蘋果果實香氣中各種揮發(fā)性物質(zhì)成分及其相對含量的測定結(jié)果?Table 1 The volatile compounds and their relative contents in fruit flavors of six cultivars of apple

2.3 6份三倍體雜交后代及其親本的香氣主成分分析

選擇表1中香氣值≥1的芳香物質(zhì)（共10種），用SPSS 21進行主成分分析，結(jié)果如表2。由表2可知，在選出的10種香氣成分中，前3個主成分的累積貢獻率達(dá)到94.507%。其中，第一主成分的貢獻率最大，為62.445%，在其對應(yīng)的特征向量中，作用最大的依次為乙酸丁酯和1-丁醇；第二主成分的貢獻率為19.540%，在其對應(yīng)的特征向量中，作用最大的依次為E-己烯醛和己醛；第三主成分的貢獻率為12.523%，在其對應(yīng)的特征向量中，作用最大的依次為己醛和乙酸戊酯。由此可知，在這6份三倍體雜交后代中，其果實中的揮發(fā)性物質(zhì)以酯類為主，其次為醇類，再次為醛類。由此推測，這6份三倍體雜交后代均屬于酯香型蘋果。

表2 6份試材中香氣成分的主成分分析結(jié)果Table 2 Result of principal component analysis of flavor compounds in six materials

主成分1和主成分2所含試材的空間分布情況如圖1所示。從圖1中可以看出，所有試材都分布在―2.00～2.00之間，除H4G8外，其余5份三倍性后代與其父本“四倍體嘎拉”的空間分布距離相近，而與其母本“寒富”的空間分布距離較遠(yuǎn)。由圖1可知，這6份三倍性新種質(zhì)的果實香氣傾向于父本遺傳。

圖1 6份雜種后代及其親本在前2個主成分空間分布上的散點圖Fig.1 Distribution of six hybrid progenies and their parents in the space of the fi rst and the second principal components

2.4 6份三倍體雜交后代及其親本果實中的糖酸組分分析

表3為6份三倍體雜交后代及其親本果實中的糖酸組分及其含量的測定結(jié)果，味感閾值參照Róth等人[15]提出的閾值。從表3中可以看出，雜交后代與其親本中均檢測出3種糖和6種有機酸組分。在這3種糖分中，果糖的含量最高，葡萄糖次之，蔗糖的含量最少；而6種有機酸中含量最高的為蘋果酸，其次為草酸，其余由高到低依次為乙酸、酒石酸、檸檬酸、琥珀酸。從表3中還可以看出，果糖是影響這6份三倍體雜交后代果實甜味味感的最主要因素，而蘋果酸則是影響其酸味味感的最主要因素。除了H4G8和H4G9以外，其他4個雜種后代的果糖含量均在其父本與母本之間。在蘋果酸含量方面，H4G1、H4G2和H4G9的含量均低于其父本和母本的含量，其他3份雜種后代的含量則在其父本與母本之間。

表3 6份三倍體雜交后代及其親本蘋果果實中糖酸組分及其含量的測定結(jié)果?Table 3 Sugar and organic acid component and their contents in apple fruits from six triploid hybrids and their parents

3 結(jié)論與討論

1）研究結(jié)果表明，6份蘋果三倍體雜交后代及其親本果實中的特征香氣成分主要為酯類，其次為醇類和醛類等物質(zhì)。Dixon等人[4]的研究結(jié)果表明，在決定果實香味的20種特征香氣中，大多數(shù)為低分子酯類，少數(shù)為醇類和醛類，因其嗅感閾值低，雖然在果實中的含量較少，但是對果實香味形成的影響較大。如在所有雜種后代及其親本中均檢測到的乙酸己酯，其嗅感被描述為“果香”[5-7]，這是6份雜種后代與其親本的基本香味特征。蘋果的整體香味除了與單一特征香氣的種類與含量有關(guān)外，還與其種類的多少有關(guān)，種類多的品種其果實香味更濃[16]。在6份三倍體雜交后代中，H4G1的特征香氣種類最多。在檢測到的所有特征香氣成分中，乙酸己酯、2-甲基丁酸己酯、1-己醇和己醛受親本的共同影響，乙酸丁酯、乙酸戊酯和2-甲基丁酸丁酯主要來自父本，(E)-2-己烯醛來自母本；主成分分析結(jié)果表明，6份三倍性新種質(zhì)的果實香氣傾向于父本遺傳。

2）文中的研究結(jié)果還表明，在目前所檢測的蘋果早熟品種中，其果實的主要糖組分為果糖，其次為蔗糖、葡萄糖，主要的有機酸是蘋果酸[17]；而中晚熟品種果實中的主要糖組分和有機酸與早熟蘋果品種的相同，但其葡萄糖含量高于蔗糖含量[8,15,18]。在供試的6份三倍體雜交后代與其親本果實中，果糖為其主要的糖組分，其次為葡萄糖、蔗糖；蘋果酸為其主要的有機酸，其次為草酸，其余由高到低依次為乙酸、酒石酸、檸檬酸、琥珀酸；在所有試材中，糖酸組分存在一定的差異，但其糖酸組成類型卻不存在差異。

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