張洪勝

（山東省煙臺市農業(yè)科學研究院，煙臺 265500）

甜櫻桃（Prunus avium L.）是世界上最受歡迎的水果之一。甜櫻桃因其口感、色澤、營養(yǎng)價值和保健作用深受消費者的重視。甜櫻桃果實的重要品質特征是重量、顏色、硬度、甜度、酸度、風味和香氣(Crisosto等，2006)。甜櫻桃是一種極易腐爛的水果，含有大量的重要營養(yǎng)素，如鉀，膳食纖維，抗壞血酸，類胡蘿卜素，花青素和酚酸，同時還是一種低熱量水果(FAO，2017年)。2022年世界櫻桃總產(chǎn)量估計達到400萬噸。本文綜述了國外對甜櫻桃品質構成因素的研究情況、影響果實品質、有益健康物質含量的因素及國外先進的貯藏技術，同時還展示分子標記輔助育種的最新進展。

1 甜櫻桃品質構成因素

1.1 成熟度

果實成熟度是決定甜櫻桃果實整體品質的關鍵因素之一。甜櫻桃應選擇在完全成熟時收獲，以確保良好的食用品質(Serrano 等，2009年)。雖然甜櫻桃的收獲時間因品種不同而有所不同，但收獲優(yōu)質果實的時間跨度小于5天。成熟的果實收獲后要注意避免機械損傷，并及時進行冷卻，這兩點非常重要(Dever 等，1996年; Chauvin 等，2009年)。

在果實成熟的早期階段，果皮顏色發(fā)生變化，果實開始軟化，葡萄糖和果糖積累，同時果實體積迅速增加。在發(fā)育后期，抗壞血酸和花青素積累，抗氧化活性增加，果肉顏色變暗（Serrano等，2005年）?！谄ぁ瘷烟以诔墒爝^程中總酚含量顯著增加，因此抗氧化活性增加，推測酚類物質可能對健康有益（Serradilla等，2012年）。早采的櫻桃由于甜度低而不受歡迎，而過熟的櫻桃由于質地偏軟也不受歡迎（Chauvin等，2009年）。晚采的甜櫻桃果實，由于果皮顏色更好、風味更佳，獲得了更高的感官評分（Serradilla等，2012年）。過熟的櫻桃會出現(xiàn)果實質量減輕、糖酸平衡改變、顏色變化、果肉軟化和果柄褐變等情況（Kappel等，2002年；Alique等，2005年）。在采后貯藏期間(20℃條件下貯藏4 d)，“ Ambrunés”果實的糖含量、果皮顏色、硬度和總酸含量都有所下降，可溶性固形物含量穩(wěn)定，蘋果酸含量下降了20%，說明蘋果酸是櫻桃呼吸作用的必需底物。

果實適宜采收期不能簡單地通過一棵果樹上果實的成熟情況來確定。使用果園測繪的方法，即在果實生長過程中通過不斷的取樣、測定果實可溶性固形物含量、果肉硬度，來確定適宜收獲時間的方法是可取的，可能有助于安排未來的櫻桃收獲活動。這種通過質量映射來確定適宜采收期的例子并不少見，比如通過測定芒果園中某一地塊中干物質含量來確定最適采收期(Subedi 等，2013年，Zude-Sasse 等，2016年)。

1.2 顏色、硬度和失水情況

櫻桃顏色、果實大小、果柄鮮度、有無缺陷和果柄長度等外在品質，香氣、風味、酸味、甜味、質地等內在品質，都會影響消費者的購買決策（Díaz Mula等，2009年）。這其中，影響購買決策的最重要的因素是果皮顏色（Mozeticet 等，2004年）。櫻桃成熟過程中的果皮顏色變化主要是由于花青素含量增加，特別是花青素-3-O-蕓香苷和花青素-3-O-葡萄糖苷（Serrano等，2009年）的增加。櫻桃果實成熟過程轉錄組學研究發(fā)現(xiàn)，PacNCED1的轉錄誘導了櫻桃成熟期間ABA的合成與積累，(Ren 等，2011年; Lo 等，2014年)；外源ABA刺激PacACO1表達，使甜櫻桃產(chǎn)生大量的乙烯，從而開啟花青素的生物合成(Luo 等，2014年)。

Zoratti 等綜述了光對酚類化合物(主要是黃酮類化合物)生物合成的積極作用。已有研究證明，補充紫外線有改善甜櫻桃果皮中的花青素水平的作用(Arakawa，1993年; Kataoka 等，1996年)。此外，研究發(fā)現(xiàn)，采后應用紫外光處理有助于延長水果貨架期，延緩水果衰老，紫外線還能增加類黃酮含量和水果中抗氧化物質的活性(Wang 等，2009年; Crupi 等，2013年; Rivera-Pastrana 等，2013年; Li，2014年)。應用藍色發(fā)光二極管（LEDs）處理，也可以提高櫻桃中的花青素水平。（Arakawa 等, 2017年）。

櫻桃果皮對采后貯藏性能影響很大。甜櫻桃果皮由角質聚合物基質組成，角質聚合物基質主要由鏈長為16或18個C原子的酯化羥基和環(huán)氧羥基脂肪酸組成，嵌入在角質層和表面沉積的表皮蠟中（Peschel等，2007年）。在櫻桃發(fā)育過程中，C16和 C18單體水平下降(Peschel 等，2007年)，但在冷藏期間增加(Belge等，2014年)。

1.3 利于健康的化合物

1.3.1 酚類化合物 甜櫻桃中的酚類化合物對于人類健康的作用已被公認，如抑制腫瘤生長（Serra等，2011年）、抑制炎癥（Seeram等，2001年；Jacob等，2003年）、預防神經(jīng)退行性疾?。↘im等，2005年）、降低人類癌癥、心血管疾病、糖尿病和其他炎癥疾病的風險等（McCune等，2010年）。還有研究表明，甜櫻桃的提取物可能有預防氧化應激誘導的腸道炎癥紊亂和神經(jīng)元細胞死亡的作用 (Matias 等，2016年)。甜櫻桃中的次級代謝產(chǎn)物單寧除具有收斂性，還有益于健康(Tomás-Barberán 和 Espín，2001年; McCune 等，2010年)。

1.3.2 維生素和類胡蘿卜素 櫻桃富含維生素和類胡蘿卜素，特別是β-胡蘿卜素、葉黃素和玉米黃質(Ferretti等，2010年; Leong 和 Oey，2012年)。在土耳其種植的7個甜櫻桃品種中，每公斤鮮果中抗壞血酸(維生素 C)含量為4～7 g (Demir，2013年)。在甜櫻桃果實中已經(jīng)報道了類胡蘿卜素，如 β-胡蘿卜素，β-隱黃質和α-胡蘿卜素的存在(Leong 和 Oey，2012年; Demir，2013年;Matteoet a，2016年)。櫻桃類胡蘿卜素水平通常很低，可能不會對人類健康產(chǎn)生重大影響。(Corbo 等，2014年)。

2 影響甜櫻桃果實品質和有益健康物質含量的因素

2.1 砧穗互作

一些研究已經(jīng)顯示了不同砧穗組合對櫻桃果實品質的影響(Schmitt 等，1989年; Facteauet 等，1996年;Shackel 等，1997年; Szot 和 Meland，2001年; Whiting等，2005年)。例如，“ Burlat”櫻桃嫁接在 CAB 11E上，果實質地會較軟；嫁接在 Gisela 5或P.avium上，果實質地會較硬 (Gon?alves 等，2006年)。

2.2 果園管理

降低成本和減少勞動力的使用是目前櫻桃生產(chǎn)上的迫切要求。這意味著要選用正確的砧木和培養(yǎng)最佳的樹冠結構。夏季修剪可以提高樹冠的透光性，是生產(chǎn)高質量水果的重要條件。果實大小和甜度隨著種植密度的增加而減少 (Eccherand Granelli，2006年)。強光會增加抗壞血酸含量，高溫會增加花青素和總酚含量(Wang，2006年)。

Y型、高紡錘形、V型、超級細長紡錘形和UFO型等櫻桃樹形，都可以很好地增加樹體負載量、改善櫻桃樹通風透光條件，從而改善產(chǎn)量負載、光照，以及增加櫻桃中與健康有關的化合物含量。在缺水地區(qū)，拉賓斯果樹上的灌溉試驗發(fā)現(xiàn)，雖然滴灌的用水量僅為微噴灌的21%～29%，但是櫻桃商品果率卻提高了7%～12%，并且滴灌不影響水果產(chǎn)量、硬度、顏色和大小（Yin等，2011年）。低頻滴灌增加了 ‘Cristalina’和 ‘Skeena’櫻桃的可溶性固形物含量（Neilsen等，2014年）。也有研究發(fā)現(xiàn)，灌溉水平并不影響‘900-Ziraat’櫻桃品種的可溶性固形物含量、pH值、可滴定酸含量、果實重量（Demirtas等，2008年）。水分管理，如調節(jié)虧缺灌溉（RDI）和部分根區(qū)干燥（PRD）可以在不降低產(chǎn)量的情況下提高水果的口感（Ripoll等，2016年）。果實收獲后，對 ‘薩米特’甜櫻桃樹應用RDI，并不影響果實產(chǎn)量、硬度，還可以節(jié)省高達45%的水（Marsal等，2010年）?？紤]到氣候變化的影響，在櫻桃樹生長過程中，通過滴灌或RDI節(jié)約生產(chǎn)用水，可能有助于以更可持續(xù)的方式生產(chǎn)更健康的水果（Nora等，2012年）。

傳粉媒介、授粉樹都會影響櫻桃的生產(chǎn)，然而，隨著一種人工精確授粉技術的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的授粉工作將可能被它取代，該技術采用靜電噴霧器噴灑液體花粉懸浮液的方法進行授粉（Whiting and Das, 2017年）。

3 影響甜櫻桃貨架期和采后有益健康物質含量的因素

3.1 貯存條件

優(yōu)化貯存和運輸條件可以延長甜櫻桃貨架期，減少長距離運輸損耗（Martínez Romero等，2006年）。溫度和相對濕度是影響櫻桃采后貯藏品質的關鍵因素（Romano等，2006年）。據(jù)Bernalte等研究，甜櫻桃的最佳貯藏溫度為0.5℃，相對濕度為90%。在冷藏期間，一些甜櫻桃品種的酚類化合物，如新綠原酸、對香豆酰奎寧酸、綠原酸、蘆丁、兒茶素和表兒茶素，以及花青素，如花青素-3-O-蘆丁苷和牡丹素-3-O-蘆丁苷的含量增加。20°C條件下貯藏8 d的 ‘加拿大巨人’和‘Ferrovia’櫻桃中的酚類物質含量增加，可能與成熟過程中失水或采后合成過程中酚類化合物的縮合有關（Kalt等，1999年）。然而，Esti等觀察到，兩個甜櫻桃品種在1°C和95%相對濕度下放置15 d后總花青素含量下降了41%～52%，這一結果可能表明貯藏過程中沒有花青素的凈生物合成。

經(jīng)過1周的冷藏（0°C，相對濕度95%）對比，水冷處理可以降低甜櫻桃的果柄褐變和表面皺縮，而對“Tragana Edessis”和“Mpakirtzeika” 櫻桃的腐爛、外部顏色和可溶性固形物含量沒有影響(Manganariset等，2007年)。在水冷過程中加入CaCl2降低了呼吸速率、抗壞血酸降解和膜脂過氧化。此外，添加CaCl2使 ‘甜心’和‘拉賓斯’櫻桃的總酚含量、抗氧化能力和果實硬度增加，總酸略有下降（Wang Y.等，2014年）。通過降低櫻桃采后的溫度，可以有效地提高櫻桃的品質，且越早使用，效果越好。在果園中安裝水冷便攜式設備可能是一個不錯的選擇（Elansari，2009年）。

3.2 氣調包裝與貯藏

為了延長甜櫻桃的貨架期，人們發(fā)明了氣調包裝（MAP）和氣調（CA）貯藏。長期儲存的最佳CO2和O2水平已確定：O2含量2%～10%和CO2含量5%～20%（Meheriuk等，1997年；Spotts等，2002年）。較低的O2水平可能導致?lián)]發(fā)性芳香化合物的減少和異味的形成（Kader，2002年），而高于30%的CO2水平與果皮變棕有關（Kader，1997年）。高O2水平（70% O2+0% CO2）可以抑制乙醇的產(chǎn)生，但也會導致抗壞血酸含量的快速下降，造成損傷使果皮發(fā)生褐變（Tian等，2004）。MAP與低溫貯藏相結合，在穩(wěn)定可溶性固形物含量、總酸含量、保持果柄顏色的同時，降低了果實腐爛的發(fā)生率。同時，水果表現(xiàn)出更高的抗氧化能力、較好硬度，擁有更明亮的果皮顏色（勞拉等，2015年）。高濃度二氧化碳環(huán)境及冷藏處理都有利于凈花青素合成（Remón等，2000年；Conte等，2009年）?；ㄇ嗨卦黾涌赡苁怯捎诟缓趸嫉拇髿鈱Χ喾友趸富钚援a(chǎn)生了抑制，因為多酚氧化酶氧化酚類物質會導致果實顏色發(fā)生變化（Vamos Vigyazó，1981年）。氧氣濃度5%、二氧化碳濃度10%的MAP和CA兩種貯藏方式，降低了PPO和POD活性，防止了果肉褐變，減少了果實腐爛的發(fā)生，利于保持果肉硬度。

‘0900 Ziraat’櫻桃使用0.20 μm低密度聚乙烯進行氣調包裝（MA/MH）時，鮮果重量減少不明顯、果柄外觀影響較小，果實中PG和PPO活性也較低（?zkaya 等，2015年）。MAP對于甜櫻桃的保質期延長是有效的，但在實踐中卻不能大規(guī)模實施，因為價格較高且有一定的風險。

3.3 天然化合物

天然化合物已被開發(fā)用于延長櫻桃的貨架期。使用30 mm β-氨基丁酸（BABA）浸泡10 min的方法處理紅燈櫻桃，20℃下貯藏8 d后，浸泡過的果實呼吸速率、失重率、可滴定酸含量、總酚、總糖和抗壞血酸含量均降低，且櫻桃抗壞血酸、過氧化物酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽還原酶均升高，超氧化物歧化酶活性增強（Wang等，2016年）。這些天然化合物延長了甜櫻桃的貯存期，且安全性有保障，對環(huán)境友好。

3.4 可降解膜

將生物降解膜應用于氣調包裝的保存技術（MAP）已經(jīng)出現(xiàn)（Giacalone和Chiabrando，2013年；Koutsimanis等，2014年）?？缮锝到獗∧ぞ哂袦p少環(huán)境污染（Almenar等，2012年）、延遲顏色變化、果肉軟化和降低酸度損失的作用（Giacalone和Chiabrando，2013年）。微穿孔聚乳酸（PLA）膜與大孔徑袋相比，在抑制甜櫻桃真菌生長，保持了糖度、色澤、硬度、可溶性固形物含量，減輕了果實失重方面更有優(yōu)勢。儲存在聚乳酸包裝中的櫻桃具有更好的外觀、質地、風味，整體貯藏品質更佳（Koutsimanis等，2014年）。這種包裝技術可能成為現(xiàn)實（Koutsimanis等，2014年），而能否順利應用，將取決于此類薄膜生產(chǎn)中的廢物產(chǎn)生和價格之間的平衡。

3.5 可食性涂膜

可食性涂膜是一種很有前途的果蔬保鮮技術（Dhall，2013年）?？墒承酝磕ぜ夹g可以替代改良氣調儲存，利于健康化合物的載體。該技術不僅可以延長保質期，還能使生物活性化合物，如抗氧化劑、抗菌劑、益生菌、香料和營養(yǎng)物質，從涂層轉移到水果皮上（Quirós-Sauceda等，2014年）。食用涂層可降低呼吸和蒸騰速率，減少硬度損失，并減緩衰退（Velickova等，2013年）。將刺槐豆膠、蟲膠、聚山梨酯80、甘油和蜂蠟涂層涂在‘Burlat’櫻桃上，可降低果實重量損失、減少擦傷、減少表面凹痕和減緩果肉硬度下降，從而延長保質期（Rojas Argudo等，2005年）。殼聚糖能誘導真菌防御相關酶活性，并增加酚類化合物水平的抗菌化合物的生成（Liu等，2007年）。殼聚糖包衣的甜櫻桃，水分損失較低，顏色變化延遲，總酚、黃酮和花青素含量較高（Petriccione等，2014年）。Misir等綜述了蘆薈凝膠作為新鮮水果食用涂層的應用，發(fā)現(xiàn)涂抹蘆薈凝膠可以提高甜櫻桃等水果的采后壽命和品質。與對照果實相比，蘆薈凝膠減輕了質量損失，降低了呼吸速率，延遲了顏色變化和果實軟化，櫻桃果實中的可滴定酸損失也減少（Martínez Romero等，2006年）。

4 分子標記輔助育種研究進展

甜櫻桃基因組的研究進展有助于識別影響水果質量的候選基因、信號傳導和代謝途徑。（Carrasco等，2013年）。目前大約有133個基因被認為與櫻桃果實的質地、顏色、風味和抗寒性有關（Ogundivin等，2009年）。甜櫻桃基因連鎖圖譜的構建有助于與質量性狀相關的數(shù)量性狀位點（QTL）的識別和特征化（Guajardo等，2015年）。目前已確定了與大櫻桃果實重量和硬度（Campoy 等，2015年）、果實大?。╖hang等，2010年；Franceschi等，2013年；Rosyara等，2013年）、果皮和果肉顏色（Sooriyapathirana等，2010年）及果實抗裂性（Balbontín等，2013年）相關的QTL。此外，在甜櫻桃中，還建立了與表皮發(fā)育（從開花到成熟）和應激反應相關的外果皮特異性轉錄本（Alkio等，2014年）。盡管果實質量性狀相關的基因較多，使MAS的使用受到了限制，但MAS技術仍是核果類果樹育種中一項重要的生物技術。（Salazar等，2014年）。通過測序進行基因分型（GBS）可生成更為詳盡的遺傳圖譜，從而有助于識別QTL和發(fā)現(xiàn)單核苷酸多態(tài)性（SNP）（Guajardo等，2015年；Salazar等，2017年），目前研究應側重于尋找甜櫻桃品質的QTL，而不是尋找促進有益健康物質合成的QTL。CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)，即規(guī)律間隔成簇段回文重復序列，是一種強大的基因編輯技術，可以對生物的DNA進行修剪、切斷、替換和添加。CRISPR和CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)在了解遺傳變異、遺傳、基因組組織和表型表現(xiàn)等方面具有重要意義，同時，在薔薇科植物新品種選育中也具有重要的作用（Peace，2017年）。盡管CRISPR/Cas9基因編輯技術尚未在櫻桃中應用，但它已被有效地應用于提高柑橘潰瘍病抗性（Peng等，2017年），調節(jié)番茄中乙烯合成（成熟抑制基因）（Ito等，2015年），以及有效地敲除L-idonate脫氫酶基因（IdnDH），參與葡萄酒石酸代謝途徑等多項研究（Ren等，2016年）。