關鍵詞：李；花粉直感；HS-SPME-GC-MS；香氣成分；主成分分析

李PrunussalicinaLindl.屬于薔薇科Rosaceae李屬Prunus植物，果實色澤鮮艷、口感豐富、富含多種有機酸、維生素及礦物質，在我國具有悠久的栽培歷史。但由于品質參差不齊，人均消費量在世界各地普遍偏低。因此，改善果實風味對于提高消費量具有重要意義[1]。其中，果實香氣物質種類和含量是區(qū)分不同品種、新鮮度、成熟度和評價果實風味的重要指標[2]。水果本身具有的特異香氣能夠提高食欲，提升果實香氣是提高果實品質和商業(yè)價值的重要途徑[3]。為滿足不同人群對李果實的要求，實現品種改良升級，果實香氣育種逐漸成為研究的熱門領域。探究花粉直感對不同李品種香氣成分的影響，對于明確香氣成分、選取適宜授粉品種、提高坐果率和品質研究具有重要意義。王寶俠等[4]在探究‘塞外紅’果實花粉直感效應中指出，‘龍豐’和‘紫秋香’授粉的‘塞外紅’果實中具有較濃果香味的酯類香氣成分。不同授粉品種對‘福麗’蘋果品質研究中也指出，‘福九紅’和‘福蕾’授粉的蘋果果實香氣成分及含量顯著提高，其中乙酸己酯含量變化最為顯著[5]。香氣種類和含量差異是呈現各異香氣特征的主要原因?，F已在李果實中檢測出醇、酯、醛、酮、萜和酚等香氣成分100多種，其中醇類、酯類和醛類含量占比最高[6-7]。香氣強度值（odoractivityvalue，OAV）是鑒定香氣成分對果實香氣貢獻作用大小的有效評價方法，OAV越大，貢獻越大[8]。王華瑞等[9]對‘黑寶石’李香氣測定時發(fā)現，3-羥基-2-丁酮、乙酸丁酯、γ-十二內酯等香氣物質是其果實主要成分。Zhang等[10]發(fā)現苯、1，2-二甲氧基-4-（1-丙烯基）、苯甲酸、2，6-壬二烯醛等香氣成分是‘空心李’的主要香氣成分。目前，對花粉直感效應的研究主要集中在蘋果、梨和柑橘。關于李果實品質的研究主要集中在果實大小、糖酸組分和花色苷含量，對香氣育種的調查僅通過嗅覺來辨別香氣的有無[11]。本研究選取北方地區(qū)優(yōu)質的3個李主栽品種‘大紅袍’‘秋姬’‘紅壽’，針對‘大紅袍’飽滿多汁、香氣濃郁，經濟價值高但產量偏低，‘秋姬’早果性好、豐產性強，極晚熟、大果型，‘紅壽’早熟、品質優(yōu)，紅肉、豐產但香味淡等特點設置雜交組合。通過研究不同授粉組合的果實香氣成分及含量，明確花粉直感對李果實的影響，為李的生產栽培和種質創(chuàng)制提供參考。

1材料與方法

1.1試驗地概況

在中國農業(yè)科學院果樹研究所李名優(yōu)品種試驗區(qū)內開展試驗。研究所位于遼寧省興城市（120°06′～120°50′E，40°16′～40°50′N）。該地區(qū)地處于北溫帶半濕潤大陸性氣候區(qū)，四季分明，氣候溫和，光照充足，年平均氣溫8.7℃，年平均降水量600mm，雨熱同季，無霜期175d左右。試驗地土壤為黃壤土，黏性中等，土層深厚，灌溉條件和管理水平一般。

1.2試驗材料

通過預試驗發(fā)現‘秋姬’ב紅壽’和‘秋姬’ב大紅袍’當年坐果率較低，不滿足本試驗設計，故本試驗共只設置7個處理，包括3個品種的自交（‘紅壽’‘秋姬’‘大紅袍’）和4個雜交組（‘紅壽’ב秋姬’、‘紅壽’ב大紅袍’、‘大紅袍’ב秋姬’、‘大紅袍’ב紅壽’）。

1.3方法

1.3.1花粉采集與授粉

2021年3月，選取10年生‘紅壽’‘秋姬’‘大紅袍’花蕾，人工剝取花藥后置于室內，常溫陰干后保存待用。同年4月，選擇樹勢、樹形、長勢良好、管理水平相對一致的10年生‘紅壽’‘大紅袍’為授粉母本，疏花后人工去雄，采用自然授粉模擬生產上噴灑花粉的方式授粉并掛牌標記。

1.3.2取樣

由于不同品種果實成熟期間存在差異，在各個品種果實成熟時（2021年7—9月）分批采收。每種組合選取30個大小均一、色澤均勻、無機械損傷、無病蟲害的果實，采摘后立即帶回實驗室進行樣品處理。

1.4測定

參照王陽等[12]的方法，設置3個生物學重復，每個重復包括10個果實。果實去核后經研磨制成果漿，按照果漿和氯化鈉質量比5∶1稱取8g的果漿和1.6g的氯化鈉固體，置于20mL樣品瓶內。每個樣品瓶中加20μL濃度為8.75mg/L的3-辛醇溶液，橡膠隔片密封后上機測定各果實香氣成分（TSQQuantumXLS氣質聯用儀，賽默飛世爾科技，美國）。

固相微萃取條件：用50/30μmDVB/CAR/PDMS萃取頭（美國Supelco公司）對樣品進行萃取，萃取30min，孵化溫度60℃，在GC進樣口進行解吸附，解吸附3min，老化時間10min，老化溫度250℃。

色譜條件：色譜柱，HP-INNOWAX（60m×0.25mm×0.25μm，美國安捷倫科技公司），萃取頭（50/30μmDVB/CAR/PDMS）；程序升溫至250℃，進樣口溫度250℃，連接口溫度280℃，載氣為高純氦氣，不分流進樣，流速1mL/min；程序升溫，起始溫度為30℃，保持5min，先以3℃/min速率升溫至210℃，保持5min，再以10℃/min速率升溫至250℃，保持5min。

質譜條件：電子能量70eV，離子源溫度230℃，掃描模式為scan。

參考王珊珊等[7]的數據分析方法，測定香氣成分、香氣含量和香氣強度值。

香氣成分采用質譜全離子掃描，對采集的總離子流與NIST11譜庫進行譜圖分析，結合保留指數（RI）確定香氣成分。

香氣成分含量根據檢測出的香氣成分的峰面積、內標物的峰面積和含量進行比較，計算得出。

香氣強度值（OAV）=香氣成分含量/香氣成分閾值。

1.5數據分析

采用Office2010進行數據整理，采用Origin2024和SPSS20.0軟件進行熱圖及主成分分析，利用OmicSharetools進行Upset維恩圖分析。

2結果與分析

2.1花粉直感對不同組合果實香氣成分種類的影響

如圖1所示，在7個組合中共鑒定出了46種香氣物質，包含16種酯類、12種醛類、11種醇類、4種酮類和3種其他化合物。

‘秋姬’自交授粉果實香氣成分種數最為豐富，共檢測出31種香氣成分物質；‘紅壽’自交授粉果實香氣成分種數最少，僅有17種；‘大紅袍’自交授粉果實香氣成分數量在兩者之間，檢測出香氣成分23種?！t壽’ב秋姬’果實的醛類和其他香氣物質的種類數均多于‘紅壽’自交授粉果實，酯類、醇類和酮類香氣物質種類與‘紅壽’自交授粉數量相同?！t壽’ב秋姬’果實的酯類、醛類、醇類香氣物質種數少于‘秋姬’自交授粉果實，酮類和其他香氣物質與‘秋姬’自交授粉種數相同?！t壽’ב大紅袍’除醛類和醇類外，其他類香氣物質種類均多于‘紅壽’自交授粉，但醛類、酯類、醇類物質種數少于‘大紅袍’自交授粉?！蠹t袍’ב秋姬’果實的酯類、醛類、醇類及酮類物質種類與‘大紅袍’‘秋姬’自交授粉相比，都出現不同程度的減少；‘大紅袍’ב紅壽’果實香氣物質種類明顯高于‘大紅袍’‘紅壽’自交授粉。

在7個組合李果實香氣成分含量中，醇類香氣成分數量為5～8種；酯類香氣成分數量為4～13種；醛類香氣成分數量為4～11；酮類物質香氣成分數量較少，為1～3種；其他類香氣成分數量在1～3種。7個組合果實中，共同擁有的香氣成分有12種，包含丁酸甲酯、反式-2-己烯-1-醇、2-己醇甲醚、正己醛、2-乙基己醇、反式-2-己烯醛、2-己烯醛、里那醇、壬醛、乙酸己酯、乙酸葉醇酯、大馬士酮?！锛А蠹t袍’‘紅壽’自交授粉的果實共有的香氣成分物質有15種；‘紅壽’自交授粉無獨有的香氣成分；‘紅壽’ב秋姬’果實含有獨有的2-乙基己基醛；‘紅壽’ב大紅袍’果實香氣中含有獨有香氣成分4-羥基-2-丁酮，3-甲基-4-氧絡戊酸；‘大紅袍’自交授粉含有獨有的4-甲基環(huán)己醇；‘秋姬’自交授粉獨有的香氣成分有5種，包含（Z）-2-庚烯醛、庚醛、反-2-辛烯醛、順-3-己烯基丁酯、醋酸異辛酯；‘大紅袍’ב秋姬’無獨有香氣成分；‘大紅袍’ב紅壽’獨有的香氣成分有4種，包括1-戊醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮、乙酸庚酯、（E）-3-丁酸己烯酯；‘紅壽’ב大紅袍’含有2種獨有香氣成分；‘紅壽’ב秋姬’含有1種獨有香氣成分。以上結果表明，不同授粉組合的果實香氣物質種類及獨有香氣物質均存在差異，花粉直感效應明顯。

2.2花粉直感對不同組合果實香氣成分含量的影響

對7個授粉組合李果實香氣組分和含量分析可知（圖2，表1），由于授粉品種的差異，果實表現出明顯的花粉直感效應。‘秋姬’自交授粉果實香氣總含量最高，為144804.68μg/kg；其次為‘大紅袍’自交授粉，總含量為67513.22μg/kg；‘紅壽’自交授粉香氣成分總含量最少，為31582.68μg/kg。‘紅壽’ב秋姬’和‘紅壽’ב大紅袍’雜交果實香氣成分總含量分別比‘紅壽’自交授粉升高了21.12%和74.82%；‘大紅袍’ב秋姬’和‘大紅袍’ב紅壽’雜交果實香氣成分總含量則比‘大紅袍’自交授粉分別降低了10.40%和27.56%。

醛類物質中，‘秋姬’自交授粉果實最高，為74177.12μg/kg，占總香氣含量的67.99%，‘大紅袍’次之，‘紅壽’最少；‘紅壽’ב秋姬’和‘紅壽’ב大紅袍’醛類物質含相較‘紅壽’自交授粉分別增長了22.73%和39.37%?！蠹t袍’自交授粉和‘大紅袍’ב秋姬’含量較高的香氣成分為酯類和醛類，兩類成分總和分別占果實總香氣含量的77.50%和77.58%?！蠹t袍’ב紅壽’主要香氣成分為酯類，其雜交果實表現為除醇類物質種類低于‘大紅袍’自交授粉，其他種類含量較‘大紅袍’自交授粉變化并不顯著。

酯類物質中，‘紅壽’ב秋姬’、‘紅壽’ב大紅袍’及‘紅壽’自交授粉香氣成分中均含有丁酸甲酯、乙酸己酯、（Z）-乙酸葉醇酯和（Z）-乙-2-烯基乙酸酯，‘紅壽’ב秋姬’、‘紅壽’ב大紅袍’及‘紅壽’自交授粉果實醇類香氣物質以反式-2-己烯-1-醇為主，‘大紅袍’ב秋姬’、‘大紅袍’ב紅壽’、‘大紅袍’和‘秋姬’自交授粉香氣物質均以反式-2-己烯-1-醇和正己醇為主。

‘紅壽’ב大紅袍’果實香氣含量中酮類物質含量占總體比重最大，達12.29%，其中4-羥基-2-丁酮占該品種總酮類物質的99.30%，其他組合果實酮類物質含量在該品種果實香氣總含量占比不足1%。

7個組合李果實其他物質含量均較少，且各香氣成分在種類和含量上均不相同，表現出明顯的花粉直感效應[13-17]。

2.3花粉直感對不同組合果實香氣成分層次聚類分析

對46種香氣成分含量進行聚類分析，將香氣種類相近組合的李果實聚類在一起，共分為4大類，如圖3所示。其中‘紅壽’、‘紅壽’ב秋姬’、‘紅壽’ב大紅袍’為第一大類，該類李果實均為以‘紅壽’為母本的雜交組合，說明以‘紅壽’品種為母本的果實香氣成分較為相似；‘大紅袍’、‘大紅袍’ב秋姬’為第二大類；‘大紅袍’ב紅壽’為第三大類；說明以‘大紅袍’為母本的李果實香氣含量具有多樣性；‘秋姬’為第四大類，其香氣物質種類較為明顯，無法與其他組合聚類。

2.4不同組合李果實香氣成分主成分分析

由香氣成分特征值主成分分析（圖4）可知，7個組合可分為3類，‘秋姬’在第一象限，起主要貢獻作用的是1-辛烯-3-醇、醋酸異辛酯、反式-2-己烯醛、壬醛、（Z）-2-庚烯醛、庚醛、里那醇、丙位癸內酯。‘大紅袍’ב紅壽’單獨在第二象限，起主要貢獻作用的是6-甲基-5-庚烯-2-酮、乙酸庚酯、（E）-3-丁酸己烯酯、1-戊醇。其余5個組合在第三象限，具有類似香氣主成分。

根據主成分析結果，在7個組合李資源中共鑒定出19種關鍵香氣成分和8種特異香氣（OAV＞1），詳見表2。其中，酯類香氣成分5種，醛類香氣成分7種，醇類香氣成分3種，酮類香氣成分3種，其他香氣成分1種。在本研究中，反式-2-己烯醛、壬醛、2-乙烯醛、里那醇4種物質是7個組合中共有的特異香氣物質，具有清新水果、玫瑰、柑橘、木香果香味等，OAV值較高，對7個組合李果實香氣特征起主要貢獻作用。

‘秋姬’OAV值大于10的成分最多，包括丙位癸內酯、反式-2-己烯醛、2-己烯醛、壬醛、丙位癸內酯、里那醇、1-辛烯-3-醇共6種，其中壬醛和2-己烯醛OAV值較高，遠大于其他授粉組合，玫瑰、柑橘、油脂氣味更為顯著，且具有丙位癸內酯獨有的香氣成分，是具有獨特桃子、椰子香氣的特異李組合。結果中，各授粉組合的里那醇OAV值都高于母本自交授粉，花、果香味更濃郁?！蠹t袍’ב紅壽’獨有的特異香氣成分1-辛烯-3-醇和6-甲基-5-庚烯-2-酮OAV值較高，說明它具有蘑菇、泥土、鮮味等香氣。

3討論

HS-SPME-GC-MS技術是通過色譜法分析固定相中吸附的組分，是目前國內外較為先進的香氣物質提取和測定技術之一。王環(huán)等[18]應用此項技術檢測了62個葡萄資源中的99種揮發(fā)性物質，主要包括醇類、酯類和萜烯類。王陽等[12]在8個南果梨產地共檢測出香氣成分109種，包括酯類、醛類、醇類、酮類等。劉澤靜等[19]首次利用GC-MS技術檢測的‘蓋縣李’果肉中的38種香氣物質和林炎娟等[20]鑒定的福洪李果肉中25種香氣物質實驗結果均顯示李果實香氣成分主要是醛類、酯類、醇類和酮類，這些成分會影響果實的風味。本研究共鑒定了7個雜交李組合的果實香氣，共46種，包括16種酯類、11種醛類、4種酮類、12種醇類和3種其他化合物。其中以醛類和酯類為主，與前人研究結果相似。

親本作為目標性狀的載體，是雜交育種的基礎，因此在選配親本時，要著重了解其遺傳傾向以及性狀在后代中的遺傳特點等信息。果實大小、風味、顏色等性狀均能通過雜交育種手段篩選出符合育種目標的優(yōu)異資源[21-22]。與含有特異香氣成分的種質資源雜交，可提高香氣育種效率[23]。以往對李果實香氣的研究主要集中在不同種質類型之間香氣化合物的差異，尚未有花粉直感效應的相關報道。為解決‘紅壽’和‘大紅袍’花期相近而‘秋姬’花期較晚導致的花期不重疊問題，可通過適度干旱、嫁接和植物生長調劑的使用調控開花時間，以獲得優(yōu)質、豐產、紅肉、香氣濃郁的高品質的后代。大多數李品種具有自交不親和或自交親和率低的特點，難以實現優(yōu)質高產，故生產中常搭配授粉樹或噴灑混合品種花粉提高坐果率。本試驗采用自然授粉模擬生產上噴灑花粉的方式，更貼近生產，具有現實意義。3個品種在雜交授粉后，果實香氣成分均表現出明顯的花粉直感效應，總體上表現為各類香氣成分種類及含量均發(fā)生了一定的改變?！t壽’ב秋姬’果實香氣中醛類種類數量及含量都高于‘紅壽’自交授粉，‘紅壽’ב大紅袍’果實香氣中醛類種類含量高于‘紅壽’自交授粉，都增加了1～2種獨有的香氣成分物質；‘大紅袍’ב秋姬’、‘大紅袍’ב紅壽’較‘大紅袍’自交授粉，增加了獨有的香氣成分物質，研究結果與于立洋等[24]的研究結果一致。

利用主成分分析和香氣物質聚類熱圖，可以清楚地區(qū)分不同的授粉組合，并根據親本的不同將其分為2類。結果表明，同一母本的李果實，香氣物質具有很高的相似性，但并不完全相同。此外，聚類熱圖可以清楚地顯示不同授粉組合的果實，香氣成分的類型和含量存在顯著差異，且4個雜交組合都一定程度地增加了香氣物質種類、含量，說明對果實的香氣貢獻較大，可顯著改善果實香氣，該結論與劉婉君等[25]關于鴨梨的研究結果一致。

果實的香氣受到果實中多種化合物的影響，不是含量越高，貢獻越大，只有一部分OAV值較高的特征化合物在水果中起主要作用[26-27]。在本研究中，反式-2-己烯醛、壬醛、2-己烯醛、里那醇4種物質是7個組合中共有的關鍵香氣物質，具有清新水果、玫瑰、柑橘、木香果香等氣味，且OAV值較高，對7個組合李果實香氣特征起主要貢獻作用，花粉直感效應明顯。‘秋姬’自交授粉果實OAV＞10的關鍵香氣成分最多，共有6種，其中壬醛和2-己烯醛OAV值較高，遠大于其他組合，玫瑰、柑橘、油脂氣味更為顯著，且具有丙位癸內酯獨有的香氣成分，是具有獨特桃子、椰子香氣的特異李組合?！蠹t袍’ב紅壽’獨有的特異香氣成分是1-辛烯-3-醇和6-甲基-5-庚烯-2-酮，具有蘑菇、泥土味、鮮味等香氣。其他各個組合香氣物質OVA值也各不相同，充分反映了果實的花粉直感效應，其結果與Deng等[28]在蜂糖李上的研究相似。里那醇被認為是典型的李香氣化合物之一[29-30]，是改善李果實香氣，濃郁香味的重要指標。在本研究中，該物質在人工授粉后表現出OAV值明顯高于母本自交授粉，說明里那醇含量對花粉直感效應敏感，這對進一步培育出具有典型濃郁李品種具有重要意義。

4結論

花粉直感效應顯著影響李果實香氣中醛類、醇類、酮類和酯類物質的種類及含量，影響果實香氣。同一母本的李果實，香氣物質具有很高的相似性，但并不完全相同。不同授粉組合的果實，香氣成分的類型和含量存在顯著差異。其中反式-2-己烯醛、壬醛、2-己烯醛、里那醇4種物質是7個組合中共有的關鍵香氣物質，其中具有清新水果、玫瑰、柑橘、木香果香等，且OAV值較高，對7個組合李果實香氣特征起主要貢獻作用。