制干鲜食兼用品种改良岗位

王勇 孙锋 李玉玲 苏来慢·艾则孜 伍国红

  葡萄是我国重要的果树树种，因营养物质丰富、用途多样，在经济发展和社会生活中具有重要的意义。吐鲁番地区是我国主要的葡萄产区，以得天独厚的气候和自然条件，使葡萄在品质上闻名国内外。但随着人民生活水平的提高，对葡萄果实品质的要求也越来越高，而香味是葡萄果实品质的重要指标之一。吐鲁番地区主要以无核白种植为主，无核白鸡心、波尔莱特、无核紫、火焰无核等品种有少量种植，目前缺乏适应当地种植的综合性状优异的香味品种。故根据当地栽培条件开展香味品种资源综合评价和香味品种选育，对当地葡萄产业发展具有重要意义。葡萄果实中的香气物质以游离状态和结合状态存在，游离状态具有挥发性，可以刺激人类的嗅觉和味觉，形成果实香气；结合状态在酸或酶的作用下水解转变为游离状态。游离状态香气物质有醛类、萜烯类、酯类及芳香物质等，它们在果实中存在累加、协同、抑制等关系，通过种类、浓度、成份间的相互作用等因素形成了果实的不同香型。葡萄按果实香味类型，分为草莓香型、中性香型、玫瑰香型。草莓香型葡萄果实主要特征香气物质为酯类物质，主要有乙酸乙酯、丁酸乙醋、２-丁烯酸乙酯和２-己烯酸乙酯等。中性香型葡萄果实主要特征香气物质为少量的萜烯类和酯类物质，主要是醛类和醇类化合物，香气特征不明显。玫瑰香型葡萄果实主要特征香气物质为萜烯类物质，主要有香叶醇、里那醇、橙花醇、香茅醇、α-松油醇等。葡萄是基因高度杂合、生育周期很长的植物，香味品种选育时间长、效率低。本团队已从事四十多年葡萄资源与育种工作，建有葡萄种质资源圃，从国内外收集种质资源500余份。在前期对资源圃种质资源鉴定的基础上，选择27份核心资源，开展果实香味表型、萜类物质、主要萜类物质分类型测定研究，对核心资源进行精准评价，为香味品种选育提供可靠数据，以便于提高育种效率。

  1 材料与方法

  1.1 试验材料

  试验实施于2021年、2020年，试验材料为无核白、红地球、巨峰、白香蕉、阳光玫瑰、贵妃玫瑰、玫瑰香、爱神玫瑰、早收麝香、瑰宝、苏67、无核翠宝、莫丽莎无核、香妃、早康宝、意大利、昆香无核、无核白鸡心、绿洲宝石、紫霞玫瑰、火州翠玉、SP1015、SP6164、SP10140、SP539、SP1153、SP4614等27个葡萄品种资源，均为5-6年生植株，来自新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所葡萄种质资源圃。这些品种在资源圃的种植方式为水平棚架多蔓种植，柱高2m，株行距为4m×0.5m，具体见表1。

  1.2 试验方法

  1.2.1 果实性状鉴定

  品种资源果实香味通过人为味觉鉴定，由4名葡萄科研专业技术人员组成鉴定小组。以玫瑰香型特征品种“玫瑰香”为对照，将果实玫瑰香味分为淡玫瑰香、稍淡玫瑰香、中等玫瑰香、浓玫瑰香等四种类型。鉴定时每个品种品尝完后，用清水漱口后，再品尝下一个，保证鉴定结果的准确性。利用水果糖酸测定仪PaL-BXIACID F5测定葡萄果实可溶性固形物（Brix），确定果实材料的成熟程度。

  1.2.2 果实香味物质测定

  采集完全成熟果实，每个品种约200g，使用自封袋和锡箔纸密封，通过干冰速冻和保存，委托湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所开展萜类化合物检测。

  1.3 数据分析

  通过excel表处理数据和分析数据。

  2 结果与分析

  2.1 葡萄品种资源果实香味性状鉴定与评价

  27份葡萄品种资源果实鉴定结果如表2所示，具有浓郁香味的有7个，其中巨峰和白香蕉为浓郁草莓香味；阳光玫瑰、贵妃玫瑰、早收麝香、香妃为浓郁玫瑰香味；SP539为浓郁混合香味，但偏草莓香味；具有中等玫瑰香味有6个，玫瑰香、无核翠宝、莫丽莎无核、绿洲宝石、SP10140、SP4614；具有稍淡玫瑰香味的有7个，瑰宝、早康宝、意大利、昆香无核、紫霞玫瑰、SP6164、SP1015；具有淡玫瑰香味的有5个，爱神玫瑰、苏67、无核白鸡心、火州翠玉、SP1153，具有中性香型的有2个，无核白和红地球。

  2.2 果实萜类物质组成测定

  2.2.1 不同香味类型种质资源果实萜类化合物种类与含量

  27份葡萄种质资源果实萜类物质测定结果如表3，共计26种。萜类化合物数量统计结果见表4。在不同香味类型上，中性香型品种无核白和红地球分别含有萜类化合物5种、4种，总含量分别为1.244%、3.013%；草莓香型品种分别含有萜类化合物9种、8种，总含量分别为1.307%、2.101 %；混合香型品系SP539含有萜类化合物16种，总含量为5.87 %。这说明萜类物质在中性香型和草莓香型品种果实中均有分布，但在种类和含量上相对较少。

  在22种玫瑰香型品种中萜类化合物含有的种类在5-24种，最多的是早收麝香，最少的是SP1153。玫瑰香味浓郁品种分别含有24，20，20，19种萜类化合物；中等香味品种分别含有21，21，20，20，18，14种萜类化合物；稍淡香味品种分别含有21，20，19，18，18，18，14种萜类化合物；淡香味品种分别含有19，14，12，12，5种萜类化合物。这说明葡萄果实含有的萜类化合物数量与果肉玫瑰香味程度具有一定的正比关系，但不是绝对的关系，比如SP4614虽然萜类化合物种类14种，但香味中等；无核白鸡心虽然萜类化合物种类19种，但香味清淡。

  在22种玫瑰香型品种中萜类化合物总含量在0.713-52.062%。最高的是无核翠宝，最低的是SP1153。根据萜类化合物含量，将品种果肉分为三个等级，高（≧25%）、中（≧15%，＜%）、低（＜15%）。玫瑰香味浓郁品种分别为高、中、高、高等级；中等香味品种分别为中、高、中、高、高、低等级；稍淡香味品种分别为高、高、高、低、低、中、中等级；淡香味品种均为低等级。这说明香味浓郁品种萜类化合物总含量高，香味清淡品种萜类化合物总含量低。但也存在特殊情况，中等香味品种中SP4614虽然萜类化合物总含量低，但香味中等。稍淡香味品种中瑰宝、早康宝、意大利虽然萜类化合物总含量高，但香味稍淡。

  27个葡萄品种资源果实萜类化合物种类与含量测定与分析结果表明，萜类化合物在草莓香型、中性香型、玫瑰香型品种中均有分布，但在玫瑰香型品种中的种类和含量具有显著优势。在玫瑰香型品种中，果实含有的萜类化合物种类多、含量高的品种，玫瑰香味更浓郁，但也存在一些例外情况。

  2.2.2萜类化合物在27个品种资源中的分布

  26种萜类化合物在27个品种资源中的分布如表5，里那醇和α-松油醇在27份品种资源中均有分布。里那醇、α-松油醇、香茅醇、橙花醇、橙花醛在中性型、草莓香型和玫瑰香型品种中均有分布。橙花醚、脱氢里那醇、吡喃型氧化里那醇、香叶醇、cis-呋喃型氧化里那醇、4-甲基-2-戊醇、β-月桂烯、β-水芹烯、β-trans-罗勒烯、别罗勒烯、γ-松油烯、香叶醛、香叶酸、cis-异香叶醇等14种萜类化合物只在玫瑰香型品种中分布。trans-氧化玫瑰、cis-氧化玫瑰、4-松油醇、D-柠檬烯、(E,Z)-别罗勒烯、异松油烯等6种萜类化合物在草莓香型和玫瑰香型品种中分布，而中性型品种没有分布。里那醇、α-松油醇、橙花醇、橙花醛在玫瑰香型所有品种资源中均有分布，香叶醇、(E,Z)-别罗勒烯在22份玫瑰香型品种资源中有分布，cis-氧化玫瑰、β-cis-罗勒烯在21份玫瑰香型品种资源中有分布，β-月桂烯、异松油烯、香叶酸在20份玫瑰香型品种资源中有分布，脱氢里那醇、香茅醇在19或18份玫瑰香型品种资源中有分布。

  2.2.3 葡萄品种资源果实里那醇等主要萜类化合物的含量

  27个葡萄品种资源中玫瑰香味主要特征物质里那醇、α-松油醇、香叶醇、橙花醇、香茅醇、玫瑰醚（trans-氧化玫瑰和cis-氧化玫瑰）等的含量和分析如图1、图2。在玫瑰香型品种资源中，里那醇含量在0.651-38.767%之间（最高的是无核翠宝，含量最低的是SP1153），平均含量是中性型品种资源的6.77倍、草莓香型品种的18.51倍、混合香型品系SP539的22.35倍；α-松油醇含量在0.005-1.167%之间（最高的是香妃，最低的是SP1153），其平均含量仅次于草莓香型品种资源，是中性型品种资源的14倍、草莓香型品种的0.39倍、SP539的7.58倍；香叶醇含量在0-4.789%之间（最高的是早康宝，最低的是SP1153，平均含量为1.77%），中性型品种资源和草莓香型品种的含量为零，SP539含量为1.20%；橙花醇含量在0.028-4.669%之间（最高的是莫丽莎无核，最低的是SP1153），平均含量为中性型品种资源的49.55倍、草莓香型品种的7.84倍；香茅醇含量在0-1.539%之间（最高的是玫瑰香，最低的是瑰宝、无核翠宝、香妃、早康宝、意大利），平均含量为中性型品种资源的17.87倍、草莓香型品种的2.02倍；玫瑰醚含量在0-0.414%之间（最高的是玫瑰香，最低的是SP1153），平均含量是草莓香型品种的5倍，中性型品种资源果实含量为零。

  测定和分析结果表明，6种萜类物质在22个玫瑰香型品种中的含量存在很大差异，有的物质相对多，有的物质相对少，从而构成了果实的不同口感。玫瑰香型品种（混合香型）中里那醇、香叶醇、橙花醇、香茅醇、玫瑰醚5种萜类物质在中的含量最高且远高于中性香型和草莓香型，尤其以里那醇的含量最高，其中香叶醇仅在具有玫瑰香味的品种中出现，α-松油醇在草莓香味和玫瑰香味品种均有一定含量，且前者高于后者。混合香型品系SP539果实中橙花醇、香茅醇、玫瑰醚含量均较高，其中以橙花醇的含量最高；三种物质在玫瑰香型品种中的含量次之，且比较接近SP539果实的含量。

  3 讨论与分析

  种质是品种培育的物质基础，香味是葡萄种质资源特异性的重要指标，也是衡量葡萄果实品质的重要体现。玫瑰香是葡萄果实的主要香型，香气物质主要以萜烯类物质为主。孙磊等从‘京秀’、‘香妃’及其5个杂交后代品种果实检测到29种游离态单萜类化合物，分析发现不同品种间在含量上存在很大差异，浓玫瑰香型品种‘香妃’中的含量最高，是中性香型品种‘京秀’的 150 倍，4个杂交后代中浓香型‘瑞都香玉’的含量最高，‘瑞都红玉’、‘瑞都红玫’和‘瑞都早红’接近且居中，‘瑞都脆霞’最低。本研究共检测到26种单萜类化合物，这些物质因品种的香味类型、香味程度不同，果实中含有物质的种类和含量分布也有较大差异，其中早收麝香、早康宝、阳光玫瑰、香妃、无核翠宝、绿洲宝石、意大利、瑰宝等品种相对较高；无核白、红地球、巨峰、白香蕉、SP1153、爱神玫瑰、苏67、火州翠玉、SP4614等品种（系）相对较低。

  许多学者研究认为里那醇、橙花醇、香叶醇、萜品醇、香茅醇是玫瑰香型葡萄主要单萜成分，这些物质含量高、阈值低是葡萄果实玫瑰香味的特征香气的主要来源。不同的品种间香气成分、物质含量方面存在一定的差异。本研究测定结果发现，里那醇、α-松油醇、橙花醇在所有具有玫瑰香味品种中均有分布，香叶醇在除SP1153之外的所有具有玫瑰香味的试验品种中均有分布，香茅醇在除瑰宝、无核翠宝、香妃、早康宝、意大利之外的所有具有玫瑰香味的试验品种中均有分布。里那醇是最主要的单萜化合物，对玫瑰香葡萄果实香气的贡献最大。通过对萜类物质成分分析发现，在大多数具有玫瑰香味的品种中里那醇的含量占绝对优势，香味越浓郁，含量相对越高，比如香妃、早收麝香、阳光玫瑰、无核翠宝等，含量相对少的，香味比较清淡，比如SP1153、无核白鸡心、火州翠玉。玫瑰醚在玫瑰香葡萄果实中的含量很低，但可以作为葡萄玫瑰香味有无的评判指标。香茅醇、香叶醇及氧化玫瑰等化合物，是主要贡献萜类成分，但含量高低并不是玫瑰香味的主要决定因素。

  本文分析发现，除SP1153之外所有玫瑰香味品种均含有氧化玫瑰，但每个品种的相对含量均很低。香叶醇含量排前三的品种有早康宝、莫丽莎无核、无核白鸡心，但香味程度分别为稍淡、中等、淡；香叶醇含量最高的是玫瑰香、贵妃玫瑰、莫丽莎无核，但香味程度分别为中等、浓郁、中等，也证实香茅醇、香叶醇及氧化玫瑰等化合物的含量高低对玫瑰香味不具有决定作用。在非玫瑰香型葡萄品种上，张文文等研究了巨峰、夏黑、藤稔3个草莓香型葡萄的香气特征，认为里那醇是3个品种香气的主要贡献化合物，并在3个葡萄果肉中检测到一定量的萜品醇。张海宁等研究认为草莓香型品种夏黑的特征香气存在芳樟醇、香叶醇、橙花醇。商佳胤等[25]在非玫瑰香型品种“贵人香”中检测到橙花醇、里那醇、松油醇等萜类化合物，认为这些物质对丰富‘贵人香’葡萄风味特征，改善香气品质可能具有更重要的作用。在草莓香型品种巨峰、白香蕉中也均检测到里那醇、α-松油醇、香茅醇、橙花醇、玫瑰醚，但在含量上较低，进一步证实这些萜类物质在草莓香味构成上具有一定贡献。Ruiz-Garcia、孙磊等认为，玫瑰醚对葡萄果实玫瑰香味很大的关联性，所有玫瑰香型葡萄品种都存在氧化玫瑰，而非玫瑰香型葡萄中都不存在氧化玫瑰。本文在SP1153、无核白、红地球果实中未检测到cis-氧化玫瑰和Trans-氧化玫瑰的含量，在巨峰果实中检测到少量的trans-氧化玫瑰，在白香蕉果实中检测到少量的cis-氧化玫瑰，这与其他学者的试验结果存在一定差异。

  本研究通过对不同香型葡萄所含物质种类、含量测定分析，认为里那醇、橙花醇、香叶醇、萜品醇、香茅醇是玫瑰香型葡萄主要单萜成分，阳光玫瑰、早康宝两个品种是理想的玫瑰香味育种材料，而SP1153不适合做香味育种材料。早收麝香、香妃、贵妃玫瑰、瑰宝、意大利、绿洲宝石、无核翠宝等品种具有较浓郁的玫瑰香味，可以考虑用作育种材料，可以通过自交或品种间杂交，选育出香味品种，提高育种效率。