柚果特殊风味物质解析：基于代谢组与转录组联合分析揭示梁平柚麻味形成机制

本研究针对梁平柚(LP)独特麻味物质不明的科学问题，通过整合代谢组与转录组技术，对比分析LP与无麻味柚(HM)的差异。研究发现苯丙烷生物合成通路中丁香酚(Eugenol)、肉桂醛(Cinnamaldehyde)和呋喃香豆素(Furanocoumarins)等物质显著富集，鉴定出11个关键合成基因，为柚果风味改良提供分子靶点。成果发表于《Scientia Horticulturae》，对柚树育种和采后保鲜具有重要应用价值。

　　

柚子是全球重要的经济作物，中国作为最大生产国，其特色品种梁平柚以独特的麻味口感闻名。这种令人唇齿发麻的感官体验虽赋予果实鲜明特色，但其物质基础与形成机制长期未明。更棘手的是，麻味会随贮藏时间递减，这既影响风味稳定性，也阻碍了品质调控技术的开发。传统研究多聚焦柚果的甜酸平衡，对麻味这类复杂感官特质的探索仍属空白。

重庆市农业科学院的研究团队选择梁平柚与平和蜜柚(HM)为材料，通过多组学联用策略展开攻关。研究首先建立0/7/20天三个贮藏期的样本队列，采用UHPLC-MS/MS(超高效液相色谱-串联质谱)进行非靶向代谢组检测，结合Q Exactive^TM
HF-X轨道阱质谱实现高精度代谢物鉴定。同步开展RNA-seq转录组测序，使用HISAT2比对柑橘参考基因组，通过FPKM(每千碱基外显子每百万片段映射数)量化基因表达。关键基因通过qRT-PCR验证，采用2^?ΔΔCT
法计算表达量。

3.1 果实品质指标动态分析
测定总可溶性固形物(TSS)、可滴定酸(TA)及糖含量发现，HM的TSS始终高于LP但差异不显著，而LP的TA显著更低。贮藏期间LP的TSS/TA比值持续上升，这与消费者反馈的"麻味减弱甜感增强"现象吻合。

3.3 代谢组差异解析
从1276种代谢物中鉴定出苯丙烷类物质占比达22.52%。LP中丁香酚、肉桂醛等11种呋喃香豆素显著富集，其中补骨脂素(Psoralen)、佛手柑素(Bergapten)等线性呋喃香豆素含量为HM的2.3-5.8倍。KEGG分析显示苯丙烷生物合成通路持续位列Top3富集通路。

3.4 转录组调控网络
筛选出2319-3356个差异基因(DEGs)，苯丙烷通路关键酶基因PAL(苯丙氨酸解氨酶)、4CL(4-香豆酸辅酶A连接酶)等显著上调。特别值得注意的是，编码UbiA异戊烯基转移酶(PT)的新基因novel.1007在LP中表达量较HM高4.2倍，该基因催化补骨脂素前体合成。

3.6 呋喃香豆素合成机制
代谢-转录联合分析揭示：PT基因表达与呋喃香豆素积累呈正相关，且随贮藏期延长同步下降。这解释了麻味衰减的分子基础——PT表达下调导致numaxin(暂命名)类物质合成减少。

3.7 转录因子调控
MYB、LOB等转录因子家族显著活跃，其中15个R2R3-MYB成员可能通过激活PAL、C4H(肉桂酸4-羟化酶)等结构基因表达，驱动麻味物质合成。

这项研究首次建立柚果麻味特征与苯丙烷代谢的分子关联，提出"PT-MYB调控轴"概念模型。发现丁香酚和线性呋喃香豆素可能是关键麻味物质，其含量受贮藏时间与糖代谢平衡双重调控。该成果为定向培育风味可控型柚子品种提供标记基因，对优化采后工艺具有指导意义。未来研究可聚焦PT基因功能验证及MYB转录因子的精准编辑，推动果树分子设计育种进程。