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【编辑推荐】为解析鲜食葡萄香气差异及形成机制，研究人员利用 SPME-GC/MS 和 RNA-Seq 技术，对 10 个品种开展 VOCs 代谢组与转录组分析。发现 613 种 VOCs，筛选出萜烯合成酶等关键基因，为葡萄风味育种提供理论依据。
葡萄作为全球重要的经济水果，其风味是品质评价的核心指标。然而，当前研究多聚焦于酿酒葡萄，鲜食葡萄的香气成分解析及形成机制仍不清晰，且缺乏有效风味评价指标。为填补这一空白，来自国内研究机构的科研团队针对市场上 10 个不同风味的商业葡萄品种（包括日本引进的巨峰、玫瑰香等，国内选育的早黑宝、无核白等），开展了挥发性有机物（VOCs）代谢组与转录组联合研究，相关成果发表于《Applied Food Research》。
研究采用固相微萃取 - 气相色谱 - 质谱联用（SPME-GC/MS）技术和 RNA 测序（RNA-Seq），系统分析了葡萄果实的风味代谢物及调控基因。研究通过对样本采集（来自太谷国家种质资源圃，涵盖不同成熟时间的品种）、VOCs 检测（GC-MS 条件包括 DB-5MS 色谱柱、HS-SPME 萃取流程等）、转录组测序（Illumina 平台，HISAT2 比对参考基因组）及数据统计（OPLS-DA、VIP 筛选差异代谢物等关键技术环节），构建了葡萄风味形成的多组学图谱。
3.1 葡萄品种表型与风味特征
研究涉及的 10 个品种呈现丰富表型差异：如巨峰（K）果皮紫黑、具独特果香；金星无核（VS）果实紫黑、散发草莓香气；茉莉香（MLX）则带有浓郁茉莉芬芳。这些表型差异为后续代谢组分析提供了重要基础。
3.2 VOCs 代谢组谱分析
通过 SPME-GC/MS 共鉴定出 613 种 VOCs，主要包括萜类（17.03%）、杂环化合物（16.8%）、酯类（16.48%）等。主成分分析（PCA）显示不同品种间 VOCs 积累模式差异显著，其中 VS 与玫瑰香（MH）、茉莉香（MLX）在 PC1 轴明显分离，而早黑宝（ZHB）、无核白（HX）等 5 个品种则聚类相近，提示其风味代谢路径相似。
3.3-3.7 不同品种 VOCs 差异积累分析
在 VS 与 MH、MLX 的对比中，筛选出 275-300 个差异积累 VOCs（DAVs），其中 11 种关键化合物（如苯乙醇、戊酸 - 1 - 乙烯基 - 1,5 - 二甲基 - 4 - 己烯酯）在 VS 中显著高表达，是其风味浓郁的主要成因。玫瑰香（MH）中苯乙醛、香叶基丙酮等玫瑰香气相关 VOCs 含量突出，而茉莉香（MLX）则富含桉叶油素等特征成分。此外，美果绿（MGL）与无核脆宝（CB）的对比显示，香叶基异丁酸酯、环己烯等是区分两者香气的关键物质，且 MGL 的 VOCs 种类更丰富，而 CB 的特征化合物积累量更高。
3.8 香气调控基因与代谢组联合分析
通过加权基因共表达网络分析（WGCNA），筛选出与 VOCs 积累高度相关的 Megreen 模块，其中 14 个差异表达基因（DEGs）被鉴定为香气合成关键基因，包括 9 个羧酸酯酶（CXE）、3 个萜烯合成酶（TPS）、1 个脂氧合酶（LOX）和 1 个醇酰基转移酶（AAT）。这些基因分别参与酯类降解、萜烯合成及脂肪酸代谢路径，揭示了葡萄香气形成的分子调控网络。
研究通过多组学整合，系统解析了鲜食葡萄的香气特征及分子机制：首次在 10 个商业品种中鉴定出 613 种 VOCs，明确了不同品种的特征香气标志物（如 VS 的草莓风味相关萜类、MH 的玫瑰香气成分），并筛选出调控香气的关键基因（TPS、LOX 等）。这些发现不仅填补了鲜食葡萄风味研究的空白，为葡萄品质评价提供了新指标，更通过揭示萜烯合成、酯类代谢等关键通路，为分子标记辅助育种、定向改良葡萄风味奠定了理论基础。未来研究可进一步聚焦这些关键基因的功能验证，推动葡萄风味品质的遗传改良，助力培育符合市场需求的高附加值品种。
