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为探究消费者对冷杉圣诞树的香气偏好机制，研究人员以 5 种热门冷杉为对象，开展香气面板测试与 GC-MS 萜类代谢物分析。发现 β- 没药烯等萜类代谢物与消费者喜好强相关，为圣诞树遗传改良提供靶点。
圣诞节作为西方重要节日，圣诞树是其不可或缺的象征。在美国，真实冷杉圣诞树每年为经济贡献约 25 亿美元，然而，尽管消费者普遍将香气视为购买真实圣诞树的主要驱动力，但对于不同冷杉树种香气中具体哪些萜类代谢物影响消费者偏好却知之甚少。传统圣诞树品种面临气候变化和虫害压力，如何在保留防御性萜类物质的同时优化香气，成为产业升级的关键科学问题。
为解决这一难题，美国北卡罗来纳州立大学、加州大学戴维斯分校等机构的研究人员，针对美国市场最受欢迎的 5 种冷杉（弗雷泽冷杉、贵族冷杉、诺德曼冷杉、特洛伊冷杉和白冷杉）开展了系统研究。他们通过消费者香气面板测试和气相色谱 - 质谱（GC-MS）萜类代谢物分析，揭示了不同树种香气差异的化学本质，相关成果发表在《Scientific Reports》。
研究采用的关键技术方法包括：
- 消费者香气面板测试：招募 100 名志愿者，使用 9 点享乐量表评估香气喜好度，0-100 分评估香气强度，并收集描述性词汇。
- 萜类代谢物分析：采集当年侧枝（CYLS），通过 GC-MS 对单萜、倍半萜和二萜进行定性定量分析，结合 NIST 数据库和标准品确认化合物结构。
- 统计分析：运用方差分析（ANOVA）、主成分分析（PCA）和层次聚类等方法，关联代谢物丰度与消费者偏好。
消费者测试面板结果
- 喜好度与香气强度：弗雷泽冷杉（7.4±0.1）最受喜爱，贵族冷杉（5.7±0.2）最低；白冷杉香气强度最高（70.8±2），特洛伊冷杉最低（46.5±2.3）。
- 香气描述关联：“愉悦”“柑橘 / 水果香” 等描述与喜好度正相关，白冷杉常被描述为 “柑橘 / 水果香”，贵族冷杉则与 “不愉快” 关联。
萜类代谢物特征
- 单萜与倍半萜：共鉴定 132 种代谢物。弗雷泽冷杉中 β- 没药烯（β-bisabolene）、E-β- 法尼烯（E-β-farnesene）等丰度高，与喜好度强正相关（Pearson 系数 0.83、0.81）。主成分分析显示，白冷杉因富含芳樟醇（linalool）等独立成簇，诺德曼与特洛伊冷杉因遗传相近代谢谱相似。
- 二萜：鉴定 48 种代谢物，cis - 冷杉醇（cis-abienol）在弗雷泽冷杉中丰度最高，与喜好度显著相关（r=0.58），其作为香气固定剂前体，可能影响香气持久性。
结论与讨论
研究首次系统关联冷杉圣诞树香气偏好与萜类代谢物组成，证实 β- 没药烯等倍半萜是消费者喜好的核心驱动因子，cis - 冷杉醇等二萜虽非挥发性成分，却可能通过间接作用影响整体香气体验。地域偏好差异显示，东南部消费者更青睐弗雷泽冷杉，而西海岸以贵族冷杉为主，未来需扩大样本覆盖范围验证。
该研究为圣诞树遗传改良提供了双重价值：一方面，通过靶向 β- 没药烯等关键代谢物，可定向培育高香气品质品种；另一方面，保留防御性萜类（如 α- 蒎烯）有助于维持抗虫性，平衡观赏价值与生态适应性。研究建立的 “香气 - 代谢物 - 遗传改良” 研究框架，不仅适用于冷杉属，更为其他芳香经济作物（如蓝莓、柑橘）的品质优化提供了方法论参考，推动了化学生态学与育种学的交叉融合。
