土耳其野生仙人掌梨种质资源的生化、营养与功能特性分析及其育种应用价值

这篇研究系统评估了土耳其哈塔伊省100份野生仙人掌梨（Opuntia ficus-indica Mill.）种质的生化特性、抗氧化活性（ABTS/DPPH/FRAP）、脂肪酸谱（如亚油酸C18:2）、有机酸（以柠檬酸为主）及矿物质组成（钾1473.21–2113.57 mg kg?1 DW）。研究发现显著基因型变异，筛选出20个优质种质（如'CP53'），其总酚含量（68.17–109.92 mg GAE 100 g?1 FW）与抗氧化活性呈正相关（r=0.45–0.55），为功能性食品开发和地中海气候区可持续种植提供资源基础。

　　

引言

仙人掌梨（Opuntia ficus-indica Mill.）作为耐旱作物，在土耳其半干旱地区具有重要经济价值。其果实富含维生素C、矿物质（钾、钙）和色素（甜菜红素betalains），但野生种质资源的系统性研究仍不足。本研究首次对土耳其哈塔伊省100份野生仙人掌梨进行多维度分析，涵盖生化、营养和感官特性，为育种和产业化提供科学依据。

材料与方法

植物材料：采集自哈塔伊省不同区域的成熟果实，GPS定位记录地理分布。商业成熟度通过果皮颜色和刺脱落程度判定，40个果实为一组，设置3个生物学重复。

生化分析：

• 总酚与抗氧化活性：采用Folin-Ciocalteu法测定总酚（68.17–109.92 mg GAE 100 g^?1
  FW），DPPH/ABTS/FRAP法评估抗氧化能力（ABTS: 13.74–35.40 mmol Trolox kg^?1
  DW）。
• 色素与营养素：β-胡萝卜素（3.11–6.87 μg β-CE 100 g^?1
  FW）通过分光光度法测定；甜菜红素分betacyanins（18.40–73.80 mg 100 g^?1
  FW）和betaxanthins（7.30–27.90 mg 100 g^?1
  FW）。
• 脂肪酸与有机酸：GC-MS分析显示亚油酸（C18:2）、油酸（C18:1）和棕榈酸（C16:0）为主；HPLC检测到柠檬酸（9.54–19.56 mg 100 g^?1
  DW）占有机酸总量70%以上。

感官评价：10人专家小组对香气、甜度和多汁性评分，高甜度种质如'CP53'和'CP61'得分显著。

结果与讨论

关键发现：

1. 营养变异：钾（1473.21–2113.57 mg kg^?1
   DW）和钙（201.77–325.91 mg kg^?1
   DW）含量远超常见水果，与心血管健康相关。
2. 抗氧化关联：总酚与DPPH活性显著相关（r=0.45, p≤0.01），β-胡萝卜素与ABTS活性（r=0.55）揭示协同作用。
3. 优质种质：'CP53'在总酚、抗氧化活性和感官评分中均表现突出，其高亚油酸含量（62.38%）可能具有降血脂潜力。

代谢通路启示：甜菜红素和酚类物质的积累可能通过苯丙烷代谢途径调控，而脂肪酸谱差异反映Δ9去饱和酶活性变化。

结论

研究揭示了土耳其野生仙人掌梨种质的巨大遗传多样性，筛选出的20个优质基因型（如'CP53'）兼具高营养价值和感官品质。这些资源可应用于开发抗慢性病（如糖尿病、心血管疾病）的功能性食品，并为地中海气候区抗旱作物育种提供分子标记基础。未来研究可结合转录组学深入解析关键代谢通路。