不同砧木嫁接对柑橘‘茶枝柑’风味挥发性物质分子调控机制的代谢组与转录组联合解析

本研究针对砧木嫁接影响柑橘‘茶枝柑’(CRC)风味品质的关键问题，通过HS-SPME-GC–MS和转录组技术，鉴定出833种VOCs（含174种rOAV≥1的活性成分），揭示砧木类型显著改变萜烯、醛类等风味物质组成，并发现CrTPS13等关键基因调控单萜合成。该研究为定向改良陈皮风味提供了分子靶点。

　　

研究背景与意义
陈皮作为传统中药材和调味佳品，其品质核心在于挥发性有机化合物(VOCs)和类黄酮的组成。尽管陈皮的陈化过程已被广泛研究，但栽培环节中砧木嫁接这一关键因素对风味物质的影响仍属空白。当前柑橘产业面临的核心矛盾是：消费者对风味品质要求日益提高，而砧木选择缺乏科学依据。广西的研究团队选择‘茶枝柑’(CRC)这一陈皮上品为研究对象，针对其嫁接常用砧木——枳壳(Poncirus trifoliata)和柠檬(Citrus limon)，首次系统解析了砧木-接穗互作对风味物质的调控网络。

关键技术方法
研究采用广西浦北县核心产区的嫁接样本（200 DAF果皮），通过顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用(HS-SPME-GC–MS)检测833种VOCs，结合rOAV筛选174种关键风味物质。转录组分析鉴定44个TPS基因家族成员，采用WGCNA构建代谢物-基因共表达网络。实验设置自嫁接(BZ)、枳壳砧(ZK)、柠檬砧(NM)三组对照。

主要研究结果
1. 植物材料与生长条件
在广西钦州热带季风气候区（年均温22.9℃）建立试验园，三组嫁接苗采用统一栽培管理。

2. 嫁接CRC果皮VOCs整体变化
ZK组保持与BZ相当的挥发性物质水平，而NM组显著降低。单萜类占比最高（ZK组β-月桂烯达12.3%），柠檬砧导致γ-松油烯下降67%。

3. CRC果皮挥发性特征分析验证
HS-SPME-GC–MS技术重现性良好（RSD<8%），鉴定出橙花醛等关键醛类物质在ZK组含量提升2.1倍。

4. 差异代谢物与基因关联分析
发现LOX途径衍生的C₆
醛类与ADH1表达呈正相关(r=0.82)，CrTPS40表达量与γ-松油烯含量显著相关(p<0.01)。

5. 萜烯合成通路关键基因鉴定
基因组共注释44个TPS基因，其中CrTPS13与Sabinene合成强相关，CsTPS21调控β-罗勒烯合成。

结论与展望
研究首次阐明砧木通过调控MEP途径（2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸途径）和LOX-HPL通路影响CRC风味物质合成。发现枳壳砧能维持风味物质平衡，而柠檬砧导致关键单萜流失。该成果发表于《Food Research International》，为陈皮GAP栽培中的砧木选择提供了分子依据，未来可通过CRISPR靶向编辑CrTPS基因实现风味定向改良。