SELECTED HUNGARIAN SOUR CHERRY GERMPLASM ACCESSION ANALYSIS FOR FRUIT COLOUR, TOTAL POLYPHENOLIC CONTENT AND AROMATIC COMPOUNDS的中文标题为：匈牙利酸樱桃种质资源材料的果实颜色、总多酚含量与芳香化合物分析

《Scientia Horticulturae》：Selected Hungarian sour cherry germplasm accession analysis for fruit colour, total polyphenolic content and aromatic compounds

　　

酸樱桃（Prunus cerasus L.）是东欧和中亚等温带气候区广泛栽培的果树。匈牙利出产酸樱桃，其市场化特征主要集中于果实颜色和风味特性，尤其是甜味与酸度之间的平衡。酸樱桃（Prunus cerasus L.）果实品质受颜色、多酚组成和挥发性有机化合物（VOCs）的强烈影响，这些因素共同作用于消费者的选择与育种价值。然而，在传统匈牙利酸樱桃种质中，果实颜色与化学成分之间的关系仍未得到充分探索。本研究采用比色分析（CIELab参数）、总多酚含量（TPC）、可溶性固形物含量（SSC）和挥发性香气分析，评估了28个匈牙利酸樱桃品种和地方品种。在分析的品种及其测定的性状中观察到显著变异性。相关性分析揭示了颜色参数与特定VOCs之间的显著关联，表明果实色素沉着与香气组成之间存在协调关系。地方品种如‘Dunabogdány’（芳樟醇：24.27）、‘érdi Jubileum’（芳樟醇：18.04；香叶醇：12.17）和‘Helyi S?tét’（α-松油醇：17.22）具有高浓度的单萜类化合物；‘Pándy 43′（苯甲醛：58.35）、‘Tiszab?g 50/7′（苯甲醛：57.12）和‘Velencei Kései’（苯甲醛：88.13）具有最高浓度的苯环型化合物；‘érdi B?term?’（己醛：16.75）具有最高醛类浓度，使其成为未来风味开发育种计划中具有应用前景的候选品种。研究结果揭示了匈牙利酸樱桃基因库内显著的生化多样性，并强调了比色分析与挥发性分析在种质资源评估以及以提升果实品质和香气为目标的育种计划中的价值。

匈牙利酸樱桃种质资源果实颜色、总多酚含量与芳香化合物分析——论文解读

一、研究背景与科学问题

酸樱桃（Prunus cerasus L.）是温带气候区广泛栽培的重要果树，由甜樱桃（Prunus avium L.）与蒙古樱桃（Prunus fruticosa Pall.）天然杂交而来，为四倍体（2n=4x=32）。匈牙利是世界十大酸樱桃产区之一，年产量约6万吨，其酸樱桃产业以鲜食和加工产品（罐装、果酱、果汁、果酒和利口酒）为主。酸樱桃育种自19世纪欧洲开展人工杂交以来，经历了从抗寒性改良到风味品质选育的转向。近年来，育种者重点关注大果型与风味俱佳的品种开发。果实颜色、多酚组成和挥发性有机化合物（VOCs）是决定酸樱桃市场接受度和营养价值的关键性状，而总多酚含量（TPC）与人体健康益处（如降低结肠癌、关节炎和痛风相关疼痛风险）密切相关。然而，匈牙利传统酸樱桃地方品种的果实颜色与化学成分之间的关系尚未得到系统研究，这限制了优异种质资源的挖掘与高效利用。基于此，研究人员假设果实颜色变异与VOCs组成及多酚含量的特定模式相关，能够实现种质化学型（chemotype）的区分，从而为酸樱桃品质育种提供理论依据。

二、研究内容与主要结论

本研究以匈牙利农业与生命科学大学位于érd的果树研究站种质资源圃中28个酸樱桃品种和地方品种为材料，整合CIELab比色参数、TPC、可溶性固形物含量（SSC）及HS-SPME GC-MS挥发性香气谱分析，系统评估了果实品质性状的遗传多样性。研究发现，各性状在品种间表现出一致的显著变异：TPC变幅为230.02~1176.30 mg GAE/100 g鲜重，亮度值（L*）变幅为6.42~29.55；SSC变幅为14.39~23.32°Brix。香气谱以苯甲醛为主导，相对峰面积占比平均达33.97%，其次为辛醛和己醛。相关性分析发现颜色参数（a*、b*、色度和色调角）与多种醇类和醛类化合物呈负相关，TPC与丁香酚和α-松油醇呈负相关，SSC与对伞花烃呈正相关。单萜类化合物在‘Dunabogdány’（芳樟醇24.27）、‘érdi Jubileum’（芳樟醇18.04；香叶醇12.17）和‘Helyi S?tét’（α-松油醇17.22）中高度富集；苯环型化合物以‘Pándy 43’（苯甲醛58.35）、‘Tiszab?g 50/7’（苯甲醛57.12）和‘Velencei Kései’（苯甲醛88.13）含量最高；‘érdi B?term?’的醛类（己醛16.75）积累最突出。主成分分析（PCA）显示前两个主成分共解释39.4%的变异，层次聚类热图进一步将供试材料划分为单萜-醇类富集型、苯环型-醛类主导型和酮-内酯类特征型三类化学型。研究证实了匈牙利酸樱桃基因库中蕴藏着丰富的生化多样性，比色与挥发性化合物联合分析可作为种质资源鉴定和品质育种的高效工具，相关成果发表在《Scientia Horticulturae》。

三、主要关键技术方法

本研究样本取自匈牙利农业与生命科学大学érd果树研究站种质资源圃（北纬47°20′55.1″，东经18°51′48.1″），于2023年6月果实成熟期对28个品种进行采样。主要技术方法包括：（1）采用CM-600d分光光度计进行CIELab颜色参数测定（L*、a*、b*、色度C*和色调角h°）；（2）采用Folin-Ciocalteu比色法测定总多酚含量（TPC），以没食子酸当量（GAE）表示；（3）使用数字折射仪测定可溶性固形物含量（SSC）；（4）采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（HS-SPME GC-MS）进行挥发性有机化合物（VOCs）定性与相对定量；（5）利用方差分析（ANOVA）、Tukey’s b检验、Spearman相关性分析、主成分分析（PCA）和层次聚类热图进行数据统计与化学型分类。

四、研究结果

4.1 颜色、总多酚含量和可溶性固形物含量的变异

通过比色分析、Folin-Ciocalteu比色法和折射仪测定，发现28个酸樱桃品种在TPC、CIELab参数和SSC间均存在显著差异（p<0.05）。TPC以‘Bosnyák’最高（1176.30 mg GAE/100 g），‘Dunabogdány’最低（230.02 mg GAE/100 g）。亮度值（L*）‘Pipacs 1’最高（29.55），‘érdi Jubileum’最低（6.42）；红色度（a*）和黄色度（b*）均在‘Pipacs 1’（a*=29.75）和‘Hortenzia Királyn?je’（b*=13.17）中最高，而‘érdi Jubileum’两个指标均最低。色度值（C*）最高为‘Pipacs 1’（32.13），最低为‘érdi Jubileum’（6.54）；色调角（h°）最高为‘Hortenzia Királyn?je’（21.78），最低为‘érdi Jubileum’（10.64）。SSC最大值出现在‘érdi Jubileum’（23.32%），最小值出现在‘érdi B?term?’（14.39%），表明不同品种间糖分积累和果实着色程度存在极大的遗传差异。

4.2 颜色参数与化学成分之间的关系

通过Spearman双变量相关分析发现，颜色强度参数（a*、b*、C*）与多种醇类和醛类化合物显著负相关，如1-戊烯-3-醇（相关系数分别为-0.436、-0.433、-0.445）和2-己烯醇（-0.389、-0.389、-0.398），表明色素积累与脂氧合酶途径衍生的绿叶挥发物（GLVs）之间可能存在代谢竞争关系。色调角与己醛呈负相关，进一步支持脂质衍生醛类与果实颜色发育的联动。TPC与丁香酚（-0.493）和α-松油醇（-0.381）呈负相关，反映出酚类积累与特定挥发性物质合成途径之间的潜在权衡。SSC与对伞花烃呈正相关（0.405），提示糖分积累与萜烯类香气物质形成具有协同关系。

4.3 挥发性有机化合物谱及其变异性

采用HS-SPME GC-MS技术对28个品种进行VOCs检测，共鉴定获得23种挥发性化合物，归类为酮类、醇类、醛类、苯环型化合物、脂肪酸、内酯类、酚类、单萜类和倍半萜类。苯甲醛是最大的单一化合物（检出频率28/28），平均相对峰面积33.97%，最高达88.13%（‘Velencei Kései’），最低为7.45%（‘Mogyoródi Kései’）。辛醛（平均10.43%）和己醛（平均9.35%）为第二和第三丰富的化合物。单萜类化合物中，芳樟醇检出19/28个品种，平均10.26%，最高30.45%；α-松油醇平均6.65%，最高17.22%；香叶醇平均6.97%，最高23.39%。3-己烯-1-醇和γ-丁内酯尽管平均浓度较低，但品种间变异幅度极大。上述结果表明基因库内香气组成高度多样化。

4.4 多变量分析与化学型分化

基于VOCs类别数据的主成分分析（PCA）和前两个主成分（PC1=20.5%，PC2=18.9%，累积解释39.4%）的载荷图显示，单萜类化合物沿PC1呈强正向载荷，与‘Dunabogdány’、‘érdi Jubileum’和‘Helyi S?tét’品种紧密关联；苯环型化合物载荷方向相反，主要对应‘Pándy 43’、‘Tiszab?g 50/7’和‘Velencei Kései’；醛类则与‘érdi B?term?’高度相关。层次聚类热图进一步将品种分为三个主要簇群：单萜-醇类主导型、苯环型-醛类主导型和酮-内酯类主导型，同时发现单萜（芳樟醇、α-松油醇、水芹烯）和醇类（1-戊烯-3-醇、2-己烯醇）具有最强的共变趋势。这一化学型分化为定向选择特定香气品质的育种材料提供了可操作的分型依据。

五、讨论总结与研究结论

讨论部分首先指出，供试种质中TPC的大幅变异既符合酸樱桃既有的文献范围，也表明存在高酚类基因型，对营养品质改良具有直接价值。颜色与挥发性化合物的负相关主要归因于成熟进程中不同次生代谢物积累时序的差异，即丁香酚和α-松油醇在成熟早期积累，而多酚在后期合成；γ-丁内酯的积累与果实变暗同步，反映成熟组织氧化和酶促反应。苯甲醛、辛醛和己醛作为核心香气成分，其品种间丰度差异揭示了基因型特异的代谢调控机制。单萜类富集品种（‘Dunabogdány’、‘érdi Jubileum’、‘Helyi S?tét’）具备改善花香和甜香的育种潜力；苯环型主导品种（‘Pándy 43’、‘Tiszab?g 50/7’、‘Velencei Kései’）是典型樱桃杏仁风味的优选材料；‘érdi B?term?’因高醛类积累而具有清新绿色香气的开发价值。研究人员进一步指出，颜色参数与化学成分的关联提示比色指标可作为一种低成本、非破坏性的间接选择工具。同时，单年数据是本研究的主要限制，未来需要通过多年重复、分子标记分析和感官评价来确认性状的稳定性和消费者相关性。

研究成果经浓缩后得到的核心结论如下：本研究揭示了28个匈牙利酸樱桃种质在果实颜色、总多酚含量（TPC）、可溶性固形物含量（SSC）和挥发性有机化合物（VOCs）方面的高度变异性，并确定了颜色参数与特定挥发性化合物类别之间的显著关联，支持了果实颜色与潜在生化组成相关的假设。多变量分析区分了富含单萜类、以苯环型化合物为主导和与醛类相关的化学型，表明种质内部存在结构化的生化多样性。从应用角度来看，兼具优良酚类和香气特征的品种是育种计划中改善风味和营养品质的优先候选者，颜色与化学成分的相关性提示比色性状可作为基因库评估中低成本间接选择的标准。未来研究应结合多年采样、分子标记分析和感官验证，以确认基因型驱动的性状稳定性及消费者相关性。