生长地点与品种对土耳其埃斯基谢希尔甜樱桃（Prunus avium L.）果实品质、物候期及抗氧化能力的影响

《Horticulturae》：Growing Site and Cultivar Effects on Fruit Quality, Phenology and Antioxidant Capacity of Sweet Cherry (Prunus avium L.) Cultivars in Eski?ehir, Türkiye

　　

本研究对比了四个甜樱桃品种——Regina、Sweetheart、Kordia和0900 Ziraat——在土耳其埃斯基谢希尔省两个海拔差异显著的地点（埃斯基谢希尔，792 m；Sar?cakaya，220 m）的表现。在两个生长季（2016–2017年；n = 64）中，研究人员记录了物候期阶段，并测定了果实的十八个果实学性状和三项植物化学指标——总酚含量（TPC）、总黄酮含量（TFC）和DPPH自由基清除活性。地点几乎影响了所测的所有果实学性状：来自较为冷凉的埃斯基谢希尔地点的果实更重且红色更深，而来自较为温暖的Sar?cakaya地点的果实具有更高的可溶性固形物含量和酸度，并且芽膨大和开花时间大约提前13天。TPC、TFC和DPPH活性在埃斯基谢希尔均高于Sar?cakaya（TPC：1071.0 vs. 823.3 mg GAE kg^?1 FW；TFC：344.3 vs. 234.6 mg CE kg^?1 FW；DPPH：45.5% vs. 22.5%抑制率；p < 0.001）。Kordia品种的抗氧化活性最高，且属于酚类和黄酮类含量最丰富的品种之一。TPC与TFC呈强相关（r = 0.93），且两者均与果皮红色度呈正相关、与可滴定酸度呈负相关。总体而言，在两个研究年度中，生长地点而非品种，是所观察到的果实学、物候学和植物化学差异的最主要驱动因素。

# 生长地点与品种对土耳其埃斯基谢希尔甜樱桃果实品质、物候及抗氧化能力的影响——论文解读

## 研究背景与目的

甜樱桃（*Prunus avium* L.）是全球重要的温带果树种类，其鲜果市场价值高，且果实中的酚类物质和抗氧化成分与多种健康益处相关，因此越来越受到重视。土耳其是世界第一大甜樱桃生产国，广泛开展引种试验，将Regina、Sweetheart、Kordia等国外基因型与本土主栽品种0900 Ziraat进行比较，以筛选兼具高产、大果和优良食用及营养品质的品种。果实大小、色泽、成熟时间和植物化学含量既受基因型影响，也受生长环境影响。休眠期和开花期的温度决定芽膨大、开花和采收的时间，而花后的温度和光照影响果实生长、糖分积累、色泽以及酚类和黄酮类物质的合成。海拔作为一个天然梯度，可同时改变平均温度、昼夜温差和太阳辐射，是研究基因型与环境互作的便捷途径。已有研究表明，不同海拔种植的甜樱桃其总酚含量和还原力随地点变化，而自由基清除活性更多取决于品种；希腊的研究也发现高海拔冷凉果园果实的总酚和抗氧化能力比低海拔果园高出多达85%。尽管土耳其的品种试验日益增多，但很少有研究将多年份的详细果实学与物候记录、以及同一批树的植物化学特征在多个生长地点结合起来。为此，本研究以Regina、Sweetheart、Kordia和0900 Ziraat四个品种为材料，在土耳其埃斯基谢希尔省两个以海拔差异为主的地点（埃斯基谢希尔792 m和Sar?cakaya 220 m）开展试验，连续跟踪2016和2017两个完整生长季，同步记录果实学数据（果实大小、色泽、核特征）、每个品种在每个地点的详细物候记录，以及植物化学测定（总酚含量、总黄酮含量和DPPH抗氧化活性），旨在将果实品质、成熟时间和植物化学含量放在同一批品种和地点下综合考察，填补以往研究通常只孤立考察物候、果实学或植物化学，或仅在单一地点比较品种的空白。

## 主要技术方法

本研究于2016和2017年生长季在土耳其埃斯基谢希尔省的两个地点进行，两地海拔差约572 m：埃斯基谢希尔（Odunpazar?区，792 m）和Sar?cakaya（220 m）。供试品种为Regina、Sweetheart、Kordia和0900 Ziraat，树体于2011年定植，砧木为Maxma 14，采用改良主干形，滴灌施肥，常规 orchard 管理一致。每个地点每品种取8棵树，分为4个重复，每个重复2棵树，形成4品种×2地点×2年份的平衡设计（n = 64）。气象数据来自土耳其国家气象局两个站点，记录日最高、最低和平均气温、相对湿度和降水量。物候观测记录芽膨大、初花、盛花、转色期（ben dü?me）和采收成熟期。利用Baskerville和Emin单正弦曲线插值法重建逐时温度，计算 chilling 积累量（≤7.2°C小时数）和生长度日（GDD，基温4.5°C）。果实学测定包括单果重、果实厚度/宽度/长度、果柄长度、果皮和果肉CIE L\*、a\*、b\*色值、核鲜重及核尺寸、可溶性固形物含量（SSC）、可滴定酸度和果汁pH。总酚含量（TPC）采用Folin–Ciocalteu比色法，以没食子酸当量表示；总黄酮含量（TFC）采用三氯化铝比色法，以儿茶素当量表示；DPPH自由基清除活性采用DPPH法，以抑制百分率表示。统计分析采用双因素方差分析（地点和品种为固定因子，年份合并作为重复），并用Tukey HSD检验进行均值分离，计算Pearson相关系数，对14个标准化变量进行主成分分析（PCA）。样本队列来源为上述两个地点、四个品种、两个年份的果实样品，植物化学样品分别按每品种、地点、年份合并为3个重复（TPC/TFC）或4个重复（DPPH）进行分析。

## 研究结果

### 3.1 研究期间的气象条件

两个地点在两个年份均表现出持续不同的温度格局。埃斯基谢希尔年平均气温为12.5°C，而Sar?cakaya为15.7°C，低海拔地点在两个年份均高约3.2°C，与572 m海拔差预期相符。2–4月平均温度在Sar?cakaya比埃斯基谢希尔高2.4°C（2016年）和3.0°C（2017年）。两地年总降水量相近（369–410 mm），但月分布不同，Sar?cakaya在4月和5月降雨更多。

### 3.2 物候发育

Sar?cakaya的休眠解除始终早于埃斯基谢希尔。Sar?cakaya平均芽膨大日为一年中的第73.3天（约3月14日），埃斯基谢希尔为第85.9天（约3月27日），低海拔温暖地点提前12.6天。开花至成熟间隔在Sar?cakaya平均为65.5天，埃斯基谢希尔为68.0天，温暖地点短约2.5天，年份间差异很小。品种中，Kordia和0900 Ziraat的初花略早于Sweetheart，后者在两个地点均为最晚开花品种。冷量积累方面，Sar?cakaya达到芽膨大所需的≤7.2°C小时数远少于埃斯基谢希尔（2016年1432.6 vs. 2069.8 h；2017年1989.4 vs. 2570.2 h），而从芽膨大到盛花的GDD在Sar?cakaya却高于埃斯基谢希尔（2016年269.0 vs. 188.1 °C·d；2017年218.0 vs. 136.0 °C·d），表明Sar?cakaya较早的物候反映的是温暖地点更快满足冷量需求，而非后续需热量更低。

### 3.3 果实学性状

地点和品种对所有五个果实大小和果柄长度性状均有显著影响。埃斯基谢希尔果实更重、果柄更长；Sweetheart果实最小、果柄最短，Kordia果柄最长。果实重量、厚度、宽度和果柄长度存在显著的地点×品种互作，但地点效应的方向一致。果皮和果肉色泽方面，地点效应更大：埃斯基谢希尔果实着色更深，果皮a\*（红度）和果肉b\*更高，果肉a\*无地点差异；品种差异较小且不一致。核性状方面，地点和品种对所有四个性状均显著，埃斯基谢希尔果实核更大更重，无地点×品种互作。风味相关性状方面，方向发生逆转：温暖Sar?cakaya地点的果实更甜、更酸，SSC和可滴定酸度更高，但果汁pH无差异；SSC/可滴定酸度比值在埃斯基谢希尔显著更高（F = 47.1，p < 0.001），品种间无显著差异，但存在显著地点×品种互作。

### 3.4 总酚含量、总黄酮含量与抗氧化能力

地点是三个植物化学性状最大的变异来源：埃斯基谢希尔果实的TPC比Sar?cakaya高约30%，TFC高47%，DPPH活性高出一倍以上，这一模式在四个品种中均成立。品种效应也显著：Sweetheart的TPC和TFC显著低于其他三个品种，Kordia的DPPH活性最高，0900 Ziraat和Sweetheart最低。DPPH存在显著的地点×品种互作，埃斯基谢希尔地点品种间差异很大（0900 Ziraat 25.6%、Sweetheart 28.3%、Regina 54.1%、Kordia 73.9%），而Sar?cakaya所有品种均处于类似低值（19.1%–24.2%）。TPC和TFC在合并两年后无显著互作。三因素分析显示年份对TPC和TFC有显著影响，但对DPPH无显著影响，且地点效应方向在两个年份一致。

### 3.5 植物化学与果实学性状之间的关系

TPC与TFC强相关（r = 0.93），两者均与DPPH活性相关。果皮a\*（红度）与植物化学含量的正相关最强。SSC和可滴定酸度均与TPC、TFC呈强负相关，这很可能反映共同的地点效应而非直接因果联系。在年份解析水平（n = 16）上，单果重和果皮L\*与TPC的相关也达到显著。

### 3.6 相关结构和主成分分析

14个性状的相关矩阵显示三个主要模块：果实大小类性状（单果重、厚度、长度、果柄长度、核重）相互强正相关；果皮L\*、a\*、b\*形成紧密模块；TPC、TFC和DPPH形成第三模块，并与果实大小、核重和果皮颜色正相关，与SSC和可滴定酸度负相关。主成分分析中，PC1解释47.6%方差，PC2解释21.7%，合计69.3%。PC1将两个地点基本分离，除2017年埃斯基谢希尔的Sweetheart外，所有Sar?cakaya点的PC1得分均低于所有埃斯基谢希尔点。PC1正向由果实大小、核重、果皮颜色和三个植物化学性状驱动，负向由SSC和可滴定酸度驱动。PC2主要沿果实形状与果皮颜色梯度分离品种×年份组合，未给出跨地点和年份一致的品种排序。这些结果支持主要结论：生长地点而非品种是所测性状变异的最强驱动因素。

## 讨论与结论

讨论部分指出，最明确的发现是生长地点（与约570 m海拔差相关，但也可能包含土壤、水源和小气候等无法分离的未测因素）在两个生长季中带来的植物化学差异大于四个品种之间的任何差异。较高、较冷的埃斯基谢希尔果实在三项植物化学指标上均显著超过60 km外的Sar?cakaya。冷凉高海拔有利于酚类积累的机制与文献一致，如UV-B通过UVR8光受体上调MYB转录因子促进花青素和类黄酮合成，而高温可能通过促进脱落酸分解抑制花青素积累。但本研究未直接测定这些生理机制，应视为基于文献的合理解释。品种排名与先前土耳其及其他国家试验相符：Kordia的DPPH活性最高且酚类和黄酮含量丰富，表明其高植物化学含量是较稳定的遗传特性；Sweetheart consistently 较低。品种间DPPH差异在埃斯基谢希尔远大于Sar?cakaya，表明高酚品种如Kordia需要冷凉环境才能充分发挥抗氧化潜力，存在基因型×环境互作。果实学差异与温度对樱桃果实发育的已知影响一致：温暖条件缩短开花至成熟间隔约2.5天，提前休眠解除近两周。Sar?cakaya果实较高的SSC和酸度但较低的单果重和较浅的果皮颜色，与较短更温暖的发育期促进快速糖积累、但缺少细胞生长和色素积累的较长窗口相符。SSC和可滴定酸度与TPC、TFC的强负相关可能反映共同的地点温度依赖，而非直接联系；果皮a\*与TPC、TFC的正相关与花青素对总酚的贡献一致。讨论还强调了本研究的局限性：每个地点仅一个果园，地点与海拔及其他场地特定因素混淆；未进行干重换算；未测果实硬度；植物化学测定仅基于两个收获年份。未来需在更多地点开展研究，并将海拔与其他因素分离，以验证和推广这些发现。

研究结论翻译如下：生长地点（与埃斯基谢希尔和Sar?cakaya之间约572 m的海拔差相关）是决定四个甜樱桃品种在两个研究年度中果实大小、色泽、风味相关性状以及开花和成熟时间的主要因素；它也与2016和2017年收获的果实中酚类、黄酮类和抗氧化物质含量显著升高相关。在大多数方面，地点比品种更重要。来自较高、较冷凉的埃斯基谢希尔地点的果实在两个年份中均更大、着色更深，且总酚、总黄酮和DPPH自由基清除活性丰富得多，而来自较温暖、较低海拔的Sar?cakaya地点的果实成熟更早，可溶性固形物含量和酸度更高。Kordia品种兼具大果和最高的DPPH活性，并且在两个年份中始终属于酚类和黄酮类含量最丰富的品种之一，但只有在较冷凉的埃斯基谢希尔条件下才能充分发挥这一潜力——这表明当目标是生产富含抗氧化物的甜樱桃果实时，地点选择而非仅品种选择更为重要。所有这些结果（包括基于两个收获年份的植物化学测定）仍来自每个地点仅一个果园，因此地点和海拔与土壤、水源和果园小气候等其他场地特定因素相混淆。在更广泛推广之前，需要在更多地点进行植物化学监测，并采用能将海拔与这些其他因素分离的设计，以帮助确认和拓展本文报告的果实学、物候学和植物化学发现。