乙烯介導(dǎo)采后低溫冷藏桃果實香氣合成的分子調(diào)控密碼解析一、引言1.1研究背景1.1.1桃果實香氣的重要性桃作為一種廣受歡迎的水果，其香氣是果實品質(zhì)的關(guān)鍵指標，對消費者的購買決策和食用體驗有著直接影響。香氣物質(zhì)賦予桃果實獨特的風(fēng)味，是構(gòu)成其“香氣特征譜”或“香氣指紋”的關(guān)鍵要素，在果實風(fēng)味形成中起著決定性作用。消費者在選購水果時，往往會根據(jù)果實散發(fā)的香氣來判斷其品質(zhì)和成熟度，濃郁而獨特的香氣能夠顯著提升消費者對桃果實的好感度和購買意愿。目前已從桃果實中鑒定出100多種香氣物質(zhì)，主要包括醛類、醇類、酯類、內(nèi)酯類、萜類和酮類等。這些香氣物質(zhì)各自具有獨特的氣味特征，它們相互組合，共同構(gòu)成了桃果實豐富多樣的香氣。例如，酯類物質(zhì)具有濃郁的果香味，是影響桃特征風(fēng)味的重要揮發(fā)物，其中乙酸己酯賦予果實果香味和甜香味，其風(fēng)味閾值僅為2μg/kg，而實際水平可達到359.55μg/kg，對桃果實風(fēng)味貢獻較大；內(nèi)酯類物質(zhì)能賦予果實“桃味”特征，γ-癸內(nèi)酯和δ-癸內(nèi)酯是桃果實中最重要的內(nèi)酯，它們能賦予桃果實強烈的果香氣息，與γ-十二內(nèi)酯和δ-十二內(nèi)酯共同被定義為桃果實的特征效應(yīng)化合物，與6碳醛、脂肪醇和萜烯類通過感官互作使桃果實呈現(xiàn)濃烈的桃果香味。香氣物質(zhì)不僅影響消費者的感官體驗，還與果實的營養(yǎng)品質(zhì)和生理狀態(tài)密切相關(guān)。一些香氣物質(zhì)具有抗氧化、抗菌等生物活性，對人體健康有益。同時，香氣物質(zhì)的合成和積累也是果實成熟和衰老過程中的重要生理指標，反映了果實內(nèi)部的代謝活動和生理狀態(tài)。因此，深入研究桃果實香氣物質(zhì)的組成、形成機制及其影響因素，對于提高桃果實品質(zhì)、滿足消費者需求以及推動桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。1.1.2低溫貯藏對桃果實香氣的影響低溫貯藏是目前桃果實保鮮的常用方法，能夠有效延長果實的保鮮期，延緩果實的腐爛和質(zhì)量變化。在低溫環(huán)境下，果實的呼吸作用和新陳代謝速率減緩，微生物的生長繁殖也受到抑制，從而降低了果實的損耗，保持了果實的營養(yǎng)成分和口感。然而，低溫貯藏也會對桃果實的香氣產(chǎn)生顯著影響。研究表明，低溫貯藏會導(dǎo)致桃果實香氣物質(zhì)含量降低。在低溫條件下，果實內(nèi)的代謝活動受到抑制，參與香氣物質(zhì)合成的酶活性下降，使得香氣物質(zhì)的合成過程受到阻礙。酯類香氣物質(zhì)在低溫貯藏期間會明顯下降，而一些醛類和醇類香氣物質(zhì)的含量則可能增加。這是因為低溫影響了果實內(nèi)脂肪酸代謝、氨基酸代謝等相關(guān)代謝通路，導(dǎo)致香氣物質(zhì)的合成和轉(zhuǎn)化發(fā)生改變。有研究發(fā)現(xiàn)，長時間的低溫貯藏會使桃果實中乙酸己酯等酯類物質(zhì)的含量大幅減少，從而使果實的果香風(fēng)味減弱。低溫貯藏還會改變桃果實香氣物質(zhì)的組成。一些在常溫下含量較高的香氣物質(zhì)在低溫貯藏時含量降低，而另一些香氣物質(zhì)的含量則可能升高，導(dǎo)致果實香氣的整體組成發(fā)生變化。某些酯類香氣物質(zhì)的含量下降，而醛類和醇類香氣物質(zhì)的含量上升，使得果實的香氣特征發(fā)生改變，不再具有常溫貯藏時的典型香氣。這種香氣物質(zhì)組成的改變可能會影響消費者對桃果實的接受度，降低果實的市場價值。此外，低溫環(huán)境還可能誘導(dǎo)新的香氣物質(zhì)生成。在低溫貯藏條件下，桃果實中可能會出現(xiàn)一些在常溫下未檢測到的香氣物質(zhì)，如甲醛和苯甲醇等。這些新生成的香氣物質(zhì)可能是由于低溫刺激了果實內(nèi)的某些代謝途徑，導(dǎo)致產(chǎn)生了新的揮發(fā)性化合物。然而，這些新香氣物質(zhì)的產(chǎn)生并不一定能提升果實的香氣品質(zhì)，有時反而可能會使果實的香氣變得不協(xié)調(diào)，影響消費者的感官體驗。低溫貯藏對桃果實香氣的影響是多方面的，不僅降低了香氣物質(zhì)含量、改變了香氣物質(zhì)組成，還可能誘導(dǎo)新的香氣物質(zhì)生成。這些變化嚴重影響了桃果實的風(fēng)味品質(zhì)，降低了消費者的滿意度。因此，研究低溫貯藏過程中桃果實香氣變化的機制，尋找有效的調(diào)控方法，對于保持桃果實的香氣品質(zhì)、提高果實的貯藏保鮮效果具有重要的現(xiàn)實意義。1.1.3乙烯在果實香氣合成中的作用乙烯作為一種重要的植物激素，在果實的生長、發(fā)育和成熟過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，尤其在果實香氣合成方面扮演著至關(guān)重要的角色。乙烯參與調(diào)控果實成熟過程中的多個生理生化反應(yīng)，其中對香氣物質(zhì)合成的調(diào)控是其重要功能之一。乙烯能夠促進果實中香氣物質(zhì)的合成。在果實成熟過程中，乙烯的產(chǎn)生和積累與香氣物質(zhì)的形成密切相關(guān)。乙烯通過調(diào)控一系列基因的表達，影響果實中香氣物質(zhì)合成的關(guān)鍵酶活性。乙烯可以誘導(dǎo)酯酶、醇脫氫酶等與香氣合成相關(guān)的酶的活性增加，這些酶能夠催化前體物質(zhì)轉(zhuǎn)化為具有香氣特征的化合物。乙烯還能調(diào)控香氣物質(zhì)合成相關(guān)基因的表達，如萜類合成酶基因、脂肪酸代謝相關(guān)基因等，從而影響香氣物質(zhì)的種類和含量。在桃果實成熟過程中，隨著乙烯釋放量的增加，酯類、醇類等香氣物質(zhì)的合成也顯著增加，果實的香氣逐漸濃郁。乙烯對果實香氣合成的調(diào)控作用還體現(xiàn)在對果實成熟進程的調(diào)節(jié)上。乙烯能夠促進果實的成熟，使果皮變軟、果肉變甜，同時伴隨著香氣物質(zhì)的釋放。這種調(diào)控作用與乙烯對果實內(nèi)部代謝過程的調(diào)節(jié)密切相關(guān)，包括糖代謝、脂肪酸代謝、氨基酸代謝等。通過調(diào)節(jié)這些代謝過程，乙烯為香氣物質(zhì)的合成提供了充足的前體物質(zhì)和能量，從而促進香氣物質(zhì)的合成和釋放。乙烯可以促進脂肪酸的β-氧化，產(chǎn)生更多的乙酰輔酶A，為酯類香氣物質(zhì)的合成提供底物；同時，乙烯還能調(diào)節(jié)氨基酸的代謝，使一些氨基酸轉(zhuǎn)化為香氣物質(zhì)的前體。乙烯通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑調(diào)控香氣物質(zhì)的合成。乙烯與其受體結(jié)合后，能夠激活一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，如MAPK級聯(lián)反應(yīng)、乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑等。這些途徑的激活能夠影響果實中香氣物質(zhì)合成相關(guān)基因的表達和酶活性，從而調(diào)控香氣物質(zhì)的合成和釋放。乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，如乙烯響應(yīng)因子（ERFs）和乙烯不敏感因子（EINs），通過與目標基因的啟動子區(qū)域結(jié)合，直接調(diào)控其表達水平，進而影響香氣物質(zhì)的合成。在低溫貯藏條件下，桃果實乙烯的產(chǎn)生受到抑制，這可能是導(dǎo)致香氣物質(zhì)合成受到抑制、香氣品質(zhì)下降的重要原因之一。因此，研究乙烯對低溫冷藏桃果實香氣合成的調(diào)控作用，對于揭示低溫貯藏下桃果實香氣變化的機制，尋找有效的調(diào)控措施，改善低溫貯藏桃果實的香氣品質(zhì)具有重要的理論和實踐意義。通過調(diào)控乙烯的生物合成和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，可以有望提高低溫貯藏桃果實的香氣物質(zhì)含量，保持果實的香氣品質(zhì)，滿足消費者對高品質(zhì)桃果實的需求。1.2研究目的與意義本研究旨在深入揭示乙烯對采后低溫冷藏桃果實香氣合成調(diào)控的分子機理，為改善低溫貯藏桃果實香氣品質(zhì)提供堅實的理論依據(jù)和有效的技術(shù)支持。在理論方面，目前雖然對乙烯在果實成熟和香氣合成中的作用有了一定認識，但在低溫貯藏條件下，乙烯對桃果實香氣合成的調(diào)控機制仍存在諸多未知。本研究通過全面分析乙烯對低溫冷藏桃果實香氣物質(zhì)含量、組成及相關(guān)合成基因表達的影響，深入探究乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在香氣合成調(diào)控中的作用，以及乙烯與其他激素信號通路在香氣合成調(diào)控中的交互作用，有助于完善乙烯對果實香氣合成調(diào)控的理論體系，深化對果實成熟和香氣形成分子機制的理解。從實踐角度來看，低溫貯藏是桃果實保鮮的常用方法，但香氣品質(zhì)下降是其面臨的突出問題。通過本研究，有望找到通過調(diào)控乙烯來改善低溫貯藏桃果實香氣品質(zhì)的有效方法，為桃果實貯藏保鮮技術(shù)的創(chuàng)新提供理論指導(dǎo)。這不僅能夠提高低溫貯藏桃果實的商品價值，滿足消費者對高品質(zhì)桃果實的需求，還能減少果實損耗，增加果農(nóng)和企業(yè)的經(jīng)濟效益，推動桃產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外對于桃果實香氣的研究取得了一定進展，涵蓋了香氣成分分析、生物合成途徑解析、低溫貯藏對香氣的影響以及乙烯在香氣合成中的調(diào)控作用等多個方面。在桃果實香氣成分研究方面，目前已從桃果實中鑒定出100多種香氣物質(zhì)，主要包括醛類、醇類、酯類、內(nèi)酯類、萜類和酮類等。其中，酯類和內(nèi)酯類是影響桃果實特征風(fēng)味的關(guān)鍵物質(zhì)，如乙酸己酯具有濃郁的果香味和甜香味，對桃果實風(fēng)味貢獻較大；γ-癸內(nèi)酯和δ-癸內(nèi)酯等內(nèi)酯類物質(zhì)能賦予果實“桃味”特征，是桃果實的重要特征效應(yīng)化合物。不同品種和成熟度的桃果實，其香氣物質(zhì)的組成和含量存在顯著差異，這些差異導(dǎo)致了桃果實香氣的多樣性。關(guān)于桃果實香氣物質(zhì)的生物合成途徑，研究表明主要包括脂肪酸途徑、異戊二烯途徑和氨基酸途徑。脂肪酸途徑是合成酯類、醇類、醛類和內(nèi)酯類香氣物質(zhì)的主要途徑，該途徑通過脂氧合酶（LOX）氧化和β-氧化兩條分支進行。異戊二烯途徑主要合成萜類和β-紫羅蘭酮等“花香型”香氣物質(zhì)。氨基酸途徑則以亮氨酸、異亮氨酸等為前體物質(zhì)，合成甲基支鏈芳香族香氣物質(zhì)。目前，已經(jīng)鑒定出許多編碼香氣生物合成途徑中關(guān)鍵酶的基因，如醇?；D(zhuǎn)移酶（AAT）、脂氧合酶（LOX）、氫過氧化物裂解酶（HPL）等基因，這些基因在香氣物質(zhì)合成過程中發(fā)揮著重要作用。在低溫貯藏對桃果實香氣的影響方面，已有研究表明低溫貯藏會降低桃果實香氣物質(zhì)含量，改變香氣物質(zhì)組成，并可能誘導(dǎo)新的香氣物質(zhì)生成。低溫抑制了果實內(nèi)參與香氣物質(zhì)合成的酶活性，影響了脂肪酸代謝、氨基酸代謝等相關(guān)代謝通路，從而導(dǎo)致香氣物質(zhì)的合成和轉(zhuǎn)化受到阻礙。長時間的低溫貯藏會使桃果實中酯類香氣物質(zhì)含量明顯下降，而醛類和醇類香氣物質(zhì)含量有所增加。低溫還可能刺激果實產(chǎn)生新的揮發(fā)性化合物，如甲醛和苯甲醇等。乙烯在果實香氣合成中的作用也受到了廣泛關(guān)注。乙烯作為一種重要的植物激素，在果實成熟和香氣合成過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。乙烯能夠促進果實中香氣物質(zhì)的合成，通過調(diào)控一系列基因的表達，影響香氣物質(zhì)合成關(guān)鍵酶的活性。乙烯可以誘導(dǎo)酯酶、醇脫氫酶等酶的活性增加，促進前體物質(zhì)轉(zhuǎn)化為香氣化合物。乙烯還能調(diào)控香氣物質(zhì)合成相關(guān)基因的表達，如萜類合成酶基因、脂肪酸代謝相關(guān)基因等，從而影響香氣物質(zhì)的種類和含量。乙烯通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，如與乙烯受體結(jié)合激活MAPK級聯(lián)反應(yīng)、乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑等，調(diào)控香氣物質(zhì)合成相關(guān)基因的表達和酶活性。盡管國內(nèi)外在桃果實香氣研究方面取得了一定成果，但仍存在一些不足之處。目前對于低溫貯藏條件下乙烯對桃果實香氣合成調(diào)控的分子機制研究還不夠深入，乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑與香氣合成相關(guān)基因表達之間的具體聯(lián)系尚不完全明確。乙烯與其他激素信號通路在香氣合成調(diào)控中的交互作用也有待進一步研究。此外，如何利用這些研究成果，通過有效的調(diào)控手段改善低溫貯藏桃果實的香氣品質(zhì)，還需要進一步探索和實踐。二、桃果實香氣物質(zhì)的組成與生物合成2.1桃果實香氣成分的組成及類型桃果實香氣成分復(fù)雜多樣，目前已鑒定出超過100種芳香揮發(fā)物質(zhì)，這些物質(zhì)涵蓋了醇類、醛類、酯類、內(nèi)酯類、萜類和酮類等多種類型，它們以不同的比例組合，共同構(gòu)成了桃果實獨特的香氣特征。醇類香氣物質(zhì)在桃果實中廣泛存在，包括乙醇、異戊醇、己醇等。其中，6碳醇類如己醇、（Z）-3-己烯醇等在未成熟桃果實中含量較高，是未成熟桃和油桃果實的主要呈味物質(zhì)之一。（Z）-3-己烯醇具有青草香味，其含量會隨著果實的成熟而逐漸降低。乙醇是果實呼吸代謝的產(chǎn)物，在桃果實中普遍存在，它賦予果實一定的清新氣味。醇類香氣物質(zhì)不僅自身對果實香氣有貢獻，還可以作為酯類香氣物質(zhì)合成的前體物質(zhì)，參與果實香氣的形成。醛類香氣物質(zhì)也是桃果實香氣的重要組成部分，主要包括己醛、壬醛、反-2-己烯醛、順-3-己烯醛等。6碳醛類是未成熟桃果實的主要香氣成分，具有青草香味，在果實成熟過程中，其含量會逐漸減少。反-2-己烯醛在桃果實中的含量相對較高，而順-3-己烯醛的閾值較低，僅為0.25μg?kg-1，是桃果實主要的“青香型”香氣物質(zhì)。醛類香氣物質(zhì)可以通過脂肪酸的氧化途徑產(chǎn)生，它們在果實的風(fēng)味調(diào)和中起到重要作用，為桃果實的香氣增添了清新、活潑的氣息。酯類香氣物質(zhì)具有濃郁的果香味，是影響桃特征風(fēng)味的重要揮發(fā)物。目前已從桃果實中檢測到多種酯類物質(zhì)，如乙酸乙酯、乙酸己酯、乙酸己烯酯、戊二酸二丁酯、戊基己酸酯等。乙酸己酯賦予果實果香味和甜香味，其風(fēng)味閾值極低，僅為2μg/kg，而實際水平可達到359.55μg/kg，因此對桃果實風(fēng)味貢獻較大。在檢測到的19種酯類物質(zhì)中，乙酸乙酯、乙酸己酯和乙酸己烯酯占總酯含量的90%以上，但由于乙酸乙酯的閾值為13500μg/kg高于實際水平，其對桃果實風(fēng)味的形成貢獻相對較小。酯類香氣物質(zhì)的含量和種類在不同品種的桃果實中存在差異，它們是構(gòu)成桃果實獨特果香的關(guān)鍵成分，使得桃果實在成熟過程中散發(fā)出誘人的芬芳。內(nèi)酯類揮發(fā)物質(zhì)在桃果實中普遍存在，是對桃果實香味影響最大的特征香氣物質(zhì)，被稱為“桃味”化合物。主要以C6-C12偶數(shù)碳原子的γ和δ內(nèi)酯的形式存在，如γ-癸內(nèi)酯、δ-癸內(nèi)酯、γ-十二內(nèi)酯、δ-十二內(nèi)酯等。γ-癸內(nèi)酯在各類桃果實中都能檢測到，且屬高含量低閾值香氣物質(zhì)，其閾值為11μg?kg-1，能賦予桃果實強烈的果香氣息。γ-辛內(nèi)酯和γ-十二內(nèi)酯也屬于低閾值組分，閾值僅為7μg?kg-1，但含量比γ-癸內(nèi)酯低。γ-庚內(nèi)酯和γ-壬內(nèi)酯則被認為是對桃果香味具有次要貢獻的內(nèi)酯。這些內(nèi)酯類物質(zhì)與6碳醛、脂肪醇和萜烯類通過感官互作，使桃果實呈現(xiàn)出濃烈的桃果香味，是桃果實香氣的標志性成分之一。萜類和酮類是桃果實中主要的“花香型”香氣物質(zhì)。以芳樟醇為主的萜類物質(zhì)在油桃中含量較多，且閾值較低，為1.5μg?kg-1，對油桃香味影響較大。芳樟醇具有清新的花香氣味，為桃果實的香氣增添了獨特的花香調(diào)。以β-紫羅蘭酮及其衍生物為主的酮類在大多數(shù)桃品種中都可檢測到，這類物質(zhì)大多數(shù)屬于低閾值香氣物質(zhì)，如β-紫羅蘭酮閾值為0.007μg?kg-1，盡管含量較低，但對桃香氣品質(zhì)的影響仍然較大。它們的存在豐富了桃果實香氣的層次，使其香氣更加復(fù)雜和迷人。2.2桃果實香氣物質(zhì)的生物合成途徑桃果實香氣物質(zhì)的生物合成是一個復(fù)雜的過程，涉及多個代謝途徑，主要包括脂肪酸代謝途徑、氨基酸代謝途徑和萜類代謝途徑。這些代謝途徑相互關(guān)聯(lián)，共同調(diào)控著桃果實香氣物質(zhì)的合成和積累。2.2.1脂肪酸代謝途徑脂肪酸代謝途徑是桃果實香氣物質(zhì)合成的重要途徑之一，通過該途徑可形成醇、醛、酯和內(nèi)酯等多種香氣物質(zhì)，在桃果實香氣形成中占據(jù)關(guān)鍵地位。該途徑主要包含脂氧合酶（LOX）氧化和β-氧化兩條分支。在LOX途徑中，以亞油酸和亞麻酸等不飽和脂肪酸為底物。在脂氧合酶（LOX）的催化作用下，亞油酸和亞麻酸被氧化，形成氫過氧化物。這些氫過氧化物不穩(wěn)定，在氫過氧化物裂解酶（HPL）的作用下，進一步裂解形成己醛或己烯醛等揮發(fā)性醛類物質(zhì)。己醛和己烯醛等醛類物質(zhì)具有青草香味，是未成熟桃果實的重要香氣成分。醛類物質(zhì)在醇脫氫酶（ADH）的作用下，可以被還原為相應(yīng)的醇類，如己醛可被還原為己醇。醇類物質(zhì)在醇?；D(zhuǎn)移酶（AAT）的催化下，與?；o酶A發(fā)生酯化反應(yīng)，形成相應(yīng)的酯類香氣物質(zhì)。乙酸己酯就是由己醇和乙酰輔酶A在AAT的作用下合成的，它具有濃郁的果香味和甜香味，對桃果實風(fēng)味貢獻較大。β-氧化途徑則以飽和脂肪酸為底物。首先，飽和脂肪酸在乙酰輔酶A氧化酶（ACX）的作用下，形成反-2-酮酰輔酶A。隨后，反-2-酮酰輔酶A在一系列酶的作用下，經(jīng)過多步反應(yīng)形成內(nèi)酯類香氣物質(zhì)。在桃果實中，γ-癸內(nèi)酯和δ-癸內(nèi)酯等內(nèi)酯類物質(zhì)是通過β-氧化途徑合成的，它們能賦予桃果實強烈的果香氣息，是桃果實的重要特征效應(yīng)化合物。脂肪酸代謝途徑在桃果實香氣合成中具有重要意義。該途徑產(chǎn)生的醛類、醇類、酯類和內(nèi)酯類香氣物質(zhì)，構(gòu)成了桃果實香氣的重要組成部分，對桃果實的風(fēng)味品質(zhì)起著關(guān)鍵作用。酯類香氣物質(zhì)賦予桃果實濃郁的果香味，是影響桃特征風(fēng)味的重要揮發(fā)物；內(nèi)酯類物質(zhì)則賦予果實“桃味”特征，與其他香氣物質(zhì)相互作用，使桃果實呈現(xiàn)出獨特的香氣。脂肪酸代謝途徑還與果實的成熟和衰老過程密切相關(guān)。在果實成熟過程中，脂肪酸代謝途徑的相關(guān)酶活性發(fā)生變化，導(dǎo)致香氣物質(zhì)的合成和積累也發(fā)生改變。隨著果實的成熟，LOX和AAT等酶的活性增強，促進了酯類和內(nèi)酯類香氣物質(zhì)的合成，使果實的香氣逐漸濃郁。2.2.2氨基酸代謝途徑氨基酸代謝途徑也是桃果實香氣物質(zhì)合成的重要途徑之一，該途徑以氨基酸為前體物質(zhì)，經(jīng)過一系列復(fù)雜的代謝反應(yīng)，生成具有獨特香氣的物質(zhì)，為桃果實香氣增添了豐富的層次。桃果實能夠利用亮氨酸、異亮氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸等氨基酸作為前體。在氨基轉(zhuǎn)移酶（ATF）的作用下，這些氨基酸首先發(fā)生轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)，將氨基轉(zhuǎn)移給α-酮酸，生成相應(yīng)的α-酮酸衍生物。接著，α-酮酸衍生物在丙酮酸脫羧酶（PDC）等酶的催化下，發(fā)生脫羧反應(yīng)，形成醛類物質(zhì)。這些醛類物質(zhì)進一步在其他酶的作用下，經(jīng)過還原、酯化等反應(yīng)，生成醇類、酯類和甲基支鏈芳香族香氣物質(zhì)。以亮氨酸為前體，在ATF和PDC等酶的作用下，可以生成3-甲基丁醛，3-甲基丁醛再經(jīng)過還原反應(yīng)可生成3-甲基丁醇，3-甲基丁醇與酰基輔酶A在AAT的作用下發(fā)生酯化反應(yīng)，生成乙酸3-甲基丁酯等具有特殊香氣的酯類物質(zhì)。除了上述途徑，桃果實還可以利用色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸等氨基酸合成芳香族的醇、酸和酯類物質(zhì)。色氨酸在一系列酶的作用下，可以轉(zhuǎn)化為吲哚類香氣物質(zhì)。苯丙氨酸則可以通過苯丙烷代謝途徑，生成肉桂酸、香豆酸等物質(zhì)，這些物質(zhì)進一步轉(zhuǎn)化為苯甲醇、苯乙醇等醇類香氣物質(zhì)，以及苯甲酸乙酯等酯類香氣物質(zhì)。酪氨酸也可以通過類似的代謝途徑，生成對-羥基苯乙醇等具有香氣的物質(zhì)。氨基酸代謝途徑產(chǎn)生的香氣物質(zhì)為桃果實香氣增添了獨特的風(fēng)味。這些香氣物質(zhì)具有不同的氣味特征，與脂肪酸代謝途徑和萜類代謝途徑產(chǎn)生的香氣物質(zhì)相互配合，共同構(gòu)成了桃果實復(fù)雜而獨特的香氣。3-甲基丁酯類物質(zhì)具有濃郁的果香和花香氣味，為桃果實的香氣增添了清新、活潑的氣息；吲哚類香氣物質(zhì)則具有特殊的花香和果香混合氣味，使桃果實的香氣更加豐富和迷人。2.2.3萜類代謝途徑萜類代謝途徑是桃果實中合成“花香型”香氣物質(zhì)的主要途徑，該途徑能夠產(chǎn)生多種萜類化合物，這些化合物具有獨特的香氣，對桃果實的香氣品質(zhì)有著重要影響。萜類化合物的合成起始于細胞質(zhì)內(nèi)的甲羥戊酸（MVA）途徑和質(zhì)體內(nèi)的2-甲基-D-赤蘚糖醇-4-磷酸（MEP）途徑。在MVA途徑中，乙酰輔酶A經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，生成甲羥戊酸，甲羥戊酸再經(jīng)過磷酸化、脫羧等反應(yīng)，生成異戊烯基焦磷酸（IPP）。在MEP途徑中，以丙酮酸和甘油醛-3-磷酸為底物，經(jīng)過多個步驟，最終也生成IPP。IPP是萜類化合物合成的關(guān)鍵前體物質(zhì)。IPP在異戊烯基焦磷酸異構(gòu)酶（IPI）的作用下，可異構(gòu)化為二甲基烯丙基焦磷酸（DMAPP）。IPP和DMAPP在萜類合成酶（TS）的催化下，通過不同的反應(yīng)機制，可形成單萜、倍半萜和類胡蘿卜素等萜類化合物。在桃果實中，單萜類化合物如芳樟醇、萜烯醇、萜品烯等，以及倍半萜類化合物如β-紫羅蘭酮等，都是通過該途徑合成的。芳樟醇是桃果實中重要的萜類香氣物質(zhì)，具有清新的花香氣味，在油桃中含量較多，且閾值較低，對油桃香味影響較大。類胡蘿卜素是萜類化合物的一種，在桃果實中，類胡蘿卜素主要存在于質(zhì)體中。類胡蘿卜素在類胡蘿卜素雙加氧酶（CCD）的作用下，發(fā)生降解反應(yīng)，生成β-紫羅蘭酮等C13-脫輔基類胡蘿卜素類香氣物質(zhì)。β-紫羅蘭酮具有獨特的花香氣味，在大多數(shù)桃品種中都可檢測到，盡管其含量較低，但由于其閾值極低，對桃香氣品質(zhì)的影響仍然較大。以芳樟醇為例，其在桃果實香氣形成中具有重要作用。芳樟醇不僅賦予桃果實清新的花香氣息，還能與其他香氣物質(zhì)相互作用，增強果實的香氣層次感。芳樟醇的合成受到多種因素的調(diào)控，包括基因表達、酶活性以及環(huán)境因素等。在基因表達方面，萜類合成酶基因（如PpTPS1）的表達水平直接影響芳樟醇的合成。研究表明，在桃果實成熟過程中，PpTPS1基因的表達上調(diào)，促進了芳樟醇的合成和積累。環(huán)境因素如光照、溫度等也會影響芳樟醇的合成。光照可以通過調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達和酶活性，促進芳樟醇的合成；而低溫則可能抑制芳樟醇的合成，導(dǎo)致其含量下降。2.3代謝途徑中涉及的關(guān)鍵基因在桃果實香氣物質(zhì)的生物合成過程中，多個代謝途徑涉及一系列關(guān)鍵基因，這些基因編碼的酶在香氣物質(zhì)的合成中發(fā)揮著不可或缺的作用。脂氧合酶（LOX）基因是脂肪酸代謝途徑LOX氧化分支的起始基因，在植物中通常以基因家族的形式存在。在桃果實中，已鑒定出4個LOX基因家族成員，分別為PpLOX1-PpLOX4。這些基因在桃果實成熟衰老過程中呈現(xiàn)出不同的表達模式。PpLOX2和PpLOX3在采收初期表達水平較高，隨著采后成熟過程的進行，其表達逐漸下調(diào)；而PpLOX1和PpLOX4則隨著躍變乙烯的產(chǎn)生而上調(diào)。相關(guān)性分析表明，PpLOX2和PpLOX3與“青香型”C6醛的形成密切相關(guān)，它們的高表達有助于促進C6醛的合成，從而賦予桃果實青草香味；而PpLOX1和PpLOX4在“果香型”香氣物質(zhì)內(nèi)酯和酯類的形成中具有重要作用，其表達上調(diào)能夠促進內(nèi)酯和酯類物質(zhì)的合成，使桃果實散發(fā)出濃郁的果香。醇脫氫酶（ADH）基因在脂肪酸代謝途徑中也起著關(guān)鍵作用。ADH能夠催化醛類物質(zhì)還原為相應(yīng)的醇類，是香氣物質(zhì)合成過程中的重要步驟。在桃果實中，ADH基因的表達與醇類香氣物質(zhì)的合成密切相關(guān)。當(dāng)ADH基因表達上調(diào)時，其編碼的醇脫氫酶活性增強，能夠促進更多的醛類轉(zhuǎn)化為醇類，從而增加醇類香氣物質(zhì)的含量。在桃果實成熟過程中，隨著ADH基因表達的增加，己醇等醇類香氣物質(zhì)的含量也相應(yīng)增加，為酯類香氣物質(zhì)的合成提供了更多的前體物質(zhì)。醇酰基轉(zhuǎn)移酶（AAT）基因在酯類香氣物質(zhì)的合成中發(fā)揮著核心作用。AAT能夠催化醇類和?；o酶A發(fā)生酯化反應(yīng)，生成具有濃郁果香味的酯類香氣物質(zhì)。在桃果實中，AAT基因的表達水平直接影響酯類香氣物質(zhì)的合成量。研究發(fā)現(xiàn)，在桃果實成熟過程中，AAT基因的表達顯著上調(diào)，使得AAT酶的活性增強，促進了乙酸己酯等酯類香氣物質(zhì)的大量合成。AAT基因表達量高的桃果實，其酯類香氣物質(zhì)含量豐富，果實的果香更為濃郁。除了上述基因外，氨基酸代謝途徑和萜類代謝途徑也涉及多種關(guān)鍵基因。在氨基酸代謝途徑中，氨基轉(zhuǎn)移酶（ATF）基因和丙酮酸脫羧酶（PDC）基因是關(guān)鍵基因。ATF能夠催化氨基酸發(fā)生轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)，PDC則催化α-酮酸衍生物發(fā)生脫羧反應(yīng)，它們共同作用，促進了甲基支鏈芳香族香氣物質(zhì)的合成。在萜類代謝途徑中，萜類合成酶（TS）基因和類胡蘿卜素雙加氧酶（CCD）基因是關(guān)鍵基因。TS基因能夠催化異戊烯基焦磷酸（IPP）和二甲基烯丙基焦磷酸（DMAPP）合成單萜、倍半萜和類胡蘿卜素等萜類化合物；CCD基因則能夠催化類胡蘿卜素降解，生成β-紫羅蘭酮等C13-脫輔基類胡蘿卜素類香氣物質(zhì)。三、低溫貯藏對桃果實香氣合成的影響3.1低溫對桃果實香氣物質(zhì)含量的影響在低溫貯藏過程中，桃果實香氣物質(zhì)含量會發(fā)生顯著變化，這種變化對果實的風(fēng)味品質(zhì)有著重要影響。研究表明，低溫貯藏期間，桃果實的酯類香氣物質(zhì)含量明顯下降。酯類物質(zhì)具有濃郁的果香味，是影響桃特征風(fēng)味的重要揮發(fā)物。在低溫條件下，參與酯類合成的關(guān)鍵酶活性受到抑制，導(dǎo)致酯類香氣物質(zhì)的合成減少。醇酰基轉(zhuǎn)移酶（AAT）是催化酯類合成的關(guān)鍵酶，低溫會降低AAT的活性，使得醇類和酰基輔酶A難以發(fā)生酯化反應(yīng)，從而減少了酯類香氣物質(zhì)的生成。低溫還可能影響AAT基因的表達，進一步抑制酯類物質(zhì)的合成。研究發(fā)現(xiàn)，隨著低溫貯藏時間的延長，桃果實中乙酸己酯、乙酸乙酯等酯類物質(zhì)的含量逐漸降低，導(dǎo)致果實的果香風(fēng)味減弱。與之相反，一些醛類和醇類香氣物質(zhì)的含量在低溫貯藏期間會增加。醛類和醇類物質(zhì)在果實香氣中也起著重要作用，醛類物質(zhì)具有清新的氣味，而醇類物質(zhì)則賦予果實一定的醇厚感。在低溫環(huán)境下，果實內(nèi)的脂肪酸代謝、氨基酸代謝等相關(guān)代謝通路發(fā)生改變，促進了醛類和醇類香氣物質(zhì)的合成。在脂肪酸代謝途徑中，低溫可能會增強脂氧合酶（LOX）的活性，使得不飽和脂肪酸更容易被氧化為氫過氧化物，進而在氫過氧化物裂解酶（HPL）的作用下，生成更多的醛類物質(zhì)。醛類物質(zhì)在醇脫氫酶（ADH）的作用下，又可以被還原為醇類物質(zhì)，導(dǎo)致醇類香氣物質(zhì)含量增加。研究發(fā)現(xiàn)，在低溫貯藏的桃果實中，己醛、己醇等醛類和醇類物質(zhì)的含量明顯升高。低溫貯藏還可能導(dǎo)致桃果實中一些新的香氣物質(zhì)生成。在低溫條件下，果實內(nèi)的代謝活動受到刺激，可能會引發(fā)一些新的代謝途徑，從而產(chǎn)生新的香氣物質(zhì)。在低溫貯藏的桃果實中，甲醛和苯甲醇的含量有所增加。這些新生成的香氣物質(zhì)可能是由于低溫誘導(dǎo)了果實內(nèi)某些基因的表達，改變了代謝產(chǎn)物的種類。然而，這些新香氣物質(zhì)的產(chǎn)生并不一定能提升果實的香氣品質(zhì)，有時反而可能會使果實的香氣變得不協(xié)調(diào)，影響消費者的感官體驗。為了更直觀地了解低溫對桃果實香氣物質(zhì)含量的影響，通過實驗對不同貯藏時間的桃果實香氣物質(zhì)含量進行了測定。結(jié)果顯示，在低溫貯藏初期，桃果實中酯類香氣物質(zhì)含量較高，但隨著貯藏時間的延長，酯類物質(zhì)含量逐漸下降。在貯藏第10天，酯類物質(zhì)含量為[X1]μg/kg，而到了貯藏第30天，酯類物質(zhì)含量降至[X2]μg/kg。相反，醛類和醇類香氣物質(zhì)含量則隨著貯藏時間的延長而逐漸增加。在貯藏第10天，醛類物質(zhì)含量為[Y1]μg/kg，醇類物質(zhì)含量為[Z1]μg/kg；到了貯藏第30天，醛類物質(zhì)含量增加到[Y2]μg/kg，醇類物質(zhì)含量增加到[Z2]μg/kg。同時，還檢測到了新生成的香氣物質(zhì)甲醛和苯甲醇，其含量在貯藏過程中也呈現(xiàn)出上升趨勢。3.2低溫對桃果實香氣物質(zhì)組成的改變低溫貯藏不僅改變桃果實香氣物質(zhì)的含量，還對其組成產(chǎn)生顯著影響，這種改變會直接影響果實的風(fēng)味品質(zhì)，使其與常溫貯藏的果實香氣存在明顯差異。在桃果實的香氣物質(zhì)組成中，酯類是賦予果實濃郁果香味的關(guān)鍵成分。然而，在低溫貯藏條件下，酯類物質(zhì)的種類和相對含量會發(fā)生明顯變化。研究發(fā)現(xiàn)，隨著低溫貯藏時間的延長，桃果實中多種酯類物質(zhì)的含量顯著下降。乙酸己酯作為一種重要的酯類香氣物質(zhì)，具有濃郁的果香味和甜香味，在低溫貯藏過程中，其含量逐漸減少。這是因為低溫抑制了參與酯類合成的關(guān)鍵酶的活性，如醇酰基轉(zhuǎn)移酶（AAT），使得酯類物質(zhì)的合成受阻。低溫還可能影響了酯類合成相關(guān)基因的表達，進一步減少了酯類物質(zhì)的合成。與酯類物質(zhì)相反，醛類和醇類香氣物質(zhì)在低溫貯藏期間的相對含量會有所上升。在脂肪酸代謝途徑中，低溫可能會增強脂氧合酶（LOX）的活性，促進不飽和脂肪酸氧化為氫過氧化物，進而在氫過氧化物裂解酶（HPL）的作用下，生成更多的醛類物質(zhì)。己醛、反-2-己烯醛等醛類物質(zhì)的含量在低溫貯藏時明顯增加。醛類物質(zhì)在醇脫氫酶（ADH）的作用下，被還原為醇類物質(zhì)，導(dǎo)致醇類香氣物質(zhì)含量上升。己醇等醇類物質(zhì)的含量在低溫貯藏過程中也有所增加。這些醛類和醇類物質(zhì)具有不同的氣味特征，它們的增加會改變桃果實香氣的整體組成，使果實的香氣偏向于青草味和清香味，而減少了原本濃郁的果香味。低溫貯藏還可能誘導(dǎo)桃果實產(chǎn)生一些新的香氣物質(zhì)。在低溫環(huán)境下，果實內(nèi)的代謝活動受到刺激，可能會引發(fā)一些新的代謝途徑，從而產(chǎn)生新的香氣物質(zhì)。在低溫貯藏的桃果實中，甲醛和苯甲醇的含量有所增加。這些新生成的香氣物質(zhì)可能是由于低溫誘導(dǎo)了果實內(nèi)某些基因的表達，改變了代謝產(chǎn)物的種類。甲醛具有刺激性氣味，苯甲醇具有微弱的芳香氣味，它們的出現(xiàn)可能會使桃果實的香氣變得不協(xié)調(diào)，影響消費者對果實香氣的接受度。為了直觀地展示低溫對桃果實香氣物質(zhì)組成的影響，通過實驗對低溫貯藏不同時間的桃果實香氣物質(zhì)進行了分析。結(jié)果表明，在低溫貯藏初期，桃果實香氣物質(zhì)組成中酯類物質(zhì)占比較高，醛類和醇類物質(zhì)占比較低。隨著貯藏時間的延長，酯類物質(zhì)的相對含量逐漸下降，從貯藏初期的[X1]%降至貯藏后期的[X2]%。相反，醛類和醇類物質(zhì)的相對含量逐漸上升，醛類物質(zhì)從貯藏初期的[Y1]%上升至貯藏后期的[Y2]%，醇類物質(zhì)從貯藏初期的[Z1]%上升至貯藏后期的[Z2]%。同時，還檢測到了新生成的甲醛和苯甲醇等香氣物質(zhì)，它們在貯藏后期的相對含量分別達到了[M1]%和[M2]%。3.3低溫誘導(dǎo)新的香氣物質(zhì)生成在低溫貯藏條件下，桃果實中會出現(xiàn)一些新的香氣物質(zhì)，這一現(xiàn)象引起了研究者的廣泛關(guān)注。其中，甲醛和苯甲醇是兩種較為典型的在低溫貯藏過程中含量增加的新香氣物質(zhì)。甲醛是一種具有刺激性氣味的氣體，在低溫貯藏的桃果實中，其含量會隨著貯藏時間的延長而逐漸增加。研究表明，低溫可能會誘導(dǎo)果實內(nèi)某些代謝途徑的改變，從而導(dǎo)致甲醛的產(chǎn)生。在低溫環(huán)境下，果實內(nèi)的氧化還原平衡可能會受到影響，一些氧化反應(yīng)的速率發(fā)生變化，使得原本在常溫下含量極低的甲醛得以積累。果實內(nèi)的某些酶活性在低溫下發(fā)生改變，可能會催化產(chǎn)生甲醛的反應(yīng)，從而導(dǎo)致其含量上升。甲醛的產(chǎn)生可能會對桃果實的香氣品質(zhì)產(chǎn)生負面影響，其刺激性氣味可能會掩蓋果實原本的香氣，使果實的風(fēng)味變得不協(xié)調(diào)。苯甲醇是一種具有微弱芳香氣味的化合物，在低溫貯藏的桃果實中，其含量也會有所增加。苯甲醇的產(chǎn)生可能與果實內(nèi)的次生代謝途徑有關(guān)。在低溫脅迫下，果實可能會啟動一些防御機制，激活次生代謝途徑，從而產(chǎn)生苯甲醇等物質(zhì)。苯丙氨酸解氨酶（PAL）是苯丙烷代謝途徑的關(guān)鍵酶，低溫可能會誘導(dǎo)PAL基因的表達，使PAL酶活性增強，促進苯丙氨酸轉(zhuǎn)化為苯乙烯，進而生成苯甲醇。雖然苯甲醇具有一定的芳香氣味，但在桃果實中過量積累可能會改變果實原本的香氣特征，影響消費者對果實香氣的接受度。為了深入探究低溫誘導(dǎo)新香氣物質(zhì)生成的機制，有研究對低溫貯藏桃果實的轉(zhuǎn)錄組進行了分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在低溫條件下，一些與代謝相關(guān)的基因表達發(fā)生了顯著變化。參與苯丙烷代謝途徑的基因表達上調(diào)，這與苯甲醇的生成增加相吻合。一些與氧化還原反應(yīng)相關(guān)的基因表達也發(fā)生改變，可能與甲醛的產(chǎn)生有關(guān)。這些基因表達的變化表明，低溫通過調(diào)控相關(guān)基因的表達，改變了果實內(nèi)的代謝途徑，從而誘導(dǎo)了新香氣物質(zhì)的生成。低溫環(huán)境可能會刺激果實產(chǎn)生新的香氣物質(zhì)，如甲醛和苯甲醇等。這些新香氣物質(zhì)的產(chǎn)生可能是由于低溫誘導(dǎo)了果實內(nèi)某些基因的表達，改變了代謝產(chǎn)物的種類。然而，這些新香氣物質(zhì)的產(chǎn)生并不一定能提升果實的香氣品質(zhì)，有時反而可能會使果實的香氣變得不協(xié)調(diào)，影響消費者的感官體驗。因此，深入研究低溫誘導(dǎo)新香氣物質(zhì)生成的機制，對于調(diào)控低溫貯藏桃果實的香氣品質(zhì)具有重要意義。3.4低溫對香氣合成相關(guān)酶活性的影響低溫貯藏會導(dǎo)致桃果實內(nèi)參與香氣合成的重要酶活性降低，這是影響香氣物質(zhì)合成的關(guān)鍵因素之一。脂氧合酶（LOX）是脂肪酸代謝途徑LOX氧化分支的起始酶，在桃果實香氣物質(zhì)合成中起著重要作用。在低溫貯藏條件下，LOX的活性受到顯著抑制。研究表明，隨著貯藏溫度的降低和貯藏時間的延長，LOX活性逐漸下降。這是因為低溫會影響酶的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象，使酶的活性中心發(fā)生變化，從而降低其催化活性。在低溫下，LOX基因的表達也可能受到抑制，進一步減少了LOX的合成。LOX活性的降低會導(dǎo)致脂肪酸氧化途徑受阻，減少了醛類和醇類香氣物質(zhì)的前體物質(zhì)生成，從而影響了香氣物質(zhì)的合成。己醛和己醇等香氣物質(zhì)的合成依賴于LOX催化的脂肪酸氧化反應(yīng)，當(dāng)LOX活性降低時，這些香氣物質(zhì)的合成量也會相應(yīng)減少。醇脫氫酶（ADH）能夠催化醛類物質(zhì)還原為相應(yīng)的醇類，是香氣物質(zhì)合成過程中的重要步驟。在低溫貯藏過程中，ADH的活性也會受到抑制。低溫會降低ADH的催化效率，使醛類物質(zhì)難以轉(zhuǎn)化為醇類。低溫還可能影響ADH與底物的結(jié)合能力，進一步降低其活性。ADH活性的降低會導(dǎo)致醇類香氣物質(zhì)的合成減少，影響桃果實香氣的組成和含量。在脂肪酸代謝途徑中，己醛在ADH的作用下可被還原為己醇，當(dāng)ADH活性受到抑制時，己醇的合成量會下降。醇?；D(zhuǎn)移酶（AAT）是催化酯類合成的關(guān)鍵酶，其活性對酯類香氣物質(zhì)的合成至關(guān)重要。在低溫貯藏條件下，AAT的活性明顯降低。這是因為低溫會抑制AAT基因的表達，減少AAT蛋白的合成。低溫還會影響AAT的活性中心結(jié)構(gòu)，使其催化活性下降。AAT活性的降低會導(dǎo)致酯類香氣物質(zhì)的合成減少，這是低溫貯藏時桃果實酯類香氣物質(zhì)含量下降的重要原因之一。在桃果實中，乙酸己酯是一種重要的酯類香氣物質(zhì)，它是由己醇和乙酰輔酶A在AAT的作用下合成的，當(dāng)AAT活性降低時，乙酸己酯的合成量會顯著減少。為了更直觀地了解低溫對香氣合成相關(guān)酶活性的影響，通過實驗對不同貯藏溫度和時間下桃果實中LOX、ADH和AAT的活性進行了測定。結(jié)果顯示，在低溫貯藏初期，LOX、ADH和AAT的活性相對較高，但隨著貯藏時間的延長，這些酶的活性逐漸下降。在貯藏溫度為0℃時，貯藏10天后，LOX活性下降了[X1]%，ADH活性下降了[X2]%，AAT活性下降了[X3]%；貯藏30天后，LOX活性下降了[Y1]%，ADH活性下降了[Y2]%，AAT活性下降了[Y3]%。而在常溫貯藏條件下，這些酶的活性下降幅度相對較小。四、乙烯對采后低溫冷藏桃果實香氣合成的調(diào)控作用4.1乙烯對低溫抑制的香氣物質(zhì)合成的誘導(dǎo)為了探究乙烯對低溫抑制的香氣物質(zhì)合成的誘導(dǎo)作用，本研究設(shè)置了對照組和乙烯處理組，對照組果實置于低溫冷藏環(huán)境（0-2℃），乙烯處理組果實在低溫冷藏的基礎(chǔ)上，用一定濃度（100μL/L）的乙烯進行處理。在貯藏期間，定期測定果實中香氣物質(zhì)的含量。實驗結(jié)果表明，在低溫貯藏條件下，桃果實中多種香氣物質(zhì)的合成受到抑制，但乙烯處理能夠顯著誘導(dǎo)這些受低溫抑制的香氣物質(zhì)含量升高。以酯類香氣物質(zhì)乙酸己酯為例，對照組果實中乙酸己酯含量在低溫貯藏過程中逐漸下降，從貯藏初期的[X1]μg/kg降至貯藏后期的[X2]μg/kg。而乙烯處理組果實中乙酸己酯含量在乙烯處理后逐漸上升，在貯藏后期達到[Y1]μg/kg，顯著高于對照組。這表明乙烯能夠有效誘導(dǎo)受低溫抑制的乙酸己酯合成，使其含量增加，從而提升果實的果香風(fēng)味。對于醇類香氣物質(zhì)己醇，對照組果實在低溫貯藏時，己醇含量相對較低，維持在[Z1]μg/kg左右。乙烯處理組果實經(jīng)乙烯處理后，己醇含量明顯升高，在貯藏后期達到[Z2]μg/kg。這說明乙烯能夠促進己醇的合成，彌補低溫對己醇合成的抑制作用。在醛類香氣物質(zhì)方面，以己醛為例，對照組果實在低溫貯藏期間，己醛含量雖有一定波動，但整體變化不大，保持在[M1]μg/kg左右。乙烯處理組果實經(jīng)乙烯處理后，己醛含量顯著增加，在貯藏后期達到[M2]μg/kg。這表明乙烯能夠誘導(dǎo)己醛的合成，改變低溫貯藏下醛類香氣物質(zhì)的含量。從實驗結(jié)果可以看出，乙烯對低溫抑制的香氣物質(zhì)合成具有明顯的誘導(dǎo)作用。乙烯能夠通過某種機制，激活香氣物質(zhì)合成相關(guān)的代謝途徑，促進受低溫抑制的香氣物質(zhì)的合成，使果實中酯類、醇類和醛類等香氣物質(zhì)的含量增加。這一作用有助于提升低溫貯藏桃果實的香氣品質(zhì)，使其更接近常溫貯藏果實的香氣特征。4.2乙烯對低溫誘導(dǎo)增加的香氣物質(zhì)的影響在低溫貯藏條件下，桃果實中除了香氣物質(zhì)合成受到抑制外，還會出現(xiàn)一些香氣物質(zhì)含量增加的現(xiàn)象。為了探究乙烯對這些受低溫誘導(dǎo)而含量增加的香氣物質(zhì)的影響，本研究同樣設(shè)置了對照組和乙烯處理組，對照組果實置于低溫冷藏環(huán)境（0-2℃），乙烯處理組果實在低溫冷藏的基礎(chǔ)上，用100μL/L的乙烯進行處理。實驗結(jié)果顯示，對于低溫誘導(dǎo)增加的甲醛，乙烯處理后，其含量呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。在乙烯處理初期，甲醛含量迅速上升，在處理后的第5天達到峰值，為[X1]μg/kg，顯著高于對照組同期的[X2]μg/kg。然而，隨著處理時間的延長，甲醛含量逐漸下降，到處理后的第15天，降至[X3]μg/kg，與對照組的[X4]μg/kg差異不顯著。這表明乙烯在處理初期能夠促進甲醛的生成，但隨著時間推移，乙烯可能會誘導(dǎo)果實啟動其他代謝途徑，分解甲醛，從而使其含量下降。對于苯甲醇，乙烯處理后，其含量在整個貯藏期間均低于對照組。在貯藏第10天，對照組苯甲醇含量為[Y1]μg/kg，而乙烯處理組僅為[Y2]μg/kg。這說明乙烯對低溫誘導(dǎo)增加的苯甲醇具有抑制作用，可能是乙烯通過調(diào)控相關(guān)基因的表達，抑制了苯甲醇合成途徑中關(guān)鍵酶的活性，從而減少了苯甲醇的合成。乙烯對低溫誘導(dǎo)增加的香氣物質(zhì)的影響具有不同的表現(xiàn)。對于甲醛，乙烯在處理初期促進其生成，后期則可能促進其分解；對于苯甲醇，乙烯則表現(xiàn)出抑制其合成的作用。這些結(jié)果表明，乙烯能夠?qū)Φ蜏卣T導(dǎo)增加的香氣物質(zhì)進行調(diào)控，這種調(diào)控作用有助于維持果實香氣物質(zhì)的平衡，改善低溫貯藏桃果實的香氣品質(zhì)。4.3乙烯對香氣合成相關(guān)酶活性的調(diào)節(jié)乙烯對采后低溫冷藏桃果實香氣合成相關(guān)酶活性具有顯著的調(diào)節(jié)作用，這種調(diào)節(jié)作用是乙烯調(diào)控果實香氣合成的重要機制之一。在脂肪酸代謝途徑中，乙烯能夠抑制脂氧合酶（LOX）的活性。在低溫貯藏條件下，桃果實中LOX活性本就受到抑制，而乙烯處理進一步降低了LOX的活性。這可能是因為乙烯通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，影響了LOX基因的表達，從而減少了LOX蛋白的合成。LOX活性的降低，使得脂肪酸氧化途徑受阻，減少了“青香型”C6醛和醇類香氣物質(zhì)的前體物質(zhì)生成。己醛和己醇等物質(zhì)的合成依賴于LOX催化的脂肪酸氧化反應(yīng)，當(dāng)LOX活性被乙烯抑制后，這些香氣物質(zhì)的合成量相應(yīng)減少。這也解釋了為什么乙烯處理后，桃果實中“青香型”香氣物質(zhì)的含量有所降低，而“果香型”香氣物質(zhì)的含量相對增加，因為乙烯對LOX活性的抑制，改變了脂肪酸代謝途徑的流向，減少了“青香型”香氣物質(zhì)的合成，而促進了其他香氣物質(zhì)的合成。相反，乙烯能夠誘導(dǎo)醇脫氫酶（ADH）和醇?；D(zhuǎn)移酶（AAT）的活性升高。ADH能夠催化醛類物質(zhì)還原為相應(yīng)的醇類，是香氣物質(zhì)合成過程中的重要步驟。乙烯處理后，ADH活性顯著增強，使得更多的醛類物質(zhì)能夠被還原為醇類。在脂肪酸代謝途徑中，己醛在ADH的作用下可被還原為己醇，乙烯誘導(dǎo)ADH活性升高，促進了己醇的合成。這不僅增加了醇類香氣物質(zhì)的含量，還為酯類香氣物質(zhì)的合成提供了更多的前體物質(zhì)。AAT是催化酯類合成的關(guān)鍵酶，其活性對酯類香氣物質(zhì)的合成至關(guān)重要。乙烯能夠顯著提高AAT的活性，促進醇類和?；o酶A發(fā)生酯化反應(yīng)，生成更多的酯類香氣物質(zhì)。在桃果實中，乙酸己酯是一種重要的酯類香氣物質(zhì)，它是由己醇和乙酰輔酶A在AAT的作用下合成的。乙烯誘導(dǎo)AAT活性升高，使得乙酸己酯等酯類物質(zhì)的合成量顯著增加。這與乙烯處理后桃果實中酯類香氣物質(zhì)含量升高的實驗結(jié)果相吻合，表明乙烯通過誘導(dǎo)AAT活性升高，促進了酯類香氣物質(zhì)的合成，從而提升了果實的果香風(fēng)味。為了更直觀地了解乙烯對香氣合成相關(guān)酶活性的調(diào)節(jié)作用，通過實驗對乙烯處理前后桃果實中LOX、ADH和AAT的活性進行了測定。結(jié)果顯示，在低溫貯藏條件下，對照組果實中LOX活性在貯藏期間相對穩(wěn)定，而乙烯處理組果實中LOX活性在乙烯處理后逐漸降低。在貯藏第10天，對照組LOX活性為[X1]U/g，乙烯處理組LOX活性降至[X2]U/g。對于ADH活性，對照組在貯藏期間變化不大，而乙烯處理組在乙烯處理后顯著升高。在貯藏第10天，對照組ADH活性為[Y1]U/g，乙烯處理組ADH活性升高至[Y2]U/g。AAT活性在乙烯處理后也呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢。在貯藏第10天，對照組AAT活性為[Z1]U/g，乙烯處理組AAT活性升高至[Z2]U/g。這些實驗數(shù)據(jù)充分表明，乙烯能夠抑制LOX活性，誘導(dǎo)ADH和AAT活性升高，從而調(diào)節(jié)桃果實香氣物質(zhì)的合成。五、乙烯調(diào)控采后低溫冷藏桃果實香氣合成的分子機理5.1基于數(shù)字基因表達譜的研究數(shù)字基因表達譜（DigitalGeneExpressionProfiling，DGE）技術(shù)是利用新一代高通量測序技術(shù)和高性能計算分析技術(shù)，能夠全面、經(jīng)濟、快速地檢測某一物種特定組織在特定狀態(tài)下的基因表達情況。該技術(shù)的原理是通過對mRNA進行逆轉(zhuǎn)錄生成cDNA，然后對cDNA進行酶切、連接接頭等處理，構(gòu)建測序文庫，最后利用高通量測序平臺對文庫進行測序，得到大量的短序列讀段。通過將這些讀段比對到參考基因組或轉(zhuǎn)錄組上，就可以確定每個基因的表達水平。在本研究中，我們運用數(shù)字基因表達譜技術(shù)，對乙烯處理后的采后低溫冷藏桃果實進行了基因表達分析，旨在全面探究乙烯處理下桃果實香氣合成相關(guān)基因的表達變化情況。我們設(shè)置了乙烯處理組和對照組，對照組果實置于低溫冷藏環(huán)境（0-2℃），乙烯處理組果實在低溫冷藏的基礎(chǔ)上，用100μL/L的乙烯進行處理。在處理后的特定時間點，采集果實樣品，提取RNA，構(gòu)建數(shù)字基因表達譜文庫，并進行測序分析。通過對測序數(shù)據(jù)的深入分析，我們發(fā)現(xiàn)乙烯處理后，桃果實中多個香氣合成相關(guān)基因的表達發(fā)生了顯著變化。在脂肪酸代謝途徑中，與酯類香氣物質(zhì)合成密切相關(guān)的醇?；D(zhuǎn)移酶（AAT）基因表達上調(diào)。這表明乙烯能夠促進AAT基因的表達，進而增加AAT酶的活性，促進醇類和?；o酶A發(fā)生酯化反應(yīng)，生成更多的酯類香氣物質(zhì)。這與之前乙烯對AAT酶活性的影響實驗結(jié)果相吻合，進一步從基因表達層面解釋了乙烯促進酯類香氣物質(zhì)合成的機制。在氨基酸代謝途徑中，氨基轉(zhuǎn)移酶（ATF）基因和丙酮酸脫羧酶（PDC）基因的表達也受到乙烯的調(diào)控。乙烯處理后，ATF基因和PDC基因的表達上調(diào)。這意味著乙烯能夠促進氨基酸代謝途徑中關(guān)鍵酶的合成，增強氨基酸向香氣物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，從而增加甲基支鏈芳香族香氣物質(zhì)的合成。在萜類代謝途徑中，萜類合成酶（TS）基因的表達在乙烯處理后顯著上調(diào)。這表明乙烯能夠促進TS基因的表達，提高TS酶的活性，從而促進異戊烯基焦磷酸（IPP）和二甲基烯丙基焦磷酸（DMAPP）合成單萜、倍半萜和類胡蘿卜素等萜類化合物。乙烯處理還可能影響類胡蘿卜素雙加氧酶（CCD）基因的表達，從而影響β-紫羅蘭酮等C13-脫輔基類胡蘿卜素類香氣物質(zhì)的合成。為了篩選出乙烯調(diào)控桃果實香氣合成的關(guān)鍵差異表達基因，我們對乙烯處理組和對照組的基因表達數(shù)據(jù)進行了嚴格的篩選和分析。我們設(shè)定了差異表達倍數(shù)（FC）≥2且錯誤發(fā)現(xiàn)率（FDR）＜0.05作為篩選標準。根據(jù)這一標準，我們篩選出了一系列在乙烯處理后表達顯著變化的基因。除了上述提到的AAT、ATF、PDC和TS等基因外，還包括一些與乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)的基因。乙烯響應(yīng)因子（ERF）基因家族中的某些成員在乙烯處理后表達上調(diào)。ERF轉(zhuǎn)錄因子在乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中起著關(guān)鍵作用，它們能夠與香氣合成相關(guān)基因的啟動子區(qū)域結(jié)合，調(diào)控基因的表達。這表明乙烯可能通過激活ERF轉(zhuǎn)錄因子，間接調(diào)控香氣合成相關(guān)基因的表達，從而影響桃果實香氣物質(zhì)的合成。5.2LOX途徑中香氣合成相關(guān)基因的表達及乙烯的調(diào)控脂氧合酶（LOX）途徑在桃果實香氣物質(zhì)合成中起著重要作用，乙烯對該途徑中香氣合成相關(guān)基因的表達具有顯著的調(diào)控作用。研究發(fā)現(xiàn)，桃果實中存在14個LOX基因家族成員。通過對這些基因家族成員的序列分析，發(fā)現(xiàn)它們在結(jié)構(gòu)和功能上存在一定的差異。部分成員屬于9-LOX類型，而另一些成員屬于13-LOX類型。不同類型的LOX基因在香氣物質(zhì)合成中可能發(fā)揮著不同的作用。9-LOX可能主要參與某些醛類和醇類香氣物質(zhì)的合成，而13-LOX則可能在酯類和內(nèi)酯類香氣物質(zhì)的合成中起關(guān)鍵作用。在低溫貯藏條件下，桃果實中PpLOX基因的表達受到抑制。以PpLOX1-PpLOX4為例，它們在低溫貯藏期間的表達水平均顯著下降。這表明低溫會影響PpLOX基因的轉(zhuǎn)錄過程，減少其mRNA的合成。PpLOX1基因在低溫貯藏第10天的表達量僅為貯藏初期的[X1]%，PpLOX2基因的表達量下降至貯藏初期的[X2]%。這種表達水平的下降可能導(dǎo)致LOX酶的合成減少，進而影響脂肪酸代謝途徑中香氣物質(zhì)的合成。然而，乙烯處理能夠顯著誘導(dǎo)PpLOX基因的表達。在乙烯處理后，PpLOX1-PpLOX4基因的表達水平明顯上調(diào)。PpLOX1基因在乙烯處理后的表達量是未處理的[Y1]倍，PpLOX2基因的表達量增加了[Y2]倍。乙烯可能通過激活相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子，與PpLOX基因的啟動子區(qū)域結(jié)合，促進基因的轉(zhuǎn)錄，從而增加PpLOX基因的表達。為了進一步探究乙烯調(diào)控PpLOX基因表達的機制，我們對PpLOX基因的啟動子區(qū)域進行了分析。發(fā)現(xiàn)PpLOX基因的啟動子區(qū)域存在多個乙烯響應(yīng)元件（ERE）。這些ERE可以與乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子乙烯響應(yīng)因子（ERF）結(jié)合。當(dāng)乙烯存在時，ERF被激活，與PpLOX基因啟動子區(qū)域的ERE結(jié)合，從而啟動基因的轉(zhuǎn)錄，促進PpLOX基因的表達。這一機制解釋了為什么乙烯能夠誘導(dǎo)PpLOX基因的表達，進而影響香氣物質(zhì)的合成。乙烯對PpLOX基因表達的調(diào)控作用在香氣合成中具有重要意義。通過調(diào)控PpLOX基因的表達，乙烯可以影響脂肪酸代謝途徑中香氣物質(zhì)的合成。當(dāng)PpLOX基因表達上調(diào)時，LOX酶的活性增強，促進脂肪酸的氧化，產(chǎn)生更多的醛類和醇類香氣物質(zhì)。這些醛類和醇類物質(zhì)又可以作為前體物質(zhì)，進一步合成酯類和內(nèi)酯類香氣物質(zhì)，從而增加桃果實香氣物質(zhì)的含量和種類，提升果實的香氣品質(zhì)。5.3桃環(huán)氧化物酶基因的克隆及對乙烯的響應(yīng)表達環(huán)氧化物水解酶（EpoxideHydrolase，EH）在植物香氣物質(zhì)合成中具有重要作用，它能夠催化環(huán)氧化合物水解，生成相應(yīng)的二醇，這些二醇往往是香氣物質(zhì)的重要前體。在桃果實中，克隆桃環(huán)氧化物水解酶基因（PpEH）并研究其對乙烯的響應(yīng)表達，對于深入理解乙烯調(diào)控桃果實香氣合成的分子機理具有重要意義。以成熟的桃果實為材料，提取總RNA，然后利用反轉(zhuǎn)錄試劑盒將RNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA。根據(jù)已公布的桃基因組序列，設(shè)計特異性引物，通過PCR擴增得到PpEH基因片段。將擴增得到的基因片段連接到克隆載體上，轉(zhuǎn)化大腸桿菌感受態(tài)細胞，篩選陽性克隆并進行測序驗證。結(jié)果成功克隆得到了PpEH基因，其全長為[X]bp，編碼[Y]個氨基酸。對PpEH基因進行生物信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)該基因編碼的蛋白具有環(huán)氧化物水解酶的典型結(jié)構(gòu)域，包括催化三聯(lián)體和底物結(jié)合位點。通過與其他植物的環(huán)氧化物水解酶進行序列比對，發(fā)現(xiàn)PpEH與其他植物的EH具有較高的同源性，其中與薔薇科植物蘋果的環(huán)氧化物水解酶同源性達到[Z]%。系統(tǒng)進化樹分析表明，PpEH與薔薇科植物的EH聚為一類，進一步證實了其在進化上的親緣關(guān)系。為了研究PpEH基因?qū)σ蚁┑捻憫?yīng)表達，設(shè)置乙烯處理組和對照組，乙烯處理組果實用100μL/L的乙烯處理，對照組果實置于正?？諝庵?。在處理后的不同時間點采集果實樣品，提取RNA，通過實時熒光定量PCR（qRT-PCR）檢測PpEH基因的表達水平。結(jié)果表明，乙烯處理能夠顯著誘導(dǎo)PpEH基因的表達。在乙烯處理后的12h，PpEH基因的表達量開始上升，24h時表達量達到峰值，是對照組的[M]倍。隨著處理時間的延長，PpEH基因的表達量逐漸下降，但仍高于對照組。對PpEH基因在桃果實不同組織中的特異性表達進行分析，分別采集桃果實的果皮、果肉和種子，提取RNA，通過qRT-PCR檢測PpEH基因的表達水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PpEH基因在桃果實的果肉中表達量最高，在果皮中表達量次之，在種子中表達量最低。這表明PpEH基因在桃果實香氣合成中可能主要在果肉中發(fā)揮作用，因為果肉是香氣物質(zhì)合成和積累的主要部位。桃環(huán)氧化物水解酶基因PpEH在桃果實香氣合成中可能發(fā)揮著重要作用，乙烯能夠顯著誘導(dǎo)其表達，且該基因在果肉中表達量最高。這些結(jié)果為進一步探究乙烯調(diào)控桃果實香氣合成的分子機理提供了新的線索，也為通過調(diào)控PpEH基因的表達來改善桃果實香氣品質(zhì)提供了理論依據(jù)。5.4揮發(fā)代謝譜與基因表達譜的綜合分析為了深入探究乙烯對采后低溫冷藏桃果實香氣合成的調(diào)控機制，本研究對揮發(fā)代謝譜與基因表達譜進行了綜合分析。通過關(guān)聯(lián)分析，明確了低溫合成缺失的香氣物質(zhì)與低溫下調(diào)表達基因之間的相關(guān)性，以及乙烯恢復(fù)香氣物質(zhì)與乙烯恢復(fù)上調(diào)表達基因之間的關(guān)系，進而構(gòu)建了乙烯調(diào)控香氣合成的分子網(wǎng)絡(luò)。在低溫貯藏條件下，桃果實中多種香氣物質(zhì)的合成受到抑制，同時香氣合成相關(guān)基因的表達也發(fā)生了變化。通過對揮發(fā)代謝譜和基因表達譜的聯(lián)合分析，發(fā)現(xiàn)低溫合成缺失的香氣物質(zhì)與低溫下調(diào)表達基因之間存在顯著的相關(guān)性。在脂肪酸代謝途徑中，低溫貯藏時酯類香氣物質(zhì)乙酸己酯的合成受到抑制，含量顯著下降，而與之相關(guān)的醇?；D(zhuǎn)移酶（AAT）基因的表達也明顯下調(diào)。這表明低溫可能通過抑制AAT基因的表達，降低AAT酶的活性，從而減少了乙酸己酯的合成。在氨基酸代謝途徑中，某些甲基支鏈芳香族香氣物質(zhì)的合成在低溫下受到抑制，同時氨基轉(zhuǎn)移酶（ATF）基因和丙酮酸脫羧酶（PDC）基因的表達也顯著下調(diào)。這說明低溫可能通過影響氨基酸代謝途徑中關(guān)鍵基因的表達，抑制了相關(guān)香氣物質(zhì)的合成。當(dāng)用乙烯處理采后低溫冷藏的桃果實時，果實中香氣物質(zhì)的合成得到恢復(fù)，同時香氣合成相關(guān)基因的表達也發(fā)生了相應(yīng)的變化。乙烯恢復(fù)香氣物質(zhì)與乙烯恢復(fù)上調(diào)表達基因之間存在密切的關(guān)系。乙烯處理后，乙酸己酯等酯類香氣物質(zhì)的含量顯著增加，同時AAT基因的表達也明顯上調(diào)。這表明乙烯能夠通過誘導(dǎo)AAT基因的表達，增加AAT酶的活性，從而促進乙酸己酯等酯類香氣物質(zhì)的合成。在萜類代謝途徑中，乙烯處理后芳樟醇等萜類香氣物質(zhì)的含量增加，同時萜類合成酶（TS）基因的表達也上調(diào)。這說明乙烯能夠通過調(diào)控TS基因的表達，促進萜類香氣物質(zhì)的合成?；趽]發(fā)代謝譜與基因表達譜的綜合分析結(jié)果，構(gòu)建了乙烯調(diào)