桃果实着色期糖组分与果皮花青苷含量的相关性分析

徐理洲， 张 颖， 熊孝涛， 唐 丽

(中南林业科技大学， 湖南 长沙 410004)

菁香桃Amygdaluspersica“Jingxiangtao”为蔷薇科Rasaceae桃属Amygdalus植物，该品种具有结果早、收益快、高产量，果实具“绿、脆、甜”及晚熟的特点，是针对地方中晚熟桃品种资源短缺及现有品种存在的缺点，为提高桃树单产水平和改善产品质量、延长果品的市场供应期的新品种。

桃果实成熟时，果皮色泽一般常常呈现为黄色、红色等，桃果皮细胞中花青苷的合成需要足够的糖成分为果皮色泽的转化提供基础，桃果实花青苷种类有Cy-3-葡萄糖苷，Cy-3-芸香糖苷[1-2]，果肉细胞内可溶性糖主要为蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇[3]。同时有人认为果实着红色与糖含量关系不大，红色品种和黄色品种成熟期间果实中蔗糖的变化不大[4-5]。而菁香桃果实果皮呈现绿色，那么针对其糖组分与花青苷之间的相关性研究十分必要。本实验以菁香桃、衡阳水蜜桃、大久保及炎陵黄桃为试材，分析果皮花青苷、果实可溶性糖含量变化，并探讨二者之间的相互关系，研究桃果实色泽形成机制的影响因素。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试剂

试验于2018年6月至2020年5月在中南林业科技大学进行，材料为5年生的菁香桃品种、衡山水蜜桃品种、大久保品种及炎陵黄桃品种，均采自湖南衡阳市雨母山示范种植基地(海拔20m，年均温16.7℃，年降雨量1442.3mm，年日照时数1369.5h，无霜期286.3d)。株行距4.0m×4.0m，行向为东西向，栽培管理一致。自盛花后17d开始直至果实成熟。每个品种随机选取生长状况基本一致的植株，每隔10d取样1次，取样时间为8:00—9:00。采样时在树体相同部位随机取4个均匀一致的果实作混合样品，重复4次，桃品种果实基本性状见表1。

1.2 试验方法

果实采摘完毕后，立即运回中南林业科技大学林学院实验室，放置于内衬报纸的塑料筐中，然后放置于温度为(1±1)℃的冷库中进行长期冷藏。分别隔7 d取样，将所取样品放置于-70 ℃的超低温冰箱中，以备测定其蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇含量之用。每处理设3次重复，每重复10个果实。

1.2.1 糖组分与糖含量测量 参考刘金[6]，郭雪峰等[7]实验设计方法，用液氮研磨样品，准确称取3g果实，加入15mL 80%乙醇，35℃水浴20min，6500rpm离心15min，将离心所得上清液转至25mL容量瓶中，余下的沉淀再加入80%提取2次，合并上清液定容至25mL，每个样品重复3次。取10mL提取液于旋转蒸汽仪，35℃蒸干，用2mL双蒸馏水定容，6500rpm离心10min，收集上清液，待测。使用氨基柱250×4.6mm，流动相A为水溶液，B为乙腈，A∶B=20∶80。进样量为10μL，流速为0.9mL·min-1，柱温为28℃。

用双蒸水配制蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇的单标溶液，使各自的质量浓度均为50mg·mL-1，分别取5 种单标溶液制备成0.05、0.10、0.20、0.80、1.00mg·mL-1的混标溶液，取各质量浓度的混标溶液进行液相色谱分析，进样量为10μL，重复3次，以标准品质量浓度为横坐标(X)、标准品峰面积为纵坐标(Y)绘制标准曲线。将处理后的样品溶液进行液相色谱分析，进样量为10μL，采用外标法定量，测定蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇含量。

1.2.2 果皮花青苷含量测定 参考骆军等[8]的方法测定4个不同品种桃果实的果皮花青苷含量。用刮皮刀取1mm厚度的果皮样品，并称取果皮样品1g，加入10mL 0.5%的盐酸-甲醇，并静置40min后，装入20mL离心管中，放入离心机离心10min，12000r·min-1，取1.5mL上清液，在紫外分光光度计520～700nm之间测其吸光度值，每个样品设3次重复，每重复10个果实。

采用高效液相色谱仪分析：进样量5μm，柱温40℃，检测波长520nm，流速1.0mL·min-1；流动相为溶液A(甲醇)和溶液B(10%甲酸溶液)，利用溶液A进行梯度洗脱：0min，17%；15min，35%；20min，37%；25min，100%。桃果皮中的花青苷主要是Cy-3-葡萄糖苷及少量的Cy-2-3-2-芸香苷，试验中将以花青苷含量之和计算。

1.3 数据分析

采用Excel 2017进行基础数据的整理和作图，利用SPSS 17.0进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 桃果实糖组分含量变化

从图1可知，不同桃果实糖组分含量均呈显著差异，4个不同桃果实中均可分离出蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇。与其他品种相比，菁香桃果实与炎陵黄桃果实出峰曲线较为一致，衡阳水蜜桃果实中主要含有蔗糖、果糖、山梨醇3种可溶性糖，大久保果实中主要含有蔗糖、山梨醇2种可溶性糖。按色谱图峰值面积计算得出，所测得4个不同桃品种糖组分中果糖、葡萄糖含量最高，蔗糖含量次之，山梨醇含量最低。

由图2可知，4个不同品种桃果实蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇含量均从花后15d呈显著增长趋势，但山梨醇含量呈下降趋势。结果表明：在4个不同品种桃果实发育早期，山梨醇占据糖含量主导成分，占总糖含量38.79%～43.40%；在果实发育中期，果糖与葡萄糖含量相互作用，分别占总糖含量的35.92%～45.74%、28.01%～31.09%；之后果实成熟期，蔗糖含量居于主导地位并保持相对稳定，其含量显著高于葡萄糖、蔗糖和山梨醇，占总糖含量48.76%～53.61%。

综合上所述，4个不同品种桃果实发育过程中蔗糖和葡萄糖含量的动态变化较为显著，在果实发育后期果糖含量均保持相对稳定，而蔗糖含量仍然呈增加趋势，说明在果实发育过程中果糖与葡萄糖的积累为果皮色素与果皮相关酶提供了转化动力，在果实发育后期，蔗糖的不断累积说明其在果皮相关酶的形成中具有显著作用，并且果实中部分果糖和葡萄糖在果皮相关酶的催化下转化为蔗糖。

2.2 桃果皮花青苷含量变化

从图3可知，4个不同品种桃果实均检测出Cy-3-葡萄糖苷和Cy-3-芸香糖苷2种主要花青苷。由出峰图可知，绿色品种与非绿色品种果皮含量对比中，绿色品种Cy-3-葡萄糖苷含量显著高于非绿色品种，因此，菁香桃果实色泽区别于其他品种的2种花青苷中，Cy-3-葡萄糖苷是最主要影响因素。

从图4可知，菁香桃绿果皮中检测到花青苷含量明显比其他品种果皮花青苷含量低，花后60d时，衡阳水蜜桃和炎陵黄桃果皮花青苷含量达到峰值，分别为23.43mg·g-1和12.55mg·g-1，而菁香桃(7.22mg·g-1)和大久保(21.33mg·g-1)则分别于花后70d、花后50d达到峰值；花后70～110d，各桃品种果皮花青苷含量迅速递减，至花后110d时，衡阳水蜜桃花青苷含量较高，为9.35mg·g-1，菁香桃果皮花青苷含量最低，为0.77mg·g-1；花后110～170d，四个桃品种果皮花青苷缓慢递减，其中，炎陵黄桃、大久保和菁香桃品种果皮花青苷均有起伏，直至成熟时，不同桃品种果皮花青苷含量排序为：衡阳水蜜桃(4.48mg·g-1)>大久保(3.44mg·g-1)>炎陵黄桃(3.13mg·g-1)>菁香桃(0.73mg·g-1)。

2.3 桃果实着色期糖组分与果皮花青苷的相关性

不同桃果实果皮花青苷及相关系素进行相关比较分析(见表2)，结果表明：菁香桃蔗糖、山梨醇及类胡萝卜素与花青苷呈显著正相关(分别为r=0.819**、r=0.810**、r=0.771**)而其总糖与花青苷呈显著负相关；衡阳水蜜桃叶绿素与花青苷含量呈显著负相关(r=-0.867**)；大久保花。青苷含量与其果糖呈显著正相关(r=0.809**)，而与山梨醇呈显著负相关(r=-0.764**)。

表2 桃果实着色期果皮花青苷含量及相关系数Tab.2 Anthocyanin content in peach peel during fruit coloring 相关系数菁香桃花青苷含量衡阳水蜜桃花青苷含量大久保花青苷含量炎陵黄桃花青苷含量蔗糖0.819∗∗0.1090.7910.294葡萄糖-0.4480.1180.6730.294果糖-0.4860.0180.809∗∗0.367山梨醇0.810∗∗-0.155-0.764∗∗-0.342总糖-0.714∗∗-0.1210.0670.198 注: ∗∗呈相关性显著(P>0.01),∗呈相关性显著(P>0.05).

3 结论与讨论

(1)通过对同一生长阶段不同品种的花青苷含量和各糖组分含量进行相关性分析，结果表明: 桃果实糖组分以蔗糖为主，山梨醇含量最小，与黄丽萍等[9]研究结果一致。一般来说，花青苷在未成熟的果实中才会大量积累，而在成熟过程中逐渐消失，比如苹果[10-11]、香蕉[12]和草莓[13]都是如此，在本实验中我们发现桃果实成熟过程中，原花青苷含量在下降，这与之前油桃中发现的规律是不一致的[14-15]。同时，杜纪红[1]认为果实着色与糖含量关系不大，表明糖含量只在一定阈值范围内影响着色，超过一定阈值后，则花青苷含量取决于基因。章秋平等[16]研究中，红肉桃品种花色苷平均含量显著高于白肉和黄肉品种，其中，豫白和NJC83在果实发育前期果皮均呈现绿色，直至成熟时果皮分别呈现出纯白色和金黄色。表明不同桃类着色情况差异较大，应季红桃类水果与菁香桃品种的着色差异性显著，菁香桃果皮呈现为绿色，花色苷含量在果实生长发育过程中含量很低。本试验结果表明，大久保花青苷与果糖呈显著正相关，而其蔗糖含量与花青苷的相关性则未到达极显著水平，而菁香桃花青苷则与蔗糖呈显著正相关，说明糖含量只是一定物质条件，当果实糖含量积累到定量，则转化为相关成分的花青苷，从而影响果实着色。其他桃品种果糖成分对果实花青苷的影响比重较大，这也是菁香桃色泽成分与其他品种色泽不同的原因。

(2)从果实着色过程中各糖含量的变化来看，衡阳水蜜桃和大久保的花青苷含量迅速增加的同时，蔗糖含量增加且增幅较大；而炎陵黄桃和菁香桃的花青苷含量虽有所增加，总体含量低，其蔗糖含量增幅则较大，说明蔗糖在炎陵黄桃和菁香桃果实着色过程中对促进花青苷的合成作用较小。这一结果与苹果、拟南芥的相关研究报道不一致[17-18]，因此，应对新品种果实内部机理进行进一步研究。蔗糖是桃果皮碳水积累的主要形式， 果实成熟时，桃果皮中可溶性糖主要是蔗糖， 果糖和葡萄糖次之， 山梨醇含量最少[19-20]，这与本试验中菁香桃的研究结果相一致，但与衡阳水蜜桃、大久保和炎陵黄桃的研究结果还存在一定差异性。山梨醇在整个生长发育期的含量均较低，但还有一定的生长规律。本试验中山梨醇在生长发育初期含量较高，并在硬核期到第二次快速膨大期过渡时达到最大值，在果实到达成熟期后其含量逐渐降低。不同品种桃果实中葡萄糖和果糖的比例不同，其基本范围为0.8～1.0[21]。本实验结果表明：桃果实生长进入成熟期后，4个不同桃品种果实中山梨醇、果糖和葡萄糖的积累量均降低， 主要是由于山梨醇进一步降解生成葡萄糖和果糖，而花青苷中仅与菁香桃蔗糖含量呈显著正相关，与其他品种的相关性不显著，因此应对菁香桃的绿色果皮色素及果皮相关酶进行基因工程研究，以期对青皮桃的栽培管理提供参考。