孙磊，王晓玥，王慧玲，闫爱玲，张国军，任建成，徐海英

不同砧木对鲜食葡萄生长和香气品质的影响

孙磊1，王晓玥2，王慧玲3，闫爱玲1，张国军1，任建成1，徐海英1*

1北京市林业果树科学研究院，北京 100093；2北京市落叶果树工程技术研究中心，北京 100093；3农业部华北园艺作物生物学与种质创制重点实验室，北京 100093

【目的】研究葡萄玫瑰香味性状，为生产中筛选合适的砧木以及相关配套栽培技术提供依据。【方法】将早熟玫瑰香味葡萄品种‘瑞都香玉’和‘瑞都红玉’嫁接在5种砧木（110R、1103P、SO4、3309M、5BB）上，以自根苗为对照，形成10个砧穗组合。以成熟期果实为试材，采用顶空固相微萃取的方法，借助气相色谱-质谱联用仪检测果实中挥发性香气化合物和糖苷结合态化合物的种类和含量，依据NIST11谱库和化合物保留指数进行化合物定性，建立标准曲线进行化合物的定量和半定量。比较不同砧穗组合葡萄果实香气含量的差异，并进行主成分分析、回归分析和香气轮廓分析。【结果】就香气化合物种类而言，各种组合一共检测到56种游离态化合物和33种糖苷结合态化合物。其中，5BB对两个品种的游离态香气化合物种类没有影响，瑞都香玉/3309M中未检测到2-甲基-3-丁烯-2-醇、庚醛和3-甲基丁醛，瑞都红玉/3309M中未检测到1-己醇和-大马士酮。此外，就香气化合物含量而言，1103P、110R和SO4可显著增加‘瑞都香玉’果实中游离态萜烯化合物总量，而5BB对‘瑞都香玉’各类游离态化合物的浓度表现出显著的抑制作用。5种砧木都可以提高‘瑞都红玉’果实中游离态萜烯化合物总量，但对两个品种果实中糖苷结合态化合物的影响都不显著。利用主成分分析可以明显将两个品种区分开。回归分析表明，1-己醇、香叶酸和里那醇是‘瑞都红玉’各种砧穗组合中共有的特征化合物。从香气轮廓上看，110R、1103P、SO4和3309M对‘瑞都香玉’果实中柑橘香和其他花香的贡献显著高于自根苗，而5BB则对‘瑞都红玉’果实中的花香贡献最大。【结论】为充分发挥香气品质，推荐使用110R、1103P和SO4作为‘瑞都香玉’的砧木，不建议使用5BB作为‘瑞都香玉’的砧木；110R、1103P、SO4、5BB和3309M都适合用作‘瑞都红玉’的砧木。

葡萄；砧木；嫁接；香气

0 引言

【研究意义】葡萄生产在中国果树产业中具有比较重要的价值和地位，我国自2015年起就已经成为世界鲜食葡萄的最大生产国。香气是鲜食葡萄的重要品质性状，为发挥和利用香味品种的特点，让香味性状充分体现，研究和比较不同砧木对玫瑰香味葡萄品种果实香气化合物种类和含量的影响，可为产业上选配合适的砧穗组合提供依据。【前人研究进展】‘瑞都香玉’和‘瑞都红玉’含有丰富的萜烯类化合物而呈现出玫瑰香味[1]，‘瑞都香玉’在果实发育过程中，单萜中的橙花醇、香叶醇含量在成熟初期达到最大值，而里那醇、萜品醇含量在成熟中期达到峰值[2]。当前葡萄栽培中的砧木品种主要有5BB、SO4、110R、101-14、3309M等，前人主要研究了不同砧木对接穗品种生长势、产量、生理生化指标、花青素和氨基酸的影响，近几年才开始关注砧木对葡萄香气品质的影响，比如WANG等[3]研究发现‘赤霞珠’嫁接在1616C、SO4、125AA、Cosmo2和5BB上积累的挥发性化合物含量更高；而嫁接在5A、Freedom、1447P、5C、99R和1103P上，果实品质和香气化合物含量更低。CHENG等[4]比较了‘霞多丽’品种在不同砧木之间挥发性化合物和糖苷结合态化合物的差异，发现1103P可以显著提高游离态醛酮类化合物的含量。‘金手指’嫁接在SO4和3309C上，果实中-2-己烯醛和己醛的含量增加[5]，而‘夏黑’嫁接在SO4上主要降低了酯类化合物的含量[6]。【本研究切入点】砧木调控葡萄果实香气的研究较少，报道集中于酿酒葡萄，虽然有一些研究者选择鲜食品种为材料，但尚未深入比较砧木对不同类型香气化合物种类和含量的影响，缺乏对游离态和结合态化合物以及香气贡献值的分析。【拟解决的关键问题】通过气相色谱-质谱联用技术（GC-MS），采用顶空固相微萃取的方法，检测不同砧穗组合中‘瑞都香玉’和‘瑞都红玉’果实中游离态化合物和糖苷结合态化合物的种类和含量。综合分析比较不同砧穗组合与自根苗的差异，筛选出有利于香气化合物积累的砧木，为产业提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

本研究田间采样地点位于北京市平谷区马昌营镇前芮营村，采样时间为2019年。葡萄园采用简易避雨、地表覆盖园艺地布和滴灌供水管理模式，机械埋土越冬。香气检测在北京市林业果树科学研究院进行。

1.2 试验材料和试剂

接穗品种为欧亚种（）鲜食葡萄‘瑞都香玉’[7]和‘瑞都红玉’[8]，由北京市林业果树科学研究院选育。砧木品种分别为河岸葡萄（）×沙地葡萄（）组合选育的3309M，抗根瘤蚜、耐盐碱。冬葡萄（）×沙地葡萄（）组合选育的1103P和110R，耐盐碱、耐旱。冬葡萄（）×河岸葡萄（）组合选育的5BB和SO4，抗根结线虫、耐旱。共组成10种砧穗组合：瑞都香玉/3309M、瑞都香玉/1103P、瑞都香玉/110R、瑞都香玉/5BB、瑞都香玉/SO4、瑞都红玉/3309M、瑞都红玉/1103P、瑞都红玉/110R、瑞都红玉/5BB、瑞都红玉/SO4，以‘瑞都香玉’和‘瑞都红玉’自根苗作为对照，接穗品种名称在图表中使用简写：‘瑞都香玉’-XY，‘瑞都红玉’-HY。2017年4月，砧木和自根苗定植，6月嫁接，栽培架式为篱架T型（顺行平棚架），树形为顺行水平龙干形[9]，南北向种植，株行距为2 m×3 m。

标准品包括1-己醇、（）-3-己烯-1-醇、（）-3-己烯-1-醇、（）-2-己烯-1-醇、（）-2-己烯-1-醇、1-戊醇、3-辛醇、正辛醇、-苯乙醇、己醛、（）-2-己烯醛、（）-2-庚醛、苯甲醛、（,）-2,6-壬二酸、己酸、月桂烯、柠檬醛、柠檬烯、里那醇、-松油醇、4-松油醇、-香茅醇、香茅醛、香叶醇、-紫罗兰酮和4-甲基-2-戊醇均购自Sigma-Aldrich公司，用于结合态化合物提取的固相萃取柱Cleanert PEP-SPE column购自天津博纳艾杰尔科技有限公司（中国）。

1.3 方法

1.3.1 取样及处理 同一处理4株为一小区，随机区组试验，每小区选取长势基本一致的3株树，3个小区重复。2019年8月底，每个处理于树体东、西两侧各部位随机采取68穗果实带回实验室进行果实重量、可溶性固形物以及可滴定酸的测定。采用数显糖度计（Atago，PAL-1）测定可溶性固形物（TSS），读取5个数据；0.1 mol·L-1NaOH滴定法测定可滴定酸，3次重复。

1.3.2 游离态和结合态香气化合物提取 游离态：将放置于-80℃超低温冰箱中的葡萄果实取出，称量50 g用于香气提取分析。用液氮迅速冷冻，剪掉果梗、去籽；之后加入0.5 g D-葡萄糖酸内酯，抑制糖苷酶活性，加入2 g交联聚乙烯基吡咯烷酮（PVPP）防止样品氧化，将葡萄果实打碎成粉末，均匀混合后转移到50 mL离心管中，在室温条件下静置2 h；随后进行离心，转速为8 000 r/min，时间为10 min，离心后将上清液转入50 mL离心管中，取5 mL果汁用于进样及GC-MS分析，每个样品做两个技术重复。剩余果汁于-80℃超低温冰箱中冻存。

结合态：称取1.63 g柠檬酸、0.79 g柠檬酸钠以及16 g氯化钠，加入50 mL蒸馏水，配置成柠檬酸缓冲溶液（pH 5，2 mol∙L-1）；加入10 mL甲醇，而后加入10 mL蒸馏水，活化固相萃取柱；加入澄清葡萄汁2 mL；之后加入2 mL蒸馏水进行洗脱，将葡萄汁样品中含有的极性低分子量物质除掉；加入二氯甲烷5 mL，去除葡萄果汁样品中的游离态香气化合物；加入甲醇20 mL，并用圆底烧瓶收集（50 mL）洗脱出来的液体。将洗脱液体旋转蒸干，条件为：真空下30℃；加入柠檬酸缓冲液（2 mol∙L-1、pH 5）5 mL，对糖苷结合态香气组分进行溶解，需混合均匀；取4.9 mL混合液装入20 mL的样品瓶中，并将样品瓶用带有聚四氟乙烯隔垫的盖子拧紧；加入提前配置好的浓度为100 g∙L-1的糖苷酶（AR 2000）100 μL，放置于40℃恒温培养箱中酶解16 h；以上操作，每个样品需做两个独立重复。

1.3.3 气相色谱条件和定性定量分析 气相色谱与质谱联用的检测条件和香气物质定性定量分析方法参见Sun等[10]，利用全离子扫描图谱，将质谱图与NIST 11谱库检索，并根据已有标准品的色谱保留时间和质谱信息，计算保留指数，进行定性分析。对于有标准品的化合物，利用其相应的标准曲线进行定量，没有标准品的化合物，利用化学结构相似、官能团相似、碳原子数相近的标准品进行半定量。

1.4 数据统计与分析

统计分析使用软件SPSS20.0，香气轮廓雷达图的绘制使用Excel 2019。主成分分析采用XLSTAT 2019进行绘制，聚类热图通过MetaboAnalyst 4.0进行分析绘制，正交偏最小二乘判别分析使用SIMCA-p 14.0软件。

2 结果

2.1 砧木对‘瑞都香玉’和‘瑞都红玉’品种理化指标的影响

两个品种的果实品质指标如表1所示。‘瑞都香玉’组合中，XY/SO4单穗重最大，显著高于XY/ 3309M、XY/5BB和XY；‘瑞都红玉’组合中，HY/110R单穗重最大，显著高于HY/3309M、HY/SO4和HY。‘瑞都香玉’各组合单粒重在5.3—6.4 g；‘瑞都红玉’各组合差异很小，单粒重在5.0—5.5 g。XY/5BB的可溶性固形物含量显著高于自根苗，其他组合与自根苗相比无显著性差异，而且各种砧穗组合中可滴定酸含量无显著差异。‘瑞都红玉’各组合和自根苗之间的可溶性固形物含量无显著差异，而各砧穗组合的可滴定酸含量显著高于自根苗。‘瑞都红玉’组合中自根苗固酸比最高，‘瑞都香玉’组合中固酸比最高为XY/5BB。综合而言，5种砧木品种均提高了‘瑞都红玉’的可滴定酸含量，砧木5BB提高了‘瑞都香玉’果实的可溶性固形物含量。

表1 不同砧穗组合的理化指标

Table 1 Physiochemical properties of different scion-rootstock combinations

同列不同小写字母表示样品之间具有显著性差异（＜0.05）。下同

Different lowercase letters in the same column indicate significant difference (<0.05).The same as below

2.2 不同砧穗组合中游离态和结合态化合物的特征

用于定量的标准化合物和标准曲线见附表1，在‘瑞都香玉’和‘瑞都红玉’两个品种的成熟期果实中，共检测到56种游离态化合物，如表2和表3所示。根据其化学结构可分为10种C6/C9化合物、8种醇类化合物、3种脂肪酸类化合物、6种醛酮类化合物、4种C13降异戊二烯类化合物和25种萜烯类化合物。

从游离态化合物的种类看，两个品种嫁接在5BB上，都能检测到56种化合物，其他4种砧木都会影响嫁接后果实中化合物种类，如在XY/3309M中未检测到2甲基-3-丁烯-2-醇、庚醛和3-甲基丁醛，在XY/1103P、XY/110R、XY/SO4中均未检测到2甲基-3-丁烯-2-醇和庚醛两种物质。

对‘瑞都香玉’而言，5BB对各类游离态化合物的浓度表现出显著的抑制作用，其余4种砧木均能促进游离态化合物总量的积累。其中1103P、110R和SO4对萜烯类化合物的积累具有显著的促进作用，比如里那醇、月桂烯、氧化玫瑰、氧化里那醇的含量都是自根苗的2倍以上，-柠檬烯、-顺式罗勒烯、橙花醇、香叶醇、香茅醇、-水芹烯的含量都是自根苗的3倍以上，而-松油醇和脱氢里那醇含量则达到自根苗的6倍以上。

对‘瑞都红玉’而言，5种砧木均可提高果实中里那醇的含量，对照中含量为211.68 μg∙L-1，砧穗组合中的含量为502.77—745.76 μg∙L-1。除1103P外，其余4种砧木可明显抑制1-己醇、E-2-己烯醇、3-甲基丁醛、6-甲基-5-庚烯-2-醇、香叶醇以及降异戊二烯总量的积累。如自根苗和1103P中1-己醇含量为分别为368.05和324.30 μg∙L-1，而在其他4种砧木中的含量为0—26.96 μg∙L-1。自根苗中降异戊二烯总量为70.27 μg∙L-1，其他4种砧木中含量在12.7—23.887 μg∙L-1。

在‘瑞都香玉’和‘瑞都红玉’两个品种的成熟果实中，分别检测到30种和33种糖苷结合态化合物，包括24种萜烯类化合物、7种醇类和2种C6化合物，其中，‘瑞都香玉’中没有检测到反式-2己烯醛、顺式-3-己烯醛和6-甲基-5-庚烯-2-醇，如表4和表5所示。对‘瑞都香玉’而言，5种砧木对所有化合物的影响都较小。5种砧木均降低了‘瑞都红玉’反式-2-己烯醛含量以及萜烯类化合物的总量。

2.3 香气化合物主成分分析

为了研究不同砧木对香味物质的影响，解析不同砧穗组合下的特征香气成分，对游离态化合物和结合态化合物分别开展主成分分析（PCA）。从游离态化合物的PCA分析结果（图1-A）可以看出，第一主成分贡献率为86.04%，第二主成分贡献率为4.97%，PC1可以很好地将‘瑞都香玉’中的4种砧穗组合与‘瑞都香玉’自根苗和‘瑞都红玉’所有组合区分开。从化合物分布的情况来看，大部分化合物集中分布在第一、四象限，萜烯类化合物集中分布于第四象限，与XY/1103P、XY/110R、XY/SO4分布重叠在一起。

从糖苷结合态化合物的PCA分析结果看（图1-B），第一主成分贡献率为48.71%，第二主成分贡献率为22.51%，第一主成分可以很好地将两个品种的砧穗组合分开，‘瑞都红玉’自根苗和各砧穗组合全部集中分布在坐标左侧，‘瑞都香玉’自根苗和各砧穗组合全部集中分布在坐标右侧。从化合物分布的情况来看，结合态萜烯化合物主要分布在第一、二象限，其他结合态化合物主要分布在第三、四象限，其中‘瑞都香玉’各砧穗组合与萜烯化合物分布重叠。

表2 ‘瑞都香玉’砧穗组合中游离态化合物的浓度

Table 2 The concentration of free compounds in Ruiduxiangyu (µg∙L-1)

续表2 Continued table 2

同行不同小写字母表示样品之间具有显著性差异（＜0.05）。下同

Different lowercase letters of the same line indicate significant difference (<0.05).The same as below

表3 ‘瑞都红玉’组合中游离态化合物的浓度

Table 3 The concentration of free compounds in Ruiduhongyu (µg∙L-1)

续表3 Continued table 3

表4 ‘瑞都香玉’组合中结合态化合物的浓度

Table 4 The concentration of glycoside-bound compounds in Ruiduxiangyu (µg∙L-1)

表5 ‘瑞都红玉’组合中结合态化合物的浓度

Table 5 The concentration of glycoside-bound compounds in Ruiduhongyu (µg∙L-1)

图A：游离态化合物。F1—F10：C6/C9化合物；F11—F18：醇类；F19—F21：脂肪酸；F22—F27：醛酮类；F28—F31：降异戊二烯类；F32—F56：萜烯类。B：结合态化合物。B1—B2：C6/C9化合物；B3—B9：醇类；B10—B33：萜烯类

A: Free compound.F1-F10: C6/C9 compounds; F11-F18: Alcohols; F19-F21: Fatty acids; F22-F27: Carbonyl compound; F28-F31: Norisoprenoids; F32-F56: Terpenoids.B: Bound compound.B1-B2: C6/C9 compounds; B3-B9: Alcohols; B10-B33: Terpenoids

图1 不同砧穗组合化合物的主成分分析

Fig.1 PCA Analysis of compounds in different scion-rootstock combination

2.4 不同砧穗组合中特征化合物的回归分析

针对两个品种各种砧穗组合中的游离态化合物开展正交偏最小二乘法分析（OPLS-DA）。对‘瑞都香玉’而言，XY/3309M中筛选不到特征化合物，其他4种砧木均能筛选出特征化合物，从回归模型得分图上可以看出4种砧木非常明显地将其他砧穗组合区分开（附图1）。拟合度检验之后的R2X、R2Y、Q2Y值均在0.764—0.992，表明该回归模型有较好的预测能力（表6）。嫁接苗和自根苗之间的特征化合物变量分析表明，在各个砧穗组合中共有18种VIP得分大于1的特征化合物，其中有5个特征化合物从XY/1103P中筛选出来，分别为2-己烯醛、里那醇、己醛、萜品油烯和-月桂烯；有9个特征化合物从XY/110R中筛选出来，比XY/1103P多了（）-2-己烯醇、1-己醇、香叶酸和醋酸；有6个特征化合物从XY/5BB中筛选出来，有14个特征化合物从XY/SO4中筛选出来。2-己烯醛、里那醇、己醛是4种砧穗组合的共有特征化合物（附表2）。

对‘瑞都红玉’而言，所有5种砧木都能筛选出特征化合物。拟合度检验之后的R2X、R2Y、Q2Y值都在0.498—0.946。其中，1-己醇、香叶酸和里那醇是所有砧穗组合中共有的特征化合物（附表2、附图2）。

表6 各砧穗组合中游离态化合物的正交偏最小二乘法验证

Table 6 Validation of OPLS-DA models on free form compounds for the comparison between each grafted vine and others

2.5 不同砧穗组合的香气轮廓分析

香气值（odor activity value，OAV）是评价葡萄及葡萄酒中挥发性成分对香气贡献的一个常规指标，通常由挥发性成分的浓度除以其感官阈值得到，当化合物OAV>1时认为该化合物对整体的香气起到贡献作用；且OAV值越大，贡献也越大。化合物的感官阈值与香气描述均参考已发表的文献[11-18]（附表3），化合物溶解介质为水溶液，计算所有样品的每个化合物的OAV值，筛选OAV值大于1的化合物（附表4—7），并将化合物按其气味特征进行分类，对样品的香气轮廓进行模拟。将葡萄香气类型分为10类：1=玫瑰香、2=青草香、3=柠檬香、4=柑橘香、5=薄荷味、6=蘑菇味、7=脂肪味、8=甜味、9=其他花香、10=其他果香。

在‘瑞都香玉’品种的游离态香气化合物中，共有24种化合物的浓度大于阈值，己醛、3-己醛、-大马酮、-氧化玫瑰、氧化玫瑰、里那醇、-月桂烯等具有非常高的香气值，赋予葡萄青草香、玫瑰香、柑橘香等其他花香和果香等香气特征。在‘瑞都红玉’品种的游离态香气物质中，共有14种化合物浓度大于阈值，-2-壬烯醛、-氧化玫瑰、氧化玫瑰、里那醇等具有较高的香气值。

从图2-a可以看出，‘瑞都香玉’嫁接苗和自根苗香气轮廓基本一致，主要由青草香、柑橘香、其他花香和其他果香构成，除XY/5BB外，其他4种砧木的青草香、柑橘香、其他花香和其他果香味均显著高于自根苗，其中XY/1103P中己醛的香气值高达2205.31，里那醇的香气值高达1 979.61。‘瑞都红玉’品种的嫁接苗和自根苗的香气轮廓基本一致，主要由柑橘香、其他花香和其他果香构成，5种砧木的柑橘香、花香与果香均显著高于自根苗，且HY/5BB的香味最高。

在‘瑞都香玉’和‘瑞都红玉’的结合态香气物质中，共有6种化合物浓度大于阈值，-氧化玫瑰和氧化玫瑰具有较高的香气值，可赋予葡萄玫瑰香的香气特征。从图2-b可看出，两个品种不同砧穗组合香味类型基本一致，XY/3309M、XY/5BB、XY/SO4的玫瑰香味显著高于自根苗，其他香味均无显著性差异，HY/5BB的玫瑰香味显著高于自根苗。

3 讨论

3.1 不同砧木影响葡萄果实生长和理化指标

近年来，嫁接技术在许多国家得到广泛应用，葡萄砧木的使用提高了抗逆性，扩大了葡萄的栽培地域和面积。砧木对葡萄生长发育和浆果品质有一定的影响，因此，砧穗组合的研究一直受到关注。魏灵珠等[19]研究了鲜食葡萄品种‘新雅’嫁接在20种不同砧木上的表现，发现5BB和101-14显著提高了果穗重。本研究发现，‘瑞都香玉’嫁接在SO4上，果穗重显著高于自根苗，而‘瑞都红玉’嫁接在110R上，果穗重显著高于自根苗，只有3309M对两个品种的果实重量无显著影响。REYNOLDS等[20]发现5BB、SO4、5C和3309C可以提高葡萄可溶性固形物含量（TSS），但对可滴定酸（TA）含量无影响；李敏敏等[21]发现冬葡萄×河岸葡萄的砧木5BB、SO4、5C、188-08可显著提高‘赤霞珠’果实TSS，河岸葡萄×沙地葡萄的砧木3309C和101-14M可促进早熟，显著降低TA，可能是嫁接品种的基因型差异导致，也可能受到气候土壤等条件影响。糖和酸的含量在很大程度上决定了鲜食葡萄的感官品质和风味，沈碧薇等[22]的研究表明，‘瑞都红玉’嫁接在‘华佳8号’上，可溶性固形物含量和固酸比显著提高，优于其他砧木。也有报道认为砧木对葡萄的可溶性固形物含量影响不大[23-24]。本研究中XY/5BB的TSS显著高于自根苗，‘瑞都红玉’各组合的TSS无显著性差异，其他砧木对于提高接穗品种的成熟度也无显著作用。砧木显著提高了‘瑞都红玉’的可滴定酸含量，继而降低了固酸比。砧木对‘瑞都香玉’的可滴定酸含量无显著影响，保持了果实TSS/TA的水平，从而保持了果实风味。

一般认为不同的砧木根系结构的差异导致了对水和矿质营养的吸收能力不同[5]，例如对氮素的吸收能力和利用效率不同导致果实生理生化指标的差异；另外，砧木通过影响接穗品种的生长势、成熟期及果穗微气候，导致果实理化指标的改变，有研究表明砧木也可以通过调控果实中精氨酸和脯氨酸的比例来影响糖分的积累[25]，钾离子可以沉淀果汁中的酒石酸，因此很大程度上影响可滴定酸含量[26]，不同砧木、接穗品种、土壤条件下钾离子吸收能力不同，比如甜冬葡萄和沙地葡萄对矿质元素的吸收能力比较强，主要原因是基因型差异导致[27]。

3.2 不同砧木影响葡萄果实香气品质

目前，关于砧木对葡萄果实香气化合物的影响十分有限。WANG等[3]研究了不同砧木对酿酒葡萄‘赤霞珠’香气成分的影响，结果表明110R、Riparia Gloire和SO4降低了酯类化合物含量，而101-14、Ganzin 1、110R和5BB提高了降异戊二烯类化合物的含量。CHENG等[4]则研究了101-14、1103P、Beta、5BB和SO4对‘霞多丽’品种香气品质的影响，发现游离态的苯乙醛、结合态的1-辛烯-3-醇、结合态的-2-壬醛、结合态的-1,2,4-三甲基苯和结合态的1,2,3,4-四甲基苯这5种化合物是区分自根苗和嫁接苗果实香气特征的关键化合物。由于香气化合物组成和浓度与葡萄品种、年份及风土等因素密切相关，嫁接试验中这些因素与砧木的互作可能使砧木对香气化合物的影响复杂化。本研究中，对于游离态化合物的种类来说，除5BB对两个品种的化合物种类均没有影响外，其他4种砧木都会影响嫁接后果实中游离态化合物种类。就香气化合物浓度而言，砧木对‘瑞都红玉’组合游离态化合物浓度的影响比较小，而1103P、110R和SO4显著增加了‘瑞都香玉’的游离态化合物总量，5BB则对‘瑞都香玉’各类游离态化合物的浓度表现出显著的抑制作用。此外，同一砧木分别与‘瑞都香玉’和‘瑞都红玉’嫁接，对果实的特征香气化合物的影响也存在差异，这些结果均强调了接穗品种与砧木互作对香气化合物影响的重要性。通过比较两个品种葡萄果实的香气化合物发现，‘瑞都香玉’比‘瑞都红玉’具有更高的-氧化玫瑰含量，可归因于高浓度的香茅醇，香茅醇可作为前体经溴化甲氧基化、消除、酸诱导环合三步反应合成氧化玫瑰[28]，因此，在游离态和结合态的化合物相关性分析中，香茅醇与氧化玫瑰具有较强的相关性。萜烯是玫瑰香型葡萄中柑橘香和花香的主要贡献化合物，对鲜食葡萄的香气表现尤为重要。值得注意的是，本研究中1103P、110R和SO4对‘瑞都香玉’和‘瑞都红玉’的游离态萜烯类化合物的积累均具有促进作用。砧木可以间接地通过影响葡萄植株的库源关系和果穗微环境从而导致葡萄果实香气化合物的差异。

萜烯化合物的合成与光照条件密切相关，生长势相对较弱的砧穗组合其果穗曝光量可能相对较高[29]，从而有利于萜烯化合物在葡萄果实中积累。砧木也可直接地影响与香气化合物代谢相关的基因表达和蛋白合成而调控香气化合物的积累，前人研究表明砧木在胁迫条件下对葡萄基因表达的影响更明显[30]。然而，ZOMBARDO等[31]发现即使在非胁迫条件下，抗旱性较强的1103P有利于MYB14的合成从而上调表达，促进对水分亏缺响应非常敏感的芪类化合物合成。本研究中，1103P、110R和SO4均属于抗旱性的砧木，且前人的研究表明在干旱胁迫条件下葡萄果实萜烯化合物的合成显著提高[32]，因此，推测本研究中尽管采用避雨栽培和滴灌供水不会造成干旱胁迫，但抗旱性较强的1103P、110R和SO4可能依然会上调‘瑞都香玉’和‘瑞都红玉’葡萄果实中萜烯合成的关键基因的表达而促进萜烯化合物的合成，这有待进一步的研究。此外，小分子物质（如水、离子、氨基酸和激素等）和大分子物质（如miRNA、蛋白等）均可通过愈合部在砧木和接穗间移动[33-35]。近年来的研究发现，miRNA在不同嫁接组合的接穗中丰度的差异也可能导致接穗表型改变[36]。本研究中，1103P、110R和SO4对萜烯化合物的影响可能也与miRNA的丰度有关。

4 结论

1103P、110R、3309、5BB、SO4等5种砧木对‘瑞都红玉’组合游离态化合物浓度的影响比较小，砧木对两个品种结合态化合物的含量则无显著影响。1103P、110R和SO4可显著增加‘瑞都香玉’的游离态化合物总量，5BB则对‘瑞都香玉’各类游离态化合物的浓度表现出显著的抑制作用。从游离态的香气轮廓来看，1103P、110R和SO4三种砧木均能显著提高葡萄的玫瑰香味。

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The Influence of Rootstocks on the Growth and Aromatic Quality of Two Table Grape Varieties

SUN Lei1, WANG XiaoYue2, WANG HuiLing3, YAN AiLing1, ZHANG GuoJun1, REN JianCheng1, XU HaiYing1*

1Beijing Academy of Forestry and Pomology Sciences, Beijing 100093;2Beijing Engineering Research Center for Deciduous Fruit Trees, Beijing 100093;3Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops (North China), Ministry of Agriculture, Beijing 100093

【Objective】The aim of this study was to investigate the aromatic characteristics of Muscat grape varieties, so as to provide a reference in selecting the optimal scion/rootstock combination and updating the vine management program.【Method】Table grape varieties Ruiduxiangyu and Ruiduhongyu were grafted on five rootstock varieties (110R, 103P, SO4, 3309M, and 5BB) to form ten scion-rootstock combinations, while self-rooted vines were used as control.Head space solid-phase extraction method and gas chromatography mass spectrometry (GC-MS) was applied to extract the volatile and glycoside-bound compounds in the ripening berries, the compounds were identified by the library of National Institute of Standards and Technology version 2011 and retention index, and the standard curve was used to quantify/semi-quantify the compounds.And then, correlation analysis, principle component analysis and aromatic profile analysis were conducted to investigate differences among all the combinations.【Result】A total of 56 volatile compounds and 33 glycoside-bound compounds were identified.The types of volatile compounds in these two varieties were not affected by 5BB.2-Methyl-3-buten-2-ol, heptanal and 3-Methyl butanal were not detected in XY/3309M, whilst 1-hexanol and-damascenone were not detected in HY/3309M.1103P, 110R and SO4 could significantly increase the total content of volatile terpenoids in Ruiduxiangyu, while 5BB significantly reduced all kinds of volatile compounds.For Ruiduhongyu, these five rootstocks could increase the total content of free form terpenoid.The effects of five rootstocks on the glycoside-bound compounds in both varieties were insignificant.These two table grape varieties could be distinctly separated by principal components analysis, and 1-hexanol, geranic acid and linalool were the common biomarker compounds in all the rootstock of Ruiduhongyu.110R, 1103P, SO4 and 3309M enhanced the citrus and floral flavor in Ruiduxiangyu, while 5BB stimulated the floral profiles in Ruiduhongyu.【Conclusion】Therefore, the rootstock varieties of 110R, 1103P and SO4 were recommended to be used in the commercial production of Ruiduxiangyu, while 5BB was not suggested in practice.5BB, 110R, 1103P, SO4, 5BB and 3309M were appropriate as the rootstock for Ruiduhongyu.

grape; rootstock; graft; aroma

2020-12-11；

2021-02-08

国家重点研发计划（2019YFD1001405）、国家现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-29）、北京市农林科学院科技创新能力建设专项（KJCX20200114）、北京市自然科学基金（6192017）

孙磊，E-mail：sunlei@baafs.net.cn。王晓玥，E-mail：wangxiaoyue1988@163.com。孙磊与王晓玥为同等贡献作者。通信作者徐海英，E-mail：haiyingxu63@sina.com

（责任编辑 赵伶俐）