不同产区香蕉果实香气成分差异及主要影响因子作用机理解析

The change of banana aroma components is not only an important indicator of banana post-harvest storage and shelf life,but also an important factor to evaluate the banana quality. In our previous studies, we found that the same banana varieties in different banana-producing areas in China showed different aroma characteristics. However, the main factors causing the banana aroma differences and the regulation mechanism of action is unclear. This study aims to address the question using the UC-MS and smell fingerprints technique to analysis the aroma composition of banana fruit in the major banana-producing areas in China (Guangdong, Guangxi, Hainan, Yunnan, Fujian), to obtain the most basic chemical information of aroma components, to clarify the characteristic aroma substances resulting in the aroma difference of different banana fruits. On this basis, we analysis the main impact factors causing the difference of the characteristic aroma. On the one hand, we will study the key enzyme activities and gene expression of aroma synthesis paths in banana pulp from different producing areas to explore the molecular and physiological mechanisms; On the other hand, we will design pot experiment in greenhouse to study the regulation mechanism of the affecting factors on the aroma substances using molecular biology methods. Finally, the mechanisms of aroma quality differences in Cavendish banana will be dissected from two aspects inducing field and greenhouse cultivation, enzyme activity and gene expression.

香蕉香气成分的变化不仅是香蕉采后贮藏及货架寿命的重要指标之一，也是评价香蕉品质的一个重要因素。前期研究中发现，同一香蕉品种在我国不同的香蕉产区表现出不同的香气品质特点。但是香蕉香气品质差异的主要影响因子以及这些影响因子调控香气物质的作用机制还不清楚。本研究针对上述问题，首先采用顶空固相微萃取气-质联用及气味指纹分析技术，分析我国主要香蕉产区（广东、广西、海南、云南、福建）香蕉果实的香气物质组成，获取最基本的香气成分化学信息，明确决定香蕉果实香气差异的特征香气物质。在此基础上，分析造成特征香气物质差异的主要影响因子，一方面，通过研究不同产区香蕉果肉香气合成关键酶活性及基因表达，探讨其分子生理基础；另一方面，设计温室盆栽实验，排除其它因素的干扰，探讨主要影响因子对香气物质的调控机制，最终从田间和温室栽培两个方面、酶活性变化及基因表达差异两条途径解析Cavendish类香蕉的香气品质差异机理。

香蕉香气成分的变化不仅是香蕉采后贮藏及货架寿命的重要指标之一，也是评价香蕉品质的一个重要因素。在我们的前期研究中发现，同一香蕉品种在我国不同的香蕉产区表现出不同的香气品质特点。但是香蕉香气品质区划的主要影响因子以及这些影响因子调控香气物质的作用机制还不清楚。本研究分析我国主要香蕉产区香蕉果实的香气物质组成，获取最基本的香气成分化学信息。在此基础上，分析造成特征香气物质差异的主要影响影子，一方面，通过研究不同产区香蕉果肉香气合成关键酶活性及基因表达，探讨其分子生理机理；另一方面，设计温室盆栽试验，探讨主要影响因子对香气物质的调控机制，解析卡文迪许类香蕉的香气品质区划机理。.取得的主要结果如下：.1、确定了香蕉的最佳香气测定时间：“巴西”香蕉果实采回处理后的第7.5天，色差值为87.05；粉蕉果实采回处理后的第6.5 d，色差值为86.51。.2、确定了香蕉果实香气分析的最佳催熟条件：“巴西”香蕉果实整体香气风味最佳的催熟条件：20 ℃、乙烯利浓度1000×10-6和18 ℃、1500×10-6；“广粉一号”粉蕉为20 ℃、乙烯利浓度1000×10-6。.3、确定了造成不同产区香气差异的主要原因：庚酸乙酯和乙酸己酯香气贡献值的不同是造成云南和福建香蕉香气总体接近，而与其他产区香蕉果实香气差异较大的主要原因。.4、初步探讨了造成不同产区香气物质差异的分子生理基础。结果表明，香蕉果实体内AAT对酯类香气物质的生物合成具有直接的相关性。转氨酶BCAT和丙酮酸脱羧酶PDC是转氨基作用和脱羧作用的关键酶。BCAT和PDC的酶活性与基因表达水平均在黄熟阶段前期相对较高，说明其转氨与脱羧作用可能在香蕉未成熟前均已经开始。.5、测定了不同栽培条件下的矮蕉果肉香气成分组成，对各个处理的香气成分化学信息进行了系统比较研究。.6、利用转录组测序技术分析了不同处理香蕉果肉的基因表达水平，从中筛选出了与香气物质代谢密切相关的缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸代谢途径中的13个差异表达基因，进行了表达水平分析；利用实时定量PCR技术对上述基因的转录水平进行了验证。.通过项目研究从分子生理上对香气物质的代谢途径进行了系统分析，为进一步研究香蕉果实香气物质的合成代谢机制奠定了基础，同时，为其他相关研究特别是呼吸跃变型水果香气物质的研究提供了比较好的借鉴。