桃果实香气物质生物合成研究进展

桃果实香气物质生物合成研究进展

水果的味道主要包括甜味、味道和味道（etal.，2012b）。糖和酸决定果实品质的基本感官,香气物质赋予果实特征风味,构成每种果实特有的“香气特征谱”或“香气指纹”,在果实风味构成中具有决定性作用(张上隆和陈昆松,2007;Husain,2010)。桃果实香味独特,是世界上重要的大宗水果。截止2011年,全世界桃树栽培面积已经达到157.05万hm2,产量达到2152.86万t,中国是世界上桃生产大国,目前栽培面积已达76.73万hm2,产量达到1152.88万t(FAO,2012)。目前市场上供应的桃品种在香气品质方面主要存在如下三方面的问题:一是一些桃品种,如白凤、大久保、湖景蜜露、锦绣等香味偏淡;二是部分香气品质较好的品种随栽培时间的延长出现香味变淡或丧失等品种退化现象;三是大部分桃品种采后香气品质保持时间较短。如何通过栽培措施、育种途径和贮运技术来调控、维持和改进桃果实香气品质,已成为当前的研究重点和热点。本文中对当前桃果实香气物质合成的研究情况进行了系统总结,并对目前存在的问题和未来应开展的工作及策略进行了探讨,旨在为进一步开展桃及其它果实香气品质研究提供参考。1分离桃果实主要功能特性目前已从桃果实中鉴定出100多种香气物质,包括醛、醇、酯、内酯、萜和酮类等(Aubert&Milhet,2007;Wangetal.,2009)。在这些香气物质中,只有为数不多的特征性香气物质对其香气品质具有重要作用,这些物质主要包括C6醛、醇、酯和内酯(李明等,2006)。C6醛和醇属于“青香型”香气物质,而酯和内酯属“果香型”香气物质(Zhangetal.,2010)。桃果实中的C6醛和醇主要有反–2–己烯醇、顺–3–己烯醛和反–2–己烯醛(Zhangetal.,2010),其中反–2–己烯醛的含量最高,顺–3–己烯醛阈值较低(0.25μg·kg-1),是桃果实主要的“青香型”香气物质(表1)。内酯在桃中普遍存在,是对桃果实香味影响最大的特征香气物质,被称为“桃味”化合物,具有果香和甜香味,主要以C6~C12偶数碳原子的γ和δ内酯的形式存在(表1)。γ–癸内酯在各类桃果实中都能检测到,而且属高含量低阈值香气物质,其阈值为11μg·kg-1。γ–辛内酯和γ–十二内酯在桃果实中也属于低阈值组分,其阈值仅为7μg·kg-1,但其含量比γ–癸内酯低得多。γ–己内酯在内酯类香气物质中阈值最高(1600μg·kg-1),对果实香气形成的作用较小。乙酸乙酯等低阈值酯类对桃果实香气形成也有一定的贡献(表1)。萜类和酮类是桃果实中最主要的“花香型”香气物质,以芳樟醇为主的萜类物质在油桃中比较多,且阈值较低(1.5μg·kg-1),对油桃香味影响较大。以β–紫罗兰酮及其衍生物为主的酮类在大多数桃品种中都可检测到,这类物质大多数属于低阈值香气物质(如β–紫罗兰酮阈值为0.007μg·kg-1),尽管含量较低,但对桃香气品质的影响仍然较大(表1)。(2008)并加以总结补充]。脂肪酸途径是大多数植物香气物质形成的主要来源,是桃果实特征香气物质合成的最主要途径,通过该途径可形成醇、醛、酯和内酯。脂肪酸途径有LOX(脂氧合酶,Lipoxygenase)氧化和β–氧化两条分支(Schwabetal.,2008;Sanz&Pérez,2010)。LOX途径以亚油酸和亚麻酸为底物形成氢过氧化物,氢过氧化物在HPL(氢过氧化物裂解酶,Hydroperoxidelyase)的作用下形成己醛或己烯醛,醛在ADH(醇脱氢酶,Alcoholdehydrogenase)的作用下形成相应的醇,醇在AAT(醇酰基转移酶,alcoholacyltransferases)的作用下形成相应的酯。β–氧化以饱和脂肪酸为底物,首先在ACX(乙酰辅酶A氧化酶,Acyl–CoAoxidase)的作用下形成反–2–酮酰辅酶A,随后在一些酶的作用下形成内酯(Xietal.,2012a)。异戊二烯途径是形成桃果实“花香型”香气物质的主要途径,该途径可以合成芳樟醇、萜烯醇、萜品烯等萜类和β–紫罗兰酮等C13–脱辅基类胡萝卜素类香气物质。首先在细胞质内的MVA途径和质体内的MEP途径下形成异戊烯基焦磷酸,然后在TS(萜类合成酶,Terpenesynthase)的作用下形成单萜、倍半萜或类胡萝卜素,类胡萝卜素最后在CCD(类胡萝卜素双加氧酶,Carotenoidcleavagedioxygenases)的作用下降解形成β–紫罗兰酮等C13–脱辅基类胡萝卜素(Brandietal.,2011)。氨基酸途径是芳香族香气物质的合成途径,目前发现桃果实能以亮氨酸、异亮氨酸、半胖氨酸和蛋氨酸为前体物质,在ATF(氨基转移酶,Aminotransferase)和PDC(丙酮酸脱羧酶,Pyruvatedecarboxylase)的作用下形成甲基支链芳香族香气物质(Schwabetal.,2008)。也可以色氨酸、络氨酸和苯丙氨酸为前体,合成芳香族的醇、酸和酯类物质。现有研究结果表明,氨基酸合成香气物质都要经过脱羧和转氨基作用,其关键酶为ATF和DC(脱羧酶,Decarboxylase)(Gondaetal.,2010)。2.2对桃果实香味物质合成的重要基因的研究2.2.1成熟过程中桃果实中adh的变化LOX是脂肪酸途径LOX氧化的起始酶,主要以基因家族形式存在于植物界中,目前已经从番茄(Chenetal.,2004)、猕猴桃(Zhangetal.,2006)、苹果(Schafferetal.,2007)和橄榄(Padillaetal.,2009)等果实中鉴别出参与香气形成的LOX家族成员。Zhang等(2010)从桃果实中获得4个基因家族成员,发现PpLOX1~PpLOX4在成熟衰老过程具有不同的表达模式,PpLOX2和PpLOX3在采收初期表达水平较高,采后成熟过程中逐渐下调,PpLOX1和PpLOX4随跃变乙烯的产生上调,相关性分析表明,PpLOX2和PpLOX3与“青香型”C6醛的形成有关,而PpLOX1和PpLOX4在“果香型”香气物质内酯和酯类的形成中具有重要作用。Pirona等(2012)报道,桃果实两个基因家族成员LOX1(ppa001082m)和LOX2(ppa001631m)分别定位于第Ⅵ和第Ⅱ条染色体上,LOX1在果实完全成熟时表达上调,伴随有酯类物质含量的明显增加,LOX2在未成熟时表达很高,成熟时迅速下调,与C6醛的合成相关。基因分析发现,LOX1和LOX2因启动子区具有不同的反式作用元件而在不同成熟阶段的香气物质形成中发挥作用。通过与其它植物蛋白的序列比对发现,桃LOX具有C9位的裂解活性,主要参与了9–氢过氧化物的形成(Eduardoetal.,2013)。综合上述研究可以发现,LOX在桃果实由“青香型”向“果香型”转变中有重要作用,也是桃果实香气物质合成的关键调控点,该基因是通过各阶段启动不同家族成员来实现对桃果实香气物质种类的调控,并通过改变各家族成员的表达丰度来影响香气物质的含量,从LOX裂解脂肪酸的位置来看,该基因主要负责桃果实C6类香气物质及其相应酯的合成。HPL是LOX氧化中的第二个酶,属于植物细胞色素P450酶,能够裂解亚油酸和亚麻酸对应的9–HPOT(十八碳三烯酸,Hydroperoxyoctadecatrienoicacid)和13–HPOT,形成C6或C9醛(Howeetal.,2000)。Zhang等(2010)获得一个桃HPL基因,发现随着果实采后成熟衰老,PpHPL1的表达水平不断下降,伴随有C6醛含量的显著减少。ADH是一种氧化还原酶,能将HPL形成的醛还原形成相应的醇。ADH编码基因在果实成熟进程表达模式具有差异。桃果实在采后成熟衰老进程中PpADH1表达水平下降(Zhangetal.,2010),与苹果中的结果(Schafferetal.,2007)相同。而番茄(Longhurstetal.,1994)、甜瓜(Manriquezetal.,2006)和杏(González-Agüeroetal.,2009)成熟过程中ADH编码基因表达增强。葡萄(Tesnière&Verriès,2000)和甜瓜(El-Sharkawyetal.,2005)ADH不同基因家族成员在同一发育阶段具有不同表达模式。因此,ADH在果实醇类香气物质形成中起作用,但在不同种类的果实中ADH可能具有明显的功能差异。AAT能将乙酰CoA的乙酰基转移到醇上形成酯类,直接参与酯类的合成。AAT参与桃果实酯类的合成作用已经被实验证明。Zhang等(2010)报道,‘玉露’桃PpAAT1的表达在采后迅速上调,第4天达到峰值,然后逐渐下降,与酯类变化相一致。笔者研究发现,PpAAT1负责采后低温下桃果实酯类的合成(Xietal.,2012b)。Pirona等(2012)报道,桃AAT定位于第Ⅴ条染色体上,‘Bolero’和‘OroA’桃,从未成熟期到完熟过程中,AAT在果实中的表达都迅速上调,伴随有酯类含量的明显增加,AAT在‘OroA’桃中的表达水平明显高于‘Bolero’,与两个品种中酯类含量差异一致。体外底物测定发现,桃果实PpAAT1能特异结合相应醇形成乙酸己酯、顺–3–乙酸己酯和反–2–乙酸己酯,这一结果表明,桃果实AAT主要通过同一基因结合不同底物来实现酯类物质合成的多样性(Xietal.,2012b)。类似的结果也在草莓中被发现,草莓AAT能特异结合多种底物合成己酸甲酯、乙酸己酯、丁酸己酯和乙酸辛酯(Aharonietal.,2000)。现有研究表明,AAT在大多数果实中是以单个基因的底物特异性来实现酯类合成的多样性,但甜瓜3个AAT基因家族成员是形成不同酯类的主要原因(El-Sharkawyetal.,2005),是否在桃果实中还存在其它AAT基因家族成员目前还不确定。2.2.2桃果实acx、满足脂肪酸-氧化和环氧化物酶抑制剂的结构及演化ACX是脂肪酸β–氧化的第一个关键酶(Schwabetal.,2008;Xietal.,2012a),参与植物生长和发育的许多过程,包括种子发育需要的脂质降解(Eastmondetal.,2000),逆境胁迫下茉莉酸(Jasmonicacid,JA)和吲哚–3–乙酸(indole-3-aceticacid,IAA)(Eastmondetal.,2000;Adhametal.,2005;Lietal.,2005)的生物合成。作者研究发现,桃果实ACX中长链活性与内酯的合成呈明显的正相关关系,分离得到的5个基因家族成员中,PpACX1在低温、冷害和成熟温度下的表达与桃果实内酯的合成高度相关,PpACX1参与了桃果实内酯的合成,推测ACX可能通过对不同长度脂肪酸的特异性结合来实现多种内酯类物质的合成(Xietal.,2012a),证明饱和脂肪酸β-氧化在桃果实特征性香气物质内酯的合成中具有非常重要的作用。Pirona等(2012)报道,环氧化物酶(Epoxidehydrolase,EPH)催化内酯合成中脂肪酸环化基团的水解,发现的两个基因家族成员EPH2(ppa008854m)和EPH3(ppa009153m)都定位在第Ⅶ条染色体上,它们在桃成熟过程中的表达均明显上调,而完熟期下调。由于内酯的合成途径非常复杂,目前发现至少有5条内酯合成途径,各途径在桃果实内酯合成中的贡献也不尽相同(Schwabetal.,2008)。2.2.3cds基因家族在桃果实中的表达TS是桃“花香型”香气物质合成的关键酶。尽管油桃中含有大量的萜类香气物质,其它一些水蜜桃品种如‘湖景蜜露’和‘玉露’等果实中均检测到较高含量的芳樟醇,但目前在桃果实上还没有克隆到任何萜类合成基因。可喜的是,最近Eduardo等(2013)用高密度的SNP定位了两个负责桃果实萜类合成的基因(ppa002670m和ppa003380m),分别负责芳樟醇和松油醛的合成,这一成果为桃果实萜类合成基因的分离和功能验证奠定了基础。在对番茄的研究中发现,芳樟醇合成酶基因的过量表达,不但可以提高芳樟醇的含量,还可以提高γ、α–生育酚、番茄红素、β–胡萝卜素和叶黄素等单萜类物质的含量,证明番茄可通过单个基因实现多种萜类的合成(Schieetal.,2007)。桃果实中特别是油桃中萜类物质种类比较多,其多样性合成机理是否与番茄相同,还需要进一步的试验来证明。CCD属非血红素加氧酶,是形成C13–脱辅基类胡萝卜素类香气物质的关键酶。Brandi等(2011)发现,CCD4在不同品种桃果实色泽形成和香气物质的形成中具有重要作用,CCD4能够特异裂解‘Redhaven’桃中的类胡萝卜素,导致该品种中有较高含量的C13–脱辅基类胡萝卜素。Pirona等(2012)报道,果实成熟过程中,两个CCDs基因家族成员ppa003814m和ppa006109m表达各异,定位于第Ⅱ条染色体上的ppa003814m在‘Bolero’中的表达量明显高于‘OroA’,序列分析表明ppa003814m与CCD4高度同源,位于第1条染色体上的pa006109m在‘OroA’中的表达量却高于在‘Bolero’中的表达,pa006109m与CCD1高度同源。与CCD1相比,CCD4中有质体信号肽,定位于质体中,参与了类胡萝卜素的降解,保证了C13–脱辅基类胡萝卜素前体物质供应,CCD1参与了β–紫罗兰酮的合成(Pironaetal.,2012)。3影响桃果实品质的外部因素3.1桃果实主要成分桃品种比较多,尽管大多数桃品种的主要香气物质基本相同,但不同品种间香气物质的种类和含量不尽相同,其组成和含量受遗传因素影响。Wang等(2009)发现,50个桃品种中,中国野生桃‘Wutao’的特征性香气物质含量最高,‘瑞蟠14’和‘金童6号’以含有较高的内酯和苯甲醛为特点,这类桃品种中γ–癸内酯和δ–癸内酯的含量特别高,中国野生桃和‘Wutao’以含有较高的萜类、酯类为特点,起源于美国和欧洲的品种主要以含量较高的芳樟醇为主。Robertson等(1990a)报道,白肉桃果实中己醛、反–2–己烯醛、芳樟醇、水芹烯、γ–癸内酯和δ–癸内酯的含量显著高于黄肉桃。油桃品种主要以积累较高具有“花香味”的萜类物质为主。与普通桃不同,黄肉油桃‘Springbright’主要以积累较高含量的萜类和C13–脱辅基类胡萝卜素为主,这些物质包括芳樟醇、芳樟醇衍生物、α–萜品醇、顺–8–羟基香叶醇、反–8–羟基香叶醇、β–紫罗兰酮和紫罗兰醇及其衍生物,对于桃品种中普遍存在的内酯,在该品种内仅检测到δ–癸内酯,而且含量很低(Aubertetal.,2003)。‘MariaLaura’油桃成熟时因积累更多的萜类物质,特别是芳樟醇和异松油烯,比普通桃品种‘Glohaven’更具香味(Visai&Vanoli,1997)。因此,桃果实的香气物质构成了不同品种桃果实的“特征指纹”,可用于品种鉴别和起源分析。Montero-Prado等(2013)建立了基于桃香气物质的判别模型,并证实使用该模型能有效鉴别未知桃品种。3.2果实采后温度对桃果实主要理化性质的影响不同成熟期和采后后熟均对桃果实香气品质形成有重要影响,各种香气物质的种类和含量发生了显著变化,果实完成由“青香型”向“果香型”的转变(张晓萌,2005;张梅,2007)。桃果实在幼果发育成熟过程中,前期香气物质以种类变化为主,后期以含量变化为主。一般在幼果期以“青香型”的醛和醇为主,特征性香气物质内酯和酯只有在发育后期或采收前才能被检测到。张晓萌(2005)报道,4月中旬‘湖景蜜露’桃果实主要以积累反–2–己烯醛和顺–3–己烯醇含量为主,检测不到内酯和酯,6中旬至7中旬反–2–己烯醛和顺–3–己烯醇显著下降,γ–己内酯、γ–辛内酯、γ–癸内酯、δ–癸内酯和γ–十二内酯的含量显著增加并达到峰值。Su等(2013)使用电子鼻(E-nose)对不同采收期的桃果实整体香味进行了研究,发现尽管39个桃品种香气物质种类和含量不同,但在PCA模型中,全部桃品种能依据采收时间(6、7、8和9月)聚集为明显不同的4类,这一结果进一步证明了采收成熟度对桃果实香气品质有很大影响。采后成熟过程是桃果实香味急剧增加的时期,以“青香型”香气物质的大量减少和“果香型”香气物质含量的急剧增加为主要特征。‘玉露’桃在采后1周内正己醛、反–2–己烯醛、反–2–己烯醇和顺–3–己烯醇的含量迅速减少,而乙酸顺–3–己烯酯、γ–己内酯,γ–癸内酯和δ–癸内酯迅速增加,并随跃变乙烯峰值的出现达到最大值(Zhangetal.,2010)。‘白凤’桃果实采后成熟过程中“青香型”CIC(特征香气,Chracteristicimpactcompound)降低,而“果香型”CIC不断增加(张怀予,2008)。现有研究表明,桃果实成熟时香味最佳,这时“青香型”和“果香型”香气物质对香味的贡献明显不同,“青香型”香气成分含量的降低对香味的影响大于“果香型”香气成分的增加对香味的影响,当“青香型”与“果香型”香气成分的比值最低时果实香味最佳(李杨昕等,2011)。3.3对桃果实香气物质的影响果实香气物质合成还受施肥、套袋、灌溉和光照等栽培技术的影响。Jia等(1999)研究了不同施氮水平对‘Hakuho’桃果实香气物质形成的影响,结果显示,40mg·L-1的氮肥施肥有利于γ–癸内酯的积累,80mg·L-1氮肥处理的果实中,γ–己内酯、γ–辛内酯和γ–癸内酯的含量高于其它果实,而反–2–己烯醛和顺–3–己烯醇的含量较低,180mg·L-1的氮肥处理不利于香气物质的积累。Jia等(1999)同时报道,过量施氮肥的桃树果实尽管大于适量施肥的果树,但这些大果实香味偏淡,小果实中γ–癸内酯的含量明显高于大果实,而大果实中“青香型”香气物质顺–3–己烯醇的含量却高于小果实。Daane等(1995)报道,缺氮的桃果实香味较淡。因此,适量施肥对桃果实香气品质的形成非常重要。果袋的使用也可以改变桃果实香气物质的组成和含量,改善其香味品质。Wang等(2010)报道,‘晚蜜’桃套袋果实C6化合物和酯类的含量明显低于未套袋果实,但套袋能显著促进特征性香气物质γ–己内酯和δ–癸内酯的合成。Jia等(2005)研究认为,套袋虽然不影响‘湖景蜜露’桃果实总香气物质的产生,但各处理间香气物质组成和含量差异较大,套单层袋的果实中香气物质含量最高,未套袋的最低,各套袋处理对不同香气物质的影响也不尽相同,不同果袋的应用可以导致γ–癸内酯和δ–癸内酯的变化,果实照光越多果实香气越低。灌溉条件也影响果实香气物质的形成。Mpelasoka和Hossein(2002)报道,成熟时亏缺灌溉的果实采收时香气物质与对照无明显差异,但经过一段时间的贮藏,其香气物质含量明显高于对照。此外,光照条件也会直接影响香气物质合成。Bureau等(2000)报道,人工遮光降低了果实中萜类等香气物质的含量,认为果实所处的环境条件(温度和光照)比枝条所处的环境条件对果实香气物质合成的影响更大。3.4不同处理桃果实主要理化指标和组分含量的变化低温、气调(ControlledAtmosphere,CA)、压力和紫外处理等贮藏的环境条件对桃果实香气合成有明显影响。一般来说,采后低温贮藏能有效保持桃果实的香气物质,但随着贮藏时间的延长其香气物质逐渐减少,香气品质也不断下降甚至丧失(Xietal.,2012a,2012b)。Robertson等(1990b)报道,‘Cresthaven’桃0℃贮藏2周后,γ–癸内酯可正常合成,贮藏4周后其合成能力显著下降。Raffo等(2008)报道,桃果实1℃贮藏1周后,饱和内酯γ–癸内酯和δ–癸内酯以及不饱和内酯γ–茉莉酸内酯的含量显著增加,贮藏2周后内酯的含量与采收时接近。Ortiz等(2009)报道,2℃贮藏的桃果实,随着贮藏时间的延长,特异酯类的含量下降。作者前期研究也表明,0℃贮藏能较好维持‘湖景蜜露’桃果实的香气物质的合成能力,5℃贮藏仅能在较短时间内维持其香气品质,贮藏2周后发生冷害的桃果实中“果香型”香气物质内酯和酯的合成受阻,其香味基本丧失(Zhangetal.,2011),而间歇升温能明显提高酯类物质的合成,改善香气品质(Xietal.,2012b)。气调是采后桃果实品质维持的重要技术,已有研究表明,气调能改善桃果实香气品质。Ortiz等(2009)报道,与贮藏在2℃的果实相比,气调可通过增加可溶性固形物和酯类物质的含量来提高消费者对‘RichLady’桃的接受度,其主要原因是气调修饰了AAT上游相关酶,提高了香气物质合成前体物质的含量。采后单独紫外处理对香气物质的合成的影响不明显,但贮藏前的紫外和高压组合处理,对香气物质浓度影响大于空气组成,高压处理均能减少总香气物质和酯类。高压和气调组合处理能显著改变桃果实香气物质种类与含量,尤其改变一些主要的特征性香气物质内酯和酯的种类(Yangetal.,2009)。贮藏前的高温处理也能显著促进桃果实香气物质的合成。经过贮藏前高温(热水46℃,25min)处理的白肉桃,在(1±1)℃贮藏1周后,长链饱和内酯(γ–癸内酯和δ–癸内酯)和不饱和内酯(茉莉内酯)以及总内酯含量明显增加(Raffoetal.,2008)。总的来看,温度、气调、压力和紫外等环境条件调控措施,主要通过改变“果香型”香气物质,特别是内酯和酯的组成和含量,来实现对桃果实香气品质的调控。4外源乙烯hd乙烯是果实成熟的主要调控子,对果实品质形成具有重要作用。成熟过程中乙烯合成的增加,诱导了色泽、质地、风味、营养等品质因子的显著变化,促进了果实品质的全面形成。乙烯对果实香气物质的调控作用已经在苹果(Defilippietal.,2005)、甜瓜(Floresetal.,2001)、杧果(Laleletal.,2003)、香蕉(Goldingetal.,1998)和李(Abdietal.,1998)等呼吸跃变型果实中得到证明。目前已经有较多研究报道了乙烯对桃果实香气物质合成的调控作用。‘湖景蜜露’桃果实采收前成熟过程中,内酯类香气物质γ–己内酯、γ–辛内酯、γ–癸内酯、δ–癸内酯和γ–十二内酯的合成受乙烯调控,其含量随乙烯跃变出现峰值(张晓萌,2005)。采后成熟过程中,桃香气物质的合成也受乙烯调控。‘玉露’桃采后5d,γ–己内酯、γ–辛内酯、γ–癸内酯和δ–癸内酯合成受内源乙烯诱导(Zhangetal.,2010)。低温条件下发生冷害的‘湖景蜜露’桃果实不能产生跃变乙烯,特征香气物质内酯的合成也受到抑制,不能从“青香型”向“果香型”转变(Zhangetal.,2011)。外源乙烯处理能显著提高贮藏后期桃果实中的己醛和反式–2–己烯醛的含量,对苯甲醛、芳樟醇和γ–癸内酯亦有一定的调控作用(胡花丽,2007)。乙烯参与桃果实香气物质的合成调控也已被抑制乙烯产生的试验所证明。Bellincontro等(2005)报道,氮气和1-MCP处理显著抑制了‘RoyalGem’桃果实内源乙烯的产生,香气物质,特别是酯类物质的合成明显受到抑制,正常释放乙烯的果实,酯类能正常合成。上述研究结果表明,桃果实香气物质的合成明显受乙烯的影响,其合成直接依赖乙烯,属乙烯依赖型。但在桃果实中也发现了非乙烯依赖型因子调控香气合成。胡花丽(2007)报道,外源乙烯对桃果实主要香气物质有调节作用,但对不同物质的调控机理可能不同。外源乙烯处理对己醛和反式–2–己烯醛的调控作用很明显,属于乙烯依赖性,尽管乙烯对苯甲醛、芳樟醇和γ–癸内酯也有一定的调控作用,但其作用规律不明显,推测这3种物质的生物合成途径除了受乙烯的影响外,还依赖于其它的因素,说明在桃果实中也有非乙烯依赖型因子参与其香气合成调控,这种作用机制在呼吸跃变型果实甜瓜中也被发现(Yahyaouietal.,2002)。从现有的研究结果来看,乙烯对桃果实香气物质合成调控主要通过3个方面来实现:一是通过促进果实增强呼吸作用,为香气物质合成提供物质和能量,增加香气物质合成底物,促进香气合成。Zhang等(2010)报道,采后成熟过程中,‘湖景蜜露’桃果实香气物质合成的前体物质亚油酸和亚麻酸含量在乙烯跃变前1d出现峰值,乙烯通过提高脂肪酸合成基因PpFAD1和PpFAD2的表达,增加前体物质的供应进而调控香气物质的合成。二是乙烯直接提高香气物质合成相关酶活性或提高香气物质合成基因的表达水平来促进香气合成。作者前期研究发现,‘锦绣’桃果实采后成熟过程中PpAAT1的表达水平迅速增加,酶活性也随之增强,酯类物质特别是顺–3–乙酸己酯和反–2–乙酸己酯含量显著增加。Ortiz等(2009)报道,乙烯处理能提高LOX和HPL酶活性,促进了桃果实酯类物质的合成能力。三是通过类似于非跃变型果实的间接依赖方式或乙烯以外的调控因子进行调控。柑橘果实中萜类的积累对乙烯有明显响应,乙烯是通过调控柑橘成熟来实现对其香气物质合成的调控,这种调控属于间接依赖型(Sharon-Asaetal.,2003)。桃果实内源乙烯的释放,导致果实成熟软化,促进脂质裂解,香气合成底物自由脂肪酸增多,促进了香气合成。果实成熟过程中,随着跃变乙烯的产生,类胡萝卜素的种类和含量发生了明显变化,因而改变了桃果实中C13–脱辅基类胡萝卜素类香气物质的种类和含量。因此,C13–脱辅基类胡萝卜素的合成属于典型的乙烯间接依赖型。此外,桃果实成熟过程中,许多与成熟相关的因子被启动,乙烯以外的成熟因子可能成为调控桃果实香气物质合成最主要的非乙烯依赖型因子。5桃果实香气合成相关基因桃果实香气研究开始于1990年,经过20多年的发展,相关研究已经从生化分析鉴定阶段进入到分子生物学阶段。目前,桃香气研究尽管已取得较大进展,但还存在以下问题:(1)桃果实香气合成的多样性和复杂性问题。桃果实香气物质不但种类居多,而且同一种类包括多种香气物质,如桃果实中常见的内酯就有6~8种。油桃中发现的萜类物质既有单萜类,又有β–紫罗兰酮及其衍生物,这些物质虽然都来自异戊二烯途径,涉及不同支路。特别是各途径中末端关键基因并未得到克隆。(2)内酯是“桃味”化合物,是桃果实最重要的特征香气物质,关于内酯合成的具体途径仍需要进一步研究。目前发现至少有5条途径参与内酯合成:(1)酮酸被NAD依赖的还原酶还原;(2