陜西省西安植物園（陜西省植物研究所）資源植物功能基因挖掘與利用團隊在學術期刊Food Chemistry（IF=9.8，中科院1區Top）在線發表題為“Multi-omics analysis reveals synergistic effects of terpenoids and phenylpropanoid compounds on flavour formation in skin and pulp of ‘Shine Muscat’?grape”的研究論文。

葡萄是世界范圍內重要的栽培果樹之一，因其獨特的風味和較高的營養價值受到消費者的喜愛。宜人的葡萄風味讓人感到喜悅，給人留下深刻的印象，也是鮮食葡萄的重要性狀，決定了葡萄的品質。葡萄的風味由糖、酸、揮發性和非揮發性化合物等物質形成。玫瑰香型葡萄的香味主要由揮發性化合物組成，包括萜類、酯類、醇類、醛類和揮發性酸類等。

本研究分別以玫瑰香型‘陽光玫瑰’和無香型‘無核白’果實發育的三個時期（幼果期、果實軟化期和成熟期）的果皮和果肉為材料，通過GC-MS揮發性代謝組共測定了381種差異代謝物在兩種葡萄中差異積累，根據相對氣味活性值（rOAVs）篩選出46種揮發性差異化合物對‘陽光玫瑰’葡萄的特征香味有直接貢獻，酯類、萜類和醛類為主要組分。對46種差異化合物進行相關性分析，芳樟醇、萜品油烯、水楊酸甲酯和苯甲酸甲酯之間呈極顯著相關。

圖1 46種差異代謝物差異積累和相關性分析

通過轉錄組學篩選出萜類骨架和苯丙烷生物合成通路中的基因差異表達。WGCNA分析芳樟醇、萜品油烯、水楊酸甲酯和苯甲酸甲酯與tan模塊中的差異基因共表達，在該模塊中建立了芳樟醇、萜品油烯和苯甲酸甲酯與代謝物合成關鍵基因HDR和SAMT及轉錄因子共表達網絡圖。已有報道發現芳樟醇和玫瑰氧化物等單萜化合物是玫瑰香型葡萄特征香味物質，本研究進一步補充了酯類水楊酸甲酯和苯甲酸甲酯與單萜類芳樟醇協同積累形成葡萄的玫瑰香味。本研究為香味葡萄風味形成機理奠定了理論基礎。

圖2 WGCNA分析‘陽光玫瑰’和‘無核白’果實發育3個時期的果皮和果肉中差異基因?

圖3 萜類和酯類合成通路差異基因以及代謝物與差異基因共表達網絡分析

我園李莎莎博士為第一作者，陜西省西安植物園（陜西省植物研究所）為第一完成單位，陳塵副研究員和周軍輝副研究員也參與了本研究工作。新疆維吾爾自治區設施農業和特色農業研究發展中心王勇研究員提供了實驗材料和對文章進行了修改。該研究得到了陜西省科學院（2022K-10）、陜西省科技廳（2024JC-YBQN-0192）、西安市科技局（2024JH-NYYB-0064）和天山人才培養計劃（2023TSYCJC0025）等項目的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.146110