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茉莉酸甲酯对栀子花朵产量及花香成分的调控机制

金晟康 张典铨 华陈杰 欧泽慧 李娟 李金燃 邹双全

金晟康, 张典铨, 华陈杰, 等. 茉莉酸甲酯对栀子花朵产量及花香成分的调控机制[J]. 浙江农林大学学报, 2026, 43(X): 1−9 doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.20260184
引用本文: 金晟康, 张典铨, 华陈杰, 等. 茉莉酸甲酯对栀子花朵产量及花香成分的调控机制[J]. 浙江农林大学学报, 2026, 43(X): 1−9 doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.20260184
JIN Shengkang, ZHANG Dianquan, HUA Chenjie, et al. Regulatory mechanism of methyl jasmonate on Gardenia jasminoides yield and floral aroma components[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2026, 43(X): 1−9 doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.20260184
Citation: JIN Shengkang, ZHANG Dianquan, HUA Chenjie, et al. Regulatory mechanism of methyl jasmonate on Gardenia jasminoides yield and floral aroma components[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2026, 43(X): 1−9 doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.20260184

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茉莉酸甲酯对栀子花朵产量及花香成分的调控机制

DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20260184
基金项目: 中央财政林业科技推广示范项目(闽〔2024〕TG22);福建省科技厅高校产学合作项目(2022N5009),福州市林业科技项目(2024RLKY02)
详细信息
    作者简介: 金晟康(ORCID: 0009-0000-3475-2372),从事药用植物科技与利用研究。Email:klaus1204@163.com
    通信作者: 邹双全(ORCID: 0000-0002-4125-7916),研究员,博士生导师,从事森林培育、观赏药用植物研究。Email: zou@fafu.edu.cn
  • 中图分类号: S682

Regulatory mechanism of methyl jasmonate on Gardenia jasminoides yield and floral aroma components

  • 摘要:   目的  探究茉莉酸甲酯(MeJA)对栀子Gardenia jasminoides花朵产量、挥发性有机物(VOCs)合成及香气特征的调控作用,明确其最佳施用浓度以提升栀子花香气品质。  方法  以2年生栀子‘分关1号’‘Fenguan No. 1’扦插苗为材料,设置喷施0.25 (M1)、0.50 (M2)、0.75 (M3)、1.00 (M4)和1.25 (M5) mmol·L−1 MeJA的5种处理,以喷施清水为对照(ck),采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)分析VOCs组成,并结合香气活性值(OAV)评估其香气贡献。  结果  MeJA处理显著影响了栀子花单株产量、VOCs的种类和比例,其中萜烯类、醇类和酯类为主要成分。M5处理可显著提高栀子花的单株产量(P<0.05),M1和M4处理可提升芳樟醇等关键香气物质的质量分数和OAV,呈现双峰型剂量-响应效应;而M2及M5处理则出现抑制现象。聚类分析显示:M4处理在香气轮廓上与其他组差异明显,为最优处理浓度。  结论  明确了MeJA调控栀子花香气的最佳浓度为1.00 mmol·L−1,提升产量的最佳浓度为1.25 mmol·L−1;MeJA对香气合成呈双峰型非线性浓度依赖效应,芳樟醇、大马氏酮和α-法尼烯为关键贡献物质。图4表3参28
  • 图  1  不同浓度MeJA处理对栀子花各类化合物占比的影响

    Figure  1  Effects of MeJA treatments at different concentrations on the proportion of compound types in G. jasminoides flowers

    图  2  不同浓度MeJA处理栀子花各类化合物的Upset图

    Figure  2  Upset plot of various compounds in G. jasminoides flowers under different MeJA treatments

    图  3  不同浓度 MeJA 处理栀子花关键香气物质倍数变化的log2FC热图

    Figure  3  Heatmap of log2FC values for key aroma compounds in G. jasminoides flowers under different MeJA treatments

    图  4  基于Z-score标准化的栀子花关键香气物质热图

    Figure  4  Heatmap of key aroma compounds in G. jasminoides flowers based on Z-score normalization

    表  1  不同浓度MeJA对栀子花朵产量的影响

    Table  1.   Effects of different concentrations of MeJA treatment on G. jasminoides flower yield

    处理 MeJA浓度/
    (mmol·L−1)
    花朵产量/(g·株−1)
    最大值 最小值 平均值
    ck 0 16.23 11.86 13.85±2.21 b
    M1 0.25 20.07 13.64 16.59±3.25 ab
    M2 0.50 21.41 15.32 17.79±3.20 ab
    M3 0.75 20.78 13.41 15.90±4.22 ab
    M4 1.00 17.05 13.45 15.56±1.88 ab
    M5 1.25 20.78 19.47 20.16±0.66 a
      说明:数据为平均值±标准差(n>3)。同列不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。
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    表  2  栀子花关键香气物质的阈值和香气品质

    Table  2.   Aroma thresholds and aroma quality of key aroma compounds

    化合物 CAS号 类别 香气阈值/(μg·kg−1) 香气描述 感官影响评价
    大马氏酮β-damascenone 23726-93-4 萜烯酮terpenones 0.002 苹果、烟草 主导性香气
    芳樟醇linalool 78-70-6 单萜醇monoterpenols 0.820 花香、木香 主导性香气
    橙花醇nerol 106-25-2 单萜醇monoterpenols 0.290 甜橙花、玫瑰 主导性香气
    α-松油醇α-terpineol 98-55-5 单萜醇monoterpenols 1.800 紫丁香、木香 主导性香气
    α-法尼烯α-farnesene 502-61-4 倍半萜烯sesquiterpenes 1.000 青苹果、木质 关键香气
    苯乙醛phenylacetaldehyde 122-78-1 芳香醛aromatic aldehydes 4.000 风信子、蜂蜜 关键香气
    香叶醇geraniol 106-24-1 单萜醇monoterpenols 4.100 玫瑰花香 关键香气
    乙酸叶醇酯cis-3-hexenyl acetate 3681-71-8 酯类esters 9.000 青草、水果 特征香气
    苯乙醇phenethyl alcohol 60-12-8 芳香醇aromatic alcohols 1 100.000 玫瑰花香 特征香气
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    表  3  不同浓度MeJA处理栀子花关键香气物质的OAV

    Table  3.   OAV values of the key aroma compounds in G. jasminoides under different MeJA treatments

    化合物
    OAV
    ck M1 M2 M3 M4 M5
    大马氏酮 β-damascenone 72 500.00 193 500.00 70 000.00 148 000.00 144 000.00 90 500.00
    芳樟醇 linalool 6 279.27 17 264.63 8 464.63 11 276.83 17 423.17 10 703.66
    橙花醇 nerol 931.03  − 875.86 1 303.45 1 965.52 1 248.28
    α-法尼烯 α-farnesene 142.00 613.00 267.00 476.00 814.00 253.00
    α-松油醇 α-terpineol  − 2 230.00  −  −  − 1 142.22
    苯乙醛 phenylacetaldehyde 69.50 100.75 94.00  −  − 54.50
    香叶醇 geraniol 170.24 447.32 166.59 346.83 478.05 219.02
    乙酸叶醇酯 cis-3-hexenyl acetate  −  −  − 4.22  −  −
    苯乙醇 phenethyl alcohol 0.51 1.05 0.61 0.82 1.03 0.38
      说明:“−”表示未检测到该化合物。
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出版历程
  • 收稿日期:  2026-03-06
  • 修回日期:  2026-08-14
  • 录用日期:  2026-08-20

茉莉酸甲酯对栀子花朵产量及花香成分的调控机制

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20260184
    基金项目:  中央财政林业科技推广示范项目(闽〔2024〕TG22);福建省科技厅高校产学合作项目(2022N5009),福州市林业科技项目(2024RLKY02)
    作者简介:

    金晟康(ORCID: 0009-0000-3475-2372),从事药用植物科技与利用研究。Email:klaus1204@163.com

    通信作者: 邹双全(ORCID: 0000-0002-4125-7916),研究员,博士生导师,从事森林培育、观赏药用植物研究。Email: zou@fafu.edu.cn
  • 中图分类号: S682

摘要:   目的  探究茉莉酸甲酯(MeJA)对栀子Gardenia jasminoides花朵产量、挥发性有机物(VOCs)合成及香气特征的调控作用,明确其最佳施用浓度以提升栀子花香气品质。  方法  以2年生栀子‘分关1号’‘Fenguan No. 1’扦插苗为材料,设置喷施0.25 (M1)、0.50 (M2)、0.75 (M3)、1.00 (M4)和1.25 (M5) mmol·L−1 MeJA的5种处理,以喷施清水为对照(ck),采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)分析VOCs组成,并结合香气活性值(OAV)评估其香气贡献。  结果  MeJA处理显著影响了栀子花单株产量、VOCs的种类和比例,其中萜烯类、醇类和酯类为主要成分。M5处理可显著提高栀子花的单株产量(P<0.05),M1和M4处理可提升芳樟醇等关键香气物质的质量分数和OAV,呈现双峰型剂量-响应效应;而M2及M5处理则出现抑制现象。聚类分析显示:M4处理在香气轮廓上与其他组差异明显,为最优处理浓度。  结论  明确了MeJA调控栀子花香气的最佳浓度为1.00 mmol·L−1,提升产量的最佳浓度为1.25 mmol·L−1;MeJA对香气合成呈双峰型非线性浓度依赖效应,芳樟醇、大马氏酮和α-法尼烯为关键贡献物质。图4表3参28

English Abstract

金晟康, 张典铨, 华陈杰, 等. 茉莉酸甲酯对栀子花朵产量及花香成分的调控机制[J]. 浙江农林大学学报, 2026, 43(X): 1−9 doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.20260184
引用本文: 金晟康, 张典铨, 华陈杰, 等. 茉莉酸甲酯对栀子花朵产量及花香成分的调控机制[J]. 浙江农林大学学报, 2026, 43(X): 1−9 doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.20260184
JIN Shengkang, ZHANG Dianquan, HUA Chenjie, et al. Regulatory mechanism of methyl jasmonate on Gardenia jasminoides yield and floral aroma components[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2026, 43(X): 1−9 doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.20260184
Citation: JIN Shengkang, ZHANG Dianquan, HUA Chenjie, et al. Regulatory mechanism of methyl jasmonate on Gardenia jasminoides yield and floral aroma components[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2026, 43(X): 1−9 doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.20260184
  • 栀子Gardenia jasminoides 凭借其观赏价值、药用功效及独特香气,在园艺和中医药领域具有重要的经济地位[1]。当前,围绕其传统药用成分(如栀子苷、总黄酮等)的研究已日趋成熟[2]。近年来,优化栀子花的香气品质,已成为提升栀子花附加值和药用价值的新突破口[3]。栀子花的香气主要由挥发性有机物(VOCs)构成,其组成与相对比例直接决定了香气的感官特征[4]。因此,探究栀子花VOCs合成的有效途径,调控栀子花香气特征,已成为当前研究的热点。

    茉莉酸甲酯(MeJA)是一种天然的植物激素,已被广泛用于植物次生代谢的调控。作为植物体内特殊的信号分子,MeJA可以通过激活或抑制植物体内特定代谢途径,对VOCs的合成发挥调控作用[5]。相关研究表明:MeJA不仅能促进草莓Fragaria×ananassa、葡萄Vitis vinifera、芒果Mangifera indica、番茄Solanum lycopersicum等植物香气成分的合成,还能调控芳香醛、萜烯和醇类等VOCs成分[6]。MeJA能通过改变茶叶[7]中香气物质的种类及强度来影响茶香,并且与其浓度有一定的关联性。在玫瑰Rosa damascena花香气的研究中,MeJA能显著提高萜烯类和芳香醛类物质的合成,从而提升玫瑰花的香气特征[8]

    除次生代谢外,MeJA在某些植物的生殖生长及花朵产量调控方面也有实证研究。例如,在油菜Brassica napus中,外源MeJA可促进早花品种增加开花数,并调节花器官形态及花期[9];在金盏菊Calendula officinalis中,MeJA与抗坏血酸结合能显著提升花朵数量与直径,以及枝叶与根的生物量[10];在枣Ziziphus jujuba中,喷施MeJA可提高果实的可溶性固形物含量,维持抗氧化活性[11]。这些发现表明:MeJA在协调植物产量与品质方面具有双重潜力。

    虽然近些年的研究已说明在少数植物中MeJA对VOCs合成具有显著的调控作用,但关于MeJA对栀子花香气物质的调控,以及其剂量效应和机制,仍然存在较大的研究空白,且不同浓度MeJA对栀子花香气物质的影响及提升香气物质的最佳浓度尚不明确。因此,探索不同浓度MeJA对栀子花朵产量及香气物质合成的剂量与响应关系,对揭示其调控机制,提升栀子花朵产量与香气品质,增强其药用价值,具有重要的理论和实践价值。

    为此,本研究以栀子‘分关1号’‘Fenguan No. 1’为材料,设置不同浓度的外源MeJA喷施处理,系统解析其对栀子花单株花朵产量及VOCs组成与质量分数的影响;采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)技术检测香气成分,结合香气活性值(OAV)定量评估关键物质的香气贡献,并基于聚类分析筛选最优处理浓度,揭示MeJA调控栀子花香气物质的剂量-响应规律,为栀子花香气品质的定向栽培提供理论依据。

    • 试验地位于三明市沙县区桂山自然村(117°41′E,26°26′N),属亚热带季风性气候,年平均气温为17.5~19.5 ℃,年平均降水为1 600~1 800 mm,无霜期为305 d,试验地为平坦菜园地,适宜盆栽试验。选择健康且长势基本一致的2年生栀子‘分关1号’扦插苗,每盆种植1株,于2022年12月定植。盆栽土壤基质为珍珠岩与红壤土混合土,按体积比1∶4混匀,露天培养,统一浇水、除草,生长期内不使用任何植物生长调节剂。

    • 选用MeJA为外源激素,分别设置喷施0.25 (M1)、0.50 (M2)、0.75 (M3)、1.00 (M4)和1.25 (M5) mmol·L−1 MeJA的5种处理,并以喷施清水为对照(ck)。每处理20株,共120株。2023年4月初(开花前)进行喷施试验,喷施方式为叶片喷施,喷施量为50 mL·株−1,每7 d喷1次,连续喷施2次。

    • 于5月中旬盛花期进行集中采样。该时期花朵生理代谢旺盛,与VOCs合成相关的酶活性达到峰值,香气释放最为完全,能最准确地反映MeJA处理对最终香气品质的调控效应[12]。为保证生物学重复的典型性与一致性,在排除边缘效应的前提下,各处理均随机选取6株长势一致、表型一致(株高、冠幅等)的健康植株作为代表性样本[13],对每株选取发育状态完全一致的标准盛开花朵(花瓣完全展开、颜色洁白、花药已开裂且无褐变萎蔫)进行采集。将每处理的采集样本均随机分为2组:其中1组的花朵经去离子水洗净并吸干表面水分后,称取鲜质量,记录单株花朵产量(g·株−1);另1组的花朵样本在采集后迅速经干冰处理,并转移至−80 ℃超低温冰箱中冻存,用于后续花香挥发性成分的测定。

    • 采用HS-SPME-GC-MS进行检测。称样放入20 mL顶空瓶,加入内标2-辛醇(5 mg·L−1)与饱和的NaCl,加热至80 ℃持续30 min,顶空萃取30 min,再250 ℃解吸5 min[14]。色谱条件为:使用HP-5MS色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),程序升温至50 ℃ 保持2 min,再以5 ℃·min−1升至180 ℃,保持5 min,再以10 ℃·min−1升至250 ℃,保持5 min;进样口250 ℃,传输线280 ℃,载气流速1.0 mL·min−1。质谱条件为:EI离子源230 ℃,四极杆150 ℃,全扫描范围质荷比(m/z) 40~600。结果通过AMDIS与NIST11库进行比对,结合保留指数(RI)鉴定化合物,并以2-辛醇为内标进行定量分析[15]

    • 各化合物香气阈值主要参考文献[1618],对于不同来源存在差异的阈值,本研究综合选取较为公认的数值。计算各挥发性化合物的香气活性值(OAV)[19],基于各物质在所有处理中可达到的最高OAV,将OAV>1 000的化合物定义为“主导性香气”,100<OAV≤1 000的定义为“关键香气”,1<OAV≤100的定义为“特征香气”,并筛选关键香气物质。

    • 采用Excel 2016进行数据整理。数据统计分析及可视化均使用R (v4.3.1)完成。利用 stats 程序包对花朵产量的差异进行单因素方差分析(One-way ANOVA),并采用agricolae包进行Duncan’s多重比较检验(P<0.05),来评估各处理间的差异。基于各类VOCs相对占比,采用ggplot2包绘制化合物种类堆积图,直观展示VOCs组成的整体变化。采用UpSetR包绘制Upset图,展示共有与特有化合物的交集分布。OAV评估的指标计算参考张铭铭等[20]的方法,对筛选出的关键香气物质进行分析。差异倍数比较:将各处理中香气物质的质量分数与ck进行比较,计算log2FC转换倍数,消除不同物质间量级差异过大带来的视觉偏差,以展示各物质的变化倍数与方向;相对组成分析:对关键香气物质的质量分数进行Z-score标准化,以消除量纲影响,并利用标准化数据进行层次聚类分析(HCA),以热图呈现处理组与物质间的整体调控关系。

    • 喷施MeJA对栀子花朵产量的影响如表1所示。结果表明:不同浓度MeJA对花朵产量具有显著影响(F=3.43,P<0.05)。M5处理的花朵产量最高,平均达20.16±0.66 g·株−1,且显著高于ck (P<0.05),其余处理的花朵产量虽也有提高但均不显著。

      表 1  不同浓度MeJA对栀子花朵产量的影响

      Table 1.  Effects of different concentrations of MeJA treatment on G. jasminoides flower yield

      处理 MeJA浓度/
      (mmol·L−1)
      花朵产量/(g·株−1)
      最大值 最小值 平均值
      ck 0 16.23 11.86 13.85±2.21 b
      M1 0.25 20.07 13.64 16.59±3.25 ab
      M2 0.50 21.41 15.32 17.79±3.20 ab
      M3 0.75 20.78 13.41 15.90±4.22 ab
      M4 1.00 17.05 13.45 15.56±1.88 ab
      M5 1.25 20.78 19.47 20.16±0.66 a
        说明:数据为平均值±标准差(n>3)。同列不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。
    • 图1可知:不同浓度MeJA处理下,栀子花VOCs总质量分数发生变化,M1处理的总质量分数最多,M4处理次之。各处理栀子花的VOCs可分为萜烯类、酯类、杂环类、醇类、酚酸类、烷烃类、醛类、腈类、酮类、醚类、烯烃类等11类,且VOCs的组成比例有明显差异。ck的萜烯类化合物占比最高,为50.7%,其次为酯类(14.8%)和杂环类(13.2%),说明自然状态下萜烯类化合物为最主要的香气成分。M1处理中,萜烯类占比为 40.8%,但酯类比例大幅提升至34.4%,为各处理中最高。M2处理中,萜烯类占比为 53.6%,醇类和酯类占比降低。M3处理中,萜烯类占比升至55.8%,并伴随醇类进一步下降。M4和M5处理中,萜烯类占比分别为46.4%和57.4%,M5处理的萜烯类和醇类占比为各处理中最高,而酯类占比相比ck明显减少。

      图  1  不同浓度MeJA处理对栀子花各类化合物占比的影响

      Figure 1.  Effects of MeJA treatments at different concentrations on the proportion of compound types in G. jasminoides flowers

    • 图2可知:各处理的化合物总数由大到小依次为ck、M5、M1、M3、M2、M4。其中M4处理的独有化合物数量最少,为46个,M5处理的独有化合物数量最多,说明这2个浓度下激发产生的香气物质效果较为特殊。整体来看,所有处理拥有9种共有挥发物,它们可能是MeJA信号通路中最稳定被激活的代谢产物。不同浓度处理会诱导出不同数量的化合物,化合物种类也有较大差异,但各处理间存在2或3个相同的化合物。这说明MeJA对栀子花香气合成存在复杂的调控机制,主要体现在对MeJA浓度的依赖上,不同浓度会激活略微不同的代谢路径,形成不同的香气轮廓。

      图  2  不同浓度MeJA处理栀子花各类化合物的Upset图

      Figure 2.  Upset plot of various compounds in G. jasminoides flowers under different MeJA treatments

    • 栀子花的关键花香物质积累与响应模式如图3~4所示。芳樟醇在所有处理中的log2FC最高,并在M4处理下达峰值,其Z-score标准化值在M5处理中也最为突出,表明芳樟醇是栀子花基础花香的稳定核心成分,且其合成受MeJA浓度影响。苯乙醇与香叶醇的响应模式相似,二者在M4处理下的log2FC均处于较高水平,说明M4处理可能协同促进栀子花中玫瑰花香物质的合成通路。

      图  3  不同浓度 MeJA 处理栀子花关键香气物质倍数变化的log2FC热图

      Figure 3.  Heatmap of log2FC values for key aroma compounds in G. jasminoides flowers under different MeJA treatments

      图  4  基于Z-score标准化的栀子花关键香气物质热图

      Figure 4.  Heatmap of key aroma compounds in G. jasminoides flowers based on Z-score normalization

      从横向聚类看,M1与M4处理聚为一类,表明二者对关键香气物质的调控模式较为相似。例如,二者对芳樟醇、香叶醇等物质的促进效应一致。ck与M2处理聚为一类,最终与M3和M5处理汇合,这一非线性的聚类结构说明:不同MeJA处理对关键香气物质合成调控并非呈线性梯度,特定浓度可能通过相似的代谢网络产生双峰型的剂量-响应效应。

      从纵向聚类看,关键香气物质根据其响应模式被分为两大类。第1类以大马氏酮等物质为代表,其在M3处理中维持较高的Z-score标准化值;第2类以芳樟醇、橙花醇为代表,呈现复杂的浓度依赖性。这种分化的响应模式,揭示了MeJA信号对不同香气物质的合成通路存在特殊的调控机制。

    • 表2可知:栀子花香气品质由多种VOCs组成,其香气阈值差异明显,直接决定了不同的感官贡献水平。大马氏酮的香气阈值极低,为0.002 μg·kg−1,决定了其极高的OAV,存在微量即可产生明显的感官影响;α-法尼烯(1.000 μg·kg−1)、芳樟醇(0.820 μg·kg−1)及橙花醇(0.290 μg·kg−1)等较低的香气阈值,也使其成为高敏感性物质。它们分别赋予了栀子花青苹果、花香、木香和甜橙基调的香气轮廓,并与α-松油醇(紫丁香、木香)、苯乙醛(风信子、蜂蜜)、香叶醇(玫瑰花香)和苯乙醇(玫瑰花香)等共同构成了多层次、复合型的栀子香气特征。

      表 2  栀子花关键香气物质的阈值和香气品质

      Table 2.  Aroma thresholds and aroma quality of key aroma compounds

      化合物 CAS号 类别 香气阈值/(μg·kg−1) 香气描述 感官影响评价
      大马氏酮β-damascenone 23726-93-4 萜烯酮terpenones 0.002 苹果、烟草 主导性香气
      芳樟醇linalool 78-70-6 单萜醇monoterpenols 0.820 花香、木香 主导性香气
      橙花醇nerol 106-25-2 单萜醇monoterpenols 0.290 甜橙花、玫瑰 主导性香气
      α-松油醇α-terpineol 98-55-5 单萜醇monoterpenols 1.800 紫丁香、木香 主导性香气
      α-法尼烯α-farnesene 502-61-4 倍半萜烯sesquiterpenes 1.000 青苹果、木质 关键香气
      苯乙醛phenylacetaldehyde 122-78-1 芳香醛aromatic aldehydes 4.000 风信子、蜂蜜 关键香气
      香叶醇geraniol 106-24-1 单萜醇monoterpenols 4.100 玫瑰花香 关键香气
      乙酸叶醇酯cis-3-hexenyl acetate 3681-71-8 酯类esters 9.000 青草、水果 特征香气
      苯乙醇phenethyl alcohol 60-12-8 芳香醇aromatic alcohols 1 100.000 玫瑰花香 特征香气

      表3可知:不同浓度MeJA处理对香气物质OAV的调控存在明显差异与浓度特异性。在M1与M4处理下,芳樟醇的OAV极高,分别为17 264.63和17 423.17,说明M1与M4处理会促进栀子花香特征的表达,增强其花香和木香。大马氏酮的OAV在各处理都处于最高水平(70 000.00~193 500.00),且在M1处理下达到峰值,表明M1处理可极大增强其苹果香。

      表 3  不同浓度MeJA处理栀子花关键香气物质的OAV

      Table 3.  OAV values of the key aroma compounds in G. jasminoides under different MeJA treatments

      化合物
      OAV
      ck M1 M2 M3 M4 M5
      大马氏酮 β-damascenone 72 500.00 193 500.00 70 000.00 148 000.00 144 000.00 90 500.00
      芳樟醇 linalool 6 279.27 17 264.63 8 464.63 11 276.83 17 423.17 10 703.66
      橙花醇 nerol 931.03  − 875.86 1 303.45 1 965.52 1 248.28
      α-法尼烯 α-farnesene 142.00 613.00 267.00 476.00 814.00 253.00
      α-松油醇 α-terpineol  − 2 230.00  −  −  − 1 142.22
      苯乙醛 phenylacetaldehyde 69.50 100.75 94.00  −  − 54.50
      香叶醇 geraniol 170.24 447.32 166.59 346.83 478.05 219.02
      乙酸叶醇酯 cis-3-hexenyl acetate  −  −  − 4.22  −  −
      苯乙醇 phenethyl alcohol 0.51 1.05 0.61 0.82 1.03 0.38
        说明:“−”表示未检测到该化合物。

      α-松油醇凭借其极低的香气阈值,即使在花香成分中质量分数很低,却对整体香气仍具有极大贡献,该化合物虽仅在M1和M5处理被检出,但其OAV均达到千数量级,说明在M1与M5处理下会形成特殊通路,表达出极强的紫丁香气味。α-法尼烯、香叶醇和苯乙醇等均在M1或M4处理出现OAV双峰值,其中青苹果香、玫瑰花香在M1和 M4处理下大幅增加,α-法尼烯的OAV分别达613.00和814.00。

      整体上,各物质OAV对MeJA浓度的响应呈非线性变化,表明其合成调控存在复杂的生理与生化途径依赖。M1与M4处理下芳樟醇OAV大幅升高,与感官评价中花香增强一致;M5处理香气减弱,可能与高浓度MeJA抑制萜烯合成有关。从OAV综合响应来看,M4处理为最优浓度,该浓度下芳樟醇、香叶醇、橙花醇和α-法尼烯等关键花香物质的香气活性均处于较高水平,表明该浓度可促进多条代谢通路,实现香气品质的整体提升。相比之下,M5处理下多数物质的OAV大幅下降,说明高浓度MeJA抑制代谢,导致香气合成效率降低。

    • 本研究结果显示:不同浓度的MeJA不仅显著影响了栀子花的单株产量,还大幅重塑了挥发性化合物的种类与比例。其中,M5 (1.25 mmol·L−1)处理显著提高了栀子花的单株产量,而M1 (0.25 mmol·L−1)与M4 (1.00 mmol·L−1)处理提高了芳樟醇、香叶醇等主要香气物质的OAV。这种差异化响应模式揭示了不同浓度MeJA在栀子花香气调控中的复杂性,这与CHEN等[3]关于萜烯合酶底物选择性调控机制的研究结论一致。

      本研究发现:M5处理虽获得了最高的单株产量,但其关键香气物质的OAV并非最高;而单株产量仅处于中等水平的M4处理却表现出最优的香气品质。这一现象符合植物生理生态学中的资源权衡理论,即植物体内的光合产物和资源是有限的,当MeJA作为信号分子引导资源向生长和生殖(如花朵产量)倾斜时,可能会在一定程度上削弱对次生代谢产物(如香气物质)合成的投入[2123]。这种生长与防御次生产物之间的资源竞争,可能是导致高产伴随香气品质下降的重要原因。

      MeJA对栀子花香气物质的影响呈复杂的浓度依赖性,在M1与M4处理均出现双峰值的响应模式,这可能与MeJA所调控的不同次生代谢通路及其相互竞争有关。低浓度M1和中高浓度M4处理下,MeJA增强了芳樟醇、香叶醇等香气成分的OAV,可能是该浓度的MeJA有效激活了质体中的甲基赤藓醇磷酸(MEP)途径,苯乙醇、苯乙醛等芳香族化合物在高浓度下被抑制,这可能与细胞质中苯丙烷代谢途径的差异调控有关[24]。而高浓度MeJA下的高产M5处理的香气品质下降,可能与茉莉酸信号通路下游防御基因过度激活导致的资源分配有关[2526]

      通过计算OAV,本研究定量解析了栀子花香气的物质基础。结果显示:芳樟醇、大马氏酮和α-法尼烯是栀子花香气的关键物质。其中,芳樟醇在M1和M4处理中OAV极高,尤其在M4处理下,其OAV为17 423.17,体现了其对栀子花香气的主导作用。大马氏酮的OAV (70 000.00~193 500.00)在所有物质中占据绝对主导地位,其浓郁的苹果香构成了栀子花香气的基础。这与庄玥莹等[27]和DONG等[28]关于其他芳香植物中花香物质合成与调控的研究一致,进一步证实了萜烯类物质在栀子花香气中的主体地位。

    • 本研究揭示了MeJA对栀子花朵产量、香气物质合成的非线性浓度依赖效应,结果显示:M5处理可显著提升栀子单株花朵产量,M4处理为优化栀子花香气品质的最优浓度,芳樟醇、大马氏酮和α-法尼烯是栀子花香气的核心贡献物质。该结果体现了产量与香气品质间的权衡关系,表明在生产中可通过精准调控MeJA喷施浓度,在维持一定产量的前提下优化栀子花香气品质。未来可进一步研究MeJA与水肥管理、修剪等农艺措施间的协同效应,以实现栀子花优质高产的精准栽培。

参考文献 (28)

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