差异代谢物的筛选，品种比较试验需进行多少年

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-介绍-

甜樱桃是重要的温带水果作物，其生产特点是北半球春季至盛夏果实发育时间短。气候变化预测表明，欧亚大陆初夏至仲夏过量降雨的频率增加，导致甜樱桃裂果增加。特别是对于甜樱桃来说，收获前的降雨开裂是许多樱桃产区最严重的农作物损失，在全球范围内造成了巨大的商业损失。

这种生理障碍表现为果皮裂纹，有时裂纹深入果肉，影响果茎末端、花萼末端和颊部区域。尽管对甜樱桃开裂的研究已有多年，但在了解不同品种果实开裂易感性的代谢基础方面进展甚微。

尽管导致甜樱桃果皮开裂的根本机制尚不完全清楚，但通过果实的表皮或树木的维管系统直接吸收水分会迅速增加果实的吸水性。一般来说，文献中描述了三种类型的樱桃裂纹：茎端裂纹、顶端裂纹和普通侧裂纹。

可能的切割类型取决于不同吸水模式的发生。樱桃皮由一层薄薄的表皮和多达八层细胞组成，总厚度为4.5微米。表皮由疏水材料的外层和亲水材料的内层组成，具有单纤维素表皮层。虽然果实中的气孔密度低于叶子，但果实中有足够的透水孔隙。

裂纹指数传统上用于将甜樱桃品种分类为相对敏感、中等或抗裂纹，但有一些修改。开裂指数是通过将果实在蒸馏水中浸泡一定时间，观察果实表面开裂情况来测定的。从现在起，它将简称为“克里斯滕森方法”。然而，在这种体内开裂测定中，将水果浸入水中并不能反映真实的田间条件，其中与应用克里斯滕森方法时相同的水压没有施加在整个果皮表面上。为了实现这一目标，本研究开发了一种测定樱桃果实开裂指数的替代方法。该测定在本文中被称为“瀑布法”。

，将水果浸泡在蒸馏水中，同时用去离子水不断地润湿水果；这些条件使得模拟下雨时水果表面的水压和果皮的吸水率更加准确。

尽管有关甜樱桃皮组织代谢的信息很少，但最近的研究调查了导致甜樱桃雨裂的事件顺序。尽管人们普遍认为樱桃果实的早期代谢重编程发生在裂隙事件之前，但对于哪些化合物可作为裂隙生物标志物尚无明确的共识。因此，本研究旨在比较克里斯滕森法和瀑布法两种方法，以确定不同裂果行为的甜樱桃品种的裂果指数。本研究的另一个目的是研究这些品种的代谢变化与两种测定中获得的裂解特性之间的相关性。因此，本研究可为果实裂裂评估和大规模樱桃皮代谢组监测分析提供有用的检测方法。

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在商业收获阶段收集一种甜樱桃品种的果实并评估其对果实开裂的敏感性。该实验在塞萨洛尼基亚里士多德大学农场和商业果园的实验甜樱桃园中进行了超过14 个生长季节。这两个果园由行距为5 60 米的5 年生树木组成，嫁接到“Mahaleb”砧木上，在开放式花瓶中进行培养，并采用我收到的标准栽培方法。根据每个区域的大小、颜色和商业收获日期，果实完全成熟时收获。每个品种采收约20个果实，其中80个随机分为5个亚批，每批15个果实，将果皮与果肉分离，将果皮浸入液氮中，在-150下保存。用于代谢物分析。该实验遵循完全随机设计（CRD）。

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采用Christensen法和瀑布法估算了甜樱桃果实开裂的敏感性，并评价了果实开裂指数。这些测定的描述总结如下： 克里斯滕森方法：皮肤开裂的测定，如经过一些修改的描述。将每个品种的果实（5个重复15个果实）称重，并在室温下用蒸馏水浸泡总共6小时，记录每小时的平均裂纹发生率。根据Christensen法获得的开裂指数值，将所有品种分为低感病、中感病、感病、高感病。

瀑布法：将每个品种的果实（5个重复15个果实）称重并放置在透明塑料室（0800302）中。干。将蒸馏水（3 mL 塑料移液器）滴到悬浮的甜樱桃果实上总共12 小时，并在前4 小时和随后的2 小时内每小时平行记录裂纹发生率。

-质地特征-

每个品种（两种水果）的皮肤渗透（N）是在收获时使用TA-XT13i 质地分析仪（Stable Microsystems，Godalming，Surrey，UK）按照详细描述的四面皮肤渗透协议（高级缝合线）进行的。顶点、近蒂）。果实吸水性甜樱桃果实在与水接触前称重，并在每种方法（克里斯滕森法和瀑布法）结束时通过离心和通气1 分钟除去表面水。结果以果实吸水百分比表示。

观察大裂纹完成克里斯滕森和瀑布法的裂纹估计后，观察果实的四个侧面（顶部、缝合线、顶端和茎附近）。

）显示了每个品种的主要裂纹类型。在每个品种中，果实侧面之间存在显着差异，这代表了基于邓肯多范围测试的主要裂皮类型。

品种采收时的果实品质特征为了研究甜樱桃的裂果反应，我们选择了希腊经常种植的一个代表性品种。甜樱桃果实在成熟过程中的可溶性固形物浓度(SSC) 范围为27.19 至63.2（“Skeena”）白利糖度百分比。该品种的酸度为51.1-4.2。樱桃的颜色指数、饱和度和色调角范围分别为9.6（“Tragana Edesis”）和6.39（“Regina”）到5.27（“Stella”）和0.2（“Stella”）。每个品种9个果实的平均重量（克）范围为123.9至2.2，重量最低的是“Zavizhi”，重量最高的是“Krupnoprodnaya”。茎、果肉和果皮的相对重量以占整个樱桃果实的百分比表示，茎和果肉的范围为1.8（“桑巴”）至2.82（“早期Bigi”）。 1g) 88.3（“Skeena”）至2.7（“恩典之星”），皮肤12.8（“Sweet Early”）至“Skeena”。

皮肤组织的纹理特性物种之间的横向皮肤渗透力范围为0.17（“Skeena”）至0.47 N（“Skeena”）。缝合皮肤渗透力范围为0.24（“早期Biggie”）至0.55 N（“早期明星”）。此外，顶端皮肤穿透力范围从0.24（“Early Biji”和“Tragana Edesis”）到0.48 N（“Tsolakeika”）。茎皮渗透力范围为0.15 N（“Tsolakeika”）至0.42 N（“Tsolakeika”）。最后，总皮肤穿透力范围为0.2（“Early Biji”）至0.46 N（“Tsolakeika”）。

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由于对与果实裂裂相关的因素进行代谢监测很困难，我们接下来询问皮肤来源的代谢物分析是否可以成为使用GC-MS 分析了解这种生理疾病的有效工具。在应用两种溶出测定之前，对三个甜樱桃品种的皮肤组织中的三种极性代谢物进行了定量。考虑到所有类型的化学成分分析，皮肤代谢谱包括可溶性糖、糖醇、有机酸、氨基酸和其他化合物。

筛选的三个不同品种的皮肤组织中，\’Skeena\’、\’Lapin\’、\’Tsolakeika\’和\’Skeena\’品种的可溶性糖、有机酸、氨基酸和总酒精含量最高。在樱桃皮组织中，葡萄糖和果糖、苹果酸、-氨基丁酸（GABA）和山梨醇分别构成糖、有机酸、氨基酸和总酒精的主要部分。除仅在某些品种中富集的代谢物外，大多数代谢物在所有品种中均检测到。例如，“Aida”和“Ferrovia”中的麦芽糖含量最高，而“Bakirzaika”和“Tzolakeika”这两个希腊原产品种的甘露二糖含量也很高。

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本研究的另一个主要目的是研究不同樱桃品种次生代谢相关的代谢物模式。 UPLC-MS/MS分析证实皮肤样品中存在5种多酚化合物，这些次生代谢物对应于6种花青素和29种其他多酚。一般来说，与“Tsolakeika”相比，“Krupnoprodnaya”的总多酚含量最低，并且这些化合物的含量显着丰富。此外，Tenzo的皮肤花青素含量较高，而Carmen的皮肤花青素含量较低。进行相关分析以阐明不同物种皮肤代谢物与开裂之间的关联。采用Christensen法和瀑布法观察到吸水率与皮肤裂隙指数评估之间存在高度正相关性，其统计显着性具有物种特异性。

此外，果皮裂纹指数与果皮重量和果茎周围渗透性这两个生理特性具有很强的负相关性。两种测试方法评估的代谢物蔗糖、总可溶性糖、半乳糖醛酸、甘油、甘露醇和肌醇与裂纹呈负相关。有趣的是，在两项测定中评估的化合物岩藻糖和紫杉醇均显示出与开裂指数最强的正相关性。此外，利用Christensen方法还发现代谢物木糖、阿拉伯糖、核糖、泛酸、根皮苷、表儿茶素、原花青素B1和原花青素B2+B4与裂解指数之间存在负相关。另一方面，根据克里斯滕森方法，天冬酰胺与裂纹之间存在正相关关系。使用瀑布法，确定了果糖、甘露糖、葡萄糖、海藻糖、总酒精和裂解指数之间的负相关性。此外，基于瀑布法的裂解指数与苯乙醇胺呈正相关。值得注意的是，这两种方法与裂纹指数表现出很强的正相关性。

-结论-

使用瀑布法，在开裂评估和蒂附近的皮肤穿透之间观察到负模式。因此，瀑布法或许能够更有效地根据裂缝对樱桃品种进行分类。此外，两种测定之间存在很强的正相关性，表明两种方法之间存在显着关系。几个品种之间相对常见的裂纹分类模式也证明了这一点。根据本研究中获得的见解，我们认为两种测定方法的结合比使用一种方法的单一测试提供了更可靠和更准确的裂解结果，至少对于我所研究的品种来说是这样。通过结合这种基于实验室的方法，可以快速筛选许多不同的品种，以选择潜在的抗裂候选品种，从而避免耗时且昂贵的现场测试。

我们还研究了所选品种皮肤组织的代谢成分是否影响这两种测定中测试的开裂指数。这种代谢方法表明，某些代谢物含量的变化可能与所研究品种的裂纹差异有关。

未来的研究可能集中于剖析甜樱桃品种在不同发育阶段的代谢组，并将代谢变化与基因组或蛋白质组变化联系起来。总而言之，这项研究提供了有关樱桃果实开裂评估过程的新信息，可用于潜在的分子育种工作，以提高未来甜樱桃果实的开裂抗性。