近日，中國熱科院生物所香蕉養(yǎng)分綜合管理團隊系統(tǒng)揭示了粉蕉、大蕉和貢蕉三種本土特色香蕉品種在果實成熟過程中的理化特性與代謝物動態(tài)變化規(guī)律，為品種特異性采后管理及品質(zhì)調(diào)控提供了重要理論依據(jù)。
香蕉作為全球第四大經(jīng)濟作物，是我國南方熱帶地區(qū)的重要水果，但其采后易腐、成熟進程快、品質(zhì)變化復(fù)雜，一直是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。本研究以粉蕉、大蕉和貢蕉為研究對象，分別于五個成熟階段（全綠RS1、亮綠RS2、黃帶綠RS3、黃帶綠尖RS4、全黃RS5）系統(tǒng)測定其理化指標(biāo)與代謝物組成，結(jié)合多變量統(tǒng)計方法深入解析品種間差異及其內(nèi)在機制。
研究結(jié)果顯示，三個品種在成熟時間上存在顯著差異。貢蕉成熟最快，僅需5天即進入全黃階段；粉蕉需9天；大蕉最慢，需11天。果實硬度、可溶性固形物（TSS）、可滴定酸（TA）等核心品質(zhì)指標(biāo)與果皮顏色變化密切相關(guān)。大蕉在成熟后期酸度最高，貢蕉最低，表明品種間有機酸代謝路徑存在明顯分化。在淀粉-糖代謝方面，大蕉淀粉儲量最高（峰值達322.34 g/kg），隨成熟進程其降解幅度最?。?5.9%），而貢蕉降解幅度最大（79.1%）。相應(yīng)地，大蕉在RS4階段可溶性糖含量最高（670 g/kg），顯著高于粉蕉和貢蕉。
利用代謝組學(xué)分析有機酸和氨基酸積累模式上具有明顯時序差異。其中大蕉和粉蕉的有機酸高峰出現(xiàn)在早期（RS1–RS2），而貢蕉則在完全成熟時（RS5）達到峰值。氨基酸總量、必需氨基酸和條件必需氨基酸在粉蕉中持續(xù)增加至RS5，在大蕉中高峰出現(xiàn)在RS4，貢蕉則在早期（RS1–RS2）即有明顯積累。這一發(fā)現(xiàn)提示不同品種在氮代謝與能量轉(zhuǎn)化方面具有不同策略。
在香氣成分方面，研究共鑒定出86種揮發(fā)性物質(zhì)，其中14種物質(zhì)的香氣活性值（OAVs）大于10，被認定為關(guān)鍵香氣標(biāo)志物。值得注意的是，2-己烯醛是唯一在所有品種和成熟階段均高表達的化合物，可作為香蕉成熟進程的通用生物標(biāo)志物。酯類物質(zhì)在RS4后顯著增加，尤其在粉蕉中最為豐富，貢獻了其濃郁的果香。貢蕉在多數(shù)階段香氣成分種類最多，屬于“濃香型”品種；而大蕉香氣組成較為單一，表現(xiàn)出獨特的代謝特征。
通過冗余分析（RDA）和層次聚類分析（HCA），研究進一步從多變量視角揭示了品種間的成熟軌跡差異。粉蕉與貢蕉在成熟中后期（RS4–RS5）品質(zhì)特性趨于一致，而大蕉在整個成熟過程中均獨立成簇，表明其具有獨特的生理代謝路徑。果皮顏色參數(shù)（a, b, C*）與TSS、乙烯釋放、呼吸速率等指標(biāo)顯著相關(guān)，證實其可作為快速、無損判斷香蕉成熟狀態(tài)的有效指標(biāo)。
該研究成果以“Comparative Analysis of Physicochemical Quality and metabolite Profiles during Fruit Ripening in Three Banana Cultivars Using Multivariate Approaches”為題發(fā)表于《Postharvest Biology and Technology》。中國熱科院生物所王麗霞助理研究員為第一作者，何應(yīng)對副研究員為通訊作者。研究得到了國家香蕉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系三亞綜合試驗站、國家高端外國專家引進計劃和國家重點研發(fā)計劃等項目的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2025.113847
