猕猴桃因其独特的风味、多酚、维生素和其他营养物质以及促进肠道健康的能力，在全球范围内是一种价值很高的水果作物。然而，一些猕猴桃品种在收获后迅速变软，在特定的食用窗口缺乏吸引人的味道，这大大降低了它们的市场潜力。因此，研究软化品质和食用品质存在显著差异的猕猴桃品种的变异形成机制是十分必要的，这将对今后猕猴桃品质的改良起到重要作用。

现在大约有70种公认的猕猴桃物种。“海沃德”(HWD)是一种在新西兰培育的晚熟品种，在大约0℃的低温下长期储存约6个月。“翠香”(CX)是中国选育的陕西省主种品种之一，与HWD相比，其风味优异，糖酸比(BAR)更高，受到消费者青睐。但其果皮薄，贮存期极短，极大地限制了其分布范围。

在商业贸易中，猕猴桃通常在成熟但未软化的状态下收获，然后经历一个软化过程，伴随着质量特征的发展，达到消费者可接受的食用状态。可溶性固形物含量(SSC)和可滴定酸度(TA)含量是评价猕猴桃口感的重要指标。果实采后质地变化与其细胞壁代谢密切相关。广泛的细胞壁修饰包括半纤维素解聚、果胶增溶解聚和果胶侧链的中性糖损失，这些改变了细胞壁组分的机械性能。此外，由于中间薄片的溶解，细胞间粘附减少。这些变化与膨胀压力降低一起导致水果软化。肉质水果的果胶含量可能占细胞壁质量的60%，其相关代谢与猕猴桃软化密切相关。果胶的降解是聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲基酯酶(PME)和β-半乳糖苷酶(β-Gal)等酶相互协调和相互作用的结果，并伴随着酸溶性果胶(ASP)不断转化为水溶性果胶(WSP)。此外，储存条件，如储存温度和乙烯气体的不同也会影响水果质地和代谢物质的变化。

值得注意的是，CX和HWD两种猕猴桃的贮藏性存在显著差异，这使得研究它们共同的质量调控机制变得更加困难；然而，两个品种在软化过程中都经历了相似的硬度下降趋势。猕猴桃的硬度变化与其品质密切相关。

2.研究方案:本研究旨在通过分析CX和HWD猕猴桃在20℃和1℃条件下相同硬度梯度下细胞壁代谢、淀粉和蔗糖代谢以及初级代谢产物的差异，为猕猴桃品质改良提供新的信息。此外，利用初级代谢组学结合random forests machine learning algorithm来识别潜在的代谢标志物。该方法可为CX和HWD猕猴桃品质差异的成因提供新的证据和见解，对研究不同品种间的品质调控机制，提高猕猴桃的整体品质具有重要价值。

3.研究结果:

3.1 CX和HWD猕猴桃在20℃和1℃软化过程中的硬度、L*、呼吸速率、乙烯产量、SSC、TA含量和BAR

硬度和L*分别是反映果实软化度和果肉亮度的特征指标。CX和HWD猕猴桃果肉硬度在20°C和1°C软化过程中持续下降，当果肉硬度达到10N时，HWD的贮藏期几乎是CX的3倍(图1A和B)。两个品种在1°C下的总贮藏期是20°C下的4倍。

在20°C的软化过程中，两个品种的果肉L*值都有所下降，且CX处理的L*值总体上高于HWD处理的猕猴桃(图1 C)。与20°C时相比，1°C时两个品种的L*值在软化过程中都更高(图1 D)。在20℃时，CX的呼吸速率和乙烯产量总体上高于HWD，两个品种的呼吸速率分别在20 N和90 N时达到峰值(图1 E)。在1℃时，CX出现了明显的呼吸速率和乙烯产量峰值，而HWD则一直较低(图1F和H)。在20°C和1°C软化过程中,CX和HWD猕猴桃SSC逐渐增加，并出现快-慢-快的趋势(图1 I和J)。CX的SSC和BAR均较高于10 N 的HWD(图1I 、J、K、M 和 N）。

图1 20℃和1℃软化过程中猕猴桃硬度(A和B)、L* (C和D)、呼吸速率(E和F)、乙烯产量(G和H)、SSC (I和J)、TA含量(K和L)和BAR(M和N)的变化。CX代表“翠香”；HWD代表“海沃德”。数据以均数±标准误差表示(n = 3)， *和**分别代表p<0.05和p<0.01的显著差异结果。A、B区域的黑色趋势线以硬度为横坐标，红色趋势线以储存时间为横坐标。

3.2 CX和HWD猕猴桃在20℃和1℃软化过程中ASP和WSP含量以及PG、PME和β-Gal活性

收获时，CX猕猴桃的ASP含量显著高于HWD猕猴桃。在20℃和1℃的软化过程中，CX和HWD猕猴桃的ASP含量总体下降，而WSP含量上升(图2 A和B)。10 N时CX和HWD猕猴桃的ASP含量差异不显著，而CX的WSP含量显著高于HWD。在20℃的软化过程中，在硬度达到20 N之前，CX的PG活性高于HWD。

图2 20℃和1℃软化过程中猕猴桃ASP (A、B)和WSP (A、B)含量、PG (C、D)、PME (E、F)、β-Gal(G、H)活性以及淀粉(I、J)、直链淀粉(K、L)和支链淀粉(M、N)含量的变化。A、B中黑色趋势线代表ASP含量变化，红色趋势线代表WSP含量变化。

两个品种的PG活性均在90 N时达到峰值(图2 C)。CX猕猴桃的PME活性几乎没有变化，始终低于HWD猕猴桃（图2 E）。CX在收获后的β-Gal活性高于HWD猕猴桃(图2 G)。在1°C软化过程中，CX猕猴桃在30 N之前的PG活性和HWD猕猴桃的PG活性峰值都低于20°C。在预软化阶段，CX猕猴桃的PG活性高于HWD猕猴桃(图2 D)。收获后，CX猕猴桃的PME活性迅速增加，保持在9 U g^-1 FW，而HWD猕猴桃的PME活性在8.82 - 9.65 U g^-1FW范围内波动(图2 F)。

3.3 CX和HWD猕猴桃在20℃和1℃软化过程中淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量及AMY、SBE、SuS、SPS、AI和NI活性

收获时CX猕猴桃总淀粉含量为24.57%，是HWD猕猴桃(16.93%)的1.45倍。在20°C的软化过程中，两种猕猴桃品种的总淀粉含量都有所下降，在20 N时分别为8.58%和4.12%(图2I和J)。支链淀粉是CX和HWD果实的主要淀粉成分，其含量与总淀粉含量直接相关(图2 M和N)。1°C处理促进了CX果实的整体淀粉降解率(20°C: 66%;1°C: 75%)(图2 J)。软化过程中CX高于HWD猕猴桃(图3C)；20°C下90 N前，CX猕猴桃的AMY活性也高于HWD猕猴桃(图3A)。此外，1°C处理与20℃相比，HWD猕猴桃的SBE活性降低了。CX猕猴桃SBE活性变化趋势类似于呼吸速率和乙烯生产趋势(图3D)。

图3 20℃和1℃贮藏期间猕猴桃AMY (A和B)、SBE (C和D)、SuS (E和F)、SPS (G和H)、AI (I和J)和NI (K和L)活性的变化。

在20℃软化过程中，当硬度达到10 N时，CX果实的SuS活性是HWD果实的5.8倍(图3E)。20N后，CX猕猴桃的SPS活性增加了3.15倍(图3G)。20 N前，CX与HWD果实的AI活性无差异；此后,HWD水果的AI活动迅速增加了2.8倍(图3I)。处理后，两个猕猴桃品种的NI活性均有所提高，在20°C的软化期间波动(图3K)。在1°C时，CX和HWD果实的SuS活性峰均降低。与20°C(图3F)相比，CX

果实的SPS活性峰值只有20°C时的三分之二(图3H)。CX猕猴桃的AI活性。总体上低于HWD猕猴桃(图3J)，两个品种的NI活性在软化过程中有所波动(图3l)。