近日，中国热带农业科学院热带生物技术研究所香蕉养分综合管理团队系统揭示了粉蕉、大蕉和贡蕉三种本土特色香蕉品种在果实成熟过程中的理化特性与代谢物动态变化规律，为品种特异性采后管理及品质调控提供了重要理论依据。

香蕉作为全球第四大经济作物，是我国南方热带地区的重要水果，但其采后易腐、成熟进程快、品质变化复杂，一直是产业发展的瓶颈。本研究以粉蕉、大蕉和贡蕉为研究对象，分别于五个成熟阶段（全绿RS1、亮绿RS2、黄带绿RS3、黄带绿尖RS4、全黄RS5）系统测定其理化指标与代谢物组成，结合多变量统计方法深入解析品种间差异及其内在机制。

研究结果显示，三个品种在成熟时间上存在显著差异。贡蕉成熟最快，仅需5天即进入全黄阶段；粉蕉需9天；大蕉最慢，需11天。果实硬度、可溶性固形物（TSS）、可滴定酸（TA）等核心品质指标与果皮颜色变化密切相关。大蕉在成熟后期酸度最高，贡蕉最低，表明品种间有机酸代谢路径存在明显分化。在淀粉-糖代谢方面，大蕉淀粉储量最高（峰值达322.34 g/kg），随成熟进程其降解幅度最小（15.9%），而贡蕉降解幅度最大（79.1%）。相应地，大蕉在RS4阶段可溶性糖含量最高（670 g/kg），显著高于粉蕉和贡蕉。

图1.（A）粉蕉、（B）大蕉和（C）贡蕉从全绿色（RS1）、亮绿色（RS2）、带有少量绿色的黄色（RS3）、只有尖尾点状绿色的黄色（RS4）到全黄色（RS5）的成熟阶段期间颜色的变化情况

利用代谢组学分析有机酸和氨基酸积累模式上具有明显时序差异。其中大蕉和粉蕉的有机酸高峰出现在早期（RS1–RS2），而贡蕉则在完全成熟时（RS5）达到峰值。氨基酸总量、必需氨基酸和条件必需氨基酸在粉蕉中持续增加至RS5，在大蕉中高峰出现在RS4，贡蕉则在早期（RS1–RS2）即有明显积累。这一发现提示不同品种在氮代谢与能量转化方面具有不同策略。

图2.三个栽培品种的果实代谢组学谱。同一列中，（A）碳水化合物、（B）有机酸和（C）氨基酸代谢在不同成熟阶段的变化

在香气成分方面，研究共鉴定出86种挥发性物质，其中14种物质的香气活性值（OAVs）大于10，被认定为关键香气标志物。值得注意的是，2-己烯醛是唯一在所有品种和成熟阶段均高表达的化合物，可作为香蕉成熟进程的通用生物标志物。酯类物质在RS4后显著增加，尤其在粉蕉中最为丰富，贡献了其浓郁的果香。贡蕉在多数阶段香气成分种类最多，属于“浓香型”品种；而大蕉香气组成较为单一，表现出独特的代谢特征。

图3.（A）粉蕉、（B）大蕉和（C）贡蕉在不同成熟阶段的挥发性成分谱图及其VIP值

通过冗余分析（RDA）和层次聚类分析（HCA），研究进一步从多变量视角揭示了品种间的成熟轨迹差异。粉蕉与贡蕉在成熟中后期（RS4–RS5）品质特性趋于一致，而大蕉在整个成熟过程中均独立成簇，表明其具有独特的生理代谢路径。果皮颜色参数（a, b, C*）与TSS、乙烯释放、呼吸速率等指标显著相关，证实其可作为快速、无损判断香蕉成熟状态的有效指标。

该研究成果以“Comparative Analysis of Physicochemical Quality and Metabolite Profiles during Fruit Ripening in Three Banana Cultivars Using Multivariate Approaches”为题发表在《Postharvest Biology and Technology》。中国热科院生物所王丽霞助理研究员为第一作者，何应对副研究员为通讯作者。中国热科院生物所井涛副研究员、蔡秉宇博士后、臧小平副研究员和丁哲利副研究员参与了该项工作。研究得到了国家香蕉产业技术体系三亚综合试验站(CARS31-24)、国家高端外国专家引进计划(Y20240115)和国家重点研发计划(2024YFD1401105)等项目的资助。

论文链接： https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2025.113847