研究背景
研究结果
1. 牡丹花瓣的挥发性成分复杂多样
从17个牡丹品种中鉴定了77种挥发性化合物，其中萜类，苯环类/苯丙素类和脂肪酸衍生物分别占总数58.44 % 、11.69 % 和29.87 %。分层聚类分析（HCA）显示了数据良好的重复性。在主成分分析（PCA）结果中，前三个主成分的贡献分别为19.4 %，15.7 % 和12.3 %。说明芳香成分之间的关系复杂多样，芳香成分可能分布在多个维度上，主成分难以集中地解释大部分方差。
图1 17 个牡丹品种挥发性物质的PCA和HCA分析
2.挥发性物质的总含量与牡丹的整体香气没有正相关关系
本研究对65个牡丹品种的花香进行了评价。将它们分为浓香、中香和淡香/无香三个类型。定量分析了17个牡丹品种释放的挥发性物质，不同牡丹品种之间差异较大，总量在1.59±0.29 μg/g至32.62±5.03 μg/g之间波动。联合感官评价与定量结果分析，发现17个牡丹品种的挥发性物质总含量与感官评价得分并不一致，二者不存在正相关关系。
图2 17个牡丹品种挥发性成分含量及感官评价评分
3. 牡丹品种的主要挥发性成分分析
17个牡丹品种检测到的挥发性物质的组成和比例差异显著。‘金致’、‘金阁’、‘黄冠’等6个品种的主要挥发性物质是萜类。本研究鉴定出45种萜类化合物，包括21种单萜类、21种倍半萜类和3种不规则萜类化合物，所有品种中单萜类化合物的释放量均高于倍半萜类化合物，表明单萜类化合物是这17个牡丹品种的主要挥发性萜类化合物，其中香茅醇、香叶醇和芳樟醇占主导。苯类/苯丙烷类化合物是‘冰凌子’的主要挥发性有机化合物。脂肪酸衍生物是所有中等香气和微弱/无香气品种的主要挥发性物质。在这些品种中，烷烃是主要的脂肪酸衍生物，占释放量的 50%以上。
图3 17个牡丹品种的挥发性成分分析
4. 挥发性化合物的气味分类分析
根据数据库中的气味描述分类挥发性化合物。在17个牡丹品种中，甜香是‘金致’等5个品种的主要挥发物特性。‘金致’释放的甜香类物质占总量的79.05%。芳樟醇及其氧化物、β-罗勒烯和苯乙酮是甜香的主要来源。‘少女裙’等7个品种中玫瑰香味的化合物占总释放量的50%以上。玫瑰香味主要由香叶醇、香茅醇和苯乙醇提供。‘少女裙’释放的玫瑰香味化合物含量最大，苯乙醇占80.79 %。香叶醇决定“金致”中的玫瑰香味。
图4 17个牡丹品种中挥发性化合物的气味分类
5. 挥发性化合物的气味活性分析
整体气味的识别无法用释放的香味化合物数量来解释，气味活性值（OAV）是一种科学的解释方法。通常认为OAV大于1的化合物对整体气味有显著贡献。本研究中有27种OAV大于1的物质，包括12种单萜、3种倍半萜、5种苯类/苯丙烷和7种烷烃类物质。OAV 大于10的物质包括单萜芳樟醇、香叶醇、香茅醇、（Z）-芳樟醇氧化物（呋喃）等14种。芳樟醇对‘金致’、‘金阁’、‘黄冠’品种的甜香属性贡献率均大于94.5%。
图5 OAV＞1的挥发性化合物的含量和OAV
6. 17个牡丹品种的气味分类
根据气味活性值，将17个品种分为4种香型。‘金致’、‘金阁’、‘黄冠’为花-甜香型，‘紫凤朝阳’、‘少女裙’等5个品种为花-玫瑰香型、‘稀叶紫’、‘墨玉’等4个品种为草本香型，‘紫蝶飞舞’、‘鸦片紫’等5个品种为混合香型。
图6 17个牡丹品种的香气分类
7. 结论
本研究基于感官评价的结果选取了17个牡丹品种的花瓣使用HS-SPMF-GC-MS对挥发物进行分析。萜烯是主要的挥发性物质，单萜物质芳樟醇、香叶醇和香茅醇广泛存在于17个品种中。基于挥发性化合物的气味描述和气味活性值，分析了挥发性物质对17个牡丹品种香气的总体贡献，发现单萜芳樟醇、香茅醇和香叶醇是17个牡丹品种香味的主要贡献者。并进一步将17个牡丹品种分为花-甜香、花-玫瑰香、草本香和混合香味4组。这些结果丰富了对牡丹花香的认识，为牡丹芳香育种提供了有价值的材料。
西北农林科技大学风景园林艺术学院罗建让副教授为该论文通讯作者，博士研究生张玥为该论文第一作者，硕士研究生智慧为共同第一作者。该项目得到国家自然科学基金项目（32271950, 31971709）的资助。
团队或作者（第一或者[和]通讯作者）简介
通讯作者简介：罗建让，男，博士，副教授，博士生导师。中国风景园林学会会员，陕西省花卉协会理事，陕西省花卉产业技术体系岗位专家。近5年主持国家自然科学基金面上项目2项、陕西省重点研发项目1项、国家林草局公益性行业科研重大专项子课题1项、上海辰山植物园重点实验室开放课题2项。近5年发表科技论文20余篇，其中SCI收录10余篇；获批国家发明专利2项，制定陕西省地方标准1项，参加选育植物新品种2个。
团队研究方向：园林植物资源评价与育种，园林植物重要观赏性状形成机理解析，园林植物应用。
