草莓风味品质、营养价值与食用安全受到消费者和产业界广泛关注。矿物质元素不仅参与果实生长发育，还可能影响糖等关键品质性状，但不同草莓品种间多元素组成特征及其与糖积累的关系仍缺乏系统研究。尤其是稀土元素与草莓糖积累之间是否存在潜在的分子作用联系，尚需深入解析。

近日，我院林果所林果检测与服务中心科研团队在食品科学领域TOP期刊Food Chemistry（IF=10.4）发表了题为“Microwave digestion-ICP-MS coupled with molecular docking: unraveling elemental distribution and its correlation with glucose and fructose accumulation in 25 strawberry cultivars”的研究论文（DOI：10.1016/j.foodchem.2026.149230）。

该研究以25个代表性草莓品种为材料，采用微波消解－电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）同时测定35种元素，包括13种营养元素、6种有毒元素和16种稀土元素；结合高效液相色谱测定蔗糖、葡萄糖和果糖含量，并通过多元统计分析及分子对接，系统分析了草莓元素组成特征及其与糖积累的关系，并探讨了稀土元素影响糖积累的潜在分子机制。

研究结果表明，建立的微波消解-ICP-MS方法具有良好的准确性和可靠性，钾、磷和锶是草莓中具有代表性的营养元素，不同品种间元素含量差异明显，检测到的有毒元素含量均低于相关食品安全限量，稀土元素的膳食暴露量也远低于可接受摄入水平。葡萄糖和果糖含量与钕、钇、铈等稀土元素含量呈显著正相关，与铬含量呈显著负相关，研究筛选出“圣诞红”“香野”“章姬”“粉玉1号”和“粉玉2号”5个具有“高葡萄糖、高果糖、高稀土元素、低铬”特征的草莓品种。分子对接结果表明，Nd³⁺、Y³⁺和Ce³⁺可与蔗糖转运蛋白稳定结合，其中Y³⁺和Ce³⁺还可与蔗糖酸性转化酶结合，提示这些稀土离子可能参与蔗糖向果实的转运及其向葡萄糖和果糖的转化，但该潜在作用机制仍需进一步实验验证。该研究为草莓精准元素管理、优质安全品种选育以及功能型草莓开发提供了科学依据。

图1  25个草莓品种中35种元素的含量特征及品种间差异

图2  25个草莓品种的糖组分特征及基于元素—糖关联的品种筛选

图3  稀土元素促进草莓糖积累的潜在作用途径及分子对接结果

论文第一作者为我院林果所林果检测与服务中心徐嘉悦助理研究员，熊融高级工程师和王桂霞研究员为共同通讯作者，陈浩、倪杨、张莹莹、杨军军、冯琛参与研究。该研究得到北京市农林科学院创新能力建设专项（KJCX20230309-04）资助。