澳洲堅果種質果實品質性狀的多樣性分析

曾 輝，楊為海，張明楷，鄒明宏，張漢周，陸超忠

（1.中國熱帶農業(yè)科學院南亞熱帶作物研究所，廣東 湛江 524091；2.農業(yè)部熱帶果樹生物學重點實驗室，廣東湛江 524091；3.海南大學 園藝園林學院，海南 儋州 571737）

澳洲堅果Macadamiaspp.原產(chǎn)于澳大利亞，是一種新興的高檔堅果類果樹，已在中國云南、廣西、廣東等?。▍^(qū)）得到廣泛的種植。澳洲堅果果實主要由果皮、種殼和種仁這三部分組織構成，其種仁富含不飽和脂肪酸、蛋白質、礦質元素及多種維生素，具有重要的營養(yǎng)價值和保健價值，享有“干果皇后”之美譽，深受消費者的青睞。

目前，有關澳洲堅果果實性狀的研究主要集中在其形態(tài)性狀的特征性描述[1-3]與遺傳多樣性研究[4-6]、部分品質性狀的分析評價[5-7]與遺傳參數(shù)研究[8]以及種仁營養(yǎng)成分[9-11]及其相關保健價值[12-13]等方面，但有關澳洲堅果品質性狀的系統(tǒng)性研究報道卻鮮見。本研究以28份澳洲堅果種質的果實為材料，對澳洲堅果品質性狀的多樣性進行了評價，以期為澳洲堅果優(yōu)質栽培和新品種選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料為2009～2010年兩年采自于廣東省湛江市中國熱帶農業(yè)科學院南亞熱帶作物研究所澳洲堅果種質資源圃的28份種質的正常成熟果實。這28份澳洲堅果種質包括引進品種H2、O.C.、DAD、NG18、Yonik、Winks、Own Venture、B3/74、HAES246、HAES333、HAES344、HAES695、HAES783、HAES788、HAES814、HAES922、特殊品種和自選品種南亞1號、南亞2號、南亞3號及自選優(yōu)株A、B、D、10、24、74、114、116 號。

1.2 方 法

1.2.1 各項指標的測定方法

供試的各個種質的果實（帶皮果）均為果實成熟期采自種質資源圃內發(fā)育正常的新鮮果實，分別隨機選取60個具完整果柄的帶皮果為樣本，逐個測量帶皮果的單粒鮮質量（X1，g）；把測量完的帶皮果脫皮后，將其種子（帶殼果）依次在38、45、60 ℃下分別干燥48 h，當種仁（果仁）含水量降至（1.5%±0.5%）時，逐個測量帶殼果的單粒干質量（X2，g）；將上述帶殼果小心脫殼后，再逐個測量其果殼厚度（即果殼內表面黑白交界處的平均厚度（X3，mm）和果仁單粒干質量（X4，g），并計算每個帶殼果的出仁率（X5，%）和一級果仁率（X6，%）[5,7]。

將上述種仁樣品粉碎后，分別采用索氏抽提法[14]、凱氏定氮法[15]和蒽酮比色法[16]測定其粗脂肪（X7，%）、粗蛋白（X8，%）和可溶性總糖（X9，%）含量，分別采用火焰分光光度法和鉬銻抗顯色法[15]測定其鉀（X10，%）、磷（X11，%）元素含量，采用原子吸收分光光度法[17]測定鎂（X12，%）、鈣（X13，%）、錳（X14，mg/kg）、鐵（X15，mg/kg）、鋅（X16，mg/kg）、銅（X17，mg/kg）元素含量，采用氣相色譜-質譜聯(lián)用技術[19]測定不飽和脂肪酸含量（X18，%），將各不飽和脂肪酸組分含量求和即為不飽和脂肪酸含量。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析

應用Excel 2003軟件和SPSS 16.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 澳洲堅果品質性狀的多樣性分析

對28份澳洲堅果種質果實的18個品質性狀的多樣性進行了分析，結果如表1所示。表1 的數(shù)據(jù)表明，28份澳洲堅果種質的18個品質性狀在不同種質之間表現(xiàn)出了不同程度的變異。其中，錳元素含量的變異幅度最大，變異系數(shù)為27.75%；其次為帶殼果單粒干質量，變異系數(shù)為20.49%；帶皮果單粒鮮質量、果殼厚度、果仁單粒干質量及鐵、鋅、銅元素含量的變異系數(shù)在17%～19%之間；可溶性總糖含量和鉀、磷、鎂、鈣元素含量的變異系數(shù)在10%～13%之間，這表明這些性狀具有較為豐富的遺傳信息和利用潛力。出仁率、一級果仁率、粗脂肪含量、粗蛋白含量與不飽和脂肪酸含量等5個性狀的變異系數(shù)均低于10%，其中以粗脂肪含量的變異系數(shù)最低，僅為1.43%，說明這些品質性狀的遺傳較為穩(wěn)定。

2.2 澳洲堅果品質性狀的相關性分析

澳洲堅果果實品質各性狀間的相關性分析結果如表2所示。除果殼厚度（X3）與果仁單粒干質量（X4）之間的相關性不顯著外，帶皮果單粒鮮質量（X1）、帶殼果單粒干質量（X2）、果殼厚度、果仁單粒干質量等4個性狀之間互為極顯著正相關，說明這些性狀之間存在著明顯的相互促進關系。出仁率（X5）和一級果仁率（X6）是衡量澳洲堅果種質優(yōu)良與否的兩個重要指標。文中測定結果表明，出仁率與帶皮果單粒鮮質量、帶殼果單粒干質量、果殼厚度等3個性狀均呈顯著或極顯著負相關，一級果仁率與果仁單粒干質量、可溶性總糖含量（X9）分別呈顯著正相關與極顯著負相關。另外，粗脂肪含量（X7）與粗蛋白含量（X8）、可溶性總糖含量這2個性狀之間均呈極顯著負相關，而不飽和脂肪酸含量（X18）與果仁單粒干質量呈極顯著正相關。

就礦質元素含量而言，僅有鉀含量（X10）與其它性狀的相關性不顯著。磷含量（X11）與帶皮果單粒鮮質量、帶殼果單粒干質量、果殼厚度、粗蛋白含量、鎂含量（X12）、鐵含量（X15）等6個性狀間均呈顯著或極顯著正相關，鈣含量（X13）與一級果仁率呈極顯著正相關，而磷含量與出仁率、錳含量（X14）與可溶性總糖含量、鋅含量（X16）與粗蛋白含量、銅含量（X17）與出仁率等4對性狀間均呈顯著或極顯著負相關，說明這些礦質元素與果實品質的形成關系密切。

表1 澳洲堅果果實品質性狀的變異情況Table 1 Variation status of nut quality characters in macadamia

表2 澳洲堅果各果實品質性狀間的相關分析結果?Table 2 Correlation analysis of nut quality characters in macadamia

2.3 澳洲堅果品質性狀的主成分分析

對28份澳洲堅果種質果實的18個品質性狀進行了主成分分析，結果如表3～5所示。從表3中可以看出，前8個主成分的累積方差貢獻率只有86.575%，表明各性狀的貢獻率分散，累積貢獻率增長不明顯，說明性狀變異具有多向性。其中，PC1、PC2、PC3和PC4的貢獻率分別為21.395%、17.923%、12.267%和10.300%。

表3 各主成分的特征值及方差貢獻率Table 3 The eigenvalues and variance contribution rates of every principal components

由表4中的因子載荷值可以看出，各性狀的原始變量和前4個主成分的相關程度比較明晰。PC1主要代表帶皮果單粒鮮質量、帶殼果單粒干質量和果仁單粒干質量，其載荷值分別為0.837、0.875和0.872；PC2主要代表果殼厚度和出仁率，其載荷值分別為0.885和－0.839；PC3主要代表粗蛋白含量和鋅含量，其載荷值分別為－0.753和0.792；PC4主要代表粗脂肪含量和可溶性總糖含量，其載荷值各為－0.927和0.743。

表4 澳洲堅果品質性狀變量的因子載荷值Table 4 Factor loadings of nut quality character variables in macadamia

澳洲堅果種質主成分得分見表5。PC1較高的正值表明澳洲堅果帶皮果單粒鮮質量、帶殼果單粒干質量和果仁單粒干質量均較大，南亞1號、優(yōu)株10號和優(yōu)株114號等種質屬于此類；PC2較高的正值表明澳洲堅果具有較厚的果殼和較低的出仁率，HAES333、優(yōu)株24號和優(yōu)株10號等種質屬于此類；PC3較高的正值表明澳洲堅果的果仁粗蛋白含量較低，而鋅含量則較高，如HAES922、HAES344、優(yōu)株B和優(yōu)株74號等種質；PC4較高的正值表明澳洲堅果的果仁粗脂肪含量較低，而可溶性總糖含量較高，如Own Venture、HAES344、HAES246和優(yōu)株74號等種質。

表5 不同澳洲堅果種質的主成分分析因子分值Table 5 Factor scores of different macadamia germplasms in principal component analysis

3 結論與討論

本試驗從物理指標和化學指標2個方面對28份澳洲堅果種質果實品質性狀多樣性進行了研究，結果發(fā)現(xiàn)，澳洲堅果種質果實品質性狀變異豐富，表現(xiàn)出不同程度的遺傳多樣性。18個品質性狀中，錳含量和帶殼果單粒干質量等13個性狀的變異系數(shù)較大，充分反映了這些性狀的遺傳多樣性；而粗脂肪含量等5個性狀的變異系數(shù)較小，表明這些性狀遺傳穩(wěn)定。

文中的試驗數(shù)據(jù)表明，澳洲堅果各品質性狀之間的關系較復雜。有些品質性狀之間存在著顯著或極顯著的正相關，如帶皮果單粒鮮質量與果仁單粒干質量、帶殼果單粒干質量和果殼厚度、果仁單粒干質量與不飽和脂肪酸含量等14對性狀之間表現(xiàn)為極顯著或顯著正相關；有些性狀之間則呈顯著或極顯著負相關，如出仁率與果殼厚度、一級果仁率與可溶性總糖含量、粗脂肪含量與粗蛋白含量等10對性狀之間呈極顯著或顯著負相關；但也有些性狀之間相對獨立，其相關性不顯著，如鉀含量與其它性狀的相關性均不顯著。

主成分分析方法已廣泛應用于果實品質性狀遺傳多樣性的研究中[18-20]。文中以連續(xù)兩年對澳洲堅果果實品質性狀的觀測數(shù)據(jù)的平均值為基礎，得出了各主成分的特征值和貢獻率，結果表明，前4個主成分累積方差貢獻率僅為61.885%，到第8個成分的累積方差貢獻率才達86.575%，表明各性狀的貢獻率分散，累積貢獻率增長不明顯，說明性狀變異具有多向性。依據(jù)同一指標在各成分中的最大載荷絕對值所處位置即為其所屬主成分的原則，將不同指標進行了主成分劃分，從而明確了前4個主成分所代表的生物學意義；并通過主成分得分值對各種質材料進行了歸類，可為澳洲堅果品種選育提供一定的科學依據(jù)。

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