吐魯番地區(qū)新征集葡萄資源果實(shí)主要品質(zhì)性狀的因子分析和聚類分析

白世踐,李　超,蔡軍社,趙榮華,陳　光

(新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所，新疆鄯善　838200)

吐魯番地區(qū)新征集葡萄資源果實(shí)主要品質(zhì)性狀的因子分析和聚類分析

白世踐,李超,蔡軍社,趙榮華,陳光

(新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所，新疆鄯善838200)

探討32份新征集葡萄資源在吐魯番地區(qū)的主要品質(zhì)性狀差異，評價葡萄品質(zhì)，為優(yōu)良品種的篩選和品種的進(jìn)一步選育及品質(zhì)改良提供參考依據(jù)。對32份葡萄資源20個果實(shí)品質(zhì)性狀進(jìn)行因子分析和系統(tǒng)聚類分析。結(jié)果表明，根據(jù)因子分析結(jié)果提取風(fēng)味品質(zhì)、果粒質(zhì)量、外觀品質(zhì)、可食率、營養(yǎng)、皮肉質(zhì)地6個主因子，其累計貢獻(xiàn)率達(dá)80.983%；利用各主因子得分繪制的二維分布圖，直觀地反映品種與品質(zhì)指標(biāo)之間的關(guān)系；根據(jù)前6個主因子與性狀的相關(guān)性，篩選16個影響力較大的品質(zhì)性狀，并將32份葡萄資源劃分為4大類，其中2大類又可進(jìn)一步分為2個亞類。綜合分析發(fā)現(xiàn)，本地區(qū)大粒、可食率高、糖酸比高、皮薄肉脆且外觀品質(zhì)好的鮮食品種較少，大粒及外觀、內(nèi)在品質(zhì)兼優(yōu)的鮮食兼制干用無核品種依舊缺乏。試驗(yàn)結(jié)果直觀地反映吐魯番地區(qū)近年新征集葡萄資源的品質(zhì)分布狀況，可為這些資源的進(jìn)一步利用和本地區(qū)引種、育種目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供重要依據(jù)。

葡萄品種；品質(zhì)性狀；因子分析；聚類分析

葡萄為葡萄科(Vitaceae Lindl.)葡萄屬(VitisL.)多年生落葉藤本植物，是世界上栽培最早、分布最廣的果樹之一，全球的葡萄業(yè)產(chǎn)值更是位居世界農(nóng)產(chǎn)品第5位[1]。吐魯番是享譽(yù)中外的葡萄之鄉(xiāng)，是中國著名的葡萄產(chǎn)區(qū)，吐魯番地區(qū)主栽葡萄品種為無核白，占栽培面積90%以上，品種結(jié)構(gòu)相對單一，上市時間相對集中，嚴(yán)重影響該地區(qū)葡萄在市場上的競爭力，同時也制約葡萄干品種結(jié)構(gòu)的多樣化發(fā)展[2-4]。根據(jù)當(dāng)前的市場環(huán)境和需求，吐魯番地區(qū)葡萄產(chǎn)業(yè)也逐漸由原來以制干為主，鮮食為輔，向以鮮食與制干為主，特色葡萄汁、葡萄酒等多方面協(xié)調(diào)發(fā)展[5]。新的發(fā)展趨勢對葡萄品種結(jié)構(gòu)多樣化提出新要求，近年，‘克瑞森無核’‘火焰無核’‘夏黑’‘無核白雞心’等一些新品種陸續(xù)被引入，新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所也培育出一些新的優(yōu)良品種(系)，如‘新郁’‘SP97-1-5’等，使本地區(qū)葡萄資源多樣性得以豐富。葡萄品種品質(zhì)表現(xiàn)是決定其商品價值的關(guān)鍵，也是其適應(yīng)性評價及能否推廣的重要指標(biāo)，對葡萄品質(zhì)進(jìn)行科學(xué)、合理的分析與評價，是葡萄資源利用過程中的重要環(huán)節(jié)。因此，對近年該地區(qū)新征集的這些葡萄資源品質(zhì)進(jìn)行評價，探討這些新品種品質(zhì)性狀差異，可反映該地區(qū)近年引種、育種概況及目前葡萄品質(zhì)分布狀況，同時也可為這些資源的進(jìn)一步利用和本地區(qū)引種、育種目標(biāo)提供新的依據(jù)。前人在引種過程中，根據(jù)栽培表現(xiàn)及品種間的相同性狀兩兩比較，對部分品種果實(shí)品質(zhì)做出初步評價，并總結(jié)出相應(yīng)的栽培技術(shù)要點(diǎn)[6-9]。應(yīng)用多元統(tǒng)計分析中的主成分分析、因子分析和聚類分析方法對小麥[9-10]、蘋果[11]、絲瓜[12]、大蒜[13]、冬棗[14]、砂梨等[15]農(nóng)作物品質(zhì)性狀進(jìn)行分析和綜合評價的研究已有大量報道，謝輝等[16]用主成分分析及聚類分析方法對葡萄理化指標(biāo)進(jìn)行簡化，楊中等[17]用同樣的方法建立了新疆鮮食葡萄品質(zhì)評價體系，劉崇懷等[18]根據(jù)葡萄性狀相似程度利用聚類分析的方法對國家果樹種質(zhì)鄭州葡萄圃內(nèi)37份無核葡萄資源進(jìn)行品種聚類，為這些葡萄資源的開發(fā)利用及評價提供了參考依據(jù)。根據(jù)吐魯番地區(qū)葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，利用因子分析和聚類分析方法，對吐魯番地區(qū)近年新征集的葡萄資源品質(zhì)進(jìn)行全面探討、評價和分類的研究尚未見報道。本試驗(yàn)以近年來吐魯番地區(qū)新征集的32個葡萄品種(系)為試材，利用因子分析與聚類分析的方法，探討這些葡萄果實(shí)品質(zhì)性狀間差異，評價葡萄品質(zhì)，根據(jù)品質(zhì)性狀相似度對其進(jìn)行分類，結(jié)合栽培狀況揭示該地區(qū)葡萄品種品質(zhì)分布狀況。旨在為這些資源的進(jìn)一步利用和本地區(qū)引種、育種目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供重要依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料及取樣方法

試驗(yàn)于2013-2014年在新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所進(jìn)行。供試葡萄品種為吐魯番地區(qū)近年引種或自育的32個葡萄品種(系)(表1)。各葡萄品種果實(shí)均取自南疆葡萄綜合試驗(yàn)站區(qū)試園，地理位置為北緯42°91′，東經(jīng)90°30′；海拔419 m；年降雨量25.3 mm，年蒸發(fā)量2 751 mm；

表1　試驗(yàn)材料

全年日照時數(shù)為3 122.8 h，10 ℃以上有效積溫4 525 ℃以上，無霜期192 d。水平棚架栽培；東西行向,株距1.0 m，行距5.0 m；礫石砂壤土。所有品種(系)樹齡均為4 a或5 a生，采樣時間依據(jù)《葡萄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》中葡萄漿果生理完熟的判斷標(biāo)準(zhǔn)[19]。每連續(xù)3株為一小區(qū)，采取棚架中部無病蟲害、光潔度良好的代表性果穗進(jìn)行試驗(yàn)，重復(fù)3次，保證樣品能反應(yīng)該品種在本地區(qū)的品質(zhì)表現(xiàn)，采下的新鮮樣品立即進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測定。

1.2葡萄品質(zhì)性狀指標(biāo)的測定

1.2.1數(shù)量性狀取10個果穗用電子天平稱量，取平均值為果穗質(zhì)量；從果穗上、中、下部位隨機(jī)取30個果粒用于測量果粒質(zhì)量、縱徑、橫徑和核質(zhì)量。鮮果硬度采用GY-4型水果硬度計測定，可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用手持式折光儀測定，總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用NaOH滴定法[20]測定，以酒石酸計；可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用蒽酮比色法[21]測定；維生素C采用鉬藍(lán)比色法[21]測定；固酸比為可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)與總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比值；糖酸比為可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)與總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比值；果粒整齊度=(1-果穗果粒質(zhì)量變異系數(shù))×100%，測定3個代表性果穗果粒質(zhì)量的變異系數(shù)，求平均值；果形指數(shù)=縱徑/橫徑；可食率=(果粒質(zhì)量-核質(zhì)量)/果粒質(zhì)量×100%。

1.2.2質(zhì)量性狀及賦值標(biāo)準(zhǔn)參照《葡萄種質(zhì)資源描述規(guī)范與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[19]和《葡萄品種及其研究》[22]中的描述方法制定賦值標(biāo)準(zhǔn)，詳見表2。

表2　質(zhì)量性狀及賦值標(biāo)準(zhǔn)

1.3統(tǒng)計分析

每個品種(系)的性狀指標(biāo)均為該品種(系)2 a 采集樣本的平均值。對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行均衡歸一化處理，即將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榧兞?，也就是將?shù)據(jù)規(guī)范至[0，1]，公式如下：

(1)

(2)

用SPSS 17.0軟件進(jìn)行因子分析和聚類分析[23]，常規(guī)數(shù)據(jù)用Excel 2010軟件處理。

2結(jié)果與分析

2.1葡萄品質(zhì)性狀描述性統(tǒng)計

對32份葡萄資源20個果實(shí)品質(zhì)性狀數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果見表3。其中，果穗質(zhì)量、核質(zhì)量、香味3個性狀指標(biāo)變異系數(shù)最大，均在50%以上；果穗緊密度、果粒質(zhì)量、果皮、果肉、維生素C變異系數(shù)為30.28%～41.84%，變異系數(shù)較大，說明這些性狀指標(biāo)離散程度較大，這些性狀在不同品種間多樣性較為豐富；果粒整齊度、可食率、可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)變異系數(shù)較小，均在10%以下，說明這些指標(biāo)離散程度較小，品種間性狀較為相似，多樣性水平較低；其他性狀指標(biāo)變異系數(shù)為10%～30%。32份葡萄資源中有14份無核品種，18份有核品種，各性狀

表3　葡萄主要品質(zhì)性狀描述性統(tǒng)計

在品種間表現(xiàn)不同程度變異，且大部分性狀變異系數(shù)在20%以上，極大地豐富了本地區(qū)葡萄資源多樣性，為葡萄育種提供了更多的材料。本試驗(yàn)32份葡萄樣品立地條件、栽培管理?xiàng)l件及成熟度一致，因此，葡萄果實(shí)品質(zhì)性狀的多樣性來源于品種間差異。

2.2葡萄品質(zhì)性狀的因子分析

2.2.1葡萄品質(zhì)性狀的因子分析將果穗質(zhì)量、著色一致性、果粒整齊度、果粒緊密度、果粒質(zhì)量、縱徑、橫徑、果形指數(shù)、可食率、果皮、果肉、鮮果硬度、可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、固酸比、糖酸比、維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)、香味等18個正相關(guān)品質(zhì)性狀指標(biāo)按公式(1)轉(zhuǎn)化，核質(zhì)量、總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)2個負(fù)相關(guān)品質(zhì)性狀指標(biāo)按公式(2)轉(zhuǎn)化。數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)化后進(jìn)行因子分析，結(jié)果顯示，前6個主因子的特征值均>1，累計方差貢獻(xiàn)率達(dá)80.983%，說明前6個主因子所包含的要素信息量可以反映20個品質(zhì)性狀原始特征參數(shù)的大部分信息(≥80%)。因此，可將影響葡萄品質(zhì)的20個性狀指標(biāo)簡化為6個主因子。經(jīng)過方差最大正交旋轉(zhuǎn)得到旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣(表3)，其中第1主因子主要綜合了總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、固酸比、糖酸比信息，載荷值分別為0.893、0.964、0.966，反映葡萄的酸、甜等風(fēng)味特征，可稱為風(fēng)味品質(zhì)因子；果穗質(zhì)量、果粒質(zhì)量、縱徑、橫徑在第2主因子上有較大載荷，分別為0.678、0.916、0.670、0.880，主要反映葡萄果粒大小特征，可稱為果粒質(zhì)量因子；第3主因子主要綜合了著色一致性、果穗緊密度、果粒整齊度信息，載荷值分別為0.929、0.849、0.679，反映葡萄外觀品質(zhì)特征，可稱為外觀品質(zhì)因子；第4主因子主要綜合了核質(zhì)量、可食率信息，可稱為可食率因子；第5主因子主要綜合了可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)信息，為果實(shí)有機(jī)營養(yǎng)成分，可稱為營養(yǎng)因子；第6主因子主要綜合了果皮、果肉信息，反映葡萄果皮薄厚、果肉質(zhì)地信息，可稱為皮肉質(zhì)地因子。

2.2.2葡萄資源品質(zhì)分布狀況以各主因子得分繪制二維排序圖，可直觀地反映品種與品質(zhì)指標(biāo)之間關(guān)系及葡萄品質(zhì)分布狀況。以第1主因子得分做橫坐標(biāo)，第2主因子得分做縱坐標(biāo)，繪制二維排序圖(圖1)：10、17、12、15、5、9、24、26、4(‘新郁’ ‘巨星’‘全球紅’‘SP2334’‘沈農(nóng)金皇后’‘貴妃玫瑰’‘醉人香’‘瑞鋒無核’‘無核白雞心’)等9個品種(系)坐落在風(fēng)味品質(zhì)、果粒質(zhì)量的正向區(qū)間，表明這9個品種總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低、固酸比、糖酸比較高且果粒質(zhì)量較大；27、20、21、11、28、19、22、31、1(‘夏黑’‘克瑞森無核’‘麗紅寶’‘摩爾多瓦’‘寒香蜜’‘火焰無核’‘月光無核’‘早康寶’‘夏至紅’)9個品種坐落在風(fēng)味品質(zhì)、果粒質(zhì)量因子的負(fù)向區(qū)間，表明這些品種總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高、固酸比、糖酸比值較低且果粒質(zhì)量較小。除此之外，由圖1還可知，風(fēng)味品質(zhì)較高的還有2、13、14、29(‘早黑寶’‘秋紅寶’‘維多利亞’‘愛神玫瑰’)4個品種。

表4　葡萄品質(zhì)性狀主因子分析

編號對應(yīng)的葡萄品種名稱見表1，下圖同。

圖2可反映出各葡萄品種風(fēng)味品質(zhì)與外觀品質(zhì)的分布狀況：4、5、10、15、26、29、30(‘沈農(nóng)金皇后’‘貴妃玫瑰’‘新郁’‘全球紅’‘無核白雞心’‘愛神玫瑰’‘火洲紅玉’)7個品種分布在風(fēng)味品質(zhì)、外觀品質(zhì)的正向區(qū)間，表明這些品種具有總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)低、固酸比和糖酸比高，果穗緊密度適中、果粒大小一致，著色一致等特征；7、25、20、18、31、22、19(‘沈農(nóng)香豐’‘香妃’‘火焰無核’‘克瑞森無核’‘月光無核’‘瑞都無核怡’‘早康寶’)7個品種分布在風(fēng)味品質(zhì)與外觀品質(zhì)的負(fù)向區(qū)間，表明這些品種總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高、糖酸比和固酸比低，且果穗緊密、著色不一致、整齊度較低。此外，外觀品質(zhì)較好的還有3、11、21、23(‘C16-18-2’‘摩爾多瓦’‘麗紅寶’‘粒粒特’)4個品種(系)。

圖2　風(fēng)味品質(zhì)與外觀品質(zhì)因子得分二維排序

以第2主因子(果粒質(zhì)量)得分做橫坐標(biāo)，第3主因子(外觀品質(zhì))得分做縱坐標(biāo)繪制二維排序圖可知(圖3)，3、23、10、15、16、5、6、8、32(‘C16-18-2’‘粒粒特’‘新郁’‘全球紅’‘比昂扣’‘貴妃玫瑰’‘C7-5-4’‘沈農(nóng)碩豐’‘SP97-1-5’)9個品種(系)具有果粒質(zhì)量大、外觀品質(zhì)好等特征。以同樣的方法可知，總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)低、糖酸比和固酸比高、皮薄、肉脆的葡萄品種有13、2、10、17、30、12(‘秋紅寶’‘早黑寶’‘新郁’‘巨星’‘火洲紅玉’‘SP2334’)6個品種(系)；總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)低、固酸比和糖酸比高、可食率高的品種有29、15、30、22、10、24、26(‘愛神玫瑰’‘全球紅’‘火州紅玉’‘月光無核’‘新郁’‘瑞鋒無核’‘無核白雞心’)7個品種；果粒質(zhì)量大、可食率高的品種有10、24、25、26、23、32、15、12(‘新郁’‘瑞鋒無核’‘瑞都無核怡’‘無核白雞心’‘粒粒特’‘SP97-1-5’‘全球紅’‘SP2334’)8個品種(系)；果粒質(zhì)量大、皮薄、肉脆的品種有10、25、32、18、17、23、12(‘新郁’‘瑞都無核怡’‘SP97-1-5’‘巨星’‘香妃’‘粒粒特’‘SP2334’)7個品種(系)；總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)低、固酸比和糖酸比高，營養(yǎng)豐富的葡萄品種有5、9、29、2、10、15、17、26(‘貴妃玫瑰’‘早黑寶’‘醉人香’‘愛神玫瑰’‘新郁’‘全球紅’‘巨星’‘無核白雞心’)8個品種；外觀品質(zhì)較好、皮薄、肉脆的葡萄品種有10、21、23、30、32、11(‘新郁’‘麗紅寶’‘粒粒特’‘火洲紅玉’‘SP97-1-5’‘摩爾多瓦’)6個品種(系)。

圖3　果粒質(zhì)量與外觀品質(zhì)因子得分二維排序

2.3聚類分析

選用因子分析中篩選出對葡萄綜合品質(zhì)影響較大的16個品質(zhì)性狀，采用歐式距離類平均法對32份葡萄資源進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，各類葡萄的品質(zhì)性狀平均值見表5。聚類結(jié)果(圖4)顯示，以歐氏距離5.79為臨界值，可將32份葡萄資源分為4大類群。在歐氏距離8.25處，‘新郁’(10)首先從32個品種中分離出來，其果粒質(zhì)量最大，外觀、風(fēng)味品質(zhì)均較好，且可食率高，單獨(dú)為一類；在歐氏距離6.31處‘瑞鋒無核’從剩余31個品種中分離出來，其果粒質(zhì)量相對較大，但果穗質(zhì)量較小，果粒無核或少量殘核，外觀品質(zhì)較差，果穗極緊，大小粒嚴(yán)重，果粒整齊度較差，風(fēng)味品質(zhì)尚可，單獨(dú)為一類。在歐氏距離5.79處，剩余30個品種可分為2大類群，即有15個品種組成的第1大類群，這一類果粒質(zhì)量平均為3.57 g，具有可食率高(除‘夏至紅’‘香妃’外，均為無核品種)、皮薄肉脆等特征；其他15個品種組成第2大類群，這一類平均果粒質(zhì)量為5.75 g，均為有核品種。在歐氏距離5.03處，第1大類群又可分為2個亞類，第1個亞類有6個品種組成，包括編號1、31、21、32、23、25，這一類平均果粒質(zhì)量為4.41 g，皮薄肉脆，可食率高，除‘夏至紅’外，均為無核品種，但可溶性糖和可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，固酸比和糖酸比較低；第2亞類有9個材料，包括編號18、19、30、20、22、28、26、29、27，除‘香妃’外，均為無核品種，這一類表現(xiàn)為平均果粒質(zhì)量為3.00 g，可食率高，果皮較薄，高糖高酸，糖酸比和固酸比偏低。同樣，以歐氏距離5.03為臨界值，可將第2大類群分為2個亞類，第1個亞類有5個品種，包括編號2、13、17、12、14，這一類葡萄品種平均果穗質(zhì)量為520.07 g，有核，可食率低，外觀品質(zhì)中等，皮薄肉脆，低酸，固酸比、糖酸比較高； 剩余10個品種為第2亞類，包括編號3、11、4、5、9、15、16、6、7、8，這一類表現(xiàn)為平均果穗質(zhì)量為384.0 g，有核，可食率低，外觀品質(zhì)普遍較好，果皮、果肉表現(xiàn)較差，糖、酸中等。

圖4　32份葡萄資源的歐氏聚類圖

品質(zhì)性狀Qualitytrait第Ⅰ類群GroupⅠ第Ⅱ類群GroupⅡ第Ⅲ類群 GroupⅢ?、⒌冖纛惾?GroupⅣ?、⒐胭|(zhì)量/g Clustermass1594.00293.90465.30348.27520.07384.78著色一致性 Coloringuniformity4.002.003.003.112.803.20果穗緊密度 Clusterdensity4.001.002.832.562.802.90果粒整齊度/% Berryuniformity91.6567.3984.2288.7389.6691.70果粒質(zhì)量/g Berrymass12.137.154.413.005.295.98縱徑/mm Verticaldiameter30.4222.1421.5517.9624.5822.57橫徑/mm Horizontaldiameter25.4721.9317.9515.9518.5720.31核質(zhì)量/g Seedmass1.630.130.230.151.051.70可食率/% Ediblerate98.6699.8299.4799.6097.5797.05果皮 Berryskin3.002.003.673.003.202.20果肉 Berryflesh4.002.003.672.673.201.90w(可溶性固形物)/% Totalsolublesolid19.6520.1218.4821.5019.0620.21w(可溶性糖)/% Solublesugar17.5615.7716.1619.1716.8217.86w(總酸)/% Totalacidity0.330.400.450.490.280.40固酸比 TSS/TA59.5550.342.2844.5970.9152.02糖酸比 SSC/TA53.2139.4336.9039.6262.6646.01

3討 論

葡萄品質(zhì)評價是葡萄資源開發(fā)利用的基礎(chǔ)，而評價指標(biāo)的選擇尤為關(guān)鍵，在《葡萄種質(zhì)資源描述規(guī)范與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》中有關(guān)葡萄果實(shí)特性的描述記載項(xiàng)多達(dá)42項(xiàng)，涵蓋果穗、果粒外觀、種子及果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)等方面，如全部鑒定勢必會導(dǎo)致工作量增大，造成鑒定工作效率降低，故葡萄果實(shí)品質(zhì)鑒定的性狀，應(yīng)圍繞生產(chǎn)需求和評價目的，篩選出必要的鑒定性狀進(jìn)行鑒定，方能對種質(zhì)資源做出高效、科學(xué)的評價。本試驗(yàn)選擇果穗質(zhì)量、著色一致性、果穗緊密度、果粒整齊度、果粒質(zhì)量、縱徑、橫徑、果形指數(shù)、核質(zhì)量、可食率、果皮、果肉、鮮果硬度、可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、固酸比、糖酸比、維生素C、香味20個葡萄品質(zhì)相關(guān)性狀指標(biāo)，所選指標(biāo)涵蓋果穗、果粒外觀、果實(shí)風(fēng)味、果實(shí)營養(yǎng)等方面品質(zhì)，所選指標(biāo)滿足現(xiàn)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[24-29]對葡萄品質(zhì)的要求。此外，在現(xiàn)有關(guān)葡萄品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)中，對葡萄品質(zhì)的評價還涉及到果實(shí)色澤、光潔度、果穗整齊度等指標(biāo)，本試驗(yàn)嚴(yán)格按照《葡萄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[19]中葡萄漿果生理完熟的判斷標(biāo)準(zhǔn)采樣，采取成熟度、光潔度良好的果穗進(jìn)行評價，所選果穗能夠真實(shí)反映該品種在本地區(qū)品質(zhì)表現(xiàn)，不同品種果實(shí)色澤不同，且同一葡萄品種果實(shí)色澤受栽培條件影響較大，在同類或同一品種的評價中應(yīng)針對該品種(類)特性進(jìn)行色澤分級評價較為合理，此因素應(yīng)針對品種特性進(jìn)行適當(dāng)考慮，果穗整齊度受栽培技術(shù)的影響較大，一般認(rèn)為，良好的栽培技術(shù)能夠保持良好的果穗整齊度，所以在本試驗(yàn)中并未涉及。在以后的研究中，果實(shí)品質(zhì)評價的辦法還應(yīng)該根據(jù)具體類別、品種特性進(jìn)行更加細(xì)致的分類研究。

因子分析以指標(biāo)間相關(guān)性為基礎(chǔ)，從中提取數(shù)目較少、對各指標(biāo)共同起作用的公共因子，用公共因子反映變量之間的相關(guān)關(guān)系，并對其做出比較簡單的解釋，揭示指標(biāo)間的內(nèi)部規(guī)律[30]。所以將因子分析應(yīng)用于葡萄果實(shí)品質(zhì)性狀的評價與篩選，既能把握其綜合性狀表現(xiàn)，又能簡化選擇程序。本試驗(yàn)通過因子分析將葡萄品質(zhì)性狀指標(biāo)按重要程度簡化為風(fēng)味品質(zhì)因子、果粒質(zhì)量因子、外觀品質(zhì)因子、可食率因子、營養(yǎng)因子、皮肉質(zhì)地因子，該研究結(jié)果基本符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[24-29]對葡萄品質(zhì)的要求，且與謝輝等[16]、楊忠等[17]的研究結(jié)果相比更具有全面性、實(shí)用性。以各主因子得分繪制二維分布圖，可直觀反映品種與品質(zhì)指標(biāo)之間關(guān)系及葡萄品質(zhì)分布狀況，清楚顯示各葡萄品種品質(zhì)性狀優(yōu)劣。聚類分析能較好地反映種質(zhì)間的形態(tài)相似性，對品種間相對遺傳距離有一定參考價值，參加聚類的性狀越多越能綜合反映品種(系)的客觀實(shí)際，但有些性狀的差異會被另一些性狀的差異所掩蓋造成類群間差別模糊[31]，本試驗(yàn)利用因子分析篩選的16個影響力較大品質(zhì)性狀進(jìn)行聚類，將32個葡萄品種先聚為4大類，其中2大類群又各劃分為2個亞類，在第3大類群中除了‘夏至紅’‘香妃’外均為無核品種，原因是‘夏至紅’‘香妃’的可食率性狀差異被其他性狀差異所掩蓋，但該類群品種間果實(shí)品質(zhì)性狀具較高的形態(tài)相似性。總之，聚類分析結(jié)果得出的各類群品質(zhì)性狀特征與各主因子得分繪制二維分布圖分析結(jié)果基本一致，說明綜合利用2種方法可以更好地了解品種間的親緣關(guān)系和優(yōu)良品種的分布情況，為種質(zhì)資源的遺傳改良和利用提供科學(xué)、客觀的依據(jù)。

目前，吐魯番地區(qū)除主栽品種‘無核白葡萄’外，還有‘火焰無核’‘淑女紅’‘紅地球’‘無核白雞心’等品種零星栽培，新的發(fā)展趨勢對葡萄品種結(jié)構(gòu)的多樣化提出新的要求，調(diào)整品種結(jié)構(gòu)迫在眉睫，本試驗(yàn)以近年吐魯番地區(qū)新征集的32個葡萄品種(系)為試材，選取與葡萄果實(shí)品質(zhì)密切相關(guān)的20個性狀指標(biāo)，采用因子分析、聚類分析的方法對這些品種進(jìn)行品質(zhì)評價和分類，直觀地揭示近年吐魯番地區(qū)新征集葡萄品種品質(zhì)概況，結(jié)合本地區(qū)葡萄栽培現(xiàn)狀分析可見，‘新郁’具有大粒、可食率高、風(fēng)味品質(zhì)佳、外觀品質(zhì)好、皮薄肉脆等特點(diǎn)，綜合品質(zhì)較優(yōu)，是值得推廣的優(yōu)良鮮食葡萄品種，但該類品種較單一，可作為今后引種或育種的目標(biāo)；‘瑞鋒無核’雖然果粒較大，但外觀品質(zhì)較差，風(fēng)味一般，大粒、無核是鮮食兼制干用葡萄的首選，剩余13個無核葡萄品種普遍固酸比、糖酸比偏低，雖然‘粒粒特’‘麗紅寶’‘瑞都無核怡’‘SP97-1-5’等在外觀品質(zhì)或果粒質(zhì)量等方面均表現(xiàn)一定的優(yōu)越性，但集風(fēng)味佳、外觀品質(zhì)好、大粒、皮薄肉脆于一身的無核葡萄品種依舊缺乏?！绾趯殹甋P2334’‘秋紅寶’‘維多利亞’‘巨星’5個有核品種(系)表現(xiàn)低酸、糖酸比、固酸比較高且皮薄肉脆等特征；‘C16-18-2’‘沈農(nóng)金皇后’‘貴妃玫瑰’‘C7-5-4’‘摩爾多瓦’‘全球紅’‘比昂扣’7個有核品種(系)表現(xiàn)外觀品質(zhì)較好，但果皮、果肉較差等特征，在以后的品種改良育種中可根據(jù)各品種(系)品質(zhì)方面優(yōu)勢進(jìn)行親本選配組合。

4結(jié) 論

4.1采用因子分析與聚類分析的方法，對吐魯番地區(qū)近年新征集的32份葡萄資源進(jìn)行品質(zhì)評價與分類，結(jié)合吐魯番地區(qū)葡萄品種結(jié)構(gòu)，揭示本地區(qū)葡萄品質(zhì)分布，為這些品種的開發(fā)利用及本地區(qū)今后引種、育種目標(biāo)提供了新的科學(xué)依據(jù)。

4.2綜合分析發(fā)現(xiàn)，本地區(qū)大粒、可食率高、風(fēng)味佳、皮薄肉脆且外觀品質(zhì)好的鮮食品種較少，大粒、外觀、內(nèi)在品質(zhì)兼優(yōu)的鮮食兼制干用無核品種依舊缺乏。

Reference：

[1]陶然,王晨,房經(jīng)貴,等.我國葡萄育種研究概況[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報,2012,24(6):24-30.

TAO R,WANG CH,FANG J G,etal.General situation of grape breeding research in China[J].ActaAgriculturaeJiangxi,2012,24(6):24-30(in Chinese with English abstract).

[2]張虎平,索偉,樊新民,等.赤霉素和鏈霉素處理對里扎馬特葡萄無核化的效果[J].中外葡萄與葡萄酒,2007(3):32-36.

ZHANG H P,SUO W,FAN X M,etal.GA3 and streptomycin treatment effect of grapes in Rizamat denuclearization[J].Sino-overseasGrapevine&Wine,2007(3):32-36(in Chinese with English abstract).

[3]耿新麗,程衛(wèi)國,駱強(qiáng)偉.吐魯番葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及對策[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008,45(S1):145-147.

GENG X L,CHENG W G,LUO Q W.The present status and countermeasures of grape industrial development in Turpan region[J].XinjiangAgriculturalSciences,2008,45(S1):145-147(in Chinese with English abstract).

[4]毛亮,王婷,董勝利,等.新疆吐魯番葡萄產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究初探[J].中外葡萄與葡萄酒,2013(1):61-64.

MAO L,WANG T,DONG SH L,etal.Preliminary study on sustainable development of grape industry in Turpan of Xinjiang [J].Sino-overseasGrapevine&Wine,2013(1):61-64(in Chinese with English abstract).

[5]陳玲,韓琛,肖麗,等.吐魯番無核白葡萄產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與研究趨勢[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2012(3):99-110.

CHEN L,HAN CH,XIAO L,etal.Industrial status and research trends of Thompson seedless in Turpan[J].AcademicPeriodicalofFarmProductsProcessing,2012(3):99-110(in Chinese).

[6]駱強(qiáng)偉,廖新福,耿新麗,等.淑女紅葡萄的引種及栽培技術(shù)[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,44(S2):136-137.

LUO Q W,LIAO X F,GENG X L,etal.The introduction and culture technics of Crimson seedless[J].XinjiangAgriculturalSciences,2007,44(S2):136-137(in Chinese).

[7]駱強(qiáng)偉,孫峰,耿新麗,等.火焰無核葡萄在新疆鄯善的引種表現(xiàn)[J].西北園藝,2007(6):24-25.

LUO Q W,SUN F,GENG X L,etal.Introduction of flame seedless in Shanshan of Xinjiang[J].NorthwestHorticulture,2007(6):24-25(in Chinese).

[8]巴哈依丁·吾甫爾,阿依加馬力·加帕爾,木合塔爾·艾乃吐拉.吐魯番地區(qū)無核白雞心葡萄引種表現(xiàn)及栽培技術(shù)要點(diǎn)分析[J].現(xiàn)代園藝,2013(10):44.

Bahayiding Wufuer,Ayijiamali Jiapaer,Muhetaer Ainaitula.Analysis on introduction and main cultivation techniques of Centennial seedless in Turpan region[J].ModernHorticulture,2013(10):44(in Chinese).

[9]要燕杰,高翔,吳丹,等.小麥農(nóng)藝性狀與品質(zhì)特性的多元分析與評價[J].植物遺傳資源學(xué)報,2014,15(1):38-47.

YAO Y J,GAO X,WU D,etal.Multivariate analysis and evaluation of agronomic and quality traits based on principal components in wheat[J].JournalofPlantGeneticResources,2014,15(1):38-47(in Chinese with English abstract).

[10]張桂英,張國權(quán),羅勤貴,等.陜西關(guān)中小麥品質(zhì)性狀的因子及聚類分析[J].麥類作物學(xué)報,2010,30(3):548-554.

ZHANG G Y,ZHANG G Q,LUO Q G,etal.Factors and cluster analysis of quality properties of wheat in Guanzhong area of Shaanxi province[J].JournalofTriticeaeGrops,2010,30(3):548-554(in Chinese with English abstract).

[11]公麗艷,孟憲軍,劉乃僑,等.基于主成分分析的蘋果加工品質(zhì)評價[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2014,30(13):276-285.

GONG L Y,MENG X J,LIU N Q,etal.Evaluation of apple quality based on principal component and hierarchical cluster analysis[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering,2014,30(13):276-285(in Chinese with English abstract).

[12]王嬌陽,趙永彬,馮春梅.浙江省絲瓜種質(zhì)資源主成分分析和聚類分析[J].植物遺傳資源學(xué)報,2014,15(6):1374-1379.

WANG J Y,ZHAO Y B,FENG CH M.Principal component analysis and cluster analysis ofLuffagermplasmresources in Zhejiang province[J].JournalofPlantGeneticResources,2014,15(6):1374-1379(in Chinese with English abstract).

[13]陳書霞,周靜,申曉青,等.大蒜種質(zhì)產(chǎn)量和品質(zhì)性狀主成分聚類分析與綜合評價[J].植物遺傳資源學(xué)報,2012,13(3):429-434.

CHEN SH X,ZHOU J,SHEN X Q,etal.Cluster analysis and evaluation of garlic(AlliumsativumL.) germplasm based on principal components[J].JournalofPlantGeneticResources,2012,13(3):429-434(in Chinese with English abstract).

[14]馬慶華,李永紅,梁麗松,等.冬棗優(yōu)良單株果實(shí)品質(zhì)的因子分析與綜合評價[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,43(12):2491-2499.

MA Q H,LI Y H,LIANG L S,etal.Factor analysis and synthetical of the fruit quality of Dongzao (ZiziphusjujubaMill.‘Dongzao’) advanced selections[J].ScientiaAgriculturaSinica,2010,43(12):2491-2499(in Chinese with English abstract).

[15]董星光,田路明,曹玉芬,等.我國南方砂梨主產(chǎn)區(qū)主栽品種果實(shí)品質(zhì)因子分析及綜合評價[J].果樹學(xué)報,2014,31(5):815-822.

DONG X G,TIAN L M,CAO Y F,etal.Factor analysis and comprehensive evaluation of fruit quality in cultivars ofPyruspyrifolia(Burm.f.) nakai from south China[J].JournalofFruitScience,2014,31(5):815-822(in Chinese with English abstract).

[16]謝輝,樊丁宇,張雯,等.統(tǒng)計方法在葡萄理化指標(biāo)簡化中的應(yīng)用[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,48(8):1434-1437.

XIE H,FAN D Y,ZHANG W,etal.Application of the statistical method in the simplification of the physicochemical indexes for grape[J].XinjiangAgriculturalSciences,2011,48(8):1434-1437(in Chinese with English abstract).

[17]楊中,張靜,湯兆星.新疆鮮食葡萄品質(zhì)評價指標(biāo)體系的建立[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(12):7004-7007.

YANG ZH,ZHANG J,TANG ZH X.Establishment of quality evaluation index system for table grape in Xinjiang[J].JournalofAnhuiAgriculturalSciences,2011,39(12):7004-7007(in Chinese with English abstract).

[18]劉崇懷,帖鋒,潘興,等.無核葡萄品種資源性狀的聚類分析[J].果樹學(xué)報,2006,23(4):531-533.

LIU CH H,TIE F,PAN X,etal.Cluster analysis of seedless grape cultivars[J].JournalofFruitScience,2006,23(4):531-533(in Chinese with English abstract).

[19]劉崇懷,沈育杰,陳俊.葡萄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2006.

LIU CH H,SHEN Y J,CHEN J.Descriptors and Date Standard for Grape(VitisL.)[M].Beijing:China Agriculture Press,2006(in Chinese).

[20]白保璋.植物生理生化[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2003.

BAI B ZH.Plant Physiology and Biochemistry[M].Beijing:China Agricultural Science Press,2003(in Chinese).

[21]高俊鳳.植物生理學(xué)指導(dǎo)[M].北京:高等教育出版社,2006.

GAO J F.Experimental Technique of Plant Physiology[M].Beijing:Higher Education Press,2006(in Chinese).

[22]歐陽壽如.葡萄的品種及其研究[M].太原:山西人民出版社,1986:25-62.

OUYANG SH R.Grapevine Varieties and Research [M].Taiyuan:People Press of Shanxi,1986:25-62(in Chinese).

[23]宇傳華.SPSS與統(tǒng)計分析[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007.

YU CH H.SPSS and Statistical Analysis[M].Beijing:Electronic Industry Press,2007(in Chinese).

[24]中華全國供銷合作總社.鮮葡萄(GH/T 1022-2000)[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2000.

All China Federation of Supply and Marketing Cooperatives.Table Grapes(GH/T 1022-2000)[S].Beijing:China Standards Press,2000(in Chinese).

[25]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫局.無核白葡萄(GB/T 19970-2005)[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2005.

General Administration of Quality Supervision Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China.Thompson Seedless(GB/T 19970-2005)[S].Beijing:China Standards Press,2005(in Chinese).

[26]深圳市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.預(yù)包裝鮮食葡萄購銷要求(DB440300T 25.4-2004)[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2005.

Shenzhen Bureau of Quality and Technical Supervision.Buying and Selling Pre-packaged Fresh Grapes Requirements(DB440300T 25.4-2004)[S].Beijing:China Standards Press,2005(in Chinese).

[27]新疆維吾爾自治區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.紅地球質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)(DB65/T2832-2007)[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

Xinjiang Uygur Autonomous Region Bureau of Quality and Technical Supervision.‘Red Globe’ Quality Grading Standards[S].Beijing:China Standards Press,2008(in Chinese).

[28]中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.鮮食葡萄(NY/T 470-2001)[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2004.

The Ministry of Agriculture of the People’s Republic of China.Table Grapes(NY/T 470-2001) [S].Beijing:China Standards Press,2004(in Chinese).

[29]羅國光.鮮食葡萄的品質(zhì)要求和品味評分標(biāo)準(zhǔn)[J].中外葡萄與葡萄酒,1986(3):4-6.

LUO G G.Table grape quality requirements and taste scoring criteria[J].Sino-overseasGrapevine&Wine,1986(3):4-6(in Chinese).

[30]袁志發(fā),周靜芋.多元統(tǒng)計分析[M].北京:科學(xué)出版社,2002.

YUAN ZH F,ZHOU J Y.Multivariate Statistical Analysis[M].Beijing:Science Press,2002(in Chinese).

[31]殷冬梅,李拴柱,崔黨群.花生主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性及聚類分析[J].中國油料作物學(xué)報,2010,32(2):212-216.

YIN D M,LI SH ZH,CUI D Q.Agronomic character and cluster analysis of peanut cultivars[J].ChineseJournalofOilCropSciences,2010,32(2):212-216(in Chinese with English abstract).

Factor and Cluster Analysis on Main Quality Characters of New-collective Germplasm of Grape in Turpan Region

BAI Shijian, LI Chao, CAI Junshe, ZHAO Ronghua and CHEN Guang

(Research Institute of Grape and Melon of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Shanshan Xinjiang838200, China)

This paper is to evaluate thirty-two new collected grape resources in Turpan region based on main quality traits and grape quality, and to provide a reference basis for the superior varieties screening, breeding, and quality improvement. Twenty fruit quality traits of thirty-two grape resources have been analyzed by factor analysis and systematic cluster analysis. Six main factors were extracted based on factor analysis. They were respectively flavor quality, berry mass, appearance quality, edible rate, fruit nutrition, peel and pulp texture. Their cumulative contribution rate was 80.983%. The two-dimensional map formed by each main factor score can intuitively reflect the relationship between the varieties and quality indicators. Sixteen influential quality traits were chosen by the correlation analysis of the former fruit characteristics and six main factors.Thirty-two grape resources were divided into four types, two of them can be further divided into two subcategories. In Turpan region, there are fewer the fresh-eating varieties characterized by large, high edible rate, high sugar-acid ratio, thin skin, crisp pulp, good appearance quality, and still lack of seedless varieties for fresh-eating and dried dual-purpose. This study reflects the quality distribution of grape resources collected in recent years, which can be referred for grape utilization, germplasm introduction and breeding target setting in this region.

Grape varieties; Main quality characters; Factor analysis; Cluster analysis

2015-08-11

2015-10-05

Supported by the Project of National Technology System for Grape Industry (No.CARS-30-24).

BAI Shijian,male,assistant agronomist.Research area:grape cultivation and promotion.E-mail: 594748964@qq.com

CAI Junshe,male,associate professor.Research area:grape breeding and cultivation.E-mail: abc8303099@126.com

(責(zé)任編輯：潘學(xué)燕Responsible editor:PAN Xueyan)

2015-08-11修回日期：2015-10-05

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(CARS-30-24).

白世踐，男，助理農(nóng)藝師，從事葡萄栽培技術(shù)研究及推廣工作。E-mail：594748964@qq.com

蔡軍社，男，副研究員，從事葡萄育種與栽培研究。E-mail:abc8303099@126.com

S663.1

A

1004-1389(2016)07-1006-11

網(wǎng)絡(luò)出版日期：2016-06-30

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20160630.1624.016.html