廣西優(yōu)良核桃單株果實(shí)品質(zhì)差異及綜合評(píng)價(jià)研究

黃曉露，趙志珩，李開祥，廖健明，藍(lán)金宣，陳曉明，梁文匯

(廣西林業(yè)科學(xué)研究院 廣西特色經(jīng)濟(jì)林培育與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530001)

【研究意義】核桃(JuglansregiaLinn.)為胡桃科胡桃屬落葉喬木，是重要的食用干果和油料樹種，在我國(guó)糧油安全和新能源戰(zhàn)略中有重要地位[1]。核桃是廣西發(fā)展山區(qū)經(jīng)濟(jì)、開展生態(tài)扶貧的重要經(jīng)濟(jì)樹種，也是石漠化治理和村屯綠化的先鋒樹種[2]。過去對(duì)廣西核桃的研究主要側(cè)重栽培技術(shù)及產(chǎn)品加工方面，有關(guān)良種尤其是當(dāng)?shù)仄贩N選育的研究較少，種植苗木大部分從外省購買，導(dǎo)致栽培品種混雜，適應(yīng)性下降，果小、殼厚、產(chǎn)量低以及品質(zhì)退化等現(xiàn)象[3]，嚴(yán)重制約了廣西核桃產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展[4]。進(jìn)行廣西本地核桃種質(zhì)資源的調(diào)查、收集和經(jīng)濟(jì)性狀評(píng)價(jià)對(duì)廣西核桃產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】國(guó)內(nèi)對(duì)核桃種質(zhì)資源的普查、收集和保存始于20世紀(jì)60年代，1996年出版的《中國(guó)果樹志—核桃》已記載了872份核桃品種(系)[5]。其中中國(guó)西部和西南部，特別是新疆、四川、云南等產(chǎn)區(qū)核桃選育研究起步較早，鄧?guó)P彬等[6]將單果質(zhì)量、單果仁質(zhì)量、果形指數(shù)等果實(shí)形態(tài)作為新疆野核桃堅(jiān)果品質(zhì)評(píng)價(jià)和良種選育的參考標(biāo)準(zhǔn)，并將其劃分為8個(gè)類群。甄知婭等[4]根據(jù)殼厚、單果質(zhì)量、核仁質(zhì)量、出仁率、三徑、粗蛋白、粗脂肪等品質(zhì)性狀篩選出川早2號(hào)、旺核2號(hào)等西南地區(qū)品質(zhì)優(yōu)良的核桃品種。【本研究切入點(diǎn)】對(duì)廣西核桃遺傳資源進(jìn)行全面和系統(tǒng)的調(diào)查，在初步篩選出81個(gè)優(yōu)良單株的基礎(chǔ)上，分析果實(shí)品質(zhì)差異，并采用相關(guān)性分析、主成分分析等統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)品質(zhì)性狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和排序。【擬解決的關(guān)鍵問題】篩選出單項(xiàng)性狀優(yōu)異和綜合性狀優(yōu)良的本地核桃單株，為廣西核桃優(yōu)良品種選育及遺傳改良提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

根據(jù)廣西核桃資源的分布現(xiàn)狀，對(duì)金城江區(qū)、宜州市、天峨縣、南丹縣、環(huán)江縣、東蘭縣、巴馬縣、樂業(yè)縣、田林縣、隆林縣和凌云縣共計(jì)11個(gè)縣(市、區(qū))進(jìn)行初步走訪、實(shí)地踏勘以及群眾薦優(yōu)，掌握核桃主要分布地區(qū)和優(yōu)樹的基本情況。選取歷年產(chǎn)量較高、果皮薄、果核端正、核殼薄和風(fēng)味好的優(yōu)良單株，進(jìn)行采樣測(cè)定。

1.2 試驗(yàn)方法

(1)果實(shí)性狀的測(cè)定。堅(jiān)果干重：用電子天平(精確到0.01 g)稱量已經(jīng)風(fēng)干的核桃堅(jiān)果，對(duì)每一單個(gè)堅(jiān)果進(jìn)行稱量，共稱30個(gè)堅(jiān)果，取其平均值。三徑、核殼厚度：用游標(biāo)卡尺(精確到0.01 mm)測(cè)量堅(jiān)果三徑(縱徑、橫徑、側(cè)徑)和核殼厚度，共稱30個(gè)堅(jiān)果，分別取其平均值。核仁重量：用電子天平(精確到0.01 g)稱量去堅(jiān)果殼的核仁，測(cè)量30個(gè)堅(jiān)果，取其平均值。

(2)核仁脂肪含量的測(cè)定采用索氏抽提法，參照GB/T 5009.6-2016[7]；核仁蛋白質(zhì)含量的測(cè)定采用凱氏定氮法，參照GB/T 5009.5-2016[8]。

(3)脂肪酸的測(cè)定：將提取的核桃脂肪加入苯石油醚進(jìn)行甲酯化，取上層清液做氣相分析[9]，各組分的相對(duì)含量采用峰面積歸一法進(jìn)行定量分析。不飽和脂肪酸為油酸、亞油酸和亞麻酸含量之和，飽和脂肪酸為硬脂酸和棕櫚酸含量之和[10-11]。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用IBM SPSS v20.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理、方差分析、LSD多重比較和主成分分析。首先對(duì)逆指標(biāo)核殼厚度和飽和脂肪酸做正向處理，再對(duì)果實(shí)性狀(三徑、單果重、出仁率和核殼厚度)和營(yíng)養(yǎng)成分(脂肪含量、蛋白含量、不飽和脂肪酸含量和飽和脂肪酸含量)等8個(gè)品質(zhì)性狀數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，進(jìn)行主成分分析、綜合評(píng)分及排序[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 廣西核桃單株果實(shí)主要性狀變異分析

對(duì)81株核桃單株的果實(shí)性狀差異性分析結(jié)果(表1)表明，變異系數(shù)在10.00 %以上的為單果重(18.13 %)和核殼厚度(13.49 %)，其遺傳變異相對(duì)較大。其中單果重平均值為11.55 g，變化范圍為5.70～17.40 g；核殼厚度平均值為1.17 mm，變化范圍為0.80～1.91 mm。三徑和出仁率的變異系數(shù)相對(duì)較小，分別為9.35 %和9.67 %，遺傳變異相對(duì)較小。其中三徑平均值為45.68 mm，變化范圍為26.27～57.30 mm；出仁率平均值為49.64 %，變化范圍為36.90 %～65.70 %。果實(shí)性狀變異系數(shù)由大至小依次為單果重、核殼厚度、出仁率和三徑。

表1 核桃單株果實(shí)性狀的差異分析

表2 核桃單株種仁營(yíng)養(yǎng)成分含量的差異分析

2.2 廣西核桃單株種仁營(yíng)養(yǎng)成分含量差異分析

對(duì)81株核桃單株的種仁營(yíng)養(yǎng)成分含量進(jìn)行差異性分析(表2)，油酸含量變異系數(shù)最大(22.77 %)，平均值為20.51 %，變化范圍為10.57 %～33.67 %。另外變異系數(shù)達(dá)到10.00 %以上的還有硬脂酸含量(17.07 %)和棕櫚酸含量(13.92 %)，其中硬脂酸含量平均值為3.69 %，變化范圍為3.14 %～5.06 %；棕櫚酸含量平均值為5.57 %，變化范圍為2.72 %～8.36 %。種仁營(yíng)養(yǎng)成分含量變異系數(shù)由大至小依次為油酸含量、硬脂酸含量、棕櫚酸含量、亞油酸含量、核仁蛋白含量、亞麻酸含量和核仁脂肪含量。

2.3 果實(shí)性狀和種仁營(yíng)養(yǎng)成分含量的相關(guān)性分析

對(duì)81株廣西核桃單株4項(xiàng)果實(shí)性狀和7項(xiàng)種仁營(yíng)養(yǎng)成分含量進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果如表3所示，單果重與三徑呈極顯著正相關(guān)(P<0.01，下同)，與核殼厚度呈顯著正相關(guān)(P<0.05，下同)，與出仁率呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01，下同)；出仁率與核殼厚度呈極顯著負(fù)相關(guān)。核仁脂肪含量和蛋白含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05，下同)；核仁蛋白與油酸含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與亞油酸含量、硬脂酸含量呈顯著正相關(guān)；油酸含量與亞油酸含量、棕櫚酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；亞油酸含量與棕櫚酸呈顯著正相關(guān)。

表3 Pearson相關(guān)性分析

注：**表示相關(guān)性達(dá)到極顯著水平(P<0.01);*表示相關(guān)性達(dá)到顯著水平(P<0.05)。

Note: ** means extremely significant correlation (P<0.01); * means significant correlation (P<0.05).

表4 果實(shí)性狀排名前10位的單株

注：不同小寫字母表示差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)，每列括號(hào)內(nèi)數(shù)字表示單株號(hào)，下同。

Note: Different lowercases in the same column indicate the significant difference (P<0.05), and numbers in brackets within each column represent individual plant numbers. The same as below.

此外果實(shí)主要性狀與種仁營(yíng)養(yǎng)成分之間相關(guān)性未達(dá)到顯著水平(P>0.05)，說明果實(shí)主要性狀與種仁營(yíng)養(yǎng)成分含量在核桃選優(yōu)評(píng)價(jià)中同樣重要，并且無法彼此取代[10]。

2.4 單項(xiàng)性狀優(yōu)株分析

在81株野生核桃單株中，4項(xiàng)果實(shí)性狀和7項(xiàng)種仁營(yíng)養(yǎng)成分含量排名前10位單株號(hào)如表4～5所示。三徑達(dá)到50.00 mm以上的有7個(gè)單株，最大的為8號(hào)單株(57.30 mm)；出仁率達(dá)到60.00 %以上的只有75號(hào)1個(gè)單株(65.70 %)；核殼厚度小于1.00 mm的有3個(gè)單株，最薄的為75號(hào)單株(0.80 mm)，以上3個(gè)單株的果實(shí)性狀與其他單株差異達(dá)到顯著水平(P<0.05，下同)；單果重15.00 g以上的有5個(gè)單株，最大的為8號(hào)單株(17.40 g)，但與其他單株差異不顯著。

核仁蛋白含量達(dá)到25.00 %以上的僅有49號(hào)單株(27.90 %)，油酸含量達(dá)到35.00 %以上的有53號(hào)(37.80 %)和5號(hào)(36.68 %)單株，亞油酸含量達(dá)到70.00 %以上的僅有60號(hào)單株(70.26 %)，棕櫚酸含量低于4.00 %的僅有25號(hào)單株(2.72%)，以上4個(gè)單株的種仁營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)分含量與其他單株差異達(dá)到顯著水平；核仁脂肪含量達(dá)到65.00 %以上的有8個(gè)單株，最高為21號(hào)單株(66.60 %)，亞麻酸含量最高為25號(hào)(12.06 %)，硬脂酸含量低于3.00 %的有5個(gè)單株，其中最低的為65號(hào)(2.10 %)，3個(gè)單株的營(yíng)養(yǎng)成分含量與其他單株差異未到達(dá)顯著水平。

表5 種仁營(yíng)養(yǎng)成分含量排名前10位的單株

表6 主成分分析結(jié)果

表7 綜合得分及排序

2.5 主成分分析和綜合評(píng)價(jià)

對(duì)果實(shí)性狀(三徑、單果重、出仁率和核殼厚度)和種仁營(yíng)養(yǎng)成分(脂肪含量、蛋白含量、不飽和脂肪酸含量和飽和脂肪酸含量)的8個(gè)品質(zhì)性狀進(jìn)行主成分分析和綜合評(píng)價(jià)(表6～7)。前4個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到81.536 %，涵蓋了大部分的信息，表明前4個(gè)主成分能夠代表8個(gè)品質(zhì)性狀來分析核桃的綜合品質(zhì)。其中第1主成分的決定指標(biāo)為三徑、單果重、不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸含量；第2主成分的決定指標(biāo)為出仁率、核殼厚度、不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸含量；第3主成分的決定指標(biāo)為三徑、單果重和核殼厚度；第4主成分的決定指標(biāo)為三徑、殼核厚度和脂肪含量。從各指標(biāo)特征向量來看，評(píng)價(jià)權(quán)重以不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸含量為主，以三徑、單果重等果實(shí)性狀為輔。

按果實(shí)性狀和種仁營(yíng)養(yǎng)成分含量分析，綜合主成分綜合得分越高，綜合品質(zhì)表現(xiàn)越好[1]。結(jié)果表明81個(gè)核桃單株前10名依次為：25、65、72、53、24、80、64、21、79和58號(hào)單株。其中25、65、72、53、80、79和58號(hào)單株的特點(diǎn)是不飽和脂肪酸含量高，飽和脂肪酸相對(duì)偏小。單項(xiàng)性狀中25、72和64號(hào)單株的亞油酸含量較高，65、53、80、79和58號(hào)單株油酸含量較高，25和65號(hào)單株亞麻酸含量較高；24號(hào)單株特點(diǎn)為三徑和單果重較大，脂肪含量較高；21號(hào)單株特點(diǎn)為單果重、出仁率、脂肪和蛋白含量較高。

3 討 論

廣西核桃單株果實(shí)品質(zhì)變異系數(shù)范圍為3.94 %～22.77 %，其中單果重、核殼厚度、油酸含量、亞油酸含量、硬脂酸含量和棕櫚酸含量等有較大的差異，具有明顯的選擇改良潛力[13]。核仁脂肪含量差異較小，在果實(shí)品質(zhì)變異中改良潛力較小。

果實(shí)主要性狀有核桃三徑、單果重、出仁率和核殼厚度。81個(gè)單株的平均三徑為45.68 mm，平均核殼厚度為1.17 mm，出仁率平均值為49.64 %，平均單果重為11.55 g，高于杜天宇等[12]研究的核桃三徑平均值(35.51 mm)。核殼厚度較薄(均值為1.23 mm)，但出仁率(53.62 %)、單果重(13.19 g)相比較低。種仁營(yíng)養(yǎng)成分主要有蛋白質(zhì)和脂肪，81個(gè)單株果實(shí)種仁蛋白質(zhì)含量平均值為19.99 %，脂肪含量為61.26 %，張亭等[14]和李俊南等[15]報(bào)道核桃仁蛋白質(zhì)含量一般為15.00 %，最高可達(dá)29.70 %，脂肪含量范圍60.00 %～70.00 %，本研究結(jié)果與其基本相同。核桃中不飽和脂肪酸成分由油酸、亞油酸和亞麻酸組成，相關(guān)研究證明，不飽和脂肪酸對(duì)促進(jìn)人體健康有重要作用。其中油酸可維持和促進(jìn)人體生長(zhǎng)發(fā)育，亞油酸參與生理代謝中磷脂和細(xì)胞膜質(zhì)的合成，對(duì)預(yù)防心腦血管疾病和高血壓有重要的作用。所以不飽和脂肪酸是評(píng)價(jià)核桃脂肪品質(zhì)的重要性狀。81個(gè)單株種仁不飽和脂肪酸平均含量占脂肪含量的90.74 %，其中亞油酸平均含量較高，占61.48 %，與張亭等[14]和李俊南等[15]報(bào)道不飽和脂肪酸90 %以上，岳琳[16]等報(bào)道核桃亞油酸含量62.96 %的結(jié)論基本一致。

本研究表明，不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸含量、三徑和單果重是評(píng)價(jià)核桃品質(zhì)最主要的性狀，且脂肪酸含量的貢獻(xiàn)率大于果實(shí)性狀。果實(shí)性狀和種仁蛋白質(zhì)、脂肪和脂肪酸含量之間相關(guān)性較低，因此在綜合評(píng)價(jià)和性狀選育中主要以不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸含量為主要品質(zhì)性狀，輔以三徑、單果重等果實(shí)性狀。81個(gè)核桃單株中，主成分分析排名前10位的25、65、72、53、80、79和58號(hào)單株的不飽和脂肪酸含量較高，飽和脂肪酸相對(duì)偏小，果實(shí)性狀雖不突出，但處于平均以上水平；24號(hào)單株三徑和單果重較大，脂肪含量較高，21號(hào)單株為單果重、出仁率、脂肪和蛋白含量較高，這兩個(gè)單株為果實(shí)性狀和蛋白質(zhì)、脂肪和脂肪酸含量綜合品質(zhì)較好的品種。

4 結(jié) 論

果大、殼薄、出仁率高、種仁蛋白質(zhì)、高脂肪和高脂肪酸含量是目前核桃選種和育種時(shí)的主要目標(biāo)。在單項(xiàng)性狀中，8號(hào)單株三徑最大，單果重最高，75號(hào)單株出仁率最高、核殼厚度最薄，25號(hào)單株亞麻酸含量最高、棕櫚酸含量最低，可作為遺傳資源進(jìn)行品種改良研究，綜合性狀較好的25、65、72、53、24、80、64、21、79和58號(hào)單株可作為良種進(jìn)行擴(kuò)繁和應(yīng)用。