廣西核桃優(yōu)良種質(zhì)分布情況及堅(jiān)果品質(zhì)差異性分析

趙志珩，藍(lán)振岐，梁文匯，黃曉露，李開祥，廖健明，李寶財(cái)，劉 丹，覃曉斌

（1.廣西壯族自治區(qū)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，南寧 530002；2.河池市金城江區(qū)大山塘林場(chǎng)，廣西河池 547000；3.河池市林業(yè)科學(xué)研究院，廣西河池 547000）

核桃（Juglans regia）又稱胡桃、羌桃，為落葉喬木，奇數(shù)羽狀復(fù)葉，雌雄同株，屬胡桃科（Juglandaceae）核桃屬植物[1]，與扁桃、腰果、榛子一起，并列為世界四大干果，也是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)林樹種之一。現(xiàn)階段主要經(jīng)濟(jì)林樹種是通過無性繁殖進(jìn)行繁育的，其遺傳背景比較單一且能保持品種的優(yōu)良性狀，但用于資源發(fā)掘的潛力不大。而野生居群與本地實(shí)生農(nóng)家類型是通過異花授粉方式實(shí)生繁殖，積累了大量的遺傳多樣性，是主要的遺傳資源庫(kù)[2]。種質(zhì)資源是林木遺傳改良和相關(guān)基礎(chǔ)研究的物質(zhì)基礎(chǔ)，直接影響著現(xiàn)代種業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[3]，世界各國(guó)對(duì)種質(zhì)資源的保護(hù)和利用十分重視[4-5]。合理保存核桃種質(zhì)資源，分析種質(zhì)資源遺傳多樣性，有利于優(yōu)異種質(zhì)資源的挖掘與創(chuàng)新，對(duì)核桃育種和生產(chǎn)具有重要指導(dǎo)意義[6]。

廣西核桃主要分布在云貴高原的南部邊緣地帶，屬于我國(guó)核桃栽培的一個(gè)獨(dú)特區(qū)域（核桃分布的最南端），科學(xué)的調(diào)查、保護(hù)、合理并可持續(xù)的開發(fā)和利用這些豐富的種質(zhì)資源對(duì)廣西乃至我國(guó)核桃產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展具有重要意義。但目前對(duì)本地區(qū)核桃屬植物缺乏全面了解，特別是對(duì)一些優(yōu)良種質(zhì)的研究、發(fā)掘和利用幾乎仍是空白。本研究擬在對(duì)全區(qū)核桃種質(zhì)資源前期調(diào)研的基礎(chǔ)上，全面調(diào)查廣西核桃優(yōu)良種質(zhì)的分布情況及其規(guī)模，對(duì)各類核桃優(yōu)良種質(zhì)的分布區(qū)域、果實(shí)表型性狀及品質(zhì)進(jìn)行測(cè)定分析，為資源保護(hù)、育種的親本選擇和優(yōu)良性狀的早期鑒定提供參考，對(duì)于推廣核桃優(yōu)良品種系具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查方法

2016年采用資料查詢、知情人訪談、踏查、線路調(diào)查、樣地調(diào)查、單株調(diào)查等方法對(duì)廣西全區(qū)縣級(jí)行政區(qū)域核桃種質(zhì)資源進(jìn)行調(diào)查每個(gè)區(qū)縣選擇3個(gè)重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，同時(shí)在重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)選擇3個(gè)具有代表性的區(qū)域，記錄目的資源所處的植物群落、生境、分布、樹體形態(tài)、花果形態(tài)等，填寫調(diào)查表格，拍攝照片并采集標(biāo)本及樣品等。

1.2 試驗(yàn)材料

本研究以廣西11個(gè)縣（市、區(qū)）的核桃種質(zhì)資源為研究對(duì)象，并參考《核桃堅(jiān)果質(zhì)量等級(jí)（GB/T 20398-2006）》、《核桃豐產(chǎn)與堅(jiān)果品質(zhì)（GB7907-87）》，將核桃堅(jiān)果品質(zhì)分為感官指標(biāo)、物理指標(biāo)及化學(xué)指標(biāo)作為核桃質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，選取81株核桃優(yōu)良種質(zhì)作為研究對(duì)象。

表1 核桃分布地區(qū)基本概況Tab.1 General situation of walnut distribution areas

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 堅(jiān)果表型性狀的測(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。

縱徑、橫徑、縫徑：用游標(biāo)卡尺（精確到0.01 mm）分別測(cè)量堅(jiān)果三徑，測(cè)30個(gè)堅(jiān)果，取其平均值。

殼厚：用游標(biāo)卡尺（精確到0.01 mm）測(cè)量，測(cè)30個(gè)堅(jiān)果，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，取它們平均值。

1.3.2 核桃內(nèi)在品質(zhì)測(cè)定

核仁脂肪含量測(cè)定，按照GB 2906-82的索氏提取法[7]，核仁蛋白質(zhì)含量測(cè)定（凱氏定氮法）[8]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0軟件計(jì)算表型性狀及內(nèi)在品質(zhì)平均值（X），標(biāo)準(zhǔn)差（S），方差分析與LSD多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 核桃優(yōu)良種質(zhì)分布情況

2.1.1 水平分布

水平分布上，廣西核桃資源野生資源較少，主要以泡核桃為主，占90%以上，全區(qū)資源主要分布在云貴高原南部邊緣地帶及紅水河兩岸的河池（鳳山、南丹、天峨、大化、金城江區(qū)、環(huán)江、宜州、巴馬）及百色（樂業(yè)、田林、隆林、凌云）等地區(qū)，核桃種質(zhì)資源主要分布在105′10′06″～105′39′14″E，24°28′26″～25°31′10″N。

2.1.2 垂直分布

廣西核桃優(yōu)良種質(zhì)分布的海拔范圍為300～1 500 m。以200 m為分組距進(jìn)行分組，分布數(shù)量最多的為海拔901～1 100 m（30株），其次是701～900 m（22株）、1 101～1 300 m（13株）和1 301～1 500 m（12株），核桃分布較少的海拔范圍在301～500 m（3株），501～700 m（2株）（圖1）。

2.1.3 地域分布情況

核桃優(yōu)良種質(zhì)分布數(shù)量最多的縣區(qū)為隆林縣（23株）和天峨縣（21株），其次為樂業(yè)縣（13株）、田林縣（11株）和南丹縣（8株），分布較少的為凌云縣（2株）、東蘭縣（1株）、鳳山縣（1株）和金城江區(qū)（1株）（圖1）。

2.1.4 樹齡分布

本項(xiàng)目調(diào)查的核桃優(yōu)良種質(zhì)平均樹齡為40.5年，其中樹齡最大為130年，最小為10年。以15年為組距進(jìn)行分組，頻率最高的為21～35年（28株），其次為6～20年（19株）和36～50年（18株），頻率較小的為51～65年（6株）、66～80年（4株）、96～110年（4株），81～95年（2株），126～140年（1株）圖1。

1:東蘭縣；2:鳳山縣；3:金城江區(qū)；4:樂業(yè)縣；5:凌云縣；6:隆林縣；7:南丹縣；8:天峨縣；9:田林縣1:Donglan county；2:Fengshan county；3:Jinchengjiang district；4:Leye county；5:Lingyun county；6:Longlin county；7:Nandan county；8:Tian’e county；9:Tianlin county

2.2 氣溫、降水量、海拔、樹齡及胸徑與核桃品質(zhì)的相關(guān)性分析

氣溫與青皮厚度、核殼厚度、亞油酸及硬脂酸呈負(fù)相關(guān)，其相關(guān)性皆達(dá)顯著水平，其中硬脂酸達(dá)極顯著水平，隨著氣溫的升高，這幾種指標(biāo)逐漸下降；氣溫與亞油酸呈正相關(guān)，其相關(guān)性達(dá)顯著水平，隨著氣溫的升高，核桃亞油酸含量逐漸升高；總體來說，氣溫與核桃品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)。核桃品質(zhì)與海拔總體呈正相關(guān)，即隨著海拔的上升，整體果實(shí)品質(zhì)呈上升的趨勢(shì)。核桃品質(zhì)與年均降水量、樹齡及胸徑皆呈線性相關(guān)，但相關(guān)性皆不顯著（表2）。

2.3 海拔對(duì)核桃品質(zhì)的影響

2.3.1 海拔和核桃果實(shí)表型性狀差異性比較

對(duì)不同海拔之間核桃優(yōu)良單株的青皮厚度、三徑、單果重、出仁率和核殼厚度進(jìn)行單因素方差分析（表3），其中單果重變異系數(shù)（CV）最大（0.18），平均值為11.55 g，單果重最高為海拔300～500 m （13.03 g），最低為1 301～1 500 m（11.09 g）；青皮厚度變異系數(shù)為0.17，平均值為13.20 mm，海拔（300～500 m）核桃青皮厚度最大（15.67 mm），501～700 m時(shí)最低（11.90 mm）；三徑變異系數(shù)為0.09，平均值為45.68 mm，三徑平均值最高的為501～700 m（48.52 mm），最低為300～500 m（44.72）；出仁率變異系數(shù)為0.10，

表2 相關(guān)性分析Tab.2 Correlation analysis

平均值為49.64%，出仁率最高為海拔701～900 m（51.90%），最低為1 301～1 500 m（47.75%）；核殼厚度變異系數(shù)為0.13，平均值為1.17 mm，核殼厚度最高為901～1 100 m和1 101～1 300 m，皆為1.20 mm，最低為701～900 m（1.12 mm）。

表3 不同海拔核桃果實(shí)形態(tài)的差異Tab.3 The difference of walnut fruit morphology at different altitudes

綜合分析發(fā)現(xiàn)，單果重及青皮厚度皆在海拔300～500 m時(shí)達(dá)到最大值，而三徑均值則在這個(gè)海拔最低。海拔間青皮厚度差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05），三徑平均值、單果重、出仁率和核殼厚度差異不顯著（表4）。

2.3.2 海拔與核桃果實(shí)品質(zhì)差異性比較

表4 不同海拔核桃果實(shí)形態(tài)的差異方差分析Tab.4 Variance analysis of walnut fruit morphology at different elevations

對(duì)不同海拔之間核桃優(yōu)良單株的核仁脂肪含量、核仁蛋白含量、油酸含量、亞油酸含量、亞麻酸含量、硬脂酸含量和棕櫚酸含量進(jìn)行單因素方差分析（表5），其中油酸含量的變異系數(shù)（CV）最大（0.33），平均值為21.57%；核仁蛋白含量變異系數(shù)為0.10，平均值為19.99%，含量最高為海拔1 301～1 500 m（21.24%），最低為海拔501～700 m（19.73%）；亞油酸含量變異系數(shù)為0.10，平均值為62.75%，含量最高為海拔1 301～1 500 m（63.88%），最低為海拔 501～700 m（57.91%）；硬脂酸含量變異系數(shù)為0.13，平均值為3.63%，含量最高為海拔1 101～1 300 m（3.91%），最低為海拔501～700 m（3.20%）；核仁脂肪含量變異系數(shù)為0.04，平均值為61.35%，含量最高為海拔300～500 m（63.03%），最低為海拔701～900 m（60.84%）；亞麻酸含量變異系數(shù)為0.12，平均值為8.78%，含量最高為海拔300～500 m（9.22%），最低為海拔501～700 m（8.19%）；棕櫚酸含量變異系數(shù)為0.13，平均值為5.56%，含量最高為海拔901～1 100 m（5.87%），最低為501～700 m（4.95%）。

表5 不同海拔核桃果實(shí)品質(zhì)的差異Tab.5 The difference of walnut fruit quality at different altitude

綜合發(fā)現(xiàn)，核桃仁中核仁蛋白、亞油酸及硬脂酸含量皆在海拔1 301～1 500 m達(dá)到最高，核仁脂肪與亞麻酸含量均在海拔300～500 m達(dá)到最高。油酸含量、核仁蛋白含量、亞麻酸含量、硬脂酸含量和棕櫚酸含量皆在不同海拔間達(dá)到顯著差異（P＜0.05）（表6）。

表6 不同海拔核桃果實(shí)品質(zhì)方差分析Tab.6 Variance analysis of walnut fruit quality at different altitudes

核仁脂肪含量最高為海拔300～500 m（63.03%），最低為海拔701～900 m（60.84%），隨海拔上升呈先下降再上升趨勢(shì)；亞油酸含量最高為海拔1 301～1 500 m（63.88%），最低為501～700 m（57.91%），隨海拔上升呈先下降后上升趨勢(shì)。但這3個(gè)指標(biāo)含量的變化差異皆未達(dá)到顯著水平。

2.4 年均氣溫變化對(duì)核桃品質(zhì)的影響

氣溫＜18℃與18～20℃間的核殼厚度差異顯著（圖2），氣溫＜18℃與＞20℃間青皮厚度差異顯著。不同氣溫對(duì)三徑值、單果重及出仁率的影響皆差異不顯著。

氣溫＜18℃與18～20℃間的亞油酸含量差異顯著，氣溫＜18℃與＞20℃間的亞油酸含量差異顯著，不同氣溫對(duì)亞油酸的含量有顯著影響（圖3）。氣溫＜18℃與＞20℃間的硬脂酸含量差異顯著，氣溫18～20℃與＞20℃間的硬脂酸含量差異顯著，由此得出不同氣溫對(duì)硬脂酸的含量有顯著影響。不同氣溫對(duì)核仁脂肪、核仁蛋白、油酸、亞麻酸及棕櫚酸的含量皆無顯著差異。

圖2 不同氣溫對(duì)核桃果實(shí)形態(tài)的差異Fig.2 Difference in walnut fruit morphology at different temperatures

圖3 不同氣溫對(duì)核桃內(nèi)在品質(zhì)的差異Fig.3 Difference in walnut inner quality at different temperatures

3 討論

廣西核桃資源主要集中分布在鳳山、南丹、天峨、大化、金城江區(qū)、環(huán)江、宜州、巴馬、樂業(yè)、田林、隆林、凌云等縣區(qū)，其中分布最多為隆林、天峨、樂業(yè)、田林、南丹等5縣，核桃集中分布在海拔700～1 500 m，而核桃優(yōu)良種質(zhì)分布多的縣海拔普遍在700 m以上，地處云貴高原南部邊緣地帶及紅水河兩岸。廣西核桃種質(zhì)資源分布格局相對(duì)狹窄，呈現(xiàn)集中性、獨(dú)立性、單一性等特點(diǎn)。在調(diào)查中未見核桃野生群落及核桃古樹資源，且氣候條件類似的桂林、柳州并未發(fā)現(xiàn)核桃優(yōu)良種質(zhì)，因此可以推測(cè)，廣西的核桃優(yōu)良種質(zhì)極有可能來自云南、貴州。

有研究表明，不同海拔對(duì)核桃的豐產(chǎn)性、數(shù)量性狀如出仁率、仁質(zhì)量、殼厚、果形指數(shù)、含油率及蛋白質(zhì)含量均有影響[9-12]，與本研究的結(jié)果總體一致，但存在細(xì)微差異。本研究表明，溫度、海拔與核桃青皮厚度、核殼厚度、亞油酸及硬脂酸有明顯的相關(guān)性。對(duì)不同海拔的核桃優(yōu)良種質(zhì)的表型性狀及內(nèi)在品質(zhì)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，海拔300～500 m的單果重及青皮厚度達(dá)到最大值，三徑均值則最低，不同海拔核桃果實(shí)形態(tài)遺傳差異較大，油酸、核仁蛋白、亞油酸及硬脂酸含量皆在海拔1 301～1 500 m達(dá)到最高，核仁脂肪與亞麻酸含量均在海拔300～500 m達(dá)到最高。核仁脂肪含量隨海拔上升呈先下降再上升趨勢(shì)，亞油酸隨海拔上升呈先下降后上升趨勢(shì)。在此之前的研究中，核桃與氣溫之間的關(guān)系未見報(bào)道，本研究發(fā)現(xiàn)各地的平均氣溫與核桃品質(zhì)成負(fù)相關(guān)，進(jìn)一步對(duì)不同地區(qū)平均氣溫與核桃品質(zhì)相關(guān)性進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，氣溫僅對(duì)核桃的殼厚、青皮厚度、亞油酸和硬脂酸呈現(xiàn)顯著影響，對(duì)核仁脂肪、核仁蛋白、油酸、亞麻酸及棕櫚酸的含量均無顯著差異。綜合以上可以得出，不同海拔及氣溫皆會(huì)對(duì)核桃品質(zhì)產(chǎn)生一定的影響，這對(duì)今后核桃種植地選擇具有指導(dǎo)意義，為篩選出高品質(zhì)且耐寒的種質(zhì)資源提供借鑒。