桂西南地區(qū)6個蘋婆株系綜合性狀比較

黃麗君，李文硯，蔣娟娟，盧美瑛，趙 靜，楊志強，韋 優(yōu)，周 婧

(廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,廣西 龍州 532415)

【研究意義】蘋婆(SterculianobilisSmith)系梧桐科蘋婆屬喬木，又名頻婆、九層皮、鳳眼果、七姐果和潘安果等，已有800多年的栽培歷史[1-2]，主要分布于我國廣東、廣西、福建、云南、貴州和臺灣等省(區(qū))。蘋婆樹形優(yōu)美，花果葉均具有較高的觀賞價值，常栽于庭院及作街道綠化樹種。蘋婆全身都是寶，種仁富含淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、多酚、氨基酸和微量元素等多種營養(yǎng)成分，以煮熟食用為主，味如板栗，風(fēng)味怡人，也可用于制作糕點、煲湯或作烹飪配菜等；樹皮中含有大量纖維，常用作人造棉、麻袋、繩索和造紙的原材料[3-4]；果殼可用于治療中耳炎、血痢、疝氣和痔瘡[5]。但目前桂西南地區(qū)所種植的蘋婆苗木大部分是實生苗或果農(nóng)自行篩選的優(yōu)良無性系，導(dǎo)致栽培品種混雜，果實品質(zhì)參差不齊，制約了蘋婆產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。因此，比較桂西南地區(qū)種植蘋婆株系的綜合性狀，對篩選優(yōu)良蘋婆株系和選育優(yōu)良蘋婆品種具有重要意義。【前人研究進展】蘋婆作為綠化樹種開發(fā)由來已久，直至20世紀(jì)80年代末戴明建[1]提出蘋婆可作為一種干果樹種種植才使人們了解其新用途。羅瑞鴻和陳香玲[6]研究提出，蘋婆作為中國南方特色果樹是發(fā)展木本糧用果樹的首選樹種，是解決糧食生產(chǎn)問題的重要新途徑。許丹妮等[5]研究發(fā)現(xiàn)，蘋婆樹皮中的黃酮類物質(zhì)含量較高，其對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和枯草芽孢桿菌均有一定抑制作用。任惠等[7]研究表明，蘋婆種子淀粉含量為60.42 g/100 gFW，蛋白質(zhì)含量為20.32 g/100 gFW，脂肪含量為2.18 g/100 gFW，氨基酸含量為2.36 g/100 gFW，鐵含量為136.86 mg/gFW，維生素C含量為7225.00 μg/100 gFW，總酚含量為401.84 μg/mL，可作為天然抗氧化劑開發(fā)利用。李一偉等[8]對蘋婆種胚營養(yǎng)成分進行測定，結(jié)果顯示蘋婆種胚營養(yǎng)成分以淀粉和蛋白質(zhì)為主，并含有豐富的脂肪、維生素、多酚、氨基酸和微量元素(Ca、Fe和Zn)，維生素C和維生素E含量明顯高于其他維生素。徐祥浩等[9]通過光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察，描述了蘋婆屬10個種的花粉形態(tài)。蘇雨苗等[10]采用體視鏡對蘋婆和假蘋婆進行原植物外觀形態(tài)鑒別，為區(qū)分鑒別該兩種植物提供了參考依據(jù)。楊志強等[11]、黃麗君等[12]研究發(fā)現(xiàn)，蘋婆和假蘋婆均可作為蘋婆嫁接的砧木利用。DTOPSIS法(Dynamic technique for order preferenceby similarity to ideal solution)是近年來廣泛應(yīng)用的一種逼近理想解排序的新型植物品系(品種)綜合評價方法，在檸條、草莓和紅松的綜合評價中均取得了較滿意的結(jié)果[13-15]?！颈狙芯壳腥朦c】迄今，國內(nèi)對蘋婆的研究僅涉及植物學(xué)、植物資源和生態(tài)地理學(xué)等方面，對其開發(fā)利用多集中于園林綠化用途[7]，有關(guān)蘋婆良種尤其是桂西南地區(qū)蘋婆品種篩選及應(yīng)用DTOPSIS法進行綜合評價的研究鮮見報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】觀測桂西南地區(qū)6個優(yōu)良蘋婆株系的開花結(jié)果習(xí)性、農(nóng)藝性狀、抗逆性和經(jīng)濟性狀，并應(yīng)用DTOPSIS法對其農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量和果實品質(zhì)等性狀指標(biāo)進行綜合評價，為桂西南地區(qū)篩選綜合性狀優(yōu)良的蘋婆株系和選育蘋婆優(yōu)良品種提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在廣西龍州縣彬橋鄉(xiāng)廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所蘋婆種質(zhì)資源圃進行，該區(qū)域?qū)俚湫偷哪蟻啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年均溫度22.6 ℃，年均降水量1389 mm，全年日照1251 h，極端最高氣溫40.9 ℃，極端最低氣溫2.0 ℃，年均降水量1389 mm，無霜期 352 d。土壤為酸性黃壤，土層深厚，肥力中等，地勢平坦，排灌良好。氣候條件及生態(tài)條件基本能滿足蘋婆正常生長需要。

1.2 試驗材料

供試蘋婆株系來源于2014年本研究課題組篩選獲得的6個優(yōu)良單株，編號分別為NY2、LH2、SK14、SJ30、BJ32和BJ33。供試植株均為嫁接苗，嫁接時間為2014年7月，2015年2月定植。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計 供試株系采用隨機區(qū)組排列方式定植，株行距 4 m×5 m，每個株系種植2株，3個重復(fù)，共36 株，四周設(shè)置保護行，定植后按照常規(guī)方式進行田間管理，確保各株系的外部生長環(huán)境一致。

1.3.2 觀測項目及方法 于2016-2018年進行試驗觀察，從定植后第2年(2016年)開始連續(xù)3年觀測記錄植株的株高、冠幅和莖粗。農(nóng)藝性狀以觀測物候期和開花結(jié)果習(xí)性為主，并參照《熱帶、南亞熱帶果樹種質(zhì)資源描述規(guī)范》[16]進行評價。果實性狀觀測主要分為外觀性狀觀測和內(nèi)在品質(zhì)觀測兩部分[17]。外觀性狀采用目測法觀察果實顏色、果實形態(tài)、果喙形態(tài)、成熟果皮顏色和果實飽滿度等，并用天平、游標(biāo)卡尺分別測定單果重、果實縱橫徑、果皮厚度等外觀品質(zhì)。內(nèi)在品質(zhì)主要考評和測定種仁顏色、種子縱橫徑、風(fēng)味、種子可食率及營養(yǎng)物質(zhì)成分含量等，營養(yǎng)物質(zhì)成分中的可溶性糖含量和淀粉含量采用苯酚法測定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250染色法測定。采用DTOPSIS法綜合評價產(chǎn)量和果實品質(zhì)，即通過構(gòu)建評價矩陣及對原始數(shù)據(jù)進行無量綱化處理，根據(jù)育種目標(biāo)賦予各性狀指標(biāo)相應(yīng)的權(quán)重值后，建立加權(quán)的規(guī)范化決策矩陣, 進而建立各品種性狀的理想解與負(fù)理想解[14], 根據(jù)距離測度公式和歐幾里德范數(shù)計算各品種(系)與理想解的距離后，算出各品種(系)對理想解的相對接近度，即Ci值，Ci值越大代表品種(系)綜合性狀越優(yōu)。

1.4 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0進行方差分析及差異顯著性檢驗，DTOPSIS法的各運算步驟采用Excel 2003進行計算和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長量觀察結(jié)果

由表1可知，在定植的第2年，BJ33株系的株高和冠幅均最大，且極顯著大于NY2、LH2和BJ32株系(P<0.01，下同)，但與SK14和SJ30無顯著差異(P>0.05，下同)；莖粗也以BJ33株系最大，但除與NY2差異顯著外(P<0.05，下同)，與其余株系無顯著差異，而NY2的莖粗顯著小于其他5個株系。在2017年，BJ33株系的株高、冠幅和莖粗均最大，其中，株高顯著大于NY2和LH2株系，與SK14、SJ30和BJ32株系無顯著差異；冠幅極顯著大于LH2和BJ32株系，與NY2、SK14和SJ30株系無顯著差異；莖粗極顯著大于NY2、LH2和BJ32株系，與SK14和SJ30株系無顯著差異。在2018年，各株系間的株高差異不顯著；冠幅和莖粗仍以BJ33株系最大，其中，冠幅極顯著大于LH2和BJ32株系，顯著高于NY2株系，莖粗極顯著高于NY2和LH2株系，與SK14、SJ30和BJ32株系無顯著差異。說明SK14、SJ30和BJ33株系的樹勢總體上較強，表現(xiàn)出速生特性，其中BJ33株系樹高冠大，樹勢最強，而LH2株系樹勢最弱，樹體矮小，枝條稀疏。

2.2 物候期觀察

由表2可知，參試蘋婆株系的春梢抽發(fā)期多集中在2月中下旬，株系間差異不明顯，其中，SJ-30株系年抽梢次數(shù)最多，為4～5次，SK14和BJ33最少，為3次。經(jīng)過兩年觀察發(fā)現(xiàn)，蘋婆嫩梢老熟需25～45 d，株系間差異不明顯，但在遇到夏季高溫天氣時，個別植株的芽頭會進入休眠狀態(tài)，嫩梢老熟延長至60 d；抽蕾期為2月下旬至4月上旬；BJ33株系的花期最短，平均為16 d，其他5個株系均在20 d以上，且差異不明顯；果實成熟期以BJ33最早(6月下旬)，比其他株系提早10 d左右，具有早熟特性，其他株系均為7月上旬成熟。

表1 不同蘋婆株系的年生長情況調(diào)查

注：同列數(shù)據(jù)后不同大、小寫字母分別表示差異極顯著(P<0.01)和顯著(P<0.05)，下同。

Note:Different uppercase letters in the same column represented extremely significant difference(P<0.01)，and lowercase letters represented significant difference(P<0.05)，the same as below.

表2 不同蘋婆株系幼樹的物候期

2.3 開花結(jié)果習(xí)性觀察

2.3.1 NY2 樹冠半圓形，樹勢弱。新梢紫紅色，花穗紫紅色，花序長13～32 cm，無花瓣，花萼粉紅色，鐘形，長7～10 mm，底部寬8～12 mm?；ɡ倥帕兴缮?，每穗著花18～80朵(平均53朵)。果實成熟時果莢半張開，果皮橘紅色；種子橢圓形或矩圓形，種皮顏色為黑褐色至黑色，每果莢含種子數(shù)量2～4粒(平均為2.6粒)。

2.3.2 LH2 樹冠圓形，樹勢弱。新梢紫紅色，花穗綠色或紫紅色，花序長13～27 cm，無花瓣，萼初時為綠色，后轉(zhuǎn)為粉色，鐘形，長8～9 mm，底部寬6～9 mm?；ɡ倥帕兴缮?，每穗著花35～181朵(平均94朵)。果實成熟時果莢微張開，果皮暗紅色；種子圓形或矩圓形，種皮顏色為黑褐色至黑色，每果莢含種子數(shù)量1～4粒(平均為3.7粒)，種子易開裂。

2.3.3 SK14 樹冠圓形，樹勢強。新梢紫紅色，花穗紫紅色，花序長15～35 cm，無花瓣，萼初時為綠色，后轉(zhuǎn)為粉紅色，鐘形，長8～11 mm，底部寬9～13 mm?；ɡ倥帕芯o密，每穗著花54～225朵(平均123朵)。果實剛成熟時果莢完全張開，果皮綠色(后期轉(zhuǎn)為橘紅色)；種子圓形或卵形，種皮顏色為黑褐色至黑色，每果莢含種子數(shù)量2～4粒(平均為3.5粒)，多含1～2顆敗育種子。

2.3.4 SJ30 樹冠圓形，樹勢強。新梢紫紅色，花穗紫紅色，花序長11～23 cm，無花瓣，花萼為粉色或乳白色，鐘形，長8～12 mm，底部寬5～9 mm。花蕾排列疏散，每穗著花34～116朵(平均52朵)。果實成熟時果莢微張至半張，果皮橘紅色；種子長橢圓形，種皮顏色為棕褐色至黑褐色，每果莢含種子數(shù)量2～4粒(平均為2.7粒)。

2.3.5 BJ32 樹冠闊圓形，樹勢中等。新梢紫紅色，花穗綠色或紫紅色，花序長7～25 cm，無花瓣，萼初時為綠色，后轉(zhuǎn)為粉色或乳白色，鐘形，長7～11 mm，底部寬8～12 mm?；ɡ倥帕芯o密，每穗著花56～197朵(平均103朵)。果實成熟時果莢半張，果皮橘色；種子長橢圓形或圓矩形，種皮顏色為黑褐色至黑色，每果莢含種子數(shù)量1～5粒(平均為2.9粒)。

2.3.6 BJ33 樹冠半圓形，樹勢強。新梢紫紅色，花穗綠色或紫紅色，花序長11～31 cm，無花瓣，萼初時為綠色，后轉(zhuǎn)為粉白色或乳白色，鐘形，長8～15 mm，底部寬6～12 mm?；ɡ倥帕休^緊密，每穗著花30～172朵(平均76朵)。果實成熟時果莢半張，果皮橘色；種子圓形、長橢圓形或圓矩形，種皮顏色為棕褐色，每果莢含種子數(shù)量1～6粒(平均為3.5粒)。

2.4 果實性狀觀察比較

2.4.1 外觀性狀的比較 供試株系成熟時(種皮由乳白色轉(zhuǎn)為黑褐色)除SK14果皮仍為綠色(成熟后期轉(zhuǎn)為橘紅色)外，其他品系以橘紅色或橘色為主，相互間差異不明顯。成熟時，除SK14果莢完全張開外，其余品系均為微張至半張狀態(tài)。SK14果實形狀為闊橢圓形，其他株系果實形狀差異不明顯，以扁長橢圓形為主，果喙差異較大。單果重在50.0 g以上的有3個株系，最重的為SK14(65.30 g)，極顯著大于NY2、LH2和BJ32株系，顯著大于SJ30株系，與BJ33株系無顯著差異；果實橫徑最大為SK14株系(6.82 cm)，極顯著大于其他5個株系；果實縱徑最大為SJ30株系(12.65 cm)，極顯著大于其他5個株系；果皮厚度最小為SJ30株系(3.15 mm)，極顯著小于BJ33株系，顯著小于NY2和SK14株系；出種率在50.00 %以上的有3個株系，分別為LH2、BJ32和BJ33株系，其中最高的為BJ32株系(58.6 %)，極顯著高于NY2、SK14和SJ30株系，顯著高于BJ33株系；蛀莢率在10.00 %以下的僅有1個株系，為NY2(5.20 %)，極顯著低于SK14株系，顯著低于LH2、BJ32和BJ33株系，與SJ30株系無顯著差異；單株產(chǎn)量較高的是SK14和BJ33株系，二者無顯著差異，但均極顯著高于其他4個株系(表3)。

表3 不同蘋婆株系果實外觀性狀的比較結(jié)果

2.4.2 內(nèi)在品質(zhì)的比較 由表4可知，各株系種仁的顏色差異不明顯，以黃色為主；SK14株系的種子橫徑、縱徑和單種重最小，其中單種重僅為5.90 g，極顯著低于其他5個株系；SK14株系的淀粉含量(65.899 %)最高，其次是BJ32株系，為60.581 %，二者無顯著差異，但均極顯著高于其余株系；BJ32的可溶性糖含量(27.496 %)最高，極顯著高于NY2、LH2和BJ33株系，顯著高于SK14和SJ30株系；可溶性蛋白含量在10.000 %以上的有4個株系，最高的SJ30為11.808 mg/g，極顯著高于BJ33株系，SJ30、NY2、LH2、SK14和BJ32株系間無顯著差異；6個株系的種子可食率均較高，均在75.00 %以上，其中SK14株系種子的可食率(81.21 %)最高，顯著高于BJ33株系，與NY2、LH2、SJ30和BJ32株系無顯著差異。煮熟后種仁風(fēng)味差異不明顯，以清甜、微香為主，BJ32相比其他株系香氣和甜度稍佳；蘋婆種仁質(zhì)地大致可分為粉質(zhì)、糯性和硬脆三大類，目前廣受消費者喜愛的口味為偏粉質(zhì)。

2.5 DTOPSIS法在蘋婆株系綜合評價中的應(yīng)用

2.5.1 構(gòu)建評價矩陣及無量綱化處理 在調(diào)查的11個性狀指標(biāo)中，以株高、冠幅、單果重、單種重、淀粉含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、單株產(chǎn)量和出種率等9個指標(biāo)為正向指標(biāo)，以果皮厚度和蛀莢率為負(fù)向指標(biāo)，進行無量綱化處理(矩陣Z)，結(jié)果見表5～6。

表4 不同蘋婆株系果實內(nèi)在品質(zhì)的比較結(jié)果

2.5.2 根據(jù)權(quán)重計算決策矩陣R根據(jù)蘋婆結(jié)實少的特性及生產(chǎn)實際，各性狀指標(biāo)按表5中順序賦予的權(quán)重值依次為0.01、0.01、0.03、0.05、0.02、0.02、0.02、0.30、0.50、0.01和0.03。各性狀指標(biāo)權(quán)重Wj乘以矩陣Z的第j列得到?jīng)Q策矩陣R(表7)。

2.5.3 品系性狀的理想解和負(fù)理想解及各品種理想解的相對接近度計算和分析 根據(jù)決策矩陣R，得到各性狀的正負(fù)理想解數(shù)列分別為：Xj+=[0.0100，0.0100，0.0300，0.0500，0.0200，0.0200，0.0200，0.0200，0.3000，0.5000，0.0100]；Xj=[0.0078，0.0067，0.0192，0.0332，0.0126，0.0140，0.0151，0.0472，0.2594，0.0081，0.0052]。

表5 各參試株系主要性狀數(shù)值(原始數(shù)據(jù)矩陣A)

表6 無量綱化矩陣Z

表7 決策矩陣R

表8 DTOPSIS法計算結(jié)果

3 討 論

自2006年開始，本研究課題組對蘋婆資源的幾個主要分布省(區(qū))(廣西、貴州、云南、廣東、福建和海南等)進行實地考察，發(fā)現(xiàn)桂西南地區(qū)野生蘋婆數(shù)量最多，與羅瑞鴻等[7]報道在廣西崇左市的一些山區(qū)，特別是在龍州和大新等縣域有較多蘋婆原生分布的觀點基本一致，且多為實生樹，其果實、花和種子在表型性狀上表現(xiàn)出不同的變異，選育幾率大。但若要準(zhǔn)確了解蘋婆資源的性狀變異情況，還需進一步對其表型性狀進行調(diào)查和統(tǒng)計分析。

DTOPSIS法作為新型作物新品種(品系)綜合評價方法，已廣泛應(yīng)用于大豆[18]、花生[19]、玉米[20]、棉花[21]、甘蔗[22]、草莓[14]等多種作物的綜合評價中，能客觀全面地評價多個性狀對品種優(yōu)劣產(chǎn)生的影響，評價結(jié)果科學(xué)合理。閻立波等[15]研究認(rèn)為，利用DTOPSIS法對紅松無性系多個性狀進行評價可充分利用原始數(shù)據(jù)，信息損失較少，評價結(jié)果更客觀合理，有利于對無性系進行分類選優(yōu)，特別適用于對大量無性系的綜合選擇，并從60個無性系中選擇出24個優(yōu)良無性系。本研究僅初步嘗試將DTOPSIS法應(yīng)用于蘋婆株系的綜合性狀評價，針對其產(chǎn)量性狀進行的權(quán)重分配可能存在一定局限性，如僅主要對2018年的產(chǎn)量性狀進行權(quán)重分配及蘋婆存在嚴(yán)重的大小年現(xiàn)象，這些產(chǎn)量性狀的變異系數(shù)是否納入評價指標(biāo)有待進一步探究。

高產(chǎn)、出種率高及單種重高是目前蘋婆選育種的主要目標(biāo)。劉自華[23]研究認(rèn)為，應(yīng)用DTOPSIS分析法時如果以產(chǎn)量為主育種目標(biāo)，可適當(dāng)加大產(chǎn)量性狀的權(quán)重值(以0.50～0.60為宜)，其他性狀的權(quán)重依據(jù)其指標(biāo)重要性予以分配。本研究根據(jù)目前蘋婆產(chǎn)量低和出種率低等特點，以高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的育種目標(biāo)為主，賦以出種率的權(quán)重為0.50，單株產(chǎn)量的權(quán)重為0.30，單種重的權(quán)重為0.05，最終篩選出綜合性狀優(yōu)良的株系BJ33，與田間實際觀察結(jié)果相符。李文硯等[24]首次應(yīng)用DTOPSIS法對蘋婆21個品系的9個存在顯著性差異的性狀指標(biāo)進行綜合評價，將株高、冠幅、單株產(chǎn)量、蓇突果莢皮厚、可食率、種子淀粉含量、種子可溶性糖含量、種子可溶性蛋白含量及果莢蟲害率共9個性狀列入評價指標(biāo)中，最終篩選出3個優(yōu)良品系，本研究在參考其方法上增加了單果重和單種重兩個正向指標(biāo)，將高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)作為蘋婆育種目標(biāo)進而篩選出較為理想的株系BJ33。

4 結(jié) 論

BJ33株系樹勢強，產(chǎn)量較高，果實飽滿，種仁大，出種率高，品質(zhì)風(fēng)味佳，綜合評價最優(yōu)，可作為優(yōu)良蘋婆品種進一步開發(fā)利用；單項性狀表現(xiàn)優(yōu)異的SK14、BJ32和NY2株系適宜作為遺傳資源用于品種改良研究；LH2和SJ30株系的各性狀表現(xiàn)一般，不宜進一步開發(fā)利用。