長白山軟棗獼猴桃種質(zhì)資源主要數(shù)量性狀評價(jià)指標(biāo)探討

邵 瞳， 劉香蘇， 周嘉彬， 賈佳林， 樸一龍

(延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院，吉林，延吉 133000)

軟棗獼猴桃(ActinidiaargutaSieb．et Zucc．)又名軟棗子，是獼猴桃科(Actinidiaceae)、獼猴桃屬(Actinidia)多年生落葉藤本植物，多生于混交林或涼爽、濕潤、土壤肥沃的雜木林中[1]。分布在我國南北各省，以我國東三省的資源最為豐富，其中，小興安嶺和長白山區(qū)較多見，朝鮮、日本、俄羅斯亦有分布[2]。軟棗獼猴桃果實(shí)不僅口感好，而且具有很高的營養(yǎng)價(jià)值、觀賞價(jià)值和藥用價(jià)值，軟棗獼猴桃主要有效活性物質(zhì)之一的黃酮類在抗癌方面有顯著效果[3]。目前，軟棗獼猴桃多處于野生狀態(tài)，用于生產(chǎn)上推廣應(yīng)用的品種較少。

種質(zhì)資源評價(jià)是種質(zhì)資源合理利用的中心環(huán)節(jié)，對資源的起源、演變及分類研究有著重要的參考價(jià)值。數(shù)量性狀的合理分級對于種質(zhì)資源評價(jià)十分重要，數(shù)量性狀的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是DUS測試指南編制和種質(zhì)資源評價(jià)的重要內(nèi)容。王力榮等[4]、孫浩元等[5]、孫升等[6]、安巍等[7]、馬蔚紅等[8]分別在桃、杏、李、枸杞和杧果上提出5級分級指標(biāo)，郎彬彬等[9]依據(jù)性狀數(shù)值的頻率分布，結(jié)合等距離法建立了的毛花獼猴桃5級數(shù)值分級指標(biāo)并提出參考種質(zhì)，為我國毛花獼猴桃資源描述的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化提供了理論參考。獼猴桃中的分級標(biāo)準(zhǔn)主要是農(nóng)業(yè)部發(fā)布的DUS測試標(biāo)準(zhǔn)(獼猴桃屬)，但是其主要針對的是目前商業(yè)化栽培的中華獼猴桃、美味獼猴桃品種[10]。目前還未見軟棗獼猴桃分級標(biāo)準(zhǔn)研究報(bào)道。因此，該研究基于長白山境內(nèi)野生軟棗獼猴桃資源，首次對其果實(shí)和葉片的主要數(shù)量性狀分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行探討并提出參考種質(zhì)，為野生軟棗獼猴桃資源描述的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

研究團(tuán)隊(duì)自2006年開始每年對長白山境內(nèi)野生軟棗獼猴桃資源進(jìn)行調(diào)查，建立了多個(gè)調(diào)查取樣點(diǎn)。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)長白山境內(nèi)各縣市山區(qū)(N41°32′24″～43°58′09″；E125°45′25″～130°52′30″)野生軟棗獼猴桃集中分布。2017年8月29日—9月5日，對長白山境內(nèi)11個(gè)取樣點(diǎn)共采集了73份野生軟棗獼猴桃資源果實(shí)和葉片。試驗(yàn)材料利用保溫箱在低溫保濕狀態(tài)下運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室并調(diào)查果實(shí)及葉片的形態(tài)特征和果實(shí)品質(zhì)。取樣點(diǎn)分布及取樣數(shù)量如表1所示。

表1 73份野生軟棗獼猴桃種質(zhì)資源名錄

續(xù)表1 73份野生軟棗獼猴桃種質(zhì)資源名錄

1.2 方法

選擇生長發(fā)育健壯的野生軟棗獼猴桃樹，采摘10份大小均勻、無病蟲害的果實(shí)和葉片，植株之間至少間隔50 m。利用游標(biāo)卡尺測量果實(shí)和葉片的縱橫徑。從果肉組織中擠出果汁，然后利用日本ATAGO株式會(huì)社生產(chǎn)的ATAGO型手持式光折射式糖度計(jì)測定可溶性固形物含量；取5 mL果汁稀釋8倍后利用0.1 N的NaOH進(jìn)行滴定，然后換算成可滴定酸含量。

數(shù)量性狀分級標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)性狀數(shù)值頻率的分布，參照郎彬彬等[7]采用的等組距離法按1～5級進(jìn)行分類，1級為最低級，5級為最高級。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS19.0軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要數(shù)量性狀的性狀變異

遺傳多樣性通過數(shù)量性狀的變異頻率體現(xiàn), 變異系數(shù)越大, 說明該性狀變異幅度越大，不同種質(zhì)間區(qū)分度越大，有利于數(shù)量性狀分級標(biāo)準(zhǔn)的制定。

由表2可知，軟棗獼猴桃主要數(shù)量性狀的變異系數(shù)除扁平度(5.93%)外均在10%以上，變異系數(shù)最大的是可滴定酸(32.20 %)，其次是單果質(zhì)量(30.54%)，可溶性固形物、果形指數(shù)、葉形指數(shù)、維生素C含量的變異系數(shù)為12.06%～20.13%。由此可見，野生軟棗獼猴桃數(shù)量性狀存在較大的變異，這個(gè)結(jié)果與秦紅艷等[11]人以中國農(nóng)科院左家特產(chǎn)所資源圃種質(zhì)資源為試驗(yàn)材料研究的結(jié)果相似。因此，可以利用這些主要數(shù)量性狀來研究野生軟棗獼猴桃成熟果實(shí)性狀和葉片分級。

表2 主要數(shù)量性狀統(tǒng)計(jì)分析

2.2 主要數(shù)量性狀的分級指標(biāo)

2.2.1 單果質(zhì)量分級指標(biāo)

果實(shí)質(zhì)量是衡量果實(shí)大小的重要指標(biāo), 由于單果質(zhì)量的變異系數(shù)大于果實(shí)的縱橫徑，因而在自動(dòng)化分級技術(shù)中均是以果實(shí)質(zhì)量而不是傳統(tǒng)的果實(shí)縱橫徑測量果實(shí)大小[4]。野生軟棗獼猴桃單果質(zhì)量從1.56～10.66 g不等，變異系數(shù)達(dá)到30.54%，在7項(xiàng)指標(biāo)中位居第2位,僅次于可滴定酸(32.20%)。經(jīng)K-S正態(tài)性檢驗(yàn)，野生軟棗獼猴桃果實(shí)大小表現(xiàn)為正態(tài)分布。由表3可知，3級不是頻率分布最高的范圍。由圖1可知，軟棗獼猴桃的單果質(zhì)量偏左分布，群體果實(shí)大小以中、小型果實(shí)為主；根據(jù)頻率分布可將野生軟棗獼猴桃單果質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)定為表3所示。

圖1 野生軟棗獼猴桃單果質(zhì)量頻率分布

表3 單果質(zhì)量分級指標(biāo)

2.2.2 果實(shí)形狀分級指標(biāo)

果實(shí)縱徑和橫徑之比稱為果形指數(shù)，果實(shí)橫徑和厚度之比為扁平度。果形指數(shù)和果實(shí)的扁平度是果實(shí)外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)，能夠反映果實(shí)的基本形狀。對73份野生軟棗獼猴桃種質(zhì)資源的果形指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，均值為1.093；變異系數(shù)為14.68%；經(jīng)K-S正態(tài)性檢驗(yàn)呈正態(tài)分布，果形指數(shù)集中分布在1.03～1.19之間，分布頻率為32.82%。根據(jù)頻率分布可將野生軟棗獼猴桃果形指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)定為表4。果實(shí)扁平度統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明：扁平度的均值為1.184，變異系數(shù)為5.93%。經(jīng)K-S正態(tài)性檢驗(yàn)分析，扁平度亦呈正態(tài)分布，集中分布在1.10～1.22之間，分布頻率高達(dá)67.16%，說明長白山野生軟棗獼猴桃果實(shí)大體上呈扁平圓柱形(圖2)。

圖2 野生軟棗獼猴桃果形指數(shù)和扁平度頻率分布

表4 果形指數(shù)和果實(shí)扁平度分級指標(biāo)

2.2.3 果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)分級指標(biāo)

可溶性固形物和可滴定酸是獼猴桃果實(shí)風(fēng)味評價(jià)的重要指標(biāo)，且維生素C是軟棗獼猴桃的重要營養(yǎng)成分之一，是果實(shí)最重要的內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)。對73份長白山野生軟棗獼猴桃可溶性固形物含量、可滴定酸含量及維生素C含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果表明：可滴定酸變異系數(shù)(32.20%)在7項(xiàng)數(shù)量性狀中最高，可溶性固形物變異系數(shù)為20.13%(第3)，而維生素C含量變異系數(shù)為14.42%。經(jīng)K-S正態(tài)性檢驗(yàn)，均呈正態(tài)分布。根據(jù)頻率分布可將野生軟棗獼猴桃可滴定酸、可溶性固形物和維生素C分級標(biāo)準(zhǔn)定為表5。可溶性固形物平均值為14.31%，在11.48～13.86范圍內(nèi)分布頻率最大為36.20%(圖3)；可滴定酸平均值為1.18%，在0.73～1.03范圍內(nèi)分布頻率最大為29.31%(圖4)；維生素C含量平均值為2.08 mg/g，在1.90～2.18范圍內(nèi)分布頻率最大為37.73%(圖5)。其分級指標(biāo)及參考種質(zhì)見表5。

圖3 野生軟棗獼猴桃可溶性固形物頻率分布

圖4 野生軟棗獼猴桃可滴定酸頻率分布Fig.4 Frequency distribution of titratable acid content for wild A. arguta

圖5 野生獼猴桃維生素C頻率分布

表5 可滴定酸、可溶性固形物和維生素C分級指標(biāo)

2.2.4 葉形指數(shù)分級指標(biāo)

軟棗獼猴桃在漫長的衍生過程中，形成了豐富的遺傳多樣性，除了在果實(shí)的數(shù)量性狀上存在著豐富的遺傳多樣性，葉片數(shù)量性狀在種質(zhì)間變異幅度也較大。對73份供試軟棗獼猴桃葉形指數(shù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明：葉形指數(shù)的均值為1.42，變異系數(shù)為12.06%。在1.37～1.51范圍內(nèi)分布頻率最大的為36.99%(圖6)。經(jīng)K-S正態(tài)性檢驗(yàn)分析，葉形指數(shù)表現(xiàn)為正態(tài)分布，集中分布在第3級。分級標(biāo)準(zhǔn)如表6所示。

圖6 野生獼猴桃葉形指數(shù)頻率分布

表6 葉形指數(shù)分級指標(biāo)

Table 6 Scale index of leaf index

分級組距分布頻率/%評價(jià)參照品種1<1.2316.44扁圓形TK1(通化快大茂);LL2(臨江六道溝)21.23～1.3720.55近圓形JX8(蛟河新站);LL4(臨江六道溝)31.37～1.5136.99卵圓形JX1(蛟河新站);JX5(蛟河新站)41.51～1.6517.81橢圓形JX2(蛟河新站);JX3(蛟河新站)5>1.658.22披針形TK7(臨江六道溝);LL1(臨江六道溝)

3 討論與結(jié)論

軟棗獼猴桃是長白山地區(qū)野生獼猴桃，多年來一直處于野生狀態(tài)，資源較豐富，近幾年才開始商業(yè)化栽培，但栽培品種較少。其野生果實(shí)單果質(zhì)量、果形指數(shù)、可溶性固形物、可滴定酸及維生素C及葉形指數(shù)等主要數(shù)量性狀分布范圍很廣，在其他植物上也表現(xiàn)出豐富的遺傳多樣性[12]。性狀變異是物種進(jìn)化及新品種、新物種形成的前提，歷來被植物分類學(xué)和育種學(xué)所重視[13]。變異系數(shù)越大，果實(shí)該性狀的遺傳多樣性越豐富，越有利于果實(shí)資源的利用和制定數(shù)量性狀分級標(biāo)準(zhǔn)[14]。通過系統(tǒng)分析長白山野生軟棗獼猴桃種質(zhì)資源果實(shí)和葉片數(shù)量性狀發(fā)現(xiàn)，長白山野生軟棗獼猴桃種質(zhì)資源數(shù)量性狀變異較大，變異系數(shù)最低5.89%，最高32.20%。除扁平度外的各性狀的變異系數(shù)均超過10%，而且可滴定酸含量和單果質(zhì)量變異系數(shù)超過30%。這一研究結(jié)果與秦紅艷等[11]的研究結(jié)果相似，不同的是該研究的果形指數(shù)變異系數(shù)更高。出現(xiàn)這種差異的原因很可能是本次資源收集過程中忽視了收集扁平的小果而引起的人為的變異范圍縮小。這一結(jié)果表明，野生軟棗獼猴桃資源不同性狀的變異頻率和進(jìn)化速度是不同的，果實(shí)性狀的變異越大，藴藏著較大的選擇潛力，具有豐富的遺傳基礎(chǔ)[15]。

數(shù)量性狀的合理分級是種質(zhì)資源有效利用的前提。通常以種質(zhì)資源圃保存的資源為研究材料[8,11]，以野生種質(zhì)資源為研究材料進(jìn)行數(shù)量性狀研究難度大，但更能反映群體原有的性狀變異。該研究首次以長白山野生軟棗獼猴桃資源為材料，借鑒了其他果樹資源評價(jià)描述的報(bào)道[4,9]，對果實(shí)和葉片的部分?jǐn)?shù)量性狀進(jìn)行概率分級，并提出長白山境內(nèi)野生軟棗獼猴桃果實(shí)和葉片部分?jǐn)?shù)量性狀的分級指標(biāo)體系。此次探討的7項(xiàng)數(shù)量性狀采用1～5級分級方法。通常認(rèn)為，生物現(xiàn)象的連續(xù)性變量或間斷性變量大都遵從正態(tài)分布，在果樹科學(xué)試驗(yàn)中正態(tài)分布也是最常見的一種分布形式[13]。K-S正態(tài)性檢驗(yàn)結(jié)果表明，供試的野生軟棗獼猴桃資源7個(gè)性狀P值均大于0.05，符合正態(tài)分布，未發(fā)現(xiàn)劉孟軍[16]在桃樹上、尼章光[13]在杧果上、郎彬彬[9]在野生毛花獼猴桃上的偏正態(tài)分布現(xiàn)象，但部分性狀呈現(xiàn)5個(gè)級別中的中級不是概率分布最高的范圍。

軟棗獼猴桃是長白山地區(qū)自古以來存在的重要野生資源之一，人們一直采集野果加以利用，但是并沒有規(guī)范化栽培，由于人們越來越重視保健功效，同時(shí)對果實(shí)的口感也有了更高的要求，所以選育高營養(yǎng)、口感好、富含保健功能成分的果品資源成為了果樹育種的重要發(fā)展方向。因此，野生軟棗獼猴桃果實(shí)數(shù)量性狀研究尤為重要，可為野生軟棗獼猴桃資源評價(jià)、利用與創(chuàng)新提供理論依據(jù)。