新疆南部地區(qū)杏種核表型性狀與苦杏仁苷含量分析

黃 雪，圖爾蓀古麗·吾拉伊木，郭 玲

（塔里木大學 a.植物科學學院；b.新疆生產建設兵團南疆特色果樹高效優(yōu)質栽培與深加工技術國家地方聯(lián)合 工程研究室；c.新疆生產建設兵團塔里木盆地生物資源保護利用重點實驗室，新疆 阿拉爾 843300）

根據《中國植物志》中的記載，杏Prunus armeniacaL.為薔薇科杏屬植物，其適應性強，喜光照、耐干旱瘠薄、抗寒冷、抗風沙，主要分布于半干旱、半濕潤的風沙平原及低山丘陵地帶[1]，是我國北方地區(qū)十分重要的生態(tài)經濟型樹種。新疆是世界杏的起源中心之一[2]，擁有豐富的栽培杏和野生杏種質資源[3]。栽培杏主要種植在天山山脈以南、昆侖山脈以北的新疆南部地區(qū)。目前，在新疆南部地區(qū)已形成了栽培面積達11.1 萬hm2的杏產區(qū)，年產量達93.3 萬t[4]，年增幅近30 萬t，面積和產量均居全國首位。新疆南部地區(qū)的栽培杏起源于天山北坡的野生杏，經過長期的自然選擇和人工選擇，已逐步形成了適于當地干旱少雨、多風沙氣候的豐富多樣的果仁兼用的杏品種資源[5]。 前人研究結果表明，杏仁的仁味性狀主要由CYP79D16和CYP71AN24基因所調控[6]，苦杏仁苷含量的多少決定了仁味的甜苦，是仁用杏品質的重要評價指標之一[7]。

新疆南部地區(qū)果仁兼用杏種仁的品質和商品性主要由兩方面構成。一方面杏仁的果核及果仁性狀是仁用杏資源分類鑒定篩選的重要依據，而出仁率則是衡量其產量的重要指標[8]。王少雄等[9]、李明等[10]、段國珍等[11]研究了不同地區(qū)杏種核和杏種仁的表型性狀，他們提出，仁用杏品種可參照核、仁性狀指標進行快速鑒選。另一方面，杏仁中苦杏仁苷含量是決定其品質的關鍵因素，通常采用高效液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）進行測定[12-13]。吳迪[14]對山杏仁中苦杏仁苷含量的測定結果表明，以高效液相色譜法測定的結果準確，且測得的苦杏仁苷其分離度好。肖雄等[15]分別以苦杏仁、桃仁、郁李仁為研究對象，采用HPLC 法測定了D-苦杏仁苷的含量，結果表明，HPLC法快捷、準確且重復性好。隨著南疆地區(qū)防風固沙、退耕還林工作的推進，杏作為重要的經濟林發(fā)展迅速，其栽培面積和產量需求日益增長，但果仁兼用杏的種仁鑒評工作還較為滯后，其優(yōu)異種質也因此未得到充分發(fā)掘與利用，這在很大程度上限制了新疆南部地區(qū)果仁兼用杏的地方品種改良和精深加工。為此，在前期研究的基礎上，本研究對70 種新疆南部地區(qū)果仁兼用型杏仁中的苦杏仁苷含量及其核仁性狀指標進行了測定，分析了杏核、仁大小及苦杏仁苷含量的變異幅度，以期對仁用杏資源的開發(fā)和利用提供技術參考，為快速提高新疆南部地區(qū)果仁兼用杏的培育效率和杏仁利用提供理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試材取自新疆農業(yè)科學院輪臺國家果樹資源圃，位于新疆維吾爾自治區(qū)巴音郭楞蒙古自治州輪臺縣境內（84°13′—85°25′E、41°05′—42°32′N），海拔為950 ～1 080 m。該地區(qū)北部高而東南部低，屬于暖溫帶大陸性干旱氣候。年均氣溫10.6 ℃，年均降水量52 mm，年均蒸發(fā)量2 077 mm，年日照時數2 442 ～2 925 h（平均為2 658 h）；無霜期180 ～224 d（平均為192 d）；全年太陽輻射總量為577.599 kJ/cm2，全年10 ℃的有效積溫為 4 000 ～4 500 ℃。該地區(qū)冬冷夏熱，降水量少而蒸發(fā)量大，日照時數和無霜期均長，晝夜溫差大[16]。

1.2 樣品的采集及處理

選擇常規(guī)管理的樹體生長、開花坐果及果實發(fā)育均正常的健壯樹為樣樹，每個地方品種各選取樣樹1 株，待其果實進入采收成熟期的完全成熟時才采樣。取樣時，在每株樹的樹冠外圍，從東、南、西、北4 個方向各采10 個成熟果實，即每株采果40 個，將去掉果肉后的果實作為試驗材料。抽取的杏核放于通風干燥處曬干，晾曬過程中隔幾小時便翻動1 次，使其干燥均勻。

1.3 試驗方法

1.3.1 杏種核與杏種仁形態(tài)性狀的測定

參照《果樹種質資源描述符、記載項目及評價指標》[17]與《杏種質資源描述規(guī)范和數據標準》[18]和《中國果樹志·杏卷》[19]分別測定杏核與杏仁的縱、橫、厚徑及質量。用電子天平（精度為0.01 g）測定杏種核（包括核殼和核仁）和杏種仁的干質量，用游標卡尺（精度為0.01 mm）分別測量杏種核和杏種仁的縱徑、橫徑、厚徑。根據杏種核與杏種仁的縱徑、橫徑，分別計算核形指數和仁形指數。根據杏種核質量和杏種仁質量計算其出仁率。

核形指數=核縱徑/核橫徑；仁形指數=仁縱徑/仁橫徑。

杏種核出仁率=( 杏種仁質量/ 杏種核質量)×100%。

1.3.2 杏果實數量性狀概率的分級標準

參照魏浩華[20]提出的規(guī)范化后杏果實數量性狀概率的分級標準，按照如下的具體分級方法進行分級。核干質量的概率分布等級為：1 級＜1.0 g （極低）；2 級為1.00 ～1.30 g（低）；3 級為1.30 ～ 1.70 g（中）；4 級為1.70 ～2.00 g（高）；5 級＞2.00 g （極高）。核形指數的概率分布等級為：1 級的核形指數＜1.15（極低）；2 級為1.15 ～1.23（低）；3 級為1.23 ～1.34（中）；4 級為1.34 ～1.42（高）；5 級＞1.42（極高）。仁干質量的概率分布等級為：1 級＜0.29 g（極低）；2 級為0.29 ～0.38 g（低）；3 級為0.38 ～0.54 g（中）；4 級為 0.54 ～0.66 g （高）；5 級＞0.66 g（極高）。仁形指數的概率分布等級為：1 級＜1.26（極低）；2 級為1.26 ～1.37（低）；3 級為1.37 ～1.52（中）；4 級為1.52 ～1.63（高）；5 級＞1.63（極高）。出仁率的概率分布等級為：1 級＜23.50%（極低）；2 級為23.50%～27.50%（低）；3 級為27.50%～34.50%（中）；4 級為34.50%～38.50%（高）；5 級＞38.50%（極高）。

1.3.3 以HPLC 法測定苦杏仁苷的含量

稱取以液氮磨碎的粉末0.3 g，溶解于3 mL 的純甲醇中，渦旋混勻，超聲提取30 min，過夜浸提。取上清液1 mL，在30 ℃的溫度條件下進行4 h 的真空濃縮干燥處理，再加入80%的乙腈溶液（體積比為：乙腈∶水=80∶20）1 mL，以13 000 r/min 的轉速離心15 min，取上清液進行測定。

利用高效液相色譜法（HPLC）測定苦杏仁苷含量。色譜柱為Hypersil C18 柱 (150.0 mm×4.6 mm， 5 μm)，柱溫為30 ℃。色譜條件：流動相為乙腈∶水=80∶20（V∶V），流速1.0 mL/min，檢測波長210 nm，進樣量10 μL，檢測時長6 min。各種成分的測定均設3 次重復。

優(yōu)化后的HPLC法，主要改變了色譜檢測條件，如檢測波長為210 nm[15,21]，流動相乙腈和水的體積比[12]等。以改良后的HPLC 法檢測苦杏仁苷含量的標準曲線為：Y=0.073 3X－0.100 0，R2=0.999 4。 進樣量與峰面積呈現(xiàn)出良好的線性關系。

1.4 數據處理與分析

應用Excel 2010 和SPSS22.0 軟件對數據進行處理及分析。

2 結果與分析

2.1 新疆南部地區(qū)70 個地方杏品種主要核、仁性狀的多樣性分析

2.1.1 杏種核質量與核形指數

對新疆南部地區(qū)70 個地方杏品種的種核質量進行了測定和概率分級，結果如圖1 所示。由圖1可知，調查到的杏種核質量均值為0.58 ～3.24 g。其中，核質量均值＜1.00 g（極低，概率等級為第1 級）和核質量均值為1.70 ～2.00 g（高，概率等級為第4 級）的地方品種個數相同，均占所調查的70 個地方品種總數的14.29%；核質量均值為1.00 ～1.30 g（低，概率等級為第2 級）的地方品種數有18 個，占調查地方品種總數的18.57%；核質量均值為1.30 ～1.70 g（中，概率等級為第3 級）的地方品種數占調查地方品種總數的24.29%；核質量均值＞2.00 g（極高，概率等級為第5 級）的地方品種數最多，有20 個，占調查地方品種總數的28.57%。

圖 1 核質量均值的概率分布情況Fig.1 Probability distribution of the averaged seed stone mass values

新疆南部地區(qū)70 個地方杏品種的核形指數為1.00 ～2.09，其概率分級結果如圖2 所示。其中，核形指數＜1.15（極低，概率等級為第1 級）的地方品種數占調查地方品種總數的11.43%，核形指數為1.15 ～1.23（低，概率等級為第2 級）的地方品種數占調查地方品種總數的17.14%，核形指數為1.23 ～1.34（中，概率等級為第3 級）的地方品種數占調查地方品種總數的31.43%，核形指數為1.34 ～1.42（高，概率等級為第4 級）的地方品種數占調查地方品種總數的14.29%，核形指數＞1.42（極高，概率等級為第5 級）的地方品種數占調查地方品種總數的25.71%。由此可知，新疆南部地區(qū)70 個地方杏品種的核形指數數值都較大，說明其核形多為近橢圓形。

圖 2 核形指數的概率分布情況Fig.2 Probability distribution of the nuclear deformation index

2.1.2 杏種仁質量與仁形指數

新疆南部地區(qū)70 個地方杏品種其種仁質量的測定和概率分級結果如圖3 所示。由圖3 可知，調查到的仁質量均值為0.15 ～0.76 g；其中，仁質量均值＜0.29 g（低，概率等級為第1 級）的地方品種數占所調查的70 個地方品種總數的11.43%，仁質量均值為0.29～0.38 g（低，概率等級為第2級）的地方品種數占調查地方品種總數的22.86%，仁質量均值為0.38 ～0.54 g（中，概率等級為第3 級）的地方品種數占調查地方品種總數的40.00%，仁質量均值為0.54 ～0.66 g（高，概率等級為第4 級）的地方品種數占調查地方品種總數的15.71%，仁質量均值＞0.66 g（極高，概率等級為第5 級）的地方品種數占調查地方品種總數的10.00%。

圖 3 仁質量均值的概率分布情況Fig.3 Probability distribution of the mean mass of kernel

新疆南部地區(qū)70 個地方杏品種其仁形指數的測定和概率分級結果如圖4 所示。由圖4 可知，調查到的70 個地方杏品種其仁形指數為1.15 ～2.31；其中，仁形指數＜1.26（極低，概率等級為第1 級）的地方品種數占調查地方品種總數的4.29%，仁形指數為1.26 ～1.37（低，概率等級為第2 級）的地方品種數占調查地方品種總數的11.43%，仁形指數為1.37 ～1.52（中，概率等級為第3 級）的地方品種數占調查地方品種總數的42.86%，仁形指數為1.52 ～1.63（高，概率分級為第4 級）的地方品種數占調查地方品種總數的14.29%，仁形指數＞1.63（極高，概率等級為第5 級）的地方品種數占調查地方品種總數的27.14%。由此可知，新疆南部地區(qū)70 個地方杏品種的仁形指數都較大，說明其仁形多為近橢圓形至橢圓形。

圖 4 仁形指數的概率分布情況Fig.4 Probability distribution of the benzene index

2.1.3 出仁率與變異系數

對新疆南部地區(qū)70 個地方杏品種的出仁率進行了測定和概率分級，結果如圖5 所示。圖5 顯示：出仁率＜23.5%（極低，概率等級為第1 級）的地方品種數占調查地方品種總數的30.00%；出仁率為23.5%～27.5%（低，概率等級為第2 級）的地方品種數占調查地方品種總數的24.29%；出仁率為27.5%～34.5%（中，概率等級為第3 級）的地方品種數占調查地方品種總數的31.43%；出仁率為34.5%～38.5%（高，概率分級為第4 級）的地方品種數占調查地方品種總數的10.00%；出仁率＞38.5%（極高，概率分級為第5 級）的地方品種數占調查地方品種總數的4.29%。

圖 5 出仁率的概率分布情況Fig.5 Probability distribution of the kernel rate

對新疆南部地區(qū)70 個地方杏品種主要核、仁性狀的多樣性進行了分析，結果如圖6 所示。由圖6 可知，所測定的11 項數量性狀指標在不同地方品種間均有較大的變異。其中，核質量的變異最大，其變異系數為39.74%；其次為仁質量，其變異系數為31.8%；出仁率的變異系數排第三，為22.1%；核厚徑的變異最小，其變異系數為12.67%。其他指標變異系數的大小依次為：核橫徑（17.22%）、核縱徑（16.96%）、仁橫徑（16.05%）、核形指數（14.47%）、仁厚徑（14.13%）、仁形指數（14.02%）、仁縱徑（13.48%）。其中，核質量、仁質量及出仁率的變異幅度均較大，表明不同地方杏品種的核、仁質量及出仁率等數量性狀均有豐富的多樣性，在仁用杏良種選擇方面均有很大的潛力。

2.2 新疆南部地區(qū)70 個地方杏品種種仁中苦杏仁苷的含量分析

對處于成熟期的新疆南部地區(qū)70 個地方杏品種種仁中苦杏仁苷的含量進行了分析，結果見表1。表1 表明，在70 個地方杏品種中，28 個地方杏品種在此檢測條件下未檢出苦杏仁苷或其含量低于0.002 mg/g，42 個地方杏品種的苦杏仁苷含量為 0.002～3.778 mg/g，其平均含量為0.121 mg/g。其中， 喬爾胖品種的苦杏仁苷含量最高，為3.778 mg/g； 艾西阿克牙格勒克品種的苦杏仁苷含量最低，為0.002 mg/g；其極差值為3.776 mg/g。

圖 6 杏種實各性狀指標的變異結果Fig.6 Variation results of characteristic index of apricot seeds

2.3 新疆南部地區(qū)杏主要核、仁性狀與經濟性狀間的相關性分析

對新疆南部地區(qū)70 個地方杏品種種核、種仁的主要經濟性狀指標進行了相關性分析，結果見 表2。由表2 可知，新疆南部地區(qū)杏種核主要性狀與種仁經濟性狀間的相關性較強。其中，核干質量與核縱徑、核橫徑、核厚徑、仁干質量、仁縱徑、仁橫徑間均呈極顯著正相關，其相關系數分別為0.76、0.91、0.79、0.80、0.76 和0.82。核縱徑與核橫徑、核厚徑、仁干質量、仁縱徑、仁橫徑、核形指數間均呈極顯著正相關，其相關系數分別為0.65、0.39、0.62、0.96、0.49 和0.42；而與核形指數間卻呈顯著性正相關，其相關系數為0.36。核橫徑與核厚徑、仁干質量、仁縱徑、仁橫徑間均呈極顯著正相關，其相關系數分別為0.83、0.68、0.64、0.87；而與核形指數間卻呈極顯著負相關，與仁形指數間呈顯著性負相關。核厚徑與仁干質量、仁橫徑間均呈極顯著正相關，其相關系數分別為0.54、0.71；而與仁縱徑間卻呈顯著性正相關（其相關系數為0.39），與核形指數、仁形指數間均呈極顯著負相關。仁干質量與核干質量、核縱徑、核橫徑、核厚徑、仁縱徑、仁橫徑、仁厚徑間均呈極顯著正相關，其相關系數分別為 0.80、0.62、0.68、0.54、0.73、0.83、0.52。仁縱徑 與仁橫徑間亦呈極顯著正相關，與核形指數、仁形指數間均呈顯著性正相關，且其受核形指數的影響均較大；仁橫徑與核形指數、仁形指數間均呈極顯著負相關；核形指數與仁形指數間呈極顯著正相關；出仁率與核干質量、核縱徑、核橫徑、核厚徑間均呈極顯著負相關，其相關系數分別為0.55、0.40、0.58 和0.57；出仁率與仁厚徑間卻呈極顯著正相關，其相關系數為0.59。而苦杏仁苷含量與杏核、種仁各性狀指標間的相關性均不顯著。因此，新疆南部地區(qū)70 個地方杏品種的出仁率與其核各性狀指標間均呈極顯著負相關，而與仁厚徑間呈極顯著正相關；仁干質量與核、仁各性狀指標間均呈極顯著正相關；核干質量與核、仁各性狀指標（除仁厚徑之外）間均呈極顯著正相關。

表1 70 個地方品種杏仁中苦杏仁苷含量的測定結果?Table 1 Determination of bitter amygdalin contents in 70 local varieties of almonds mg/g

2.4 主成分分析

對新疆南部地區(qū)70 個地方杏品種的種核、種仁各性狀指標及苦杏仁苷含量進行了主成分分析，前3 個主成分的特征根和方差貢獻率見表3，其因子載荷值見表4。在新疆南部地區(qū)70 個地方品種的杏仁中，前3 個主成分的累積方差貢獻率達到了85.589%，且其特征根均大于1（λ1=5.570、λ2=2.767、λ3=1.933），說明根據杏種核、種仁性狀評價杏種仁質量，前3 個因子起主導作用。由旋轉后的主成分因子的載荷矩陣可知，第1 主成分主要包括核干質量、核縱徑、核橫徑、核厚徑、仁干質量、仁縱徑、仁橫徑等指標，表征核、仁的表型；第2 主成分主要包括核形指數、仁形指數等指標，表征核、仁的形態(tài)；第3 主成分主要包括仁厚徑、出仁率，表征產仁量。

表2 新疆南部地區(qū)杏核、種仁各性狀指標與苦杏仁苷含量間的相關性分析結果?Table 2 Correlation analysis between trait indicators of seed stone and kernel and amygdalin content in apricot in southern Xinjiang

表3 主成分的特征根和方差貢獻率Table 3 Principal component analysis of root characteristics and variance contribution

3 結論與討論

3.1 討 論

1）采用改良HPLC 法對新疆南部地區(qū)70 個地方杏品種種仁中苦杏仁苷的含量進行了檢測，結果表明，有28 個地方杏品種未檢出苦杏仁苷或其含量低于0.002 mg/g。

2）苦杏仁苷含量是評價杏仁品質的重要指標之一，也是其產品利用和開發(fā)的重要依據之一。作為中藥進行培育的地方杏品種，應選擇苦杏仁苷含量較高的地方品種；而作為優(yōu)質的仁用杏地方品種進行育種栽培的，則宜選擇苦杏仁苷含量較低的地方品種。在新疆南部地區(qū)的70 個地方杏品種中，喬爾胖品種的苦杏仁苷含量高，其可作為中藥型杏仁品種進行培育；佳娜麗品種的綜合品質好，口感佳，其苦杏仁苷的含量低于0.002 mg/g， 其可作為優(yōu)質的仁用杏品種類型進行培育?？嘈尤受蘸康亩嗯c少對杏仁口感的甜與苦起著決定性作用，而杏仁甜苦的感官品質評價還未建立系統(tǒng)規(guī)范的標準，因此，對新疆南部地區(qū)仁用杏的感官評價還需進一步研究。

表4 主成分的因子載荷矩陣Table 4 Factor loadings matrix for principal components

3）新疆南部地區(qū)的杏資源豐富，其種質資源的利用是南疆經濟林發(fā)展最根本、最堅實的基礎。通過測定杏核、仁性狀，可對仁用杏資源進行快速鑒選，利用出仁率指標可衡量其產量，并以此實現(xiàn)仁用杏的早期優(yōu)化。新疆南部地區(qū)杏種核、種仁（除厚外）的各指標間均存在著顯著的相關關系。研究結果表明，出仁率與核各性狀指標間均呈極顯著負相關，這與王治軍[8]的研究結果一致；而出仁率與仁厚徑間卻呈極顯著正相關，仁厚徑越大，則出仁率越高，這與主成分分析結果一致，說明在新疆南部地區(qū)選擇仁用杏地方品種時，宜選擇核小、仁厚度較大的地方品種，其產量則高。核干質量與核仁各形態(tài)特征指標（除仁厚徑外）間均呈極顯著的正相關關系；仁干質量與核仁各形態(tài)特征指標間均呈極顯著的正相關關系，這與尹明宇等[22]的研究結果一致，說明核、仁干質量較大的地方品種，其質量高，商品性好。核形指數與仁形指數均較大的地方品種，更適合作為仁用杏進行培育[23]。這一研究結果可為新疆南部地區(qū)杏資源的種質創(chuàng)新、良種選育及杏仁產品的研究與開發(fā)提供科學依據和技術支撐。

4）依據植物學及遺傳學方面的研究結果可知，核、仁表型形態(tài)是遺傳變異和環(huán)境多樣性的綜合表現(xiàn)，其形態(tài)性狀的變異越大，表明遺傳變異的可能性就越大。種實優(yōu)良性狀的選擇是生態(tài)經濟型樹種的關鍵選擇因素[24]。董勝君等[25]的研究結果表明，核、仁性狀受自身遺傳控制因素影響的程度遠遠大于其受環(huán)境因素影響的程度，楊艷等[26]的研究結果表明，苷類等有效成分受環(huán)境影響較大。而苦杏仁苷作為種子中的有效成分，對其遺傳特點在仁味選擇中的影響問題已有了一定的研究結果[6-7]，但是否與環(huán)境有關，其相關性怎樣，這些問題都還有待于進一步研究。在所測定的11項數量性狀指標中，核仁性狀均表現(xiàn)出一定程度的變異，表明不同地方杏品種的核、仁質量及出仁率等數量性狀均具有豐富的多樣性，其在新疆南部地區(qū)仁用杏良種選擇方面均有很大的潛力。

3.2 結 論

新疆南部地區(qū)擁有豐富的仁用杏資源，在70個 地方杏品種中，核干質量處在第5 級（極高）的地方品種其分布概率為28.57%，核形指數在3 級（中）以上的地方品種其分布概率為71.43%，仁干質量在3 級（中）以上的地方品種其分布概率為65.71%，仁形指數在3 級（中）以上的地方品種其分布概率為84.29%；出仁率在3 級（中）以上的分布概率為45.72%；42 個地方杏品種的苦杏仁苷含量為 0.002～3.778 mg/g，其平均含量為0.121 mg/g， 其極差值為3.776 mg/g。新疆南部地區(qū)杏的出仁率與核各性狀指標間均呈極顯著負相關，而與仁厚徑間呈極顯著正相關。綜上所述，新疆南部地區(qū)杏種核、種仁的質量均大，且其形態(tài)以近橢圓形至橢圓形的居多，其商品性狀良好，出仁率高?？嘈尤受蘸孔鳛樾臃N仁的有效成分，是種仁利用評價的一個非常重要的指標。本研究僅僅對新疆南部地區(qū)杏種核、種仁性狀及其主要成分苦杏仁苷進行了測定及分析，且尚有28 個地方杏品種在此檢測條件下未檢出苦杏仁苷或其含量低于0.002 mg/g，下一步將對未檢測出苦杏仁苷含量的地方品種繼續(xù)進行檢測分析。此外，新疆南部地區(qū)所擁有的果實品質與種仁品質均優(yōu)良的杏種質資源還有待于進一步挖掘，這將為新疆特色杏種質資源的保護和利用提供科學依據。

致謝：衷心感謝華中農業(yè)大學園藝林學學院張紅艷副研究員在測定苦杏仁苷含量時給予的無私幫助和悉心指導。