基于主成分分析的藍(lán)莓優(yōu)良品種引種試驗(yàn)綜合評(píng)價(jià)

付燕 楊芩 王江

摘要 以目前生產(chǎn)中主栽品種“芭爾德溫”“園藍(lán)”“粉藍(lán)”“杰兔”和“燦爛”5個(gè)兔眼藍(lán)莓為對(duì)照，以9項(xiàng)果實(shí)外觀性狀和8項(xiàng)果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)“科威爾”“萊格西”“珠寶”“綠寶石”和“明星”5個(gè)新引入品種進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)價(jià)，以期為其推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明，所有品種間除Vc含量無(wú)顯著差異外，果實(shí)單果重、果形指數(shù)、果洼、萼片、可溶性固形物、總糖、花色苷等指標(biāo)均存在顯著差異。引入的“綠寶石”和“珠寶”2個(gè)品種的單果重顯著高于對(duì)照品種，兩者的可溶性固形物雖顯著低于“園藍(lán)”和“燦爛”，但均顯著高于對(duì)照品種“芭爾德溫”和“粉藍(lán)”。主成分分析提取了前4個(gè)主成分，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá) 85.227%。“綠寶石”“萊格西”“明星”和“珠寶”的主成分分析綜合評(píng)價(jià)指數(shù)高于對(duì)照品種“粉藍(lán)”“園藍(lán)”“芭爾德溫”和“杰兔”。表明“綠寶石”“萊格西”“明星”和“珠寶”4個(gè)品種果實(shí)品質(zhì)優(yōu)于對(duì)照品種，在黔東南地區(qū)可以推廣種植。

關(guān)鍵詞 藍(lán)莓;優(yōu)良品種;引種;果實(shí)品質(zhì);主成分分析

中圖分類(lèi)號(hào) S 663.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2022）04-0038-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.04.012

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Comprehensive Evaluation of Blueberry Fine Variety Introduction Test Based on Principal Component Analysis

FU Yan1，YANG Qin2，WANG Jiang2

（ 1.Qiandongnan National Polytechnic， Kaili， Guizhou 556000;2.School of Life and Health Science， Kaili University，Kaili， Guizhou 556011）

Abstract In this study， it was evaluated that the nine fruit appearance traits and eight fruit nutritional quality of fruits from five good varieties introducted of “Cowell”“Legacy”“Jewel”“Emerald” and “Star”， in comparison with the current 6 years old “Baldwin”“Gardenblue”“Powderblue”“Premier” and “Brightwell” rabbiteye blueberry cultivars， in order to evaluate the adaptability of 5 newly introduced cultivars， and in order to provide scientific basis for their cultivation and application. The results showed that except the content of Vc， quality indicators were greatly different among different blueberry varieties.The single fruit weight of the introduced varieties of “Emerald” and “Jewel” was significantly higher than that of the control varieties， and their soluble solids were significantly lower than that of “Gardenblue” and “Powderblue”， however， it was significantly higher than the control varieties “Baldwin” and “Powderblue”. 4 main composition were extracted by pcomponent analysis，accumulative variance contribution was 85.227%.Comprehensive evaluation of blueberry quality showed that “Emerald”“Legacy”“Star” and “Jewelry” were all higher than the control varieties “Powderblue”“Gardenblue”“Baldwin” and “Premier”. The aforementioned results showed that the fruit quality of the four varieties of “Emerald”“Legacy”“Star” and “Jewel” was better than that of the control varieties， and could be widely cultivated in the southeast of Guizhou Province.

Key words Blueberry;Good varieties;Introduction;Fruit quality;Principal component analysis

基金項(xiàng)目 凱里學(xué)院“博士教授服務(wù)團(tuán)”專(zhuān)項(xiàng)課題“藍(lán)莓優(yōu)良品種引種評(píng)價(jià)及配套栽培技術(shù)研究”（BJFWT201904）。

作者簡(jiǎn)介 付燕（1982—），女，四川簡(jiǎn)陽(yáng)人，副教授，碩士，從事果樹(shù)育種與優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)研究。

收稿日期 2021-06-10

藍(lán)莓為越橘屬（Vaccinium）常綠或落葉小灌木果樹(shù)，世界各地分布十分廣泛，種質(zhì)資源十分豐富，在果樹(shù)界被譽(yù)為“黃金漿果”“神奇果”[1]。藍(lán)莓果實(shí)低糖、低脂肪，富含花青苷和黃酮，抗氧化能力強(qiáng)，具有預(yù)防心腦疾病、增強(qiáng)視力等特殊功能，被賦予人類(lèi)五大健康食品之一的美稱(chēng)[2]。從20世紀(jì)初開(kāi)始對(duì)藍(lán)莓種質(zhì)資源收集以來(lái)，歷經(jīng)幾百年的演變，藍(lán)莓已演變?yōu)槭澜缧孕{果，各國(guó)相繼展開(kāi)大規(guī)模種植，種植面積快速擴(kuò)大[3]。我國(guó)藍(lán)莓生產(chǎn)栽培和科學(xué)研究雖僅約40年，從零栽培到廣泛栽培，藍(lán)莓的種植從北到南，從東到西，覆蓋全國(guó)27個(gè)省市自治區(qū)[4]。貴州省雖然開(kāi)展引種試驗(yàn)相對(duì)較晚，但在各級(jí)政府的引導(dǎo)和政策支持下，目前栽培面積和產(chǎn)量均列全國(guó)第1位[5]。

自1999年，貴州省先后開(kāi)展了“園藍(lán)”“杰兔”“芭爾德溫”“燦爛”“頂峰”“奧尼爾”“夏普蘭”“藍(lán)豐”“早藍(lán) 等多個(gè)品種的引種試驗(yàn)[6-12]。研究者從物候期[6-7，13]、枝芽特性[7]、枝梢生長(zhǎng)與開(kāi)花習(xí)性[9]、光合特性[10]、果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[ 8-9]、貯藏加工品質(zhì)[9-12，14-17]、花粉直感效應(yīng)對(duì)品質(zhì)影響[18-19]等方面進(jìn)行了大量的研究和評(píng)價(jià)，為藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了科學(xué)可靠的基礎(chǔ)資料。經(jīng)過(guò)20年的迅速發(fā)展，藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)已成為貴州特色精品水果產(chǎn)業(yè)，為脫貧攻堅(jiān)和鄉(xiāng)村振興提供了可靠的產(chǎn)業(yè)支撐。然而，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，藍(lán)莓品種也在更新?lián)Q代，目前主栽的藍(lán)莓品種已無(wú)法滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展和消費(fèi)者的需求，急需開(kāi)展新品種的引種試驗(yàn)，為藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

筆者以本區(qū)域目前主栽的“芭爾德溫”“園藍(lán)”“粉藍(lán)”“杰兔”和“燦爛”5個(gè)兔眼藍(lán)莓作為對(duì)照，從果實(shí)的單果重、萼片、萼洼、果蒂、縱徑、橫徑、果形指數(shù)、果實(shí)形狀、果梗分離9項(xiàng)果實(shí)外觀性狀以及維生素C、果膠、花色苷、可溶性固形物、還原糖、總糖、可滴定酸和糖酸比8項(xiàng)果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)對(duì)“科威爾”“萊格西”“珠寶”“綠寶石”和“明星”5個(gè)品種的果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行觀測(cè)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行主成分分析，對(duì)10個(gè)藍(lán)莓品種進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)價(jià)，以期為參試的5個(gè)品種推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)，對(duì)區(qū)域藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)綠色發(fā)展具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 材料

以種植于“凱里學(xué)院卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)基地”中6年生的“芭爾德溫”“園藍(lán)”“粉藍(lán)”“杰兔”和“燦爛”5個(gè)兔眼藍(lán)莓品種為對(duì)照，以種植于同園內(nèi)3年生“科威爾”“萊格西”“珠寶”“綠寶石”和“明星”5個(gè)新引入品種為評(píng)價(jià)對(duì)象，每個(gè)參試品種選取生長(zhǎng)健壯且無(wú)病蟲(chóng)害的20棵植株作為果實(shí)采集的供試植株。于2018、2019、2020年連續(xù)3年摘取樹(shù)冠外圍生長(zhǎng)良好、無(wú)病蟲(chóng)害的中果枝或長(zhǎng)果枝上完全成熟的果實(shí)，立即帶回實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)。

1.2 果實(shí)外觀性狀調(diào)查

每個(gè)參試品種從采集的果實(shí)中隨機(jī)選取90顆作為果實(shí)外觀性狀調(diào)查的材料，每個(gè)品種3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)30顆果實(shí)。然后參照楊芩等[19]的方法對(duì)果實(shí)單果重、萼片、萼洼、果蒂、果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑、果形指數(shù)、果實(shí)性狀、果梗分離等果實(shí)外觀性狀開(kāi)展各項(xiàng)參數(shù)觀察和測(cè)量。

1.3 果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)測(cè)定

采用LH-T20 手持折光儀（0～32）測(cè)定可溶性固形物含量，采用pH示差法測(cè)定花色苷含量，采用2，6-二氯靛酚滴定法測(cè)定果實(shí)中VC含量，采用酸堿中和法測(cè)定總酸含量，采用蒽酮比色法測(cè)定總糖含量，采用斐林試劑比色法測(cè)定還原糖含量，并計(jì)算糖酸比。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 16.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，處理間差異在5%的顯著水平下進(jìn)行SNK檢驗(yàn)，同時(shí)參照劉丙花等[20]的主成分分析方法對(duì)果實(shí)的7項(xiàng)外觀性狀參數(shù)和7項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種果實(shí)外觀性狀差異分析

由表1可知，各參試品種單果重在0.770～2.110 g，差異顯著。其中，果實(shí)最大的是“綠寶石”，平均單果重2.110 g，顯著高于其他品種，其次是“萊格西”（1.970 g）、“杰兔”（1.530 g）和明星（1.470 g）。“園藍(lán)”（0.770 g）單果重最小。“綠寶石”萼片最長(zhǎng)（2.120 mm），萼洼最深（2.240 mm），而“珠寶”幾乎無(wú)萼片，但萼洼深度為1.110 mm?！翱仆枴陛嗤葑顪\，小于1 mm（0.610 mm）?！叭R格西”果實(shí)的果蒂最大為3.550 mm，顯著高于其他品種，其次為“綠寶石”和“園藍(lán)”的2.870 mm，果實(shí)果蒂最小的為“芭爾德溫”（2.110 mm）。參試品種果實(shí)縱徑和橫徑的大小和差異性趨勢(shì)不一致，縱徑在10.000～12.510 mm，橫徑在11.150～16.900 mm，其中“明星”的果實(shí)縱徑最大為12.510 mm，“綠寶石”的橫徑最大為16.900 mm，但“明星”果實(shí)的縱徑與“萊格西”（12.410 mm）、“燦爛”（13.380 mm）和“珠寶”（12.160 mm）間無(wú)顯著差異，而“綠寶石”果實(shí)的橫徑則顯著高于其他品種。就果實(shí)果形指數(shù)而言，“綠寶石”（0.690）、“科威爾”（0.770）、“萊格西”（0.770）、“杰兔”（0.790）的果形指數(shù)為0.600～0.800，果形為扁圓形;“明星”（0.850）、“燦爛”（0.860）、“粉藍(lán)”（0.890）、“園藍(lán)”（0.900）和“珠寶”（0.900）的果形指數(shù)在0.800～0.900，為近圓形;“芭爾德溫”的果形指數(shù)最大為0.970，為橢圓形。從果梗分離難易來(lái)看，只有“園藍(lán)”和“芭爾德溫”的果梗與果蒂分離較難，其余品種均易分離。

2.2 不同品種果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)差異分析

從表2可以看出，10個(gè)參試品種果實(shí)的8項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)，除Vc含量無(wú)顯著差異外，其他7項(xiàng)參數(shù)均存在顯著差異?？扇苄怨绦挝锖吭?2.030%～14.970%，其中“園藍(lán)”（14.970%）最高，而“燦爛”（14.600%）、“綠寶石”（13.900%）、“珠寶”（13.500%）可溶性固形物含量?jī)H次于“園藍(lán)”，“萊格西”（12.800%）、“明星”（12.530%）、“科威爾”（12.430%）可溶性固形物雖顯著低于“園藍(lán)”和“燦爛”，但均高于對(duì)照品種“芭爾德溫”（12.100%）和“粉藍(lán)”（12.030%）。參試10個(gè)品種的果實(shí)中果膠含量為0.210% ～0.430%，其中“科威爾”的含量最高為0.430%，與“園藍(lán)”的0.400%無(wú)顯著差異;其次是“綠寶石”（0.360%），再次是“粉藍(lán)”（0.350%），“芭爾德溫”和“珠寶”果膠含量均為0.320%，最低的是“明星”（0.210%）。

參試品種花色苷含量為3.280～6.210 mg/g，其中花色苷含量最高的為“園藍(lán)”（6.210 mg/g），其次是“芭爾德溫”（5.080 mg/g）、“粉藍(lán)”（4.340 mg/g），“萊格西”（4.140 mg/g）、“明星”（3.840 mg/g），其花色苷含量高于“燦爛”（3.810 mg/g）?！翱仆枴保?.650 mg/g）、“綠寶石”（3.280 mg/g）和“珠寶”（3.250 mg/g）花色苷含量低于“燦爛”（3.810 mg/g）?？傻味ㄋ岬暮坎町愝^大，為0.100% ～ 0.930%，含量最高的為“珠寶”（0.930%），其次是“萊格西”和“杰兔”的0.470%，“明星”（0.300%）、“科威爾”（0.290%）、“綠寶石”（0.100%）的可滴定酸含量低于“燦爛”（0.320%）。10個(gè)品種的總糖含量在10.840%～11.510%，總糖含量最高的是“明星”（11.510%），其次是“珠寶”（11.500%）和“萊格西”（11.300%），三者間無(wú)顯著差異，并高于“燦爛 ”（11.120%）和“芭爾德溫”（11.070%），含量最低的為“綠寶石”（10.840%）。分析發(fā)現(xiàn)，參試10個(gè)品種果實(shí)的糖酸比變化較大，在12.070～104.110，糖酸比含量最高的是“綠寶石”為104.110，最低的是“珠寶”為12.070。

2.3 主成分分析

從表3可以看出，把10個(gè)藍(lán)莓品種的15個(gè)質(zhì)地參數(shù)（單果重、萼片、萼洼、果蒂、橫徑、縱徑、果形指數(shù)、維生素C、果膠、還原糖、花色苷、可滴定酸、總糖、可溶性固形物和糖酸比）用SPSS 16.0進(jìn)行主成分分析，以特征值>1，提取4個(gè)主成分，累計(jì)方差率為85.227%，基本可以代表所有參試指標(biāo)的大部分信息，能夠體現(xiàn)藍(lán)莓的果實(shí)品質(zhì)特征，是能夠支撐藍(lán)莓選優(yōu)、評(píng)價(jià)等的重要指標(biāo)。第1主成分方差貢獻(xiàn)率是35.690%，主要包含單果重、果實(shí)橫縱徑、果萼、果膠、還原糖、花色苷等大部分信息，主要反映藍(lán)莓的外觀形態(tài)和營(yíng)養(yǎng)成分的綜合指標(biāo)。第2主成分方差貢獻(xiàn)率是30.123%，決定其大小的主要是果形指數(shù)、萼片、VC、總糖和可滴定酸，主要反映果實(shí)口感。第3主成分方差貢獻(xiàn)率是10.131%，決定其大小的主要是果蒂和可溶性固形物。第4主成分方差貢獻(xiàn)率是9.283%，主要代表指標(biāo)為果膠和花色苷。

把主品質(zhì)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后用SPSS 16.0對(duì)各組分進(jìn)行主成分分析，對(duì)分析所得的4個(gè)主成分進(jìn)行相關(guān)矩陣的規(guī)格化，用所選主成分對(duì)應(yīng)的特征值與4個(gè)特征值總和的比值作為權(quán)重，然后用此權(quán)重的數(shù)值與之相應(yīng)的主成分?jǐn)?shù)值的乘積，從而得出不同藍(lán)莓品種的評(píng)價(jià)得分值（Y），用各得分值Y和對(duì)應(yīng)方差貢獻(xiàn)百分率的乘積累加得到不同藍(lán)莓品種的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)（Y=0.535×Y1+0.451 8×Y2+0.152×Y3+0.139 2×Y4），用這種方法可以更好地評(píng)價(jià)不同藍(lán)莓品種果實(shí)質(zhì)地的優(yōu)良程度。以綜合評(píng)價(jià)指數(shù)正值的大小來(lái)評(píng)判藍(lán)莓品種的優(yōu)劣，結(jié)果表明，10個(gè)藍(lán)莓品種質(zhì)地綜合排名由大到小依次為“綠寶石”“萊格西”“燦爛”“明星”“珠寶”“粉藍(lán)”“科威爾”“巴爾德溫”“杰兔”和“園藍(lán)”（表4）。

3 討論

藍(lán)莓引種試驗(yàn)在藍(lán)莓商業(yè)栽培和學(xué)術(shù)研究過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。藍(lán)莓栽培品種繁多，在大規(guī)模推廣種植前，因地制宜，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂?、土壤等環(huán)境條件選擇適合的品種進(jìn)行引種試驗(yàn)，分析該品種在當(dāng)?shù)氐钠焚|(zhì)表現(xiàn)必不可少。主成分分析簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是把多個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)換為可說(shuō)明結(jié)果的少量指標(biāo)的一種分析方法，將不重要成分剔除，留重要信息，由少數(shù)的變量來(lái)反映原來(lái)變量信息的分析方法[21]，確保原信息丟失量小。主成分分析已廣泛用于果蔬綜合評(píng)價(jià)[20-24]。研究者將主成分分析法運(yùn)用于藍(lán)莓品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)中，為藍(lán)莓采后貯藏運(yùn)輸[20]、品種優(yōu)選等[24]提供了依據(jù)。該研究通過(guò)對(duì)10個(gè)藍(lán)莓品種的15個(gè)質(zhì)地參數(shù)進(jìn)行了主成分綜合分析，根據(jù)結(jié)果分析，得出10個(gè)藍(lán)莓品種綜合排名由高到低依次為綠寶石”“萊格西”“燦爛”“明星”“珠寶”“粉藍(lán)”“科威爾”“巴爾德溫”“杰兔”和“園藍(lán)”?！盃N爛”已在黔東南產(chǎn)區(qū)廣泛種植，由于其適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)量高，品質(zhì)優(yōu)，深受消費(fèi)者喜愛(ài)。而“綠寶石”和“萊格西”2個(gè)品種綜合評(píng)價(jià)排名高于“燦爛”，“明星”和“珠寶”雖然排名低于“燦爛”，但也高于主栽品種“粉藍(lán)”，可以在黔東南產(chǎn)區(qū)引種推廣，“科威爾”排名較低，不建議在黔東南產(chǎn)區(qū)大面積推廣。

郭家剛等[24]基于主成分與聚類(lèi)分析對(duì)8個(gè)藍(lán)莓品種綜合評(píng)價(jià)，得出“圓藍(lán)”和“粉藍(lán)”2個(gè)藍(lán)莓品種綜合品質(zhì)高于“綠寶石”和“燦爛”，這與該研究結(jié)果不一致，這可能一方面是由于品質(zhì)評(píng)價(jià)的指標(biāo)存在差異導(dǎo)致分析結(jié)果不同，另一方面也是由于不同品種在不同地區(qū)種植其適應(yīng)性存在差異，因此，大規(guī)模引種種植之前的引種試驗(yàn)及品種的綜合分析評(píng)價(jià)必不可少。該研究可為黔東南產(chǎn)區(qū)的藍(lán)莓引種提供參考。

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