果用木通優(yōu)良家系選育技術(shù)

何小三，占志勇，左繼林，李 進(jìn)，王玉娟

（江西省林業(yè)科學(xué)院，江西 南昌 330013）

木通科Lardizabalaceae 植物多為木質(zhì)藤本，稀灌木[1]。共7 屬，約50 種，主產(chǎn)亞洲東部，2屬分布于南美智利。我國(guó)5 屬，39 種、8 變種、5 變型。木通科植物主要分布在長(zhǎng)江流域及以南各?。▍^(qū)），具有藥用價(jià)值[2-4]、食用價(jià)值及觀賞價(jià)值。近年來(lái)，隨著大眾對(duì)綠色、天然、無(wú)污染、具有保健功能水果的喜愛(ài)和重視程度日益增強(qiáng)，木通果實(shí)逐步走進(jìn)人們的視野，并被廣泛研究、開(kāi)發(fā)利用。本研究旨在初步選育出果用木通優(yōu)良家系，將在一定程度上彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)外研究的空白，為木通的人工栽培與推廣提供物質(zhì)保證。木通科植物作為新型保健水果[5-6]，相關(guān)研究集中在野生資源評(píng)價(jià)[7]、果實(shí)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[8-9]、人工馴化栽培[10-11]、枝條果實(shí)（種子）加工利用等方面，也有少量關(guān)于生理生化、育種方面[12]的報(bào)道，但對(duì)木通科植物果用良種選育還沒(méi)有相關(guān)研究，僅有三葉木通、白木通等木通屬植物有少量馴化育種、栽培報(bào)道。以木通種質(zhì)資源庫(kù)31 份6年生木通家系為試驗(yàn)材料，完成了不同家系果實(shí)基本性狀和果肉營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定。為選育出果用木通優(yōu)良家系，本研究采用主成分分析法對(duì)31 個(gè)木通家系的果實(shí)基本性狀和果肉營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)每個(gè)主成分篩選出可作為木通食用性綜合評(píng)價(jià)及鑒定的指標(biāo)，并根據(jù)每個(gè)家系的綜合得分初步篩選出果用木通優(yōu)良家系。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于江西省南昌市植物園（115°45′～115°49′E，28°44′～28°46′N），距離南昌市區(qū)6 km；屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，雨量充沛，地處亞熱帶中部，日照充足，年平均溫度17.3℃，年降水量1 713.5 mm，年平均相對(duì)濕度82%，年平均日照時(shí)數(shù)為1 778.6 h，年平均無(wú)霜期249 d。土壤疏松多孔，有機(jī)質(zhì)含量高，通透性好，為第四紀(jì)紅黏土和花崗巖風(fēng)化而成的紅壤和山地黃紅壤，深度在80 cm 以上。

1.2 試驗(yàn)材料

本研究中的試驗(yàn)材料指木通科木通屬的三葉木通Akebia trifoliata(Thunb.)Koidz.及野木瓜屬的倒卵葉野木瓜Stauntonia obovata和尾葉那藤Stauntonia obovatifoliola subsp.urophylla，均為木通種質(zhì)資源庫(kù)收集保存的31 份木通家系（表1），其中三葉木通2 份（36 號(hào)和81 號(hào)），倒卵葉野木瓜6 份（11 號(hào)、30 號(hào)、32 號(hào)、46 號(hào)、80 號(hào) 和89號(hào)），尾葉那藤23 份（1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)、4 號(hào)、5 號(hào)、6 號(hào)、8 號(hào)、9 號(hào)、12 號(hào)、13 號(hào)、15 號(hào)、26 號(hào)、28 號(hào)、37 號(hào)、40 號(hào)、42 號(hào)、45 號(hào)、49 號(hào)、56 號(hào)、60 號(hào)、87 號(hào)、88 號(hào)和94 號(hào)）。31 份木通家系均于2015年春季采用1年生實(shí)生苗造林，2018年開(kāi)始陸續(xù)掛果。本試驗(yàn)的木通果實(shí)采樣標(biāo)準(zhǔn)均為成熟時(shí)采摘，其中三葉木通果實(shí)一般于8月底至10月初成熟，成熟時(shí)果實(shí)為紫色，裂開(kāi)或微裂開(kāi)；尾葉那藤和倒卵葉野木瓜果實(shí)一般于11月份成熟，成熟時(shí)果實(shí)為黃色，不裂開(kāi)，但摸起來(lái)較軟。

表1 木通家系一覽表Table 1 List of Akebia families

1.3 果實(shí)基本性狀測(cè)定

2020年10—11月，分別采集31 個(gè)家系的成熟果實(shí)10 個(gè)，用1/100 天平分別稱其單果質(zhì)量、單果果肉質(zhì)量、單果皮質(zhì)量、種子質(zhì)量；用游標(biāo)卡尺分別測(cè)量其果皮厚度，果實(shí)縱、橫徑；每千克鮮果數(shù)（個(gè)/kg）=1 000 g/單果質(zhì)量（g）；出籽率（%）= 種子質(zhì)量（g）/ 單果質(zhì)量（g）×100%；可食率（%）=單果果肉質(zhì)量（g）/單果質(zhì)量（g）×100。

1.4 果肉營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

對(duì)采集的31 個(gè)家系的成熟果實(shí)去皮后濾去種子，剩余果肉用于測(cè)定營(yíng)養(yǎng)成分。采用蒽酮比色法[13]測(cè)定果肉中總糖含量；高效液相色譜法[14]測(cè)定維生素C 含量；凱氏定氮法[15]測(cè)定蛋白質(zhì)含量；用酸堿滴定法[16]測(cè)定其總酸含量；用高錳酸鉀滴定法[17]測(cè)定其還原糖含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用SPSS 18.0 軟件進(jìn)行方差分析與主成分分析，其中主成分的選擇可以先根據(jù)碎石圖比較平緩時(shí)對(duì)應(yīng)的主成分?jǐn)?shù)，然后再結(jié)合累積貢獻(xiàn)率（70%～90%）及特征根（＞1）以確定合適的主成分?jǐn)?shù)量，最后通過(guò)綜合得分對(duì)木通家系進(jìn)行排序[18]。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)基本性狀

不同家系果實(shí)基本性狀調(diào)查結(jié)果及多重比較結(jié)果結(jié)果（表2）表明：31個(gè)不同家系之間的單果質(zhì)量、單果皮質(zhì)量、單果果肉質(zhì)量、種子質(zhì)量、果實(shí)縱橫徑、果皮厚度、每千克鮮果數(shù)、出籽率及可食率均存在顯著性差異。6 號(hào)可食率最高，達(dá)到54.63%；果實(shí)大，每千克鮮果數(shù)5.60 個(gè)，排第2；出籽率少，為9.38%，排第3；果皮較薄，為0.43 cm，排第4。37 號(hào)果實(shí)最大，每千克鮮果數(shù)4.96 個(gè)；可食率為43.29%，排第2；出籽率較少為12.65%；果皮較薄，為0.44 cm，排第5。87 號(hào)出籽率最少，僅為9.21%；但其果皮也最厚，達(dá)到0.85 cm；可食率較低，為29.05%，排第5；每千克鮮果數(shù)8.86 個(gè)，處于中下水平。60 號(hào)果皮最薄，為0.29 cm；可食率為38.36%，排第5；出籽率為13.79%，處于中等水平；但果實(shí)小，每千克鮮果數(shù)20.05 個(gè)，排第2。

表2 31 個(gè)木通家系果實(shí)基本性狀?Table 2 Fruit characters of 31 Akebia families

2.2 果肉營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

不同家系果肉營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定結(jié)果及多重比較結(jié)果（表3）表明：31 個(gè)木通家系之間的維生素C、總糖、總酸、還原糖和蛋白質(zhì)含量及糖酸比均存在顯著性差異。81 號(hào)糖酸比為851.00，顯著高于其他30 個(gè)家系；還原糖含量為20.73 g/100 g，排第5；蛋白質(zhì)含量1.81%，排第6；維生素C 含量偏低，僅為8.4 mg/100 g。88號(hào)維生素C含量最高，為19.9 mg/100 g，顯著高于其他29 個(gè)家系；糖酸比為387.36，排第3；還原糖含量為18.95 g/100 g，排第6；蛋白質(zhì)含量處于中上等水平。42 號(hào)還原糖含量最高，達(dá)到25.70 g/100 g，顯著高于其他30 個(gè)家系；糖酸比為277.82，排第6；但維生素C 含量較低，僅為7.6 mg/100 g，排倒數(shù)第3；蛋白質(zhì)含量也較低，為0.58%，排倒數(shù)第3。11 號(hào)蛋白質(zhì)含量最高，達(dá)到2.31%，顯著高于其他27 個(gè)家系；糖酸比為225.47，排第8；維生素C 含量為9.9 mg/100 g，處于中等水平；還原糖含量18.74 g/100 g，處于中上等水平。

2.3 優(yōu)良家系綜合評(píng)價(jià)

參考謝國(guó)芳等[19-21]的相關(guān)研究，利用SPSS 23.0 軟件對(duì)31 個(gè)木通家系果實(shí)的食用性進(jìn)行主成分分析及綜合評(píng)價(jià)，對(duì)單果質(zhì)量、果實(shí)縱徑、每千克鮮果數(shù)、可食率、出籽率、總糖、總酸、糖酸比及維生素C 含量等16 個(gè)食用性指標(biāo)進(jìn)行了主成分分析，各主成分的特征值、方差貢獻(xiàn)率、累積方差貢獻(xiàn)率等見(jiàn)表4。由表4可知，前5 個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率分別為39.61%、17.81%、14.01%、8.26%和7.10%，累積貢獻(xiàn)率達(dá)86.79%，說(shuō)明此5 個(gè)主成分能夠反映16 項(xiàng)指標(biāo)的86.79%的信息。

表4 成分矩陣及貢獻(xiàn)率Table 4 Component matrix and contribution rate

續(xù)表4Continuation of table 4

在第1 主成分的矩陣中，第1、5、2 項(xiàng)的系數(shù)較大（大于0.90），分別代表單果質(zhì)量、果實(shí)縱徑和單果皮質(zhì)量，可概括為果實(shí)的基本指標(biāo)。經(jīng)計(jì)算，第1 主成分的表達(dá)式為：

y1=0.389x1+0.363x2+0.341x3+0.323x4+0.366x5+0.348x6+0.152x7-0.372x8-0.061x9+0.115x10-0.076x11-0.125x12-0.085x13-0.162x14+0.010x15-0.089x16。

在第2 主成分的矩陣中，第12 項(xiàng)的系數(shù)較大（0.835），代表果肉總糖含量，可概括為果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。經(jīng)計(jì)算，第2 主成分的表達(dá)式為：

y2=0.069x1+0.073x2+0.011x3+0.188x4-0.006x5+0.130x6+0.064x7-0.097x8+0.211x9-0.079x10+0.267x11+0.495x12-0.181x13+0.466x14-0.336x15+0.440x16。

在第3 主成分的矩陣中，第10 項(xiàng)的系數(shù)較大（0.831），代表果實(shí)的可食率，可概括為果實(shí)的基本指標(biāo)。經(jīng)計(jì)算，第3 主成分的表達(dá)式為：

y3=0.040x1-0.200x2+0.250x3+0.162x4-0.017x5-0.114x6-0.573x7+0.015x8+0.331x9+0.555x10-0.014x11+0.020x12-0.237x13-0.005x14+0.219x15+0.074x16。

在第4 主成分的矩陣中，第13 項(xiàng)的系數(shù)較大（0.774），代表果肉總酸含量，可概括為果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。經(jīng)計(jì)算，第4 主成分的表達(dá)式為：

y4=0.050x1-0.066x2+0.119x3+0.184x4+0.137x5-0.074x6-0.118x7+0.120x8+0.178x9+0.130x10+0.039x11+0.156x12+0.673x13+0.091x14-0.427x15-0.417x16。

在第5 主成分的矩陣中，第11 項(xiàng)的系數(shù)較大（0.491），代表果實(shí)的維生素C 含量，可概括為果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。經(jīng)計(jì)算，第5 主成分的表達(dá)式為：

y5=0.096x1+0.043x2+0.239x3-0.256x4+0.113x5-0.133x6-0.064x7+0.050x8-0.670x9+0.279x10+0.460x11+0.203x12+0.122x13+0.114x14+0.144x15+0.046x16。

上述分析表明，果實(shí)基本性狀（單果質(zhì)量、果實(shí)縱徑、單果皮質(zhì)量和可食率）和果實(shí)營(yíng)養(yǎng)性狀（果肉中總糖、總酸和維生素C 含量）共7 個(gè)指標(biāo)均可作為木通食用性的綜合評(píng)價(jià)及鑒定指標(biāo)。

將31 個(gè)木通家系果實(shí)的16 個(gè)指標(biāo)數(shù)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后代入各主成分表達(dá)式中計(jì)算各家系的前5 個(gè)主成分得分，分別記為y1、y2、y3、y4、y5，并根據(jù)各主成分的權(quán)重計(jì)算出各家系的總得分（y）及得分排序，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 各家系主成分分?jǐn)?shù)及得分排序Table 5 The scores of principal components and the ranking of scores in different families

各家系主成分得分計(jì)算公式為y=0.40y1+0.18y2+0.14y3+0.08y4+0.07y5。

由結(jié)果可知，排在前幾位的分別是8 號(hào)、6 號(hào)、9 號(hào)、4 號(hào)、3 號(hào)及37 號(hào)家系，排在后面幾位的分別是42 號(hào)、13 號(hào)、81 號(hào)、80 號(hào)、26 號(hào)、60 號(hào)、56 號(hào)及40 號(hào)家系。

3 結(jié)論與討論

3.1 討 論

木通產(chǎn)自亞洲東部，在中國(guó)、日本、韓國(guó)均有分布。相關(guān)學(xué)者對(duì)木通化學(xué)成分的研究較為深入，主要集中在其藥用成分、藥理等方面，亦有少量關(guān)于木通資源調(diào)查、分類、營(yíng)養(yǎng)元素含量等方面的研究。

尾葉那藤和倒卵葉野木瓜為木通科野木瓜屬植物，其果實(shí)可食用，種子可榨油，全株可藥用，目前尚未被人工引種栽培，相關(guān)研究也較少。三葉木通（俗稱八月瓜，因每年農(nóng)歷八月果實(shí)成熟而得名），是木通科木通屬藤本植物，具有食用、藥用、油用及觀賞用等價(jià)值，其果實(shí)是一種新型水果，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值（特別是游離氨基酸含量很高），是第一種基于氨基酸含量而開(kāi)發(fā)的新型食療保健水果。我國(guó)對(duì)三葉木通的研究較廣泛且深入，主要集中在藤莖、根、果、果皮等藥用成分及其藥效、藥理作用方面；近年來(lái)在果肉、果皮、籽油等加工利用，遺傳多樣性、生物學(xué)特性、栽培馴化、良種選育及繁育等方面的研究逐漸增加但是深度不夠，大多數(shù)研究仍停留在定性描述上面，缺乏深入的果用木通良種選育及高效栽培技術(shù)、產(chǎn)品深加工技術(shù)研發(fā)和技術(shù)推廣；在葉斑病、褐斑病等病害、貯藏保鮮、誘變育種、新品種選育、基因工程等方面也有少量研究，相對(duì)比較滯后。

三葉木通根、莖、葉、花、果全身是寶，可食用、藥用、加工、觀賞，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和開(kāi)發(fā)價(jià)值。目前，我國(guó)是全世界唯一同時(shí)開(kāi)發(fā)利用三葉木通食用、藥用、果用和觀賞價(jià)值的國(guó)家。在長(zhǎng)江流域的省市如重慶、貴州、湖南、湖北、江西、云南均有較大的種植面積，當(dāng)前其種植范圍已延伸至黃河流域和珠江流域。四川、貴州、湖北以及江西省是我國(guó)三葉木通的主要種植區(qū)域，其中部分地區(qū)率先建立國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的示范種植基地。四川省牽頭率先制訂了《四川省食品安全地方標(biāo)準(zhǔn)—八月瓜》，標(biāo)志著八月瓜系列產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)已經(jīng)得到國(guó)家層面的認(rèn)可和省市主管部門(mén)的支持和推廣。

我國(guó)木通種質(zhì)資源豐富，果實(shí)基本性狀差異較大，便于選擇食用性強(qiáng)的優(yōu)良家系或種源。但是，木通果實(shí)作為新型保健水果開(kāi)發(fā)尚在起步階段，缺乏優(yōu)良品種和規(guī)?；耘喾N植，相對(duì)于較大的市場(chǎng)需求量，目前對(duì)木通引種馴化、區(qū)域化試驗(yàn)及高效栽培技術(shù)等方面的研究較為滯后，這將是今后研究的重點(diǎn)方向。

本研究以木通種質(zhì)資源庫(kù)現(xiàn)有資源開(kāi)展果用木通選育，存在一定的局限性，僅能說(shuō)明31 份木通資源的優(yōu)劣，家系數(shù)量相對(duì)較少，尤其是三葉木通只有2個(gè)家系，后期將擴(kuò)大種質(zhì)資源收集范圍，增加收集數(shù)量，為果用木通優(yōu)良種質(zhì)資源的篩選奠定基礎(chǔ)。

3.2 結(jié) 論

本研究以木通種質(zhì)資源庫(kù)31 份6年生木通家系為材料，通過(guò)比較分析木通果實(shí)基本性狀和果肉營(yíng)養(yǎng)成分，發(fā)現(xiàn)不同家系之間果實(shí)基本性狀（單果質(zhì)量、單果皮質(zhì)量、單果果肉質(zhì)量、種子質(zhì)量、果實(shí)縱橫徑、果皮厚度、每千克鮮果數(shù)、出籽率及可食率）和果肉營(yíng)養(yǎng)成分（維生素C、總糖、總酸、還原糖和蛋白質(zhì)含量及糖酸比）均存在顯著性差異?？梢?jiàn)，木通果實(shí)的食用性與其基本性狀指標(biāo)和果肉營(yíng)養(yǎng)成分指標(biāo)之間存在不同程度的相關(guān)性，故采用主成分分析法對(duì)不同木通家系的食用性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果初步確定3 個(gè)優(yōu)良家系，分別為8 號(hào)（江西省崇義縣茶灘鄉(xiāng)黃鰍洞）、6 號(hào)（江西省上猶縣陡水鄉(xiāng)紅星村）和9 號(hào)（江西省永修縣燕山鄉(xiāng)長(zhǎng)坑村）。