針對(duì)新疆梨品種選育應(yīng)用的果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)

王永鵬 徐葉挺 陳勵(lì)坤 何臨梓 曾 斌* 艾沙江·買(mǎi)買(mǎi)提

（1新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，新疆烏魯木齊 830000；2新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所，新疆烏魯木齊 830000）

梨（Pyrus L.）屬薔薇科梨屬，果實(shí)內(nèi)富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，口感獨(dú)特[1]。梨起源于我國(guó)，栽培地區(qū)分布廣泛，經(jīng)多年選育演化出許多優(yōu)良品種，為新品種選育提供了大量的親本資源[2]。由于東西方貿(mào)易的需要，經(jīng)古絲綢之路傳播，東方梨與西洋梨雜交形成了新疆梨（Pyrus sinkiangensis Yu）[3]。 新疆梨栽培歷史悠久，當(dāng)前種植面積約7.3萬(wàn)hm2，因光熱資源和地域優(yōu)勢(shì)形成了許多地域性較強(qiáng)的品種，推動(dòng)了梨育種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[4]。

新疆梨果實(shí)香氣馥郁、肉質(zhì)酥脆，深受消費(fèi)者喜愛(ài)。但由于新疆梨代表品種單一，熟期集中，僅有庫(kù)爾勒香梨在市場(chǎng)上廣泛流通[5-7]。因此，篩選新的地方梨品種以及選育新品種是提升新疆梨市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的主要途徑[8]。目前，有關(guān)新疆地方梨的形態(tài)學(xué)特征[9]、分子機(jī)制[10-11]、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)[12-14]以及影響果實(shí)品質(zhì)的因素[15-17]等方面的研究均有報(bào)道。對(duì)不同品種梨的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行比較，結(jié)果顯示：不同品種在糖分、維生素、煙酰胺、礦物質(zhì)元素等方面各占優(yōu)勢(shì)；對(duì)比硬度發(fā)現(xiàn)，庫(kù)爾勒香梨硬度最小，檢測(cè)出的風(fēng)味物質(zhì)種類(lèi)最多（32種），從香氣角度確定了庫(kù)爾勒香梨主要為清香和醛香型品種[18]。果實(shí)糖分是食用時(shí)最能直觀(guān)感受到的，能增加食用口感[19]。有研究結(jié)果顯示，庫(kù)爾勒香梨的粗多糖可以延長(zhǎng)咳嗽潛伏期，減少咳嗽次數(shù)，并可以增加排痰量，有一定的鎮(zhèn)咳祛痰作用[20]。姚改芳等[21]對(duì)不同梨栽培種果實(shí)可溶性糖組分及含量特征進(jìn)行研究，結(jié)果將新疆梨歸納為高果糖和高葡萄糖型。從果實(shí)品質(zhì)與抗氧化活性指標(biāo)2個(gè)方面對(duì)5個(gè)梨品種進(jìn)行研究，結(jié)果顯示，雪花梨的可溶性糖含量最高（5.97%），庫(kù)爾勒香梨的維生素 C含量最高（28.5mg/kg），XH-07梨的可溶性固形物含量（13.46%）、可滴定酸含量（0.37%）、總酚含量（0.63 mg/g）均顯著高于其他品種[22]。品種間艾溫切克、綠梨等4個(gè)品種的單果重較大，且顯著大于庫(kù)爾勒香梨；艾溫切克的果實(shí)硬度最小，與庫(kù)爾勒香梨無(wú)顯著差異；艾溫切克、綠梨的可溶性糖、可溶性固形物、維生素C含量均較高，與庫(kù)爾勒香梨無(wú)顯著差異或顯著高于庫(kù)爾勒香梨[23]。木合塔爾·熱扎等[24]比較8個(gè)新疆地方梨品種發(fā)現(xiàn)，變異系數(shù)最大的是表皮色澤，變異系數(shù)中等的是果實(shí)外觀(guān)和糖酸組分，變異系數(shù)最小的是可食用部分占比。根據(jù)果實(shí)綜合農(nóng)藝性狀，以庫(kù)爾勒香梨作為親本，選育出新梨系列、紅香酥、紅香蜜、玉露香等優(yōu)良品種，豐富了梨種質(zhì)資源[25]。

有關(guān)梨果實(shí)品質(zhì)方面已有大量研究，但是通過(guò)對(duì)新疆地方梨品種果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)為品種選育提供參考的研究較少。本文通過(guò)測(cè)定8個(gè)新疆地方梨品種的11項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)，觀(guān)察各品質(zhì)指標(biāo)含量和相關(guān)性，利用因子和方差分析來(lái)進(jìn)行綜合比較，以期為新疆梨果實(shí)后續(xù)品種選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用材料如表1所示，均取自新疆輪臺(tái)果樹(shù)資源圃。每個(gè)品種選擇樹(shù)齡和栽培管理方式一致的3個(gè)單株，采樹(shù)冠外圍中部不同方位、大小基本一致的果實(shí)，每株采20個(gè)果實(shí)，共60個(gè)。采后用蒸餾水清洗，選取一部分進(jìn)行果實(shí)表型指標(biāo)測(cè)定，其余樣品用于測(cè)定其余品質(zhì)指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)均進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)定。

表1 供試新疆梨品種及產(chǎn)地

1.2 指標(biāo)測(cè)定

用電子天平稱(chēng)量單果質(zhì)量；用游標(biāo)卡尺測(cè)量果實(shí)縱、橫徑，計(jì)算果形指數(shù)；用硬度計(jì)測(cè)定去皮后的果實(shí)硬度；使用冷凍法[26]測(cè)定石細(xì)胞；使用糖度計(jì)測(cè)定果實(shí)汁液可溶性固形物；使用凱氏定氮儀測(cè)定蛋白質(zhì)；采用滴定法[27]測(cè)定維生素C；采用蒽酮比色法[28]測(cè)定可溶性糖；參照《食品中總酸的測(cè)定》（GB/T 12456—2008）測(cè)定可滴定酸；將果實(shí)烘至恒重計(jì)算水分含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

通過(guò)Excel 2019對(duì)試驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，標(biāo)準(zhǔn)化處理數(shù)據(jù)用SPSS 26.0進(jìn)行相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 新疆地方梨不同品種果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)分析

由表2可知，8個(gè)不同梨品種指標(biāo)平均值為單果質(zhì)量163.83g、果形指數(shù)1.13、果實(shí)硬度9.30kg/cm2、蛋白質(zhì) 0.12 mg/100 g、維生素 C 3.55 mg/100 g、石細(xì)胞0.74%、可溶性糖8.36%、可滴定酸0.04%、糖酸比227.09、水分含量84.07%、可溶性固形物11.70%。

表2 8個(gè)新疆地方梨果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)含量

其中：?jiǎn)喂|(zhì)量和果形指數(shù)以霍城冬黃梨最大，分別為216.52 g和1.26；霍城句句梨單果質(zhì)量最低，為116.85 g；庫(kù)爾勒黃酸梨果形指數(shù)最小，為1.08，表明其果形更偏于近圓形。奎克阿木特梨和株選一號(hào)在果實(shí)硬度和石細(xì)胞方面分別占據(jù)最高和最低，奎克阿木特果實(shí)硬度和石細(xì)胞分別為15.47 kg/cm2和1.16%；株選一號(hào)果實(shí)硬度和石細(xì)胞分別為3.69kg/cm2和0.30%，兩品種間相差4倍左右?？扇苄怨绦挝镒钅苤庇^(guān)表達(dá)梨食用時(shí)的甜度，株選一號(hào)果實(shí)可溶性固形物含量最高，達(dá)到14.87%；其次為庫(kù)爾勒香梨，達(dá)到13.43%；最低的是庫(kù)爾勒黃酸梨，為9.53%。庫(kù)爾勒香梨蛋白質(zhì)和維生素C含量最高，分別為0.14 mg/100 g和4.73 mg/100 g；奎克阿木特梨、霍城冬黃梨和霍城句句梨3個(gè)品種蛋白質(zhì)含量最低，均為0.11 mg/100 g；霍城冬黃梨維生素C含量最低，為3.04 mg/100 g?？扇苄蕴呛孔罡叩钠贩N是株選一號(hào)，達(dá)到10.54%；可溶性糖含量最低的品種是庫(kù)爾勒黃酸梨，為6.89%?；舫嵌S梨、霍城句句梨、庫(kù)爾勒香梨和株選一號(hào)可滴定酸含量最低，均為0.03%。株選一號(hào)糖酸比最高（349.43），其次是庫(kù)爾勒香梨（312.88），庫(kù)爾勒黃酸梨糖酸比最低（91.89）。水分含量以株選一號(hào)最高（86.98%），庫(kù)爾勒香梨次之（86.25%），最低為奎克阿木特梨（81.28%）。

各品種之間梨品質(zhì)差異性明顯，果實(shí)硬度變異系數(shù)最大（50.75%），水分含量變異系數(shù)最?。?.21%），其他指標(biāo)的變異系數(shù)分別為單果質(zhì)量18.63%、可溶性固形物14.36%、果形指數(shù)5.31%、維生素C 16.34%、石細(xì)胞47.30%、蛋白質(zhì)8.33%、可溶性糖14.23%、可滴定酸50.00%、糖酸比40.02%。

2.2 新疆地方梨不同品種果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析

由表3可知：?jiǎn)喂|(zhì)量與果形指數(shù)（r=0.518）之間有極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；果形指數(shù)與糖酸比（r=0.408）、水分含量（r=0.505）之間有顯著正相關(guān)（P＜0.05），與可滴定酸（r=-0.469）之間有顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；果實(shí)硬度與石細(xì)胞（r=0.961）、可滴定酸（r=0.715）之間有極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與可溶性固形物（r=-0.724）、維生素 C（r=-0.537）、可溶性糖（r=-0.643）、糖酸比（r=-0.791）和水分含量（r=-0.860）之間有極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與蛋白質(zhì)（r=-0.421）之間有顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；石細(xì)胞與可滴定酸（r=0.610），可溶性固形物與維生素 C（r=0.686）、可溶性糖 （r=0.896）、 糖 酸 比 （r=0.840） 和 水 分 含 量 （r=0.802），蛋白質(zhì)與維生素 C（r=0.828）和水分含量（r=0.584），維生素C與可溶性糖（r=0.619）和水分含量（r=0.726），可溶性糖與糖酸比（r=0.854）和水分含量（r=0.684）以及糖酸比與水分含量（r=0.780）之間均存在極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；石細(xì)胞含量與可溶性固形物（r=-0.739）、維生素 C（r=-0.619）、可溶性糖（r=-0.646）、糖酸比（r=-0.713）和水分含量（r=-0.825），可溶性固形物與可滴定酸（r=-0.675），可溶性糖與可滴定酸（r=-0.628），可滴定酸與糖酸比（r=-0.895）和水分含量（r=-0.644）之間均存在極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）；石細(xì)胞與蛋白質(zhì)（r=-0.486）之間存在顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；可溶性固形物與蛋白質(zhì)（r=0.461）和維生素C與糖酸比（r=0.495）之間均存在顯著正相關(guān)（P＜0.05）。相關(guān)分析結(jié)果表明，每個(gè)指標(biāo)都能不同程度地反映出不同梨品種的果實(shí)品質(zhì)，且各指標(biāo)間有復(fù)雜的相關(guān)性。

表3 8個(gè)新疆地方梨果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析

2.3 新疆地方梨不同品種果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)因子分析和綜合評(píng)價(jià)

從表2、3可以看出，不同地方梨品種間有明顯差異性和不同程度相關(guān)性。利用因子分析法對(duì)8個(gè)新疆梨品種11項(xiàng)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步劃分，通過(guò)提取其中的共性因子，可以更加直觀(guān)地評(píng)價(jià)各品種。由表4可知，特征值均大于1的3個(gè)公因子累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到了91.580%，在表達(dá)果實(shí)品質(zhì)信息總因子中占據(jù)很大比重，極大程度地反映出了果實(shí)全部信息。第一公因子方差貢獻(xiàn)率44.31%，由糖酸比（0.95）、可溶性糖（0.81）、可滴定酸（-0.93）、可溶性固形物（0.80）、果實(shí)硬度（-0.79）、石細(xì)胞（-0.71）和水分含量（0.67）來(lái)決定，主要反映食用口感。第二公因子方差貢獻(xiàn)率29.64%，包含蛋白質(zhì)（0.96）和維生素C（0.93），主要反映梨果實(shí)內(nèi)含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。第三公因子方差貢獻(xiàn)率為17.630%，包括單果質(zhì)量（0.950）和果形指數(shù)（0.890），主要反映果實(shí)的外觀(guān)品質(zhì)。

表4 8個(gè)新疆地方梨果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)因子分析

通過(guò)成分載荷矩陣（表4），利用加權(quán)平均數(shù)，把各項(xiàng)加權(quán)平均數(shù)相加后再除以累計(jì)方差貢獻(xiàn)率，構(gòu)建出果實(shí)品質(zhì)各因子綜合得分評(píng)價(jià)模型：f=（44.31f1+29.64f2+17.63f3）/91.58，綜合得分即可反映各品種的優(yōu)劣。由表5可知，株選一號(hào)在第一公因子中得分最高（1.19），代表果實(shí)食用口感的指標(biāo)作出了最大貢獻(xiàn)；在第二和第三公因子中均排第二，果實(shí)內(nèi)營(yíng)養(yǎng)含量比庫(kù)爾勒香梨低，果實(shí)外觀(guān)品質(zhì)低于霍城冬黃梨。在第一公因子中，霍城句句梨得分排第二（1.18），隨后得分排序?yàn)閹?kù)爾勒香梨（0.49）、霍城冬黃梨（0.08）、庫(kù)車(chē)阿木特梨（-0.07）、輪臺(tái)句句梨（-0.43）、奎克阿木特梨（-0.59）、庫(kù)爾勒黃酸梨（-1.85）。在代表果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的第二公因子中，庫(kù)爾勒香梨得分最高（1.62），其后依次是株選一號(hào)（0.93）、庫(kù)爾勒黃酸梨（0.47）、輪臺(tái)句句梨（0.30）、庫(kù)車(chē)阿木特梨（-0.30）、奎克阿木特梨（-0.82）、霍城冬黃梨（-1.07）、霍城句句梨（-1.13）。第三公因子得分越低，果實(shí)越偏向于圓形，其得分從高到低依次是霍城冬黃梨（2.16）、株選一號(hào)（0.34）、庫(kù)爾勒香梨（0.08）、輪臺(tái)句句梨（0.06）、庫(kù)爾勒黃酸梨（-0.14）、奎克阿木特梨（-0.58）、庫(kù)車(chē)阿木特梨（-0.86）、霍城句句梨（-1.06）。各品種綜合得分從高到低排序?yàn)橹赀x一號(hào)（80.49）、庫(kù)爾勒香梨（69.81）、霍城句句梨（18.45）、輪臺(tái)句句梨（-10.31）、庫(kù)車(chē)阿木特梨（-12.02）、霍城冬黃梨（-27.90）、奎克阿木特梨（-50.65）、庫(kù)爾勒黃酸梨（-67.87）。

表5 8個(gè)新疆地方梨果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)綜合得分評(píng)價(jià)

2.4 新疆地方梨不同品種果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)聚類(lèi)分析

為了更加簡(jiǎn)捷直觀(guān)地看出果實(shí)品質(zhì)的優(yōu)劣，通過(guò)聚類(lèi)分析對(duì)新疆地方梨11項(xiàng)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行合并分組。如圖1所示，當(dāng)距離約為14時(shí)，11項(xiàng)指標(biāo)可以劃分為3類(lèi)。第1類(lèi)聚集了蛋白質(zhì)、維生素C、可溶性糖、可溶性固形物、糖酸比和水分含量；第2類(lèi)聚集了單果質(zhì)量和果形指數(shù)；第3類(lèi)聚集了果實(shí)硬度、石細(xì)胞和可滴定酸。結(jié)合相關(guān)性分析和因子分析結(jié)果可知，可溶性固形物與蛋白質(zhì)、水分含量、維生素C、可溶性糖和糖酸比之間存在非常高的相關(guān)性，因而可溶性固形物可以代表蛋白質(zhì)、維生素C、可溶性糖、糖酸比和水分含量在果實(shí)品質(zhì)中的信息；單果質(zhì)量與果形指數(shù)之間存在極顯著正相關(guān)，因而單果質(zhì)量可以代表果形指數(shù)在果實(shí)品質(zhì)中的信息；可滴定酸、硬度和石細(xì)胞三者間存在極顯著正相關(guān)，因而可滴定酸可以代表果實(shí)硬度和石細(xì)胞在果實(shí)品質(zhì)中的信息。綜上，最終確定了單果質(zhì)量、可溶性固形物和可滴定酸3項(xiàng)核心指標(biāo)，可以用來(lái)評(píng)價(jià)新疆梨果實(shí)綜合品質(zhì)的優(yōu)劣度。

圖1 新疆地方梨11個(gè)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)聚類(lèi)分析

3 結(jié)論與討論

新疆梨是我國(guó)梨產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，對(duì)我國(guó)梨核心種質(zhì)資源庫(kù)的構(gòu)建和梨育種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。新疆梨豐富的品種資源為梨育種提供了豐富的材料。但是，新疆梨代表品種僅有庫(kù)爾勒香梨，其余品種皆因品質(zhì)或者地域性限制等并未進(jìn)行規(guī)?；耘?。關(guān)于新疆地方梨果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的研究已有報(bào)道，但其側(cè)重點(diǎn)在于果實(shí)表型的鑒定[24]。本文側(cè)重點(diǎn)是對(duì)8個(gè)新疆地方梨果實(shí)的11項(xiàng)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)差異性比較和相關(guān)性分析，結(jié)果顯示，單果質(zhì)量和果形指數(shù)之間呈極顯著正相關(guān)，果實(shí)硬度與石細(xì)胞之間存在極顯著正相關(guān)。有研究表明，粗皮果中石細(xì)胞團(tuán)直徑、密度和含量較高，硬度大，可滴定酸含量高，可溶性固形物含量低，水分含量低[29]。說(shuō)明石細(xì)胞越多果肉越硬，木質(zhì)化嚴(yán)重，食用口感下降。與本文中奎克阿木特梨和庫(kù)爾勒黃酸梨研究結(jié)果相似。本研究中庫(kù)爾勒香梨蛋白質(zhì)和維生素C含量最高，這與前人研究結(jié)果相同；但維生素C測(cè)定結(jié)果與前人有差異[22]，推測(cè)可能與產(chǎn)地不同有關(guān)。指標(biāo)間的變異為選育新品種提供了更多選擇[30]。本文分析8個(gè)品種11項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的變異系數(shù)發(fā)現(xiàn)：可溶性固形物、維生素C、可溶性糖和可滴定酸的變異系數(shù)均大于10%，在品種選育時(shí)可以多加重視；變異系數(shù)最小的是果實(shí)水分含量，說(shuō)明各品種間水分含量大致相同，相對(duì)參考果實(shí)水分進(jìn)行品種選育無(wú)太大價(jià)值。

因子分析法從研究指標(biāo)相關(guān)矩陣內(nèi)的依存關(guān)系出發(fā)，追溯其原始信息，把一些具有重疊性的信息變量歸結(jié)為幾個(gè)不相關(guān)的綜合因子，再通過(guò)因子旋轉(zhuǎn)使得變量在降維后更容易得到解釋[31]。本文提取出3個(gè)公因子，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率高達(dá)91.580%，基本包含了果實(shí)品質(zhì)的全部信息。第一公因子中糖酸比、可滴定酸、可溶性糖、可溶性固形物、果實(shí)硬度、石細(xì)胞和水分含量等7個(gè)指標(biāo)主要反映了果實(shí)的食用口感。株選一號(hào)、霍城句句梨和庫(kù)爾勒香梨在第一公因子中排名前三，可作為以食用口感為目的梨育種的優(yōu)勢(shì)親本；第二公因子主要反映了果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，由蛋白質(zhì)和維生素C來(lái)決定，庫(kù)爾勒香梨、株選一號(hào)和庫(kù)爾勒黃酸梨在第二公因子中排名前三，可作為以營(yíng)養(yǎng)為目的梨育種的優(yōu)勢(shì)親本；第三公因子主要反映了果實(shí)的外觀(guān)品質(zhì)，決定得分高低的是單果質(zhì)量和果形指數(shù)，霍城冬黃梨、株選一號(hào)和庫(kù)爾勒香梨排名前三，可作為以果實(shí)外觀(guān)為目的梨育種的優(yōu)勢(shì)親本。通過(guò)因子分析，當(dāng)育種目標(biāo)確定時(shí)，可以更加精確地確定親本品種。采用聚類(lèi)分析對(duì)11項(xiàng)指標(biāo)的相似性和差異性進(jìn)行精確定量，確定各指標(biāo)間親疏關(guān)系并進(jìn)行聚類(lèi)，將11項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)劃分為3類(lèi)，結(jié)合相關(guān)性分析和因子分析，最終確定可溶性固形物、單果質(zhì)量和可滴定酸作為評(píng)價(jià)果實(shí)整體品質(zhì)的指標(biāo)。在品種選育時(shí)，可以通過(guò)單個(gè)品質(zhì)性狀對(duì)品種綜合品質(zhì)性狀進(jìn)行預(yù)測(cè)，提高育種效率。

果實(shí)品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)對(duì)梨育種、引種以及品種資源開(kāi)發(fā)利用等非常重要，科學(xué)、合理、全面的評(píng)價(jià)是梨產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和前提[32-33]。如育種工作者利用庫(kù)爾勒香梨的果實(shí)大小、果形、果皮顏色和品質(zhì)等農(nóng)藝性狀，選育出了玉露香、紅香酥、新梨系列等優(yōu)良品種[34]。因此，本研究結(jié)果可為新疆地方梨品種綜合評(píng)價(jià)和新品種選育提供參考。