秦巴山區(qū)20份野生美味獼猴桃果實品質(zhì)分析與綜合評價

沈 川，李 夏

(1.安康學院，陜西安康 725000；2.安康市農(nóng)業(yè)科學研究院，陜西安康 725000)

獼猴桃(Actinidiaeriantha)為雌雄異株的多年生落葉藤本果樹，距今已有100多年的人工馴化歷史。作為一種重要的果樹資源，獼猴桃從赤道(0°)至西伯利亞東部(50°N)均有分布，其中中國的秦嶺以南及橫斷山以東的地區(qū)為主要集中地，擁有極為豐富的種質(zhì)資源[1-2]。自20世紀開展全國獼猴桃資源普查以來，科研人員共培育出獼猴桃新品種(系)190多個，其中約有80%以上的品種來自野生選育及實生選種，如‘金魁’‘徐香’‘武植3號’等[3]，這些優(yōu)系往往因其分布、種類不同，而在抗性、單果質(zhì)量、養(yǎng)分含量等方面各有特色[4]。

安康市位于陜西省東南部，北依秦嶺，南靠巴山，漢水橫貫東西，氣候濕潤溫和，冬季寒冷少雨，夏季多雨多有伏旱，春暖干燥，秋涼濕潤并多連陰雨，四季特點明顯，境內(nèi)大巴山約占60%，秦嶺約占40%，海拔為170 m～2 964.6 m，是獼猴桃的最佳適生區(qū)之一。近年來，安康市農(nóng)科院通過農(nóng)戶尋訪及實地考察，共收集野生獼猴桃資源 310 份，其中美味獼猴桃(Actinidiadelicious)172 份，中華獼猴桃(Actinidiachinensis)95 份，軟棗獼猴桃(Actinidiaarguta)42 份。這些野生資源果實性狀表現(xiàn)差異明顯，需要建立一套科學合理的方法來進行綜合評價，進而確定利用方向。前人研究果實品質(zhì)多用因子分析和主成分分析，如王佳豪等[5]測定羊角脆類甜瓜的18個數(shù)量性狀指標，通過因子分析得知果實縱徑、肉厚率、硬度、總糖和可滴定酸可作為品質(zhì)評價的代表性指標；匡立學等[6]用因子分析測定不同蘋果品種果實的礦質(zhì)元素含量；鐘彩虹等[7]對獼猴桃不同品種(系)的果實性狀與其倍性的相關(guān)性進行主成分分析，牟紅梅等[8]也通過該方法評價煙臺地區(qū)西洋梨的果實品質(zhì)；同樣利用主成分分析方法的還有賀娜等[9]對云南主栽油橄欖品種果實品質(zhì)綜合評價，以及曲雪艷等[10]對野生毛花獼猴桃果實品質(zhì)的利用分析。除此之外，聚類分析方法在獼猴桃[11]、陸地棉[12]、茄子[13]等作物的數(shù)量指標方面的應用也日漸普遍。但是，關(guān)于野生美味獼猴桃這一資源的綜合評價目前鮮見報道。對此，本研究以安康地區(qū)采集的20份美味系獼猴桃果實為材料，測定單果質(zhì)量、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、維生素C含量、糖酸比和干物質(zhì)含量這6個品質(zhì)性狀指標，通過分析變異性、相關(guān)性、主成分和聚類分析進行綜合評價，旨在了解野生美味獼猴桃種質(zhì)資源多樣性，構(gòu)建獼猴桃果實品質(zhì)評價體系，為安康地區(qū)的特色獼猴桃品種選育奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 植物材料

試驗材料為陜西省安康市采集的野生美味獼猴桃資源。2018年秋季采集野生接穗高接于資源圃內(nèi)，2020年選取其中適應較好的20份材料，在實驗室對成熟果實進行品質(zhì)測定。

1.2 試驗方法

果實成熟期采摘測定果實品質(zhì)，20個株系做為20個處理，各處理選取2棵數(shù)，每棵數(shù)取東、南、西、北、中部5個果實，共10個樣品帶回實驗室做品質(zhì)測定。單果質(zhì)量采用天平稱量；可溶性固形物含量采用手持式糖度計測定[14]；可滴定酸含量采用酸堿滴定法測定[15]；維生素C含量采用 2,6-二氯靛酚滴定法測定[16]；糖酸比用手持糖酸一體機測定；干物質(zhì)含量用烘干法測定[17]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

通過Excel 2013 整理數(shù)據(jù)后，參照劉科鵬等[18]的方法利用SPSS Statistics 17.0 軟件進行數(shù)據(jù)相關(guān)性分析、主成分分析與聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 20份野生獼猴桃果實品質(zhì)性狀及差異分析

20份野生獼猴桃品質(zhì)性狀見表 1，其中pl17-09的平均單果質(zhì)量最大，達到92.578 g，sq17-04的平均單果質(zhì)量最低，只有71.382 g；pl17-06的可溶性固形物和可滴定酸含量均最大，分別為18.2%和1.38%；lg17-02的可滴定酸含量最低，只有 0.26%，但該材料的糖酸比最大，為53；不同材料的維生素C含量差異比較大，最高為pl17-06的220.43 mg/100g，最低是lg17-02的25 mg/100g，相差近9倍；干物質(zhì)方面，pl17-09的最高，達到28.28%，ns17-02的最低，只有15.21%。

表1 果實品質(zhì)性狀含量表現(xiàn)

對 20份野生獼猴桃的 6 個品質(zhì)性狀進行描述性統(tǒng)計，品質(zhì)性狀的變異情況如表 2所示。單果質(zhì)量、可溶性固形物、可滴定酸、糖酸比、維生素C及干物質(zhì)含量分別為71.38～92.58 g、10.50%～18.20%、0.26%～1.38%、12.10～53.00、25.00～220.43 mg/100g及12.51%～28.28%。分析變異系數(shù)可知，6個品質(zhì)指標變幅為：糖酸比>維生素C含量>可滴定酸含量>干物質(zhì)含量>可溶性固形物含量>單果質(zhì)量。其中，糖酸比的變異系數(shù)最大，維生素C含量次之，說明兩者的遺傳多樣性較高，在育種過程中可作為重要參考。然而，僅從含量分析很難綜合評判，因此，要進一步對各指標之間的相關(guān)性和主成分因子進行分析。

表2 果實品質(zhì)性狀變異分析

2.2 20份野生獼猴桃果實品質(zhì)性狀相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果表明，6個果實品質(zhì)性狀指標中，糖酸比與可滴定酸含量呈極顯著負相關(guān)；維生素C含量與可溶性固形物以及可滴定酸含量均呈顯著正相關(guān)。干物質(zhì)含量與其余指標之間相關(guān)性均不顯著(表3)。

表3 果實品質(zhì)性狀間的相關(guān)系數(shù)

2.3 20份野生獼猴桃果實品質(zhì)性狀的主成分 分析

主成分分析結(jié)果如表4所示，前3個成分貢獻率分別為37.145%、27.270%以及17.807%，累計達到82.222%，可代表6項性狀指標的基本信息，其中X1表示單果質(zhì)量，X2表示可溶性固形物，X3表示可滴定酸，X4表示糖酸比，X5表示維生素C含量，X6表示干物質(zhì)。根據(jù)因子旋轉(zhuǎn)后的載荷矩陣可知，主成分 1中特征向量負載高的有可滴定酸(0.960)、糖酸比(-0.877)與維生素C含量(0.653)，這些性狀均與果實口感有關(guān)，可稱為口感因子；主成分2中，可溶性固形物(0.850)與干物質(zhì)(0.639)的指標值較大，且與果實貯藏性有關(guān)，因此可稱為貯藏因子；主成分3中，單果質(zhì)量(0.918)的指標值最大，成為質(zhì)量 因子。

表4 果實品質(zhì)性狀的主成分分析

進一步計算變量，得到3個主成分Y1、Y2和Y3的表達式如下：

Y1=-0.079X1+0.023X2+ 0.641X3-0.599X4+0.412X5-0.232X6

Y2=0.493X1+0.557X2+0.050X3+ 0.154X4+0.465X5+0.452X6

Y3=-0.635X1+0.621X2-0.028X3+ 0.299X4+0.142X5-0.318X6

公式中的X1～X6為原始變量的標準分。

通過主成分得分，進行綜合評價得分Y=w1*Y1+w2*Y2，w1、w2即旋轉(zhuǎn)之前的方差貢獻率，最終得到表5。

表5 果實品質(zhì)性狀的綜合得分

2.4 20份野生獼猴桃果實品質(zhì)性狀的聚類分析

采用離差平方和法對 20 份野生獼猴桃品質(zhì)性狀進行聚類分析，并對類群的平均值進行統(tǒng)計(表6)。圖1顯示，在距離為15的時候，20份獼猴桃品質(zhì)被聚為3個類群。

圖1 品質(zhì)性狀聚類分析圖

表6 不同類群材料的主要性狀

類群Ⅰ只有一個材料pl17-06，其可溶性固形物、可滴定酸和維生素C平均含量均屬最高，糖酸比最低，綜合表現(xiàn)為口感偏酸且果實較小，適合加工利用。

表類群Ⅱ包含7份材料，分別為lg17-02，pl17-08，pl17-04，sq17-02，pl17-01，pl17-10和sq17-03，類群特點是果質(zhì)量適中，糖酸比平均值最高，可作為即食品種發(fā)展。

類群Ⅲ主要包括12份材料，分別是pl17-03，pl17-07，ns17-02，sy17-01，sq17-04，ns17-01，sq17-05，pl17-09，lg17-01，pl17-02，pl17-05，sq17-01，特點是平均單果質(zhì)量最大，但干物質(zhì)含量低，后期育種過程中應注意提高貯藏性。

3 結(jié)論與討論

獼猴桃屬植物的絕大多數(shù)類群原產(chǎn)地均在中國，文字記載已超過2 000 a[19]，在秦嶺巴山一帶有著極其豐富的種質(zhì)資源儲備量，合理利用野生獼猴桃創(chuàng)制育種資源和優(yōu)異品種具有重要價值[20]。本研究對安康地區(qū)的20份美味野生獼猴桃果實品質(zhì)性狀進行評價分析，結(jié)果顯示這些材料的品質(zhì)性狀差異明顯，變異系數(shù)從6.95%到50.61%不等，以糖酸比的變異系數(shù)最大，說明這些果實在食用口感上差異最明顯，且不同材料的遺傳多樣性較豐富，可為今后的育種工作提供參考依據(jù)[21]。相關(guān)性分析結(jié)果表明，6個果實品質(zhì)性狀指標中，糖酸比和可滴定酸含量呈極顯著負相關(guān)，說明獼猴桃風味的形成與酸度密切相關(guān)，這點張鑫等[22]也有所論證，因此，獼猴桃種植應注意降酸栽培，在果實轉(zhuǎn)糖時期預防高溫和病蟲害影響，保障果實品質(zhì)。維生素C含量和可溶性固形物、可滴定酸含量均呈顯著正相關(guān)，說明這3種成分的變化趨勢一致，該結(jié)果與李躍紅等[23]、蔣昭瓊等[24]的研究一致。相關(guān)性分析說明，在育種過程中，應結(jié)合選育目標綜合考慮果實內(nèi)質(zhì)成分間的相互影響，對于鮮食品種，建議高糖中酸，如lg17-02；對于加工品種，則可選擇特異性明顯的，如pl17-06，高酸低糖，口味不佳，但維生素C含量和可溶性固形物含量都較高。主成分分析法是將原先多個變量去除關(guān)系緊密的變量，建立盡可能少的不相關(guān)的新變量，且新變量能保持原有信息的一種統(tǒng)計分析方法[25]。近年來，該方法在獼猴桃[26]、石榴[27]、葡萄[28]、梨[29]等果樹上都有所運用，本研究通過主成分分析法將6個指標簡化為3個主成分，累計貢獻率達到82.222%，可代表材料的基本信息。其中，因子1為口感因子，在品質(zhì)評價中起著最為重要的作用，因子2為貯藏因子，因子3為質(zhì)量因子，這在之后的聚類分析中也有所體現(xiàn)，類群Ⅰ特點是耐儲性較差，類群Ⅱ特點是口感偏酸，類群Ⅲ的特點是單果質(zhì)量大。結(jié)合主成分綜合得分可知，20份野生材料中，綜合排名靠前的pl17-07、ns17-02和pl17-06，可確定為篩選美味系優(yōu)良獼猴桃的目標株系。

目前，獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在著主流栽培品種單一、細菌性潰瘍病危害嚴重的制約因素，想要解決好品種問題，有效發(fā)掘和利用獼猴桃野生種質(zhì)資源顯得尤為重要。自然界中的獼猴桃屬植物在長期進化過程中產(chǎn)生了大量的遺傳變異和特異基因，這些都為育種工作提供了豐富的材料基礎(chǔ)，在此前提下，合理科學地評價果實品質(zhì)，精準有效地發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)制、利用優(yōu)異資源，對獼猴桃產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。