五類不同果色番茄種質資源品質分析

婁茜棋，梁 燕

(西北農林科技大學 園藝學院，陜西 楊凌 712100)

番茄(Solanumlycopersicum)俗稱西紅柿、洋柿子，起源于南美洲[1]。因其豐富的營養(yǎng)品質、多汁鮮美的風味廣受消費者喜愛。然而，番茄商品育種因長期追求高產、高抗，導致果實顏色和優(yōu)勢性狀單一[2]。此外，隨著消費者生活水平提高，普通型紅、粉果番茄不能滿足新需求，選育顏色多樣且品質優(yōu)良的番茄種質是當前需要努力的方向[3]。

趙建濤等[4]比較紅色和粉色櫻桃番茄的品質特性差異，發(fā)現(xiàn)紅色櫻桃番茄風味與營養(yǎng)品質更佳，具有更好的口感。薛坤等[5]研究了5種不同果色櫻桃番茄營養(yǎng)物質積累的差異，感官評價表明消費者更喜愛橘黃果，但在品質分析中橘黃果較紅果番茄產量、番茄紅素含量低。常培培等[6]研究表明，紅、粉、紫果品種富含番茄紅素，棕、紫果品種富含抗壞血酸。李洪磊等[7]研究表明，綠果番茄品種最佳，黃果番茄品種最差。從上述研究中可以看出，果實顏色與品質間存在一定關聯(lián)。為了探究果實顏色與性狀間的關聯(lián)，探索不同果色番茄的性狀差異，本研究具體分析商品品質、感官品質、營養(yǎng)品質等17個主要性狀的變異特征、材料性狀間的相關性，并進行聚類分析，劃分品質相似的類群以凸顯不同果色材料間品質性狀差異，以期為挖掘不同果色番茄種質資源提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

普通番茄(Solanumlycopersicum)材料共83份，其中紅果材料35份(包含紅、紅綠條紋)，粉果材料16份，橘黃果材料26份(包含橘黃、黃色、黃綠條紋)，棕果材料3份，紫果材料3份。種質信息與來源整理于表1中。所有試驗材料由西北農林科技大學園藝學院番茄育種課題組提供。

表1 番茄種質材料信息

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

本試驗在陜西省咸陽市楊凌區(qū)新天地農業(yè)科技示范園長50 m、寬10 m大棚內進行。2021年1月17日播種，穴盤育苗，3月22日定植，每份材料定植10株，株行距30 cm×45 cm。田間栽培管理同常規(guī)。

1.2.2 指標測定

隨機從每份材料不同植株的同一果穗取5個果，進行性狀指標測定，設3次重復。測定17個品質性狀指標，包括商品性狀：果實顏色、果梗洼、果實縱徑、果實橫徑、果柄長度、果型指數(shù)、果實形狀、果實硬度、心室數(shù)和單果重；感官品質性狀：果肉厚、可溶性固形物含量、總糖含量、總酸含量和糖酸比；營養(yǎng)性狀：番茄紅素含量、維生素C(VC)含量。其中，番茄紅素含量的測定采用紫外-可見分光光度法；VC含量測定采用鉬藍比色法[8]；可溶性總糖含量的測定采用硫酸蒽酮法[9]；總酸含量、可溶性固形物含量的測定采用糖酸一體機測定；其他指標參照《番茄種質資源描述規(guī)范和數(shù)據標準》[10]進行測定。

1.3 數(shù)據處理

采用Excel 2007和SPSS 20.0軟件進行數(shù)據統(tǒng)計與分析，進行變異特征分析。分析數(shù)據連續(xù)性和動態(tài)分布，利用Pearson相關系數(shù)分析性狀間相關性，用Origin軟件制作相關性熱圖。標準化處理數(shù)據，基于歐式距離運用系統(tǒng)聚類法進行聚類分析。采用數(shù)值編碼方式處理描述性性狀數(shù)據(表2)。

表2 供試番茄描述型品質性狀賦值

2 結果與分析

2.1 品質性狀變異特征

變異系數(shù)是反映不同果色材料變異程度的重要指標。對83份不同果色番茄材料進行統(tǒng)計分析，結果表明，不同果色性狀間表現(xiàn)出不同程度的多樣性(表3)。

2.1.1 商品性狀

商品品質性狀包括果實顏色、果梗洼、果實縱徑、果實橫徑、果柄長度、果型指數(shù)、果實形狀、果實硬度、心室數(shù)和單果重。紅果番茄材料商品性狀中變異系數(shù)最大的為單果重(101.05%)，接下來依次為心室數(shù)(54.78%)、果梗洼大小(53.27%)、果實縱徑(45.88%)、果實形狀(43.38%)、果實硬度(41.96%)、果實橫徑(40.38%)，這7個性狀的變異系數(shù)均在40%以上，表明這7個性狀變異幅度大，改良空間大；果型指數(shù)和果柄長度的變異系數(shù)分別為31.06%、29.65%，其變異幅度小，性狀雖趨于穩(wěn)定但仍有一定改良潛力。粉果番茄材料商品性狀中變異系數(shù)大于40%的性狀為單果重(63.83%)和果實硬度(47.80%)，果梗洼大小、果實形狀、果實縱徑、果實橫徑、果柄長度和心室數(shù)的變異系數(shù)介于25%～40%，果型指數(shù)變異系數(shù)最低，僅12.57%，說明粉果番茄中大多數(shù)商品性狀趨于穩(wěn)定，遺傳改良潛力并不大，尤其是果形指數(shù)的變化范圍小，遺傳穩(wěn)定。橘黃果番茄材料商品性狀中變異系數(shù)最大的性狀為單果重(106.11%)，變異系數(shù)大于40%的性狀還有果梗洼大小(67.80%)、果柄長度(63.01%)、心室數(shù)(51.03%)、果實橫徑(46.78%)、果實硬度(40.70%)，這些性狀有較大的遺傳改良空間；其余性狀如果實縱徑、果實形狀、果型指數(shù)的變異系數(shù)也均大于25%，仍有改良的潛力。棕果番茄材料商品性狀中中變異系數(shù)大于40%的性狀為單果重(56.91%)、果實形狀(51.43%)和果實硬度(51.02%)，25%<變異系數(shù)<40%的性狀有心室數(shù)、果梗洼大小、果實橫徑，變異系數(shù)小于25%的性狀有果實縱徑、果柄長度、果型指數(shù)。紫果番茄材料商品性狀中僅果實硬度變異系數(shù)大于25%，其他性狀的變異系數(shù)均小于25%，遺傳改良空間小。

2.1.2 感官品質性狀

感官品質性狀包括果肉厚、可溶性固形物含量、總糖含量、總酸含量和糖酸比。紅果番茄材料感官品質性狀中變異系數(shù)大于40%的為果肉厚(42.53%)，變異系數(shù)介于25%～40%的性狀為總糖含量、總酸含量、糖酸比，變異系數(shù)最小的性狀為可溶性固形物含量(24.28%)。粉果番茄材料感官品質性狀的變異系數(shù)均小于40%，其中變異系數(shù)大于25%的性狀為總酸含量、糖酸比、果肉厚、總糖含量，變異系數(shù)最小的性狀為可溶性固形物含量(20.31%)。橘黃果番茄材料感官品質性狀中變異系數(shù)大于25%的性狀為果肉厚、總糖含量、總酸含量、糖酸比，變異系數(shù)最小的性狀為可溶性固形物含量(24.49%)。棕果番茄材料感官品質性狀中變異系數(shù)由大到小為總糖含量(29.16%)、總酸含量(23.79%)、可溶性固形物含量(21.30%)、果肉厚(20.15%)、糖酸比(7.13%)。其中總糖含量和總酸含量變異系數(shù)均在25%界限左右，但棕色番茄材料的糖酸比變異系數(shù)僅為7.13%，這表明棕色番茄材料的糖酸比性狀較為穩(wěn)定，總糖含量和總酸含量的改良方向具有一致性。紫果番茄材料感官品質性狀的變異系數(shù)均小于40%，變異系數(shù)大于25%的性狀依次為總酸含量(39.92%)、糖酸比(37.48%)、總糖含量(27.36%)，變異系數(shù)小于25%的性狀為果肉厚和可溶性固形物含量。綜上可以看出，紅果、橘黃果的感官性狀變異系數(shù)大于其他果色番茄材料，具有較大的改良空間。

2.1.3 營養(yǎng)品質性狀

營養(yǎng)品質性狀包括番茄紅素含量和VC含量。紅果番茄材料番茄紅素和VC含量的變異系數(shù)分別為99.87%和46.21%，粉果番茄材料分別為49.53%和82.27%，橘黃果番茄材料分別為91.64%和34.76%，棕果番茄材料為20.82%和8.39%，紫果番茄材料中分別為54.65%和22.91%?？梢姡毓淹?，其余果色材料的營養(yǎng)性狀均存在較大變異幅度，可為篩選優(yōu)質番茄資源提供更廣的選擇空間。

2.2 品質性狀相關性

對83份不同果色番茄材料的主要品質性狀進行相關性分析，結果(表4)表明，感官性狀中可溶性固形物含量與總糖含量、總酸含量均呈極顯著正相關，與果肉厚呈極顯著負相關；總糖含量與總酸含量、糖酸比呈極顯著正相關。商品性狀中，果梗洼大小和單果重均與果實縱橫徑呈極顯著正相關，商品果橫徑與果型指數(shù)、果實形狀呈顯著負相關，果實顏色與果型指數(shù)呈極顯著負相關，說明果實顏色越鮮艷，果實的果型指數(shù)越小。營養(yǎng)性狀中番茄紅素與VC含量間相關性不顯著，但果實顏色與番茄紅素呈極顯著正相關，番茄紅素含量與可溶性固形物含量呈顯著正相關，這也說明番茄紅素含量差異不僅和果實營養(yǎng)物質高低有關，也影響著不同番茄的果色。果梗洼大小、果實縱橫徑、單果重均與可溶性固形物含量呈極顯著負相關；果梗洼大小、單果重均與VC含量、總糖含量呈顯著負相關；果實縱徑與番茄紅素呈顯著負相關，以上結果表明，果實大可能會對果實內在品質有負向作用。綜上，果實顏色與番茄紅素含量、可溶性固形物含量存在一定相關性，所以果實顏色對果實內在品質有一定影響。

表4 五類不同果色番茄種質資源品質性狀相關性

2.3 聚類分析

為更好地認識不同果色番茄種質資源材料的品質性狀關系，根據觀測的17個品質性狀，在歐式距離9.5處將83份番茄材料聚為8類(圖1)。Ⅰ類有46份材料，包含15份紅果、20份橘黃果、10份粉果和1份紫果材料，Ⅰ類番茄總體上番茄紅素含量低，糖酸比較高，硬度較大。Ⅱ類有7份材料，6份為紅果材料，1份為橘黃果材料，果實均為扁圓形，果柄長，硬度大，該類群材料可作為培育耐貯運番茄的材料。Ⅲ類有2份材料，分別為橘黃果和紅果，商品果縱徑和橫徑大，單果重大，果肉厚，營養(yǎng)品質低于其他類群。Ⅳ類有9份材料，分別4份紅果、3份粉果、1份橘黃果和1份棕果，均為大果型，果梗洼大，果柄較長，硬度低，可溶性固形物含量低，總糖含量低，綜合品質差。Ⅴ類有3份材料，均為小果型橘黃果，果梗洼小，番茄紅素含量低，可溶性固形物含量高，總糖含量高，總酸低，糖酸比高，風味品質表現(xiàn)更好，因此這類群可作為口感型優(yōu)良種質。Ⅵ類有13份材料，9份紅果、2份棕果、1份紫果和1份橘黃果，果實硬度、可溶性固形物含量、總糖含量、糖酸比和VC含量均較高，整體表現(xiàn)居中。Ⅶ類僅1份材料，為中果型粉紅果實，果實圓正，單果重較大，硬度較高，VC含量高，在外觀和營養(yǎng)性狀方面表現(xiàn)較好，對于該類番茄應該進一步挖掘它的潛在特性。Ⅷ類有2份材料，1份紅果和1份紫果，小果型，果肉厚度小，心室數(shù)少，VC含量和番茄紅素含量高，營養(yǎng)性狀高于其他類群，可作為功能型的不同果色種質材料。以上結果可為發(fā)掘不同果色優(yōu)質種質資源提供一定參考。

P1～P83為番茄種質的編號，同表1。

3 討論

番茄果實顏色豐富，主要原因是類胡蘿卜素含量的組成差異[11]。果實成熟過程中，類胡蘿卜素代謝途徑中基因編碼的酶通過調控和積累代謝產物來決定果實色澤[12]，主要的調控方式是通過積累和裂解番茄紅素、β-胡蘿卜素等物質[13]。前人研究結果表明，番茄紅素含量和可溶性固形物含量呈極顯著正相關[14]；在番茄果實中干擾LYCB基因，使得紅果和黃果番茄的番茄紅素含量增加、β-胡蘿卜素含量顯著降低，可溶性固形物含量、糖酸比等風味品質顯著提高[15]；番茄中過表達SLCCD1A基因能直接裂解多種類胡蘿卜素，從而使果實感官品質顯著提高[16]。這與本試驗果實顏色與番茄紅素呈顯著正相關、番茄紅素與可溶性固形物含量呈顯著正相關結果一致，因此判斷果實顏色與可溶性固形物含量也存在一定程度的相關性，這三者之間可能存在相互聯(lián)系的調控途徑。本研究中橘黃果雖然番茄紅素含量低，但各項品質均高于其他材料，可能由于橘黃果中β-胡蘿卜素含量豐富，而β-胡蘿卜素與果實品質有著密切聯(lián)系[16-17]。

根據育種目的劃分的番茄材料功能類群，能更加直觀反映品質差異，可有效提高番茄品質育種的前期工作效率。聚類分析中將遺傳背景比較接近的不同果色、相同果型的材料聚在一類[18]。本研究中Ⅱ類群的6份紅果、1份橘黃果材料具有耐貯運特性；Ⅴ類群均為橘黃色果實，可溶性固形物含量、總糖含量和糖酸比均很高，這些性狀均影響著果實口感，此類群材料為口感型種質；Ⅷ類群包含1份紅果和1份紫果材料，具有更高的番茄紅素含量、VC含量，所以在營養(yǎng)性狀方面更加優(yōu)異。而Ⅲ、Ⅳ類群材料的綜合品質表現(xiàn)差，大部分性狀變異系數(shù)幅度也較小，缺乏多樣性，改良潛力較小。本文僅1年的試驗數(shù)據，后期可進行多年試驗，消除環(huán)境因素對試驗結果的影響。果實顏色、類胡蘿卜素含量與品質間的聯(lián)系可結合分子技術等手段進一步研究[19]，為番茄品質改良與育種提供更科學和可靠的依據。