云南14個砂梨品種(資源)果實品質(zhì)差異的綜合評價

郭欣欣,舒 群,劉春秀,馬偉榮,何英云

(1 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所,昆明,650205;2 云南大學(xué)資源植物研究院,昆明,650205;3 紅河哈尼族彝族自治州經(jīng)濟作物技術(shù)推廣站,云南紅河,661400)

砂梨是中國最常見的四大梨栽培種(砂梨、白梨、秋子梨、新疆梨)之一,在我國南方栽培廣泛[1]。云南是砂梨起源中心之一,梨栽培歷史悠久,且種植廣泛。繼柑桔、杧果、蘋果、香蕉之后,梨是云南第五大水果產(chǎn)業(yè)[2]。云南砂梨種植面積達2.57 萬hm2(38.5萬畝),占云南梨總種植面積的40.2%。篩選并推廣種植品質(zhì)優(yōu)異的品種,是確保云南砂梨產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)工作。為了更加科學(xué)、準(zhǔn)確和全面地對云南砂梨品種(資源)進行篩選和評價,筆者在云南收集14個砂梨品種(資源)的果實為試驗材料,測定單果質(zhì)量、橫徑、縱徑、果形指數(shù)、硬度、可溶性固形物、維生素C、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比和固酸比等11項主要品質(zhì)指標(biāo),然后進行變異分析、主成分分析以及綜合評價。

1 材料與方法

1.1 材料研究材料取自云南省昆明市、安寧市、瀘西縣、開遠市、蒙自市、硯山縣、大理市和巍山縣,成熟期采集果實,每個品種(資源)20個果實。采集的14個砂梨品種(資源)為美人酥、滿天紅、彩云紅、云紅梨1號、富源黃梨、它皮梨、長沖梨、寶珠梨、魯沙梨、葫蘆梨、火把梨、巍山紅雪梨、大理玉香梨和麥地灣梨。

1.2 方法供試果實采回后,用電子天平稱量單果質(zhì)量。用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測量縱徑和橫徑,縱徑和橫徑之比為果形指數(shù)。果實去皮后用硬度計(HPE II Fff,德國,5 mm探頭)測定果實硬度。果實可溶性固形物用手持糖度折射儀(Atago? PAL-1,日本)測定,維生素C采用2,6-二氯靛酚滴定法測定[3],可溶性糖采用蒽酮硫酸比色法[4]測定,可滴定酸采用NaOH滴定法測定。糖酸比為可溶性糖含量與可滴定酸含量比值,固酸比為可溶性固形物含量與可滴定酸含量比值。

1.3 數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0軟件進行主成分分析和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實品質(zhì)變異14個品種(資源)的果實見圖1,品質(zhì)指標(biāo)測定結(jié)果見表1。糖酸比的變異系數(shù)最大,為69.54%;可滴定酸、維生素C、單果質(zhì)量、固酸比的變異系數(shù)較大,分別為45.83%、48.6%、54.06%和62.48%,均大于40%;可溶性糖的變異系數(shù)為20.2%;可溶性固形物、果形指數(shù)、果實橫徑、果實縱徑的變異系數(shù)較小,均低于20%;硬度的變異系數(shù)最小,為12.94%。

表1 云南14個砂梨品種(資源)果實的品質(zhì)

圖1 云南14個砂梨品種(資源)的果實

2.2 果實品質(zhì)主成分對14個砂梨品種(資源)果實品質(zhì)的11項指標(biāo)進行主成分分析,共提取到4個主成分,累積貢獻率達到了89.423%,且特征值均大于1。主成分1的貢獻率最高,為46.563%,特征值為5.122,說明主成分1在分析評價中起主導(dǎo)作用。在主成分1中,單果質(zhì)量、果實縱徑、果實橫徑、糖酸比、固酸比和可滴定酸載荷值較高,除可滴定酸外,其余5個指標(biāo)對主成分1產(chǎn)生正向影響。主成分2的貢獻率為20.383%,特征值為2.242,主要由可溶性糖、可溶性固形物、維生素C和果形指數(shù)產(chǎn)生正向影響。第3主成分貢獻率為13.225%,特征值為1.455,主要由果形指數(shù)產(chǎn)生正向影響。第4主成分貢獻率為9.252%,特征值為1.018,主要由硬度產(chǎn)生正向影響(見表2)。

表2 云南砂梨品種(資源)果實品質(zhì)主成分的特征向量、特征值及貢獻率

2.3 果實品質(zhì)綜合評價在計算得到各品種的各主成分得分(Zi)的基礎(chǔ)上,以各主成分貢獻率占比(主成分1、主成分2、主成分3和主成分4分別為0.521、0.228、0.148和0.103)為權(quán)重,由對應(yīng)主成分得分(Zi)加權(quán)求和得到果實品質(zhì)綜合得分(Z綜合),其函數(shù)為Z綜合=0.521Z1+0.228Z2+0.148Z3+0.103Z4。綜合得分?jǐn)?shù)值越大,綜合品質(zhì)越好。14個品種果實品質(zhì)綜合得分為長沖梨>寶珠梨>魯沙梨>麥地灣梨>大理玉香梨>彩云紅>富源黃梨>巍山紅雪梨>云紅梨1號>火把梨>美人酥>它皮梨>葫蘆梨>滿天紅(見表3)。

表3 供試砂梨品種(資源)果實品質(zhì)基于11項指標(biāo)主成分分析的綜合評價

2.4 聚類分析通過系統(tǒng)聚類分析法對14個云南砂梨品種進行Q型聚類分析,結(jié)果如圖2。在歐氏距離為3時,可將14個砂梨品種分為3類。第1類包括滿天紅、火把梨、美人酥、云紅梨1號、彩云紅、魯沙梨、它皮梨、大理玉香梨、富源黃梨、麥地灣梨和葫蘆梨,此類果實果形指數(shù)相似、可溶性固形物含量較高。第2類包括寶珠梨、巍山紅雪梨,該類果實單果質(zhì)量較大,果形近圓。第3類包括長沖梨,該類果個大。3類的區(qū)別主要在于單果質(zhì)量,第1類平均單果質(zhì)量為246.3 g,第2類平均單果質(zhì)量為504.0 g,第3類單果質(zhì)量為781.0 g。

圖2 云南14個砂梨品種基于果實品質(zhì)的Q型聚類譜系

對11個品種指標(biāo)進行R型聚類,結(jié)果見圖3。在歐氏距離為14時,可將11個品種指標(biāo)分為4類。第1類包括糖酸比、固酸比、單果質(zhì)量、果實橫徑和果實縱徑,此類與主成分1中荷載值較高的指標(biāo)對應(yīng),與果實大小和風(fēng)味有關(guān)。第2類包括果形指數(shù)、維生素C、可溶性固形物、可溶性糖,此類與主成分2和主成分3中荷載值較高的指標(biāo)對應(yīng),與果實形狀和內(nèi)在品質(zhì)有關(guān)。第3類為硬度,在主成分4中載荷值較高。第4類為可滴定酸。由此認(rèn)為,在云南砂梨果實品質(zhì)比較評價中,最主要指標(biāo)是單果質(zhì)量、果實橫徑、果實縱徑、糖酸比、固酸比和可滴定酸。

圖3 云南砂梨11個品質(zhì)指標(biāo)的R型聚類譜系

3 討論與結(jié)論

云南地方砂梨品種(資源)較多,具有豐富的物種多樣性和遺傳多樣性。分析種質(zhì)資源間的遺傳多樣性對構(gòu)建核心種質(zhì)資源庫具有重要意義[5-6]。變異系數(shù)能反應(yīng)種質(zhì)間個體差異,數(shù)值越大,種質(zhì)間差異越大[7]。本研究發(fā)現(xiàn),14個供試云南砂梨品種(資源)各品質(zhì)指標(biāo)按變異系數(shù)大小排序為糖酸比(69.54%)>固酸比(65.48%)>單果質(zhì)量(54.06%)>維生素C(48.6%)>可滴定酸(45.83%)>可溶性糖(20.2%)>果實縱徑(17.88%)>果實橫徑(17.44%)>果形指數(shù)(13.3%)>可溶性固形物(13.02%)>硬度(12.94%)。供試14個砂梨品種果實品質(zhì)存在較大差異,尤其是糖酸比、固酸比和單果質(zhì)量差異明顯。梨果實風(fēng)味與糖酸含量關(guān)系密切,固酸比反映果實口感[8]。單果質(zhì)量是衡量果實大小的重要指標(biāo),也是決定產(chǎn)量的重要因素。因此,糖酸比、固酸比和單果質(zhì)量在云南砂梨品種選育中可作重點考慮指標(biāo)。

主成分分析是運用線性變化將多個變量簡化成少數(shù)綜合變量的一種統(tǒng)計分析方法,這些綜合變量能保留原有變量的大部分信息,且相互獨立[9-10]。聚類分析是根據(jù)樣品的多個測量指標(biāo),具體找出一些能夠度量樣品或指標(biāo)間相似程度的統(tǒng)計量,以這些統(tǒng)計量為依據(jù),把相似程度較大的樣品聚為一類[11]。兩者方法結(jié)合分析能夠科學(xué)地評價果實品質(zhì),已被用于獼猴桃[12]、夏橙[13]、南豐蜜桔[14]、杧果[15]等果樹果實品質(zhì)的評價。本試驗通過主成分分析發(fā)現(xiàn),在14個供試云南砂梨品種(資源)中,綜合得分排名前三的是長沖梨、寶珠梨和魯沙梨。結(jié)合Q型聚類分析可知這3個品種分屬3類,可滴定酸含量均較小。在主成分1中可滴定酸含量的載荷絕對值較高,有負(fù)向影響。結(jié)合R型聚類分析可知,單果質(zhì)量、果實橫徑、果實縱徑、糖酸比、固酸比和可滴定酸可作為云南砂梨品種(資源)果實品質(zhì)比較的主要指標(biāo)。

綜上所述,在果實品質(zhì)方面,長沖梨、寶珠梨和魯沙梨是云南砂梨的代表性品種(資源),長沖梨代表高糖酸比和固酸比的大果品種(資源),寶珠梨代表糖酸比、固酸比中等的中果品種(資源),魯沙梨代表低糖酸比和固酸比的小果品種(資源)。產(chǎn)量、抗病性、耐貯性及地區(qū)適應(yīng)性等是影響砂梨品種(資源)種植效益的重要因素。因此,全面評價云南砂梨品種(資源),除了果實品質(zhì)評價外,還應(yīng)結(jié)合豐產(chǎn)性、抗逆性等多種指標(biāo)進行評價[16]。