50份中國櫻桃品種資源的果實質(zhì)地品質(zhì)評價

馬藍 陳隆隆 馬艷 田泰 劉針杉 周荊婷 涂紅霞 王旨意 王浩 陳清 王小蓉 王燕

關(guān)鍵詞： 中國櫻桃；果實質(zhì)地；質(zhì)地多面分析法；相關(guān)性分析；主成分分析

中圖分類號： S662.5?? 文獻標識碼： A?? 文章編號： 1000-4440（2023）07-1613-04

Evaluation of fruit texture of 50 Chinese cherry [Cerasus pseudocerasus （Lindl.） G.Don] germplasm resources

MA Lan1，2， CHEN Long-long1， MA Yan1，2， TIAN Tai1，2， LIU Zhen-shan1，2， ZHOU Jing-ting1，2， TU Hong-xia1，2， WANG Zhi-yi1，2， WANG Hao1，2， CHEN Qing1， WANG Xiao-rong1，2， WANG Yan1，2

（1.College of Horticulture， Sichuan Agricultural University， Chengdu 611130， China;2.Institute of Pomology and Olericulture， Sichuan Agricultural University， Chengdu 611130， China）

Key words： ?Chinese cherry [Cerasus pseudocerasus （Lindl.） G.Don];fruit texture;texture profile analysis;correlation analysis;principal component analysis

中國櫻桃[Cerasus pseudocerasus （Lindl.） G.Don]，俗稱櫻桃、小櫻桃，為薔薇科（Rosaceae）李亞科（Prunoideae）櫻屬（Cerasus Mill.）植物，是起源于中國的特色核果類果樹，已有3 000余年的栽培歷史[1]。中國櫻桃具有早花早熟習(xí)性和高觀賞價值，果實風(fēng)味濃郁，兼具營養(yǎng)和保健價值，素有“果中珍品”和“春果第一枝”的美譽[2]。此外，中國櫻桃適應(yīng)性廣，抗逆性強，能夠適應(yīng)多種環(huán)境和氣候條件，在當(dāng)前的鄉(xiāng)村振興和都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中具有重要地位和作用[3-4]。

果實質(zhì)地是衡量果實品質(zhì)的重要指標之一[5-6]，與貯藏、運輸和加工等密切相關(guān)[7]。果蔬組織狀態(tài)特性的評價方法包括對果實質(zhì)地品質(zhì)的人工感官評價和儀器分析檢測。相較于感官評價，使用儀器分析果實質(zhì)構(gòu)具有更高的精確度、靈敏度和客觀性[8-9]。質(zhì)構(gòu)儀檢測是目前應(yīng)用較多的質(zhì)地評價方法，測試模式包括質(zhì)地多面分析法（TPA）、穿刺、剪切和壓縮等，在水果和蔬菜領(lǐng)域較多采用TPA和穿刺2種方法。其中，TPA法是通過機械模擬人類口腔咀嚼運動，對測試樣品進行2次壓縮，借助力學(xué)測定樣品的硬度、黏附性、內(nèi)聚性、彈性、咀嚼性、脆性等[10-12]與質(zhì)地相關(guān)的參數(shù)。這種方法能更客觀準確地反映果實的質(zhì)地品質(zhì)特征[13-15]。

近年來，中國櫻桃的市場需求日益擴大，種植面積和產(chǎn)量不斷增加。但中國櫻桃果實果皮較薄，不耐儲運，已成為當(dāng)前制約其產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展的瓶頸之一。目前，關(guān)于中國櫻桃果實質(zhì)地品質(zhì)評價的研究報道較少。因此，評價分析中國櫻桃果實質(zhì)地品質(zhì)，對于耐貯運中國櫻桃新品種的選育以及果品運輸貯存具有重要意義。本研究擬通過物性分析儀測定50份中國櫻桃品種資源成熟果實的質(zhì)地品質(zhì)，對果實質(zhì)地參數(shù)進行相關(guān)性和主成分分析，旨在為高品質(zhì)中國櫻桃品種選育及采后貯運等提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

本研究試驗材料包括33份中國櫻桃代表性地方種質(zhì)和17份中國櫻桃雜種種質(zhì)（表1）[16]，栽植在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研發(fā)基地（成都）的簡易避雨大棚內(nèi)，各株系均已穩(wěn)定結(jié)果3～5年。其間進行常規(guī)水肥管理，無疏花、疏果或套袋等處理措施。

1.2 試驗方法

于2021年4月，采集樹冠外圍成熟度一致的中國櫻桃果實進行質(zhì)地品質(zhì)測定，每個單株至少采集10個果實。TPA試驗參考楊玲等[17]的方法，采用TMS-Pilot物性分析儀P/50探頭（直徑50 mm）在中國櫻桃果實的縫合線部位進行TPA試驗。測試參數(shù)如下：測試速度50 mm/min，果實受壓形變量25%，2次壓縮停頓時間5 s，觸發(fā)力0.375 g。由質(zhì)地特征曲線獲得中國櫻桃果實質(zhì)地參數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2017、GraphPad Prism 6.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計及作圖，使用SPSS 22.0軟件進行差異顯著性分析、相關(guān)性分析、主成分分析及聚類分析。試驗數(shù)據(jù)采用3次重復(fù)的平均值和標準誤差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 中國櫻桃果實質(zhì)地參數(shù)

6個果實質(zhì)地參數(shù)在中國櫻桃種質(zhì)間差異較大，變異系數(shù)范圍為19.50%～70.61%，其中咀嚼性的變異系數(shù)最大（70.61%），內(nèi)聚性的變異系數(shù)最?。?9.50%）。

硬度反映中國櫻桃果實在受外力作用下發(fā)生形變所需要的屈服力大小。中國櫻桃果實硬度為1.41～9.80 N，平均值為3.80 N，變異系數(shù)為43.91%。其中HF和雜種種質(zhì)HP1403、NH554、HP445和HP155的果實硬度均大于5.50 N，以NH554最大（9.80 N）；LiY5、YJ、ZeZ9、TH2、355和LaY5 6份種質(zhì)的果實硬度均小于2.00 N，LiY5最?。?.41 N）。

黏附性反映咀嚼果肉時口腔克服果肉表面吸引力所需的能量。中國櫻桃果實的黏附性為0.082 9～0.202 1 MJ，平均值為0.130 0 MJ，變異系數(shù)為23.12%。其中HC、YJ、355、391的果實黏附性均大于0.180 0 MJ，以391黏附性最大（0.202 1 MJ）；HP390、HP155、NH554、HP445、HP1403的果實黏附性均小于0.100 0 MJ，HP1403黏附性最?。?.082 9 MJ）。

內(nèi)聚性反映果實保持完整性的能力，指當(dāng)果實為抵抗擠壓（咀嚼）破壞自身完整性而表現(xiàn)出的內(nèi)部凝聚力。中國櫻桃果實內(nèi)聚性為0.18～0.40 Ratio（比率），平均值為0.30 Ratio，變異系數(shù)為19.50%，以HYHZZ的內(nèi)聚性最大（0.40 Ratio），XC2的內(nèi)聚性最?。?.18 Ratio）。

彈性是果實經(jīng)第1次壓縮變形，去除外力后所能恢復(fù)原有完整性的能力。中國櫻桃果實彈性為0.60～2.43 mm，平均值1.73 mm，變異系數(shù)為27.19%。其中HF、BJ4以及雜種種質(zhì)NH567和NH968的彈性均大于2.30 mm，以HN968的彈性最大（2.43 mm）；LiY5、XC2、ZeZ9的彈性均小于1.00 mm，XC2、ZeZ9的彈性最?。?.60 mm）。

咀嚼性反映果實對擠壓（咀嚼）的持續(xù)耐性，是牙齒將果實咀嚼成吞咽狀態(tài)時所需要的能量。中國櫻桃果實咀嚼性為0.29～4.49 MJ，平均值1.97 MJ，變異系數(shù)為70.61%。其中HF和雜種種質(zhì)NH554、HP155、NH567和HN917的咀嚼性均大于4.00 MJ；NH554的咀嚼性最大（4.49 MJ）。LiY5、ZeZ9、XC2和TH2的咀嚼性均小于0.500 MJ，XC2的咀嚼性最小（0.29 MJ）。

膠著性反映果實的黏性。中國櫻桃果實膠著性為0.29～2.36 N，平均值為1.12 N，變異系數(shù)為46.67%。其中NH554、HP155的膠著性均大于2.00 N，NH554最大（2.36 N）；TH2、LiY5、ZeZ9、XC2的膠著性均小于0.50 N，XC2最?。?.29 N）。

2.2 質(zhì)地參數(shù)相關(guān)性分析

對50份中國櫻桃果實的質(zhì)地參數(shù)進行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，果實硬度與膠著性、咀嚼性和彈性呈極顯著正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0.901、0.798、0.564），與黏附性和內(nèi)聚性呈負相關(guān)。果實咀嚼性與膠著性和彈性呈極顯著正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0.920、0.791），與內(nèi)聚性呈顯著正相關(guān)，與黏附性呈極顯著負相關(guān)。果實黏附性與內(nèi)聚性呈顯著正相關(guān)，與膠著性和彈性呈負相關(guān)。果實內(nèi)聚性與彈性呈極顯著正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0.602），果實彈性與膠著性呈極顯著正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0.802）。結(jié)果表明，50份中國櫻桃的6個質(zhì)地參數(shù)中，大部分參數(shù)之間存在極顯著或顯著相關(guān)性，表明果實質(zhì)地是一種綜合性狀的表現(xiàn)。

2.3 質(zhì)地參數(shù)主成分分析

對50份中國櫻桃品種資源的6個果實質(zhì)地參數(shù)的主成分分析結(jié)果顯示，提取特征值大于1的2個主成分，其累計方差貢獻率為89.02%，包含6個指標的絕大部分信息。第1主成分的特征值為3.78，方差貢獻率為62.95%，在其特征向量中，絕對值較高的參數(shù)有膠著性、咀嚼性、硬度和彈性，此類參數(shù)與果實對外力的承受度有關(guān)。第2主成分特征值為1.56，方差貢獻率為26.07%，在其特征向量中，絕對值較高的參數(shù)為內(nèi)聚性和黏附性，此類參數(shù)與果實口感有關(guān)，可稱為口感因子。

將主要質(zhì)地參數(shù)原始數(shù)據(jù)標準化后，計算2個主成分的得分，得出不同中國櫻桃種質(zhì)的綜合評價指數(shù)，50份中國櫻桃種質(zhì)質(zhì)地綜合品質(zhì)排名前10的依次為HYHZZ、HN917、NH567、HN968、HF、BJ4、NH554、HP155、NH702、HP445。

2.4 聚類分析

對50份中國櫻桃6個果實質(zhì)地參數(shù)進行Ward聚類分析，在歐式距離為5時，將50份中國櫻桃品種資源聚為3類。第Ⅰ類包括20份種質(zhì)，其中貴州5份（AS1、BJ2、BJ3、BJ4、BJ7），四川3份（HF、HYHZZ、JY4），山東1份（LiY3），云南1份（ZT2），雜種種質(zhì)10份（NH554、HP155、NH702、NH567、HN968、HN917、HP325、HN880、NH597、HP445）。第Ⅱ類包括11份種質(zhì)，其中云南3份（ES1、YX6、ZT1），貴州2份（BJ6、ZY3），四川2份（PZB、YJ），河南1份（391），雜種種質(zhì)3份（HP1403、NH609、HP90）。第Ⅲ類包括19份種質(zhì)，其中四川4份（HC、XC1、XC2、XC4），云南3份（YL2、FM2、MZ3），山東3份（ZaZ8、LaY2、LiY5），河南3份（LuY4、ZeZ9、355），安徽1份（TH2），貴州1份（PD3），雜種種質(zhì)4份（HP1371、HP390、NH548、HP299）。其中，第Ⅰ類種質(zhì)的綜合評價指數(shù)較高，果實硬度較高。

3 討論

物性分析儀測試通過模擬人的口腔咀嚼運動，利用力學(xué)方法測定果實質(zhì)地，能夠全面反映果實硬度、彈性、咀嚼性等質(zhì)地特征，對明確果實質(zhì)地特征具有重要的基礎(chǔ)意義。國內(nèi)外已將質(zhì)地多面分析法應(yīng)用于香蕉、桃、甜櫻桃、葡萄等果樹的質(zhì)地品質(zhì)研究[18-21]，但關(guān)于中國櫻桃果實質(zhì)地特性的研究尚未見報道。本研究發(fā)現(xiàn)，不同來源的中國櫻桃果實TPA質(zhì)地參數(shù)存在明顯差異，變異系數(shù)為19.50%～70.61%。

中國櫻桃皮薄汁豐，采后極易發(fā)生失水、軟化、腐爛等現(xiàn)象，不易貯運。果實硬度是判斷果實成熟度的重要指標，也是影響果實貯藏、運輸?shù)闹匾蛩亍Ｔ?3份中國櫻桃地方種質(zhì)資源中，HF果實硬度最大，顯著高于其他絕大部分種質(zhì)，其彈性、咀嚼性也最佳，顯著高于平均值。17份中國櫻桃雜種后代中，有4份雜種果實的硬度顯著高于其親本HF，表明以其為親本進行雜交，可以獲得硬度更高的雜種后代?；谥鞒煞址治龅木C合評價指數(shù)和聚類分析也證實了這一結(jié)果。因此，雜交育種能夠作為改良中國櫻桃果實質(zhì)地的有效途徑，但果實質(zhì)地在雜種后代中的遺傳規(guī)律尚需要進一步研究。

研究發(fā)現(xiàn)，果實質(zhì)地參數(shù)間存在較高的相關(guān)性[22-26]。中國櫻桃果實硬度、咀嚼性均與膠著性呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），這與獼猴桃[25]、蘋果[17]、梨[26]、藍莓[27]的果實質(zhì)地相關(guān)性研究結(jié)果基本一致。因此，果實硬度、咀嚼性和膠著性能夠作為評價中國櫻桃質(zhì)地的重要參數(shù)。內(nèi)聚性與彈性呈極顯著正相關(guān)，表明它們與果肉的致密度、組織細胞間結(jié)合力的大小有關(guān)。黏附性與內(nèi)聚性呈極顯著正相關(guān)，與硬度、膠著性、咀嚼性呈極顯著負相關(guān)，說明黏附性與內(nèi)聚性可以反映不同中國櫻桃果實質(zhì)地品質(zhì)的差異。

本研究利用主成分分析法，從50份中國櫻桃的6個質(zhì)地參數(shù)中提取了2個主成分，包含89.02%的信息，其中果實硬度、咀嚼性、膠著性能夠作為中國櫻桃果實質(zhì)地品質(zhì)評價的重要指標，與藍莓果實質(zhì)地的研究結(jié)果[27]基本一致?；诖?，本研究篩選出果實質(zhì)地品質(zhì)優(yōu)良的中國櫻桃種質(zhì)（HYHZZ、HN917、NH567、HN968、HF、BJ4、NH554、HP155、NH702、HP445），為后續(xù)中國櫻桃質(zhì)地品質(zhì)改良和耐儲運新品種選育提供了種質(zhì)基礎(chǔ)。

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（責(zé)任編輯：陳海霞）