山東地方辣椒種質(zhì)資源品質(zhì)性狀聚類分析

魏龍雪 朱金英 裴艷婷 白靜 李娜娜

摘要 為充分了解山東地區(qū)辣椒種質(zhì)資源的品質(zhì)狀況，對(duì)所收集的36份山東地方辣椒種質(zhì)資源的品質(zhì)性狀進(jìn)行了方差分析、變異系數(shù)分析和聚類分析。結(jié)果表明，不同辣椒種質(zhì)資源材料間品質(zhì)性狀變異系數(shù)為14.37%～110.26%，辣椒素含量變異系數(shù)最大（110.26%）；歐氏距離98.3處，可將36份辣椒種質(zhì)資源聚為三大類群：第Ⅰ類群占5．56%；第Ⅱ類群占8.33%；第Ⅲ類群（ＴＴ）占比最大，高達(dá)86.11%。聚類分析表明，抗壞血酸和辣椒素在聚類間差異達(dá)極顯著水平，聚類第Ⅰ類和第Ⅲ類，辣椒素變異系數(shù)均最大，第Ⅱ類粗蛋白變異系數(shù)最大。綜上，第Ⅰ類群除鮮食、制醬外，可加工用作食品、化妝品、藥品等產(chǎn)業(yè)中的重要添加劑；第Ⅱ類群經(jīng)提取加工可用于醫(yī)學(xué)藥用和家禽畜牧飼用，可作為工業(yè)辣椒品種選育的優(yōu)異材料；第Ⅲ類群利用度廣泛，可普遍適用于鮮食、制醬、火鍋和調(diào)料等食品加工產(chǎn)業(yè)等。

關(guān)鍵詞 辣椒；種質(zhì)資源；聚類；品質(zhì)性狀；山東

中圖分類號(hào) S641.3? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2024）10-0049-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.10.012

Cluster Analysis of Quality Traits of Local Pepper Germplasm Resources in Shandong Province

WEI? Long-xue ， ZHU? Jin-ying， PEI? Yan-ting et al

（Dezhou Academy of Agricultural Sciences，Dezhou，Shandong 253000）

Abstract In order to fully understand the quality of pepper germplasm resources in Shandong Province， the quality traits of 36 local pepper germplasm resources in Shandong Province were analyzed by different variance analysis， coefficient of variation analysis and cluster analysis. The results showed that the variation coefficient of quality traits among different pepper germplasm resources ranged from 14.37% to 110.26%， and the variation coefficient of capsaicin content was the largest （110.26%）. At the Euclidean distance of 98.3， 36 pepper germplasm resources could be clustered into three groups ： the first group accounted for 5.56 %;group Ⅱ accounted for 8.33%;group Ⅲ （ TT ） accounted for the largest proportion， up to 86.11 %. Further analysis of the cluster showed that the difference between ascorbic acid and capsaicin was extremely significant， and the coefficient of variation of capsaicin was the largest in group Ⅰ and group Ⅲ， and the coefficient of variation of crude protein in group Ⅱ was the largest. In summary， group I can be used as an important additive in food， cosmetics， pharmaceutical and other industries in addition to fresh food and sauce. The group Ⅱ can be used for medical medicine and livestock feeding， and can be used as an excellent material for industrial pepper variety breeding. Group Ⅲ has a wide range of utilization and can be widely used in food processing industries such as fresh food， sauce making， hot pot and seasoning.

Key words Pepper;Germplasm resources;Clustering;Quality traits;Shandong

基金項(xiàng)目 山東省農(nóng)業(yè)良種工程“農(nóng)作物種質(zhì)資源挖掘與精準(zhǔn)鑒定”（2021LZGC025）；山東省農(nóng)業(yè)良種工程“作物種質(zhì)資源安全保存智能化技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用”（2022LZGC022）；德州市農(nóng)科院青年基金項(xiàng)目“茄果類連作障礙土壤微生物區(qū)系分離鑒定、致病機(jī)理及消減防控應(yīng)用技術(shù)研究”；山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程“農(nóng)作物優(yōu)異種質(zhì)資源收集保存與精準(zhǔn)鑒定”（CXGC2023C02）。

作者簡(jiǎn)介 魏龍雪（1988—），女，山東禹城人，農(nóng)藝師，從事作物種質(zhì)資源研究。*通信作者，副研究員，從事農(nóng)作物種質(zhì)資源研究。

收稿日期 2023-07-10

辣椒（Capsicum annuum L.）原產(chǎn)中南美洲，是一年生或多年生草本植物［1］。經(jīng)400多年的引入栽培等系列相關(guān)研究，辣椒因其適應(yīng)性強(qiáng)，風(fēng)味多樣，營(yíng)養(yǎng)豐富，含有多種維生素，深受消費(fèi)者喜愛(ài)，早已成為我國(guó)目前播種面積最大、產(chǎn)值最高的蔬菜作物，具有重要的產(chǎn)業(yè)價(jià)值［2-3］。

作物種質(zhì)資源調(diào)查與收集是作物種質(zhì)資源保護(hù)、基礎(chǔ)研究、鑒定評(píng)價(jià)和創(chuàng)新利用的基礎(chǔ)［4-5］。關(guān)于辣椒種質(zhì)資源品質(zhì)性狀方面的研究，大多只是針對(duì)少數(shù)幾個(gè)品種［6-7］、集中于云貴川等地［8-10］或是某項(xiàng)栽培種植方式［11-14］而進(jìn)行的品質(zhì)性狀研究，另外，對(duì)辣椒種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性分析［15］、品種篩選［16］和核心種質(zhì)庫(kù)構(gòu)建［17-18］等的研究也相對(duì)較多。然而，就山東地區(qū)一定數(shù)量的辣椒種質(zhì)資源品質(zhì)性狀進(jìn)行系統(tǒng)分析的研究鮮見(jiàn)報(bào)道，為更好地了解山東地區(qū)辣椒種質(zhì)資源品質(zhì)性狀特點(diǎn)，筆者利用山東省農(nóng)作物種質(zhì)資源研究所收集保藏的36份山東省地方辣椒種質(zhì)資源，探究其粗纖維、粗蛋白和辣椒素等品質(zhì)性狀在不同聚類下的表現(xiàn)特點(diǎn)，為今后山東省辣椒種質(zhì)資源創(chuàng)新利用和核心種質(zhì)庫(kù)構(gòu)建提供一定的品質(zhì)性狀參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試?yán)苯贩N質(zhì)資源由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物種質(zhì)資源研究所收集、保藏，共計(jì)36份。材料來(lái)自山東省11個(gè)地市，參照《辣椒種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)辣椒材料果形進(jìn)行規(guī)范描述，試驗(yàn)用部分辣椒種質(zhì)資源具體狀況見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)方法

栽培調(diào)查時(shí)間為2022年1—11月，統(tǒng)一于當(dāng)?shù)仄皆h三人行育苗廠育苗，育苗期間統(tǒng)一基質(zhì)、統(tǒng)一管理，試驗(yàn)地位于山東省德州市德城區(qū)黃河涯鎮(zhèn)沙楊社區(qū)（116°33′E，37°34′N，），種植方式為起壟后每個(gè)品種（系）雙行、每穴雙株定植，行長(zhǎng)5 m，株行距為50 cm×80 cm。試驗(yàn)地屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，試驗(yàn)地土地平整、砂質(zhì)壤土，前茬種植作物為玉米，玉米秸稈機(jī)收且單季全量還田，播前土壤基本理化性狀：全氮0.78 g/kg，有效磷28.91 mg/kg，速效鉀211.15 mg/kg，復(fù)合肥（15-15-15）750 kg/hm2和有機(jī)肥1 500 kg/hm2，耕翻深施入土作底肥，其他田間管理同當(dāng)?shù)乩苯犯弋a(chǎn)栽培田。

選取生長(zhǎng)一致的辣椒植株3株，采收第三、四層充分紅熟且無(wú)病蟲(chóng)害的果實(shí)。80 ℃熱風(fēng)烘干至恒重，去除果柄后粉碎過(guò)篩保存于避光干燥處，用于品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法 粗蛋白含量采用全自動(dòng)凱式定氮儀進(jìn)行測(cè)定；粗纖維含量參照《飼料中粗纖維的含量測(cè)定-過(guò)濾法》（GB/T 6434—2006）進(jìn)行測(cè)定；還原型抗壞血酸（AsA）含量測(cè)定參照《水果、蔬菜維生素C含量測(cè)定法（2，6-二氯靛酚滴定法）》（GB/T 6195—1986）；還原糖含量采用2，6-二硝基水楊酸比色法進(jìn)行測(cè)定；辣椒素含量采用高效液相色譜儀 （HPLC，Rigol L3000）進(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Office 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，運(yùn)用SPSS 22.0進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)、方差分析、變異系數(shù)分析，采用DPS 7.05進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 山東地方辣椒種質(zhì)資源品質(zhì)性狀分析

36份山東地方辣椒種質(zhì)資源品質(zhì)性狀分析結(jié)果見(jiàn)表2，各品質(zhì)性狀差異變化較大，因無(wú)異常值，可直接對(duì)平均值進(jìn)行描述分析。粗纖維平均含量為3.11%，粗蛋白平均含量為13.78%，還原型抗壞血酸平均含量達(dá)239.55 μg/g，還原糖平均含量為80.89 mg/g，辣椒素平均含量為85.35 μg/g。不同辣椒種質(zhì)資源材料間其品質(zhì)性狀變異系數(shù)不同，其中辣椒素含量變異系數(shù)（110.26%）最大，其余4個(gè)品質(zhì)性狀變異系數(shù)表現(xiàn)為粗纖維（40.35％）＞AsA（37.45％）＞粗蛋白（26.22％）＞還原糖（14.37％）。

2.2 不同辣椒種質(zhì)資源品質(zhì)性狀聚類分析

采用不轉(zhuǎn)換、歐氏距離、最短距離法，利用ＤＰＳ數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)36份辣椒種質(zhì)資源品質(zhì)性狀進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，聚類結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1可知，在歐氏距離98.3處，可將36份辣椒種質(zhì)資源聚為三大類群。

第 Ⅰ 類群（FT）有2份材料，分別為Ｌ933、Ｌ959，占5.56%。Ｌ933為取引自濟(jì)寧市任城區(qū)李營(yíng)街道時(shí)莊村的長(zhǎng)錐形辣椒，其AsA含量為459.43 μg/g，是36份辣椒種質(zhì)資源中最高的；Ｌ959為取自臨沂市蘭陵縣長(zhǎng)城鎮(zhèn)城南村的短牛角形辣椒，其AsA含量為447.93 μg/g，為36份辣椒種質(zhì)資源中僅次于Ｌ933的。

第Ⅱ類群（ST）有3份材料，分別為Ｌ953、Ｌ956和ＬＰ216，占8.33%。Ｌ953為取自濟(jì)寧市兗州區(qū)大安鎮(zhèn)谷村的短牛角形辣椒；Ｌ956為取自臨沂市郯城縣楊集鎮(zhèn)北張村的短牛角形辣椒；ＬＰ216為取自威海市榮成市人和鎮(zhèn)東黃埠嶺村的線形辣椒；這3份材料的辣椒素含量為36份辣椒種質(zhì)資源中的前3位，三者辣椒素含量分別為363.87、341.61和317.14 μg/g。

第Ⅲ類群（TT）有31份材料，占比最大，高達(dá)86.11%。

該聚類類別包含36份辣椒種質(zhì)資源中所有的羊角形、長(zhǎng)燈籠形、長(zhǎng)牛角形、長(zhǎng)指形辣椒和絕大多數(shù)線形、長(zhǎng)錐形辣椒和部分短牛角形辣椒，該類別31份辣椒種質(zhì)資源的粗纖維、粗蛋白和還原糖含量平均值均低于第Ⅰ類群和第Ⅱ類群。

首先，就各品質(zhì)性狀聚類后的三大類群進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)，結(jié)果表明，粗纖維、粗蛋白、AsA和還原糖共4項(xiàng)品質(zhì)性狀，樣本間有方差齊性，可使用方差分析研究其差異性；辣椒素的方差齊性檢驗(yàn)存在極顯著水平，不具有方差齊性，使用

Welch anova進(jìn)行方差分析。

其次，將各聚類類別辣椒種質(zhì)資源的所有品質(zhì)性狀測(cè)定值歸為一個(gè)樣本進(jìn)行方差、變異系數(shù)分析。由表3可知，各品質(zhì)性狀在不同聚類類別辣椒種質(zhì)資源中的表現(xiàn)差異不同。AsA和辣椒素品質(zhì)性狀在組間差異均達(dá)極顯著水平，另外3個(gè)品質(zhì)性狀在組間差異則均未達(dá)顯著水平。AsA則表現(xiàn)為ＦＴ（453.68 μg/g）＞ＴＴ（227.34 μg/g）＞ＳＴ（191.78 μg/g），L933（ＦＴ，第Ⅰ類）AsA最高，經(jīng)多重比較（不轉(zhuǎn)換，ＬＳＤ法）發(fā)現(xiàn)，ＦＴ與ＳＴ、ＴＴ間差異達(dá)極顯著水平，而ＳＴ、ＴＴ間差異不顯著；辣椒素含量則表現(xiàn)為ＳＴ（340.88 μg/g）＞ＴＴ（62.43 μg/g）＞ＦＴ（15.90 μg/g），L953（ＳＴ，第Ⅱ類）辣椒素含量最高，多重比較（不轉(zhuǎn)換，ＬＳＤ法）發(fā)現(xiàn)，ＳＴ與ＦＴ、ＴＴ間差異達(dá)極顯著水平，而ＦＴ、ＴＴ間差異不顯著。

從變異系數(shù)來(lái)看，粗纖維在ＴＴ時(shí)變異系數(shù)最高（42.27％），粗蛋白在ＳＴ時(shí)變異系數(shù)最高（36.11％），AsA在ＳＴ時(shí)變異系數(shù)最高（34.65％），還原糖在ＦＴ時(shí)變異系數(shù)最高（19.54％），辣椒素在ＴＴ時(shí)變異系數(shù)最高（86.76％）；聚類類別ＦＴ和ＴＴ中，辣椒種質(zhì)資源辣椒素品質(zhì)性狀變異系數(shù)均最大，ＳＴ時(shí)粗蛋白變異系數(shù)最大。

3 結(jié)論

綜上分析，聚類分析中第Ⅰ類群（Ｌ933、Ｌ959）中，Ｌ933為長(zhǎng)錐形辣椒，其AsA含量（459.43 μg/g）為36份辣椒種質(zhì)資源中最高；Ｌ959為短牛角形辣椒，其AsA含量（447.93 μg/g）僅次于Ｌ933，該類群因其較高的抗壞血酸含量，具有抗氧化等功效，另外，粗纖維、粗蛋白和還原糖含量也最高，辣椒素含量均值最低，除鮮食、制醬外，可加工用作食品、化妝品、藥品等產(chǎn)業(yè)中的重要添加劑［19］。

第Ⅱ類群（Ｌ953、Ｌ956和ＬＰ216）中，Ｌ953為短牛角形辣椒；Ｌ956為短牛角形辣椒；ＬＰ216為線形辣椒，該３份材料的辣椒素含量為36份辣椒種質(zhì)資源中的前3，三者辣椒素含量分別為363.87、341.61和317.14 μg/g，該類群因較高的辣椒素含量，具有抗菌、抗炎作用，對(duì)于腸道蠕動(dòng)障礙、消化、降脂、降糖及癌癥等方面產(chǎn)生積極作用效果，且粗纖維、粗蛋白和還原糖含量平均值較高，AsA含量均值較低，除食用外，對(duì)其提取加工后還可用于醫(yī)學(xué)藥用［20］和家禽畜牧飼用［21］，可作為工業(yè)辣椒品種選育的優(yōu)異材料。

第Ⅲ類群中31份辣椒種質(zhì)資源的粗纖維、粗蛋白和還原糖含量平均值均低于第Ⅰ類群和第Ⅱ類群。AsA含量三類中屬中等、辣椒素含量亦屬中等。該類群中，L936為錐形椒，其粗蛋白含量最高為21.44%；LP217為線形椒，其還原糖含量最高為103.19 mg/g；LP220為線形椒，其粗纖維含量最高為5.62%，該類群，尤其上述3個(gè)辣椒材料利用度廣泛，可普遍適用于鮮食、制醬、火鍋和調(diào)料等食品加工產(chǎn)業(yè)等。

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