武隆豬腰棗果實(shí)品質(zhì)變異分析與優(yōu)良種質(zhì)篩選*

辜夕容，陳勇，鄧雪梅，劉穎旎，吳雪蓮，毛文韜，羅平，羅會(huì)

1(西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶，400716)2(重慶市林業(yè)科學(xué)研究院，重慶，400036)3(重慶市武隆縣林業(yè)局，重慶，408500)

我國棗樹資源豐富，品種繁多，有記載的就有700多個(gè)，其中鮮食棗品種261個(gè)，占37.29%［1］。鮮食棗風(fēng)味獨(dú)特，脆甜味美，富含氨基酸、糖類、維生素和鈣、鐵、鋅、硒等營養(yǎng)成分，特別是VC含量高達(dá)300～600 mg/100 g［2］，素有“天然維生素丸”的美稱，是人們喜食果品之一。

武隆豬腰棗(Ziziphus jujuba Mill.Cv.Wulongzhuyao Zao)，主產(chǎn)于重慶市武隆縣羊角鎮(zhèn)，又名羊角豬腰棗，因其總體呈圓柱形而中部稍向內(nèi)凹陷，形似豬腰(腎)而得名。該棗果肉綠白色，皮薄肉細(xì)，組織致密、脆甜味濃、汁多核小，鮮食口感極佳，為鮮食棗之上品［3］，深受群眾喜愛。作者在2010～2012年間分析測試了備選優(yōu)樹果實(shí)的多項(xiàng)指標(biāo)，通過優(yōu)樹間性狀變異程度和指標(biāo)間相關(guān)性的分析，以進(jìn)一步了解武隆豬腰棗的果實(shí)品質(zhì)特征及其在選種上的參考意義，為優(yōu)樹選擇以及性狀間的相關(guān)選擇提供基礎(chǔ)材料和數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試優(yōu)樹為經(jīng)初選后的武隆豬腰棗的20個(gè)優(yōu)良單株，由重慶市武隆縣林業(yè)局提供。在2010～2012年的武隆豬腰棗成熟期(即每年的8～9月)，分別采摘初選優(yōu)樹樹冠外圍中上部的成熟果實(shí)，剔除畸形果、爛果，選取成熟、飽滿、大小均勻一致的果實(shí)混勻后貯于4℃冰箱中，測定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.2 測定項(xiàng)目和方法

分別抽取20個(gè)優(yōu)良單株的武隆豬腰棗果實(shí)適量，電子天平稱量單果質(zhì)量(精確到0.001 g)，游標(biāo)卡尺測量果實(shí)縱、橫徑(精確到0.001 cm)，烘干法測水分含量，電子天平稱量法測可食率(精確到0.001 g)，量筒法測量果實(shí)密度，阿貝折射儀法測定果實(shí)可溶性固形物含量，氫氧化鈉滴定法測定可滴定酸含量，3，5-二硝基水楊酸比色法測糖含量，質(zhì)量法測果膠含量，茚三酮顯色法測定氨基酸含量，2，6-二氯靛酚滴定法測定果實(shí)VC含量。原子吸收分光光度法測定鈣、鐵、鋅含量，熒光分光光度法測定硒含量［4］。

果形指數(shù)、鮮果可食率和固/酸比按下式計(jì)算:

果形指數(shù)=果實(shí)縱徑/果實(shí)橫徑

鮮果可食率 /%=［(鮮果質(zhì)量－果核質(zhì)量)/鮮果質(zhì)量］×100

固/酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量

糖/酸比=糖含量/可滴定酸含量

各性狀的變異系數(shù)/%=標(biāo)準(zhǔn)差/平均數(shù)×100

以上試驗(yàn)共作5次，每次6個(gè)以上重復(fù)，取平均值作數(shù)據(jù)分析。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

應(yīng)用SPSS 11.5軟件包對(duì)測得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。應(yīng)用SPSS 11.5的主成分分析程序，從樣本相關(guān)矩陣出發(fā)，對(duì)原始數(shù)據(jù)作標(biāo)準(zhǔn)化處理后計(jì)算各性狀的特征值和方差貢獻(xiàn)率，以性狀特征值大于1為依據(jù)，確定主成分的個(gè)數(shù)，再據(jù)各性狀的特征向量，列出主成分的函數(shù)表達(dá)式，然后計(jì)算綜合得分，評(píng)選出優(yōu)良種質(zhì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 武隆豬腰棗的果實(shí)品質(zhì)及變異

20棵武隆豬腰棗優(yōu)良單株果實(shí)的主要品質(zhì)數(shù)據(jù)見表1。在測定的16個(gè)性狀中，單果質(zhì)量、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、果膠含量、氨基酸含量、鈣含量、鐵含量、鋅含量、硒含量這9個(gè)指標(biāo)均存在一定的變異，其中氨基酸、鐵、鋅、硒這4個(gè)性狀的變異幅度較大，變異系數(shù)在25%以上，衍生指標(biāo)固酸比和糖酸比的變異系數(shù)也在10%以上。因此，對(duì)上述性狀作進(jìn)一步篩選、挖掘的潛力較高，可能獲得較好的選擇效果;而縱徑、橫徑、水分、可食率、密度、糖、VC這7個(gè)指標(biāo)及衍生的果形指數(shù)的變異系數(shù)較小，最大者僅為7.36%，最小者只有0.63%，是單株間比較穩(wěn)定的果實(shí)性狀，對(duì)它們進(jìn)行選擇的潛力較小，不適合作進(jìn)一步選擇的指標(biāo)。

表1 武隆豬腰棗的果實(shí)品質(zhì)及變異Table 1 Variations of fruit characters of Wulongzhuyao jujube

2.2 武隆豬腰棗優(yōu)良單株果實(shí)性狀間的相關(guān)性

表2可見，武隆豬腰棗20棵優(yōu)良單株的各性狀間存在一定程度的相關(guān)性。其中有顯著或極顯著正相關(guān)的是:單果質(zhì)量與果實(shí)縱徑、橫徑，果實(shí)縱徑與糖酸比，果實(shí)橫徑與固酸比，果形指數(shù)與可食率，密度與固酸比、糖酸比、鈣含量，可溶性固形物含量與固酸比、糖含量，可滴定酸含量與果膠含量、氨基酸含量，固酸比與糖酸比，鐵含量與鋅含量;而指標(biāo)間有顯著或極顯著負(fù)相關(guān)的有:可溶性固形物含量與水分含量，可滴定酸含量與單果質(zhì)量、密度，固酸比與可滴定酸含量，糖含量與水分含量，糖酸比與可滴定酸含量，果膠含量與單果質(zhì)量、果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑、密度、固酸比、糖酸比，氨基酸含量與密度、糖酸比、鈣含量與可滴定酸含量、VC含量，鋅含量與糖含量。由此看出，棗果的縱向和橫向生長都有利于果實(shí)生物量積累，偏長形棗的可食部分多于偏圓形棗，組織致密棗的口味好于疏松棗，而鈣的積累有益于組織結(jié)構(gòu)更加緊實(shí);可溶性固形物含量與糖含量的顯著正相關(guān)，更進(jìn)一步證實(shí)了可溶性固形物中以可溶性糖為主［5］。

此外，上述相關(guān)性也可為武隆豬腰棗的相關(guān)選擇提供依據(jù)。所測指標(biāo)中，單果質(zhì)量、縱徑、橫徑、果形指數(shù)、水分、可食率、密度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量是較易測定的指標(biāo)，而糖、果膠、氨基酸、VC、鈣、鐵、鋅、硒是較難測定的指標(biāo)。有些較難測定指標(biāo)與較易測定指標(biāo)間有著顯著或極顯著的正或負(fù)相關(guān)關(guān)系(表2)，因此，可通過兩者間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行武隆豬腰棗的相關(guān)選擇，這對(duì)粗略判定一些難測定指標(biāo) 有重要作用。

表2 武隆豬腰棗果實(shí)性狀間的相關(guān)系數(shù)Table 2 Pearson correlation coefficient between fruit characters of Wulongzhuyao jujube

2.3 武隆豬腰棗果實(shí)品質(zhì)的主成分分析與優(yōu)良種質(zhì)選擇

2.3.1 主成分分析

將變異幅度較大的11個(gè)果實(shí)性狀轉(zhuǎn)化為11個(gè)主成分，主成分分析結(jié)果如表3所示。前4個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到82.21%，表示它們已能代表武隆豬腰棗11個(gè)果實(shí)性狀的絕大部分信息。

第1主成分的特征值為4.28，方差貢獻(xiàn)率38.90%，其對(duì)應(yīng)指標(biāo)中固酸比和糖酸比的系數(shù)較高且為正，而可滴定酸含量和果膠的系數(shù)較高但為負(fù)，可視為口感指標(biāo)。在武隆豬腰棗的選擇中若注重選擇高固酸比和糖酸比時(shí)，可滴定酸含量和果膠含量就會(huì)偏低。而武隆豬腰棗以鮮食為主，高固酸比和糖酸比則表明其鮮食口味較好，而可滴定酸含量和果膠含量偏高則顯示其口味可能較差。因此，在武隆豬腰棗的優(yōu)樹選擇中應(yīng)以第1主成分偏高較好。

第2主成分的特征值為1.89，方差貢獻(xiàn)率為17.15%，對(duì)應(yīng)的指標(biāo)中鐵含量和鋅含量的系數(shù)較大且為正，而可溶性固形物含量的系數(shù)較高但為負(fù)，可視為鐵鋅指標(biāo)。表明若追求高鐵高鋅含量這2個(gè)指標(biāo)時(shí)，可溶性固形物含量可能會(huì)較低。第3主成分的特征值為1.60，方差貢獻(xiàn)率為14.50%，對(duì)應(yīng)指標(biāo)中以鈣含量的系數(shù)較大且為負(fù)，可視為鈣指標(biāo)。該主成分值高時(shí)鈣含量較低。第4主成分的特征值為1.28，方差貢獻(xiàn)率為11.66%，對(duì)應(yīng)指標(biāo)中以單果質(zhì)量、氨基酸含量和硒含量的系數(shù)較大且為正，以氨基酸含量的特征向量值最大，達(dá)到0.66，可視為氨基酸指標(biāo)。

表3 武隆豬腰棗果實(shí)品質(zhì)的主成分分析Table 3 Principal component analysis in the fruit characters of Wulongzhuyao jujube

2.3.2 優(yōu)良種質(zhì)選擇

由每個(gè)主成分所對(duì)應(yīng)的特征值及所提取主成分總特征值可得到主成分綜合得分模型的權(quán)重(表3中的Fz)。將各主成分的特征向量值及主成分綜合得分模型的權(quán)重與標(biāo)準(zhǔn)化后數(shù)據(jù)相乘即可得到20株武隆豬腰棗的主成分值和綜合得分值(表4)?？傮w上看，20個(gè)單株中排名前5的依次是棗優(yōu)24號(hào)、1號(hào)、17號(hào)、15號(hào)和18號(hào)，它們的F1值均排在前5，突出了口感在武隆豬腰棗單株選擇中的重要性。

表4 武隆豬腰棗單株的主成分因子得分Table 4 Scores of Principal component factors from 20 trees of Wulongzhuyao jujube

3 討論和結(jié)論

選育良種棗的方法常采用感官評(píng)定［6］結(jié)合方差分析［7］，然而感官評(píng)定時(shí)主觀性的差異和良種選育指標(biāo)眾多等因素常導(dǎo)致選育過程紛繁復(fù)雜且結(jié)果不確定性增大。本研究在分析篩選出選擇潛力較高指標(biāo)的基礎(chǔ)上，再通過數(shù)據(jù)降維的方法將11個(gè)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)縮減成能代表全部信息82%的4個(gè)主成分，計(jì)算出主成分值，篩選出棗優(yōu)24號(hào)、1號(hào)、17號(hào)、15號(hào)和18號(hào)這5株綜合性狀排在前面的武隆豬腰棗優(yōu)良種質(zhì)。馬慶華等［8－9］在選育冬棗的優(yōu)良單株時(shí)，主要采取專家打分的方法，對(duì)各個(gè)指標(biāo)賦予一定的分值和權(quán)重，其中果實(shí)性狀占據(jù)非常重要的位置，如冬棗的質(zhì)地、口感和營養(yǎng)成分等性狀在選優(yōu)時(shí)受到的關(guān)注程度較高，這與本研究得到的口感在武隆豬腰棗20個(gè)優(yōu)良單株果實(shí)品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)中占到38.90%的貢獻(xiàn)率較為一致，說明主成分分析法和專家打分法得到的結(jié)果有相似之處，并且前者克服了后者主觀性太強(qiáng)的缺點(diǎn)，具有更高的準(zhǔn)確性和科學(xué)性［10］。這也正是主成分分析法在諸多品種如柞蠶［11］、即食玉米［12］、辣椒［13］等資源的選優(yōu)上得到推廣和應(yīng)用的重要原因。在進(jìn)一步工作中可將2種方法結(jié)合，以利于建立更佳的良種指標(biāo)評(píng)價(jià)和選擇體系。

綜上，20個(gè)武隆豬腰棗優(yōu)良單株棗果的單果質(zhì)量、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、果膠含量、氨基酸含量、鈣含量、鐵含量、鋅含量、硒含量存在豐富變異，有較大的選擇潛力，而縱徑、橫徑、水分、可食率、密度、糖含量、VC含量是比較穩(wěn)定的性狀，不宜作進(jìn)一步選擇的指標(biāo)。棗果的易測和難測指標(biāo)間的高度相關(guān)可用于難測指標(biāo)的粗略判定。棗優(yōu)24號(hào)、1號(hào)、17號(hào)、15號(hào)和18號(hào)是食用口感和綜合品質(zhì)均優(yōu)良的最優(yōu)單株，可作為進(jìn)一步選育的優(yōu)良種質(zhì)。

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