基于果實品質(zhì)變異的歐李種質(zhì)資源評價研究

張忠爽，顧金瑞，曹美琪，王 瑩，阿力木江·阿布力米提，李衛(wèi)東

（1北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，北京102488；2首都醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)藥學(xué)院，北京100069）

0 引言

歐李(Cerasus humilis)屬于薔薇科櫻屬小灌木，根系強大，具有防風(fēng)固沙、保持水土的性能[1]。歐李果實顏色鮮艷，風(fēng)味獨特，營養(yǎng)豐富，是天然的保健水果[2]，被譽為“鈣果”，是第三代功能水果的典型代表。歐李種仁是常用中藥材郁李仁的主要來源，已有2000余年的藥用歷史[3]，具有潤腸通便、下氣利水的功效[4]。因此，生態(tài)經(jīng)濟型植物歐李[5]集生態(tài)價值、經(jīng)濟價值和藥用價值于一身，其綜合開發(fā)利用前景廣闊，尤其是在未來沙產(chǎn)業(yè)開發(fā)中將會發(fā)揮重大作用[6]。

近年來，對野生歐李的種質(zhì)資源分布[7-9]、栽培育種[10-14]及加工利用[15-18]等方面的研究已經(jīng)取得一定的成果。筆者課題組近10余年來，一直從事歐李種質(zhì)資源評價、栽培育種、保健因子等方面的研究工作[2,6,12-13,19-23]。2009年12月，歐李新品種‘京歐1號’和‘京歐2號’，通過了北京市林木品種審定委員會審定。2014年12月，2個品種通過了國家林業(yè)局林木品種審定委員會審定。這2個品種最大特點是能夠在無霜期100天區(qū)域成熟，目前正在中國西部地區(qū)推廣種植。

野生馴化是獲得栽培品種的途徑之一。對于歐李而言，其野生資源分布廣泛，在中國東北、華北及西北等地區(qū)均具有分布[24]，但不同地區(qū)歐李果實品質(zhì)差異較大[7]。目前，關(guān)于歐李果實品質(zhì)評價的研究，多集中于單一地區(qū)、單一品種或種質(zhì)，或者營養(yǎng)成分在植物體、植物不同器官或者不同生長時期分布特征等方面[21,25-28]，缺少歐李果實外觀性狀、口感及不同地區(qū)的品種或種質(zhì)營養(yǎng)成分差異比較的研究報道。此外，目前歐李成熟的品種較少，且其口感主要偏酸，不適宜國人的口味需求，并且缺少適用于藥用型、高營養(yǎng)型的品種。本研究對17個地區(qū)引進的30份歐李種質(zhì)的果實的外觀性狀、糖酸含量以及維生素C含量進行測定，通過相關(guān)性分析、聚類分析深入探討不同種質(zhì)歐李果實的變異多樣性，為篩選優(yōu)質(zhì)的食用型、藥用型、營養(yǎng)型歐李種質(zhì)，實現(xiàn)歐李野生變家種提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

2016年7—8 月，北京西山試驗林場種質(zhì)資源圃中歐李果實開始成熟，選取30份歐李種質(zhì)進行采樣，每份種質(zhì)果實樣品取自向陽的、外圍枝條中間部位，選3棵樹為重復(fù)樣。樣品采集后帶回實驗室置于-40℃低溫冰柜中保存，待測。其中，維生素C含量在采樣后第10天測定。歐李種質(zhì)信息如表1所示。

維生素C對照品，成都普菲德生物技術(shù)有限公司；偏磷酸（分析純），美國Sigma公司；氫氧化鈉（分析純），國藥集團化學(xué)試劑有限公司；濃硫酸（分析純），國藥集團化學(xué)試劑有限公司。酚酞（分析純），北京化工廠。

表1 歐李種質(zhì)信息成熟時間

1.2 儀器與設(shè)備

手持折光儀；HH-S6型恒溫水浴鍋，北京科偉永興儀器有限公司；UV-2600型紫外可見分光光度計，美國UNICO公司；CP224C電子分析天平，美國OHAOS公司；G20型離心機，北京白洋醫(yī)療器械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 外觀性狀 選擇具相應(yīng)種質(zhì)特征的新鮮果實，用電子分析天平稱量單果重、種核重。用游標(biāo)卡尺分別測量果實的橫徑（果實中部直徑）、縱徑（果實基部至頂部距離）。計算可食率、果形指數(shù)，見式(1)～(2)。肉眼觀察果實顏色并記錄。

1.3.2 可溶性固形物含量 隨機選取15個歐李果實，使用手持折光儀測定讀數(shù)，計算平均值。

1.3.3 總可溶性糖含量 采用硫酸苯酚法，選取15個歐李果實切碎，稱取歐李果肉3 g，放入250 mL錐形瓶中，加入100 mL蒸餾水，加上瓶塞，在沸水中提取1 h，冷卻后過濾，相同條件下再提取1次，反復(fù)漂洗殘渣，濾液濾入250 mL量瓶中，定容至刻度線。吸取提取液80μL于具塞試管中，加入蒸餾水1.92 mL，再依次加入0.5 mL苯酚試劑和5 mL濃硫酸，充分震蕩后放入沸水浴中保溫10 min，取出后冷卻至室溫，在485 nm波長下測吸光度值，用葡萄糖溶液作標(biāo)準(zhǔn)曲線，計算總可溶性糖的含量。

1.3.4 可滴定酸含量 用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定法測定可滴定酸含量。精確稱取3 g果漿于50 mL錐形瓶中，加入20 mL水后，放入75℃水浴中加熱30 min，冷卻后過濾于50 mL量瓶中，濾渣再提取1次，冷卻過濾，定容至50 mL。吸取10 mL混合液于錐形瓶中，用標(biāo)定后的NaOH溶液進行滴定，滴至pH 8.3時停止滴定，計算可滴定酸含量。

1.3.5 固酸比和糖酸比 固酸比為可溶性固形物含量與可滴定酸含量的比值，糖酸比為總可溶性糖含量與可滴定酸含量的比值。

1.3.6 維生素C含量 參考鄭京平[29]的測定方法。

（1）樣液的制備。選取具代表性的歐李樣品洗凈、擦干，去核，勻漿。精確稱取果漿5 g于50 mL離心管中，加入2%偏磷酸35 mL，搖勻后進行離心，4000 r/min，10 min至樣液澄清、透明。

（2）樣液的測定。準(zhǔn)確移取澄清透明的0.5mL樣液，置于10 mL的比色管中，用2%偏磷酸稀釋至刻度后搖勻。以蒸餾水為參比，在波長243nm處，測定其吸光度。

（3）待測堿處理樣液的測定。準(zhǔn)確移取0.5 mL澄清透明樣液，置于10 mL比色管中，加入225 μL 0.5 mol/L NaOH溶液，混勻，在室溫放置40 min后，加入2%偏磷酸稀釋至刻度后搖勻。以蒸餾水為參比，在波長243 nm處測定其吸光度。

（4）結(jié)果計算。由待測樣品與待測堿處理樣品的吸光值之差查校準(zhǔn)曲線，即可計算出樣品中維生素C的含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2013和SPSS 20.0軟件進行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種質(zhì)歐李果實外觀性狀的差異

30份種質(zhì)的歐李果實的外觀性狀如表2所示。歐李果實顏色分為黃色、黃色紅暈、亮紅色、紅色以及紫紅色5種，其中黃色、黃色紅暈果實歐李只出現(xiàn)在北京以南地區(qū)引入的種質(zhì)，北京及以北地區(qū)引入的歐李種質(zhì)果實均為不同程度的紅色。

果實縱徑的平均值20.7 mm，其中30號種質(zhì)的縱徑最大(25.1 mm)，14號種質(zhì)的縱徑最低(17.3 mm)。橫徑的范圍為17.4～27.7 mm，均值為22.3 mm，其中22號種質(zhì)的橫徑最大，17號種質(zhì)的橫徑最小。從果形指數(shù)看，歐李果實分為扁圓型、近圓形、橢圓形和長圓形4類，其中23號種質(zhì)為扁圓型果，種質(zhì)5、8、14、18、19、20、21、22、25、26、27、28和29號為近圓形果，種質(zhì)1、4、11、12、13、16、24號為橢圓形果，種質(zhì)2、3、6、7、9、10、15、17、30號為長圓形果。

可食率是評價果實品質(zhì)的重要指標(biāo)，它與果實的果重與種核重有著密不可分的關(guān)系。在本研究的30份種質(zhì)中，可食率均值為92.6%，其中20號種質(zhì)可食率最高為96.1%，17號種質(zhì)最低為87.1%。單果重的范圍為3.5～11.0 g，其中22號種質(zhì)的單果重最大，6號種質(zhì)最小，均值為6.5 g。10號種質(zhì)的種核重0.71 g，顯著高于其他種質(zhì)，12號種質(zhì)最低為0.25 g，種核重均值為0.46 g。

2.2 不同種質(zhì)歐李果實糖、酸，維生素C含量差異

由表3可知，可溶性固形物的含量差異較大，平均值為10.4%，范圍為7.2%～16.3%，最大值是17號種質(zhì)，最小為9號種質(zhì)。6號種質(zhì)的總可溶性糖含量最高，為11.5 g/100 g，18號種質(zhì)含量最低，為4.0g/100g，平均值為6.5 g/100 g?？傻味ㄋ岷糠秶鸀?.69～2.42 g/100 g，最高、最低分別為19號種質(zhì)和5號種質(zhì)。果實的口感不僅取決于糖、酸的絕對含量，還取決于固酸比和糖酸比值的大小，固酸比范圍為5.0～14.8，19號和5號種質(zhì)分別為最小值和最大值，平均值為8.7。糖酸比的范圍為2.5～10.2，均值為5.5，最小為19號種質(zhì)，最大為28號種質(zhì)。維生素C含量范圍為5.39～35.30 mg/100 g，12號種質(zhì)中維生素C含量最高(35.30 mg/100 g)，23號種質(zhì)最低(5.39 mg/100 g)。30份歐李種質(zhì)維生素C平均含量為16.02 mg/100 g。

2.3 不同種質(zhì)歐李果實品質(zhì)變異系數(shù)

歐李果實性狀在不同種質(zhì)間的變異系數(shù)較大（圖1），其中變異系數(shù)由大至小排列為：維生素C含量＞糖酸比＞可滴定酸含量＞固酸比＞單果重＞總可溶性糖含量＞果核重＞可溶性固形物含量＞橫徑＞縱徑＞果形指數(shù)＞可食率，前3個指標(biāo)的變異系數(shù)均大于30%，分別為46.81%、37.67%、30.88%。

表3 不同種質(zhì)歐李果實糖、酸，維生素C含量

續(xù)表3

圖1 不同種質(zhì)歐李果實性狀的變異系數(shù)

2.4 不同種質(zhì)歐李果實品質(zhì)的相關(guān)性分析

由表4可知，果核重與縱徑、果形指數(shù)呈極顯著正相關(guān)；可食率與橫徑、單果重呈極顯著正相關(guān)，與果形指數(shù)、果核重呈極顯著負(fù)相關(guān)；維生素C含量與果形指數(shù)、果核重呈極顯著負(fù)相關(guān)；糖酸比與固酸比呈極顯著正相關(guān)，同時總可溶性糖與可溶性固形物呈極顯著正相關(guān)。因此在篩選藥用型歐李種質(zhì)時以縱徑、果形指數(shù)較大為好；篩選口感甜型、含糖量高的食用型歐李種質(zhì)可通過測定果實的可溶性固形物含量，含量較高為好。

表4 不同種質(zhì)歐李果實品質(zhì)的相關(guān)性分析

2.5 聚類分析

將歐李果實外觀性狀、糖酸含量及維生素C含量經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理后，利用Ward連接聚類方法，基于平方Euclidean距離構(gòu)建30個歐李種質(zhì)果實的系統(tǒng)聚類圖。由圖2可將這30個歐李種質(zhì)劃分為3類，每類特征如表5。第Ⅰ類為藥用、加工類型，其特征為果個較大，單果重、果核重較高，包括9、11、13、16、24、30、27、28、2、7、8、29、10、15、3、4、20、22、19號種質(zhì)，以22號（山西絳縣大交鎮(zhèn)）種質(zhì)為代表；第Ⅱ類為高營養(yǎng)類型，其特征為維生素C含量較高，包括25、26、21、18、14、23、12號種質(zhì)，其中12號（北京延慶縣張山營鎮(zhèn)）種質(zhì)最為突出；第Ⅲ類為口感甜類型，其特征為可溶性固形物含量、總可溶性糖含量、固酸比和糖酸比含量較高，包括1、5、6、17號種質(zhì)，代表種質(zhì)為6號（遼寧省阜新市彰武縣）。

3 結(jié)論與討論

圖2 30份歐李種質(zhì)果實性狀的聚類分析樹狀圖

在本研究中，不同種質(zhì)間歐李果實品質(zhì)差異較大，表現(xiàn)為果實成熟期不一、果實顏色有淺有深、果實形狀多變、口感各異及維生素C含量差異顯著，其中維生素C含量、糖酸比、可滴定酸的變異系數(shù)均大于30%，體現(xiàn)了豐富的遺傳多樣性。除本研究發(fā)現(xiàn)的上述變異外，筆者前期的研究還表明，不同種質(zhì)歐李果實在香氣物質(zhì)、多酚物質(zhì)、微量元素等方面都存在較大變異[19,22-23]。歐李種質(zhì)資源豐富的遺傳多樣性增加了其育種的遺傳選擇潛力，為篩選優(yōu)良種質(zhì)及選育新品種提供了理論依據(jù)。

在歐李種質(zhì)資源評價方面，前人多以外觀性狀開展研究[7-8]，如根據(jù)果形劃分為扁圓形、圓錐形、桃形或者橢圓形、圓形、平扁形[30]，根據(jù)果實顏色劃分為純黃類、黃色紅暈類、亮紅類、紫紅類，根據(jù)果實成熟期劃分為早、中、晚類型，根據(jù)果實離核難以劃分為粘核、離核、半離核。此外，還根據(jù)花色、葉片大小形狀、樹相等進行劃分[7-8]。本研究在進行種質(zhì)資源評價時，綜合考慮了其外觀性狀和內(nèi)在特性，重點考察了糖酸、維生素的組成及含量，但是本研究中考察的內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)較少，增加其他指標(biāo)如多酚物質(zhì)、礦質(zhì)元素、香氣成分等在種質(zhì)資源評價上的應(yīng)用是之后的研究方向；其次，在劃分類型時，根據(jù)其特點并結(jié)合其應(yīng)用，將得到的3個類型劃分為3種用途，分別為藥用加工型、高營養(yǎng)型和口感甜型。此外，還篩選出適合歐李優(yōu)良品種的定向培育的3個代表種質(zhì)，分別為22號（山西絳縣大交鎮(zhèn)）、12號（北京延慶縣張山營鎮(zhèn)）和6號（遼寧省阜新市彰武縣）種質(zhì)。選育適宜鮮食，同時具有高營養(yǎng)價值的新品種是本課題組未來的研究重點，也是提高歐李產(chǎn)品市場競爭力的突破點。

表5 不同種質(zhì)歐李果實性狀的聚類分組特征