廣西地區(qū)美國(guó)山核桃果實(shí)品質(zhì)觀察及綜合評(píng)價(jià)

黃錫云　賀鵬　張濤　宋海云　鄭樹芳　覃振師　王文林

摘? ?要? ?為了比較廣西地區(qū)美國(guó)山核桃果實(shí)品質(zhì)差異并進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，給山核桃育種提供理論依據(jù)，對(duì)廣西扶綏縣四個(gè)美國(guó)山核桃品種（系）（Cheyenne、Shoshoni、Desirable、Cherokee）的8項(xiàng)帶殼果性狀和果仁中脂肪酸類型、5種主要脂肪酸相對(duì)含量的差異，以及各指標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行了觀察分析。通過主成分分析，綜合評(píng)價(jià)供試品種（系）山核桃的帶殼果品質(zhì)。結(jié)果表明，山核桃?guī)す麢M徑變異系數(shù)最小，亞油酸含量變異系數(shù)最大，3大類型脂肪酸相對(duì)含量間相關(guān)性顯著;帶殼果農(nóng)藝性狀3個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率（橫徑>出仁率>殼厚）達(dá)100%;果仁中脂肪酸含量2個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率（亞油酸>亞麻酸）為92.73%;帶殼果農(nóng)藝性狀及果仁中脂肪酸含量綜合3個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率（飽和脂肪酸>縱徑>含油率）達(dá)100%。果仁主要脂肪酸組分及類型貢獻(xiàn)率大于農(nóng)藝性狀，結(jié)合相關(guān)性分析可見，果仁中脂肪酸組成與含量應(yīng)作為必要項(xiàng)納入品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)。Desirable的帶殼果農(nóng)藝性狀得分最高，Cherokee的果仁中脂肪酸得分最高;Desirable的帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中脂肪酸綜合得分最高。可結(jié)合選育目的和研究需求，將Desirable、Cherokee用作育種材料。

關(guān)鍵詞? ?美國(guó)山核桃;品質(zhì)差異;綜合評(píng)價(jià);農(nóng)藝性狀;脂肪酸含量;廣西

中圖分類號(hào)：S664.9;TS262.7? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.22.001

山核桃為胡桃科（Juglandaceae）山核桃屬（Carya Nutt.）植物，全世界有18個(gè)種、3個(gè)亞種，我國(guó)有6個(gè)種，分別是浙江山核桃、湖南山核桃、大別山山核桃、云南山核桃、貴州山核桃及美國(guó)山核桃，其中美國(guó)山核桃是引進(jìn)栽培種[1]。美國(guó)山核桃[Carya illinoensis （Wangenh.） K. Koch]原產(chǎn)于北美洲，又名長(zhǎng)山核桃、薄殼山核桃、碧根果，是世界著名的干果類經(jīng)濟(jì)樹種，具有堅(jiān)果殼薄、含油量高、風(fēng)味佳的特點(diǎn)，果實(shí)可用于鮮食、榨油、制作面包和冰淇淋等。從20世紀(jì)初至今，我國(guó)已引進(jìn)栽培100多個(gè)美國(guó)山核桃品種，主要分布在江蘇、安徽、浙江和云南等地，由于以實(shí)生引種為主，存在結(jié)果遲、品質(zhì)差、產(chǎn)量低、表現(xiàn)不穩(wěn)定等問題，一直未形成規(guī)?；母弋a(chǎn)園，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢[2]。張日清等對(duì)廣西地區(qū)進(jìn)行摸底調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于優(yōu)良品種匱乏，在南寧、桂林、柳州、百色、河池等地美國(guó)山核桃種植適應(yīng)性不佳，很多植株生長(zhǎng)不良至死亡[3]。

美國(guó)山核桃果仁油脂含量高達(dá)70%，單不飽和脂肪酸相關(guān)含量高達(dá)97%，高于油茶油（91%）、核桃油（89%）、豆油和玉米油（86%）、花生油（82%）[4]，具有顯著的降血脂和預(yù)防心臟病等功效[5]。羅會(huì)婷等對(duì)江蘇南京76株美國(guó)山核桃實(shí)生優(yōu)良單株單項(xiàng)性狀進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，建議在薄殼山核桃不同育種目標(biāo)的優(yōu)良品種選育工作中，將主成分分析法作為單項(xiàng)性狀篩選法的有效補(bǔ)充方法[5];何小艷等對(duì)安徽合肥農(nóng)業(yè)示范園區(qū)內(nèi)安農(nóng)1～5號(hào)美國(guó)山核桃優(yōu)良品種農(nóng)藝性狀進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)5個(gè)品種出仁率均在 40%以上，單果重量平均達(dá)7.61 g，果仁油酸相對(duì)含量均超過70%，果仁含油率均在40%以上[6-7]。李健等對(duì)引進(jìn)種植在浙江的28個(gè)美國(guó)山核桃優(yōu)良單株進(jìn)行了果實(shí)形態(tài)指標(biāo)與品質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，油脂脂肪酸各組分變異度為6.12%～26.20%，氨基酸各組分變異度為16.51%～28.13%[8]。張金麗等對(duì)云南祿勸12個(gè)美國(guó)山核桃品種果實(shí)形態(tài)和粗纖維成分進(jìn)行測(cè)定表明，果實(shí)含有豐富的粗纖維，不同品種間的果實(shí)形態(tài)存在顯著差異，其長(zhǎng)度為2.50～4.80 cm，寬度為1.60～2.10 cm，重量為4.00～9.50 g[9]。據(jù)研究報(bào)道，美國(guó)山核桃果實(shí)品質(zhì)受品種（系）[10]、立地條件[11]、采收時(shí)間[2]等影響較大。

作為果仁消費(fèi)型木本油料林木，美國(guó)山核桃?guī)すr(nóng)藝性狀、果仁脂肪酸性狀是其果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。鑒于廣西地區(qū)種植的美國(guó)山核桃果實(shí)品質(zhì)至今未見報(bào)道，本文對(duì)扶綏縣昌平鄉(xiāng)一美國(guó)山核桃種質(zhì)基地內(nèi)四個(gè)不同品種（系）帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁脂肪酸性狀進(jìn)行了檢測(cè)，比較分析其特性、變異度、指標(biāo)間相關(guān)性，此外，采用主成分分析法確定帶殼果性狀和果仁中脂肪酸相對(duì)含量的決定因素，以期為廣西地區(qū)美國(guó)山核桃的育種材料選擇奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料來自于扶綏縣昌平鄉(xiāng)四合村美國(guó)山核桃種質(zhì)基地，該村地處廣西西南部，北緯22°44′24″，東經(jīng)107°52′12″，海拔80～100 m，屬亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫21.7 ℃，年平均降雨量1 300 mm，無霜期340 d以上。土壤為紅壤，緩坡地。樹齡4年，株行距5 m×6 m，每 667 m2種植 22株，田間管理按照常規(guī)進(jìn)行。供試材料為Cheyenne、Shoshoni、Desirable、Cherokee這四個(gè)美國(guó)山核桃品種（系）的青皮果樣品。

1.2 方法

1.2.1 帶殼果性狀的測(cè)量

使用數(shù)顯游標(biāo)卡尺（精度0.01 mm）測(cè)量堅(jiān)果的縱徑、橫徑及殼厚度，使用電子天平（精度0.001 g）稱量堅(jiān)果重、果仁鮮重。

1.2.2 脂肪酸組成分析

人工剝殼取果仁，采用濃硫酸水浴法，稱取適量果仁樣本，加入內(nèi)標(biāo)70 μL，再加入2 mL 5%濃硫酸/甲醇溶液（v/v），300 μL甲苯，0.2%BHT（m/v） 25 μL。用壓蓋器將頂空瓶用帶聚四氟乙烯墊的鋁蓋封好，將上述混合物輕微晃動(dòng)混勻，然后于恒溫水浴鍋中90～95 ℃水浴1.5 h提取;提取結(jié)束后取出冷卻至室溫，加入2 mL 0.9%NaCl，稍微振蕩，用1 mL正己烷萃取，離心分層取上清液于上樣瓶中，用于氣相色譜聯(lián)用分析。脂肪酸的定性采用標(biāo)準(zhǔn)品定性，定量采用峰面積歸一化法。

氣相色譜儀的工作條件：FID氫火焰離子化檢測(cè)器，HP-FFAP色譜柱，進(jìn)樣口溫度260 ℃，分流比10∶1，檢測(cè)器溫度280 ℃，色譜柱初溫210 ℃，保持8 min，程序升溫20 ℃/min，升至230 ℃，并在此溫度維持6 min;總程序時(shí)間為18 min。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與相關(guān)性分析

本研究應(yīng)用Excel 2007進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的匯總分析，再應(yīng)用SPSS 20.0分析各指標(biāo)之間的相關(guān)性、進(jìn)行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中脂肪酸相對(duì)含量的變異

分析

四個(gè)美國(guó)山核桃品種（系）帶殼果農(nóng)藝性狀中，Desirable縱橫徑最大，單果重、果仁重最大，出仁率最高，果仁共檢測(cè)出9種脂肪酸，其中油酸（18∶1 9）相對(duì)含量最高，其次為亞油酸（18∶2 6）、棕櫚酸（16∶0）、硬脂酸（18∶0）、亞麻酸（18∶3 3），這與美國(guó)山核桃相關(guān)報(bào)道[5，8，12-13]相符;其余二十烷酸（20∶0）、二十碳烯酸（20∶1 9）、山崳酸（22∶0）、二十二碳稀酸（22∶1 9）4種脂肪酸相對(duì)含量總和未超3%，二十烷酸（20∶0）更是只在Cherokee中檢出。由表1可知，四個(gè)美國(guó)山核桃品種（系）的8 項(xiàng)帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中5種主要脂肪酸含量、飽和脂肪酸含量、單不飽和脂肪酸含量、多不飽和脂肪酸含量的變異系數(shù)為2.32%～25.00%，差異較大。其中，橫徑的變異系數(shù)最小，僅為2.32%，出仁率和含油率的變異系數(shù)也較小，分別為3.56%和4.64%，說明堅(jiān)果橫徑、出仁率、含油率的遺傳變異相對(duì)較小，這與羅會(huì)婷等[5]研究結(jié)果相符;變異系數(shù)最大的是5種脂肪酸中相對(duì)含量較高的亞油酸（25.00%），其次是多不飽和脂肪酸（23.56%）;8項(xiàng)帶殼果農(nóng)藝性狀按變異系數(shù)大小排序?yàn)闅ず?果仁重>單果重>縱徑>果形指數(shù)>含油率>出仁率>橫徑;5種脂肪酸相對(duì)含量按變異系數(shù)大小排序?yàn)閬営退?亞麻酸>棕櫚酸>硬脂酸>油酸;3個(gè)大類脂肪酸按變異系數(shù)大小排序?yàn)槎嗖伙柡椭舅?飽和脂肪酸>單不飽和脂肪酸。

2.2 帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中脂肪酸相對(duì)含量的相關(guān)

性分析

對(duì)四個(gè)美國(guó)山核桃品種（系）8項(xiàng)帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中5種主要脂肪酸相對(duì)含量、飽和脂肪酸相對(duì)含量（Total SFA）、單不飽和脂肪酸相對(duì)含量（Total MUFA）、多不飽和脂肪酸相對(duì)含量（Total PUFA）進(jìn)行了相關(guān)性分析，結(jié)果見表2。可以看出，橫徑與含油率呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），單果重與果仁重呈顯著正相關(guān)（P<0.05），殼厚與亞麻酸呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），棕櫚酸與油酸呈顯著正相關(guān)（P<0.05），硬脂酸與油酸呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），飽和脂肪酸相對(duì)含量與單不飽和脂肪酸相對(duì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），飽和脂肪酸相對(duì)含量與多不飽和脂肪酸相對(duì)含量呈顯著正相關(guān)（P<0.05），單不飽和脂肪酸相對(duì)含量與多不飽和脂肪酸相對(duì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）。除殼厚與亞麻酸呈顯著負(fù)相關(guān)外，5種主要脂肪酸相對(duì)含量、飽和脂肪酸相對(duì)含量、單不飽和脂肪酸相對(duì)含量、多不飽和脂肪酸相對(duì)含量與 8 項(xiàng)帶殼果農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性均不顯著。美國(guó)山核桃?guī)すr(nóng)藝性狀與果仁中脂肪酸相對(duì)含量及其三大類型間的相關(guān)性較小，說明對(duì)美國(guó)山核桃?guī)すr(nóng)藝性狀變異的評(píng)價(jià)不能代替對(duì)果仁中脂肪酸相對(duì)含量變異的評(píng)價(jià)，這與羅會(huì)婷等[5]研究結(jié)果相符。在綜合評(píng)價(jià)美國(guó)山核桃?guī)す焚|(zhì)時(shí)，果仁中脂肪酸相對(duì)含量應(yīng)作為必要項(xiàng)納入評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2.3 帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中脂肪酸相對(duì)含量的主成分分析

2.3.1 帶殼果農(nóng)藝性狀的主成分分析

由于四個(gè)美國(guó)山核桃品種（系）8項(xiàng)帶殼果農(nóng)藝性狀量綱不同，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。其中，縱徑、橫徑、單果重、果仁重、果形指數(shù)、出仁率、含油率是正相指標(biāo)，殼厚是負(fù)相指標(biāo)，各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)參考鄭莎等[14] Min-Max標(biāo)準(zhǔn)化方法進(jìn)行歸一化數(shù)據(jù)處理，轉(zhuǎn)化為0～1間的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)。然后，對(duì)四個(gè)美國(guó)山核桃品種（系）8項(xiàng)帶殼果農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見表3。

由表可知，前3個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)100%，說明前3個(gè)主成分已可代表全部信息，滿足主成分分析的要求。由特征向量可以看出，決定第1主成分的帶殼果性狀為橫徑（NW1），說明美國(guó)山核桃的堅(jiān)果大小在品質(zhì)評(píng)價(jià)中最重要，第1主成分可以稱為大小因子;決定第2主成分的帶殼果性狀為出仁率（KR），第2主成分可以稱為出仁率因子;決定第3主成分的帶殼果性狀為殼厚（NT），第3主成分可以稱為殼厚因子。

2.3.2 果仁中脂肪酸相對(duì)含量的主成分分析

由于四個(gè)美國(guó)山核桃品種（系）果仁中5種主要脂肪酸相對(duì)含量、3種類型脂肪酸相對(duì)含量量綱不同，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。對(duì)四個(gè)美國(guó)山核桃品種（系）果仁中5種主要脂肪酸相對(duì)含量和3種類型脂肪酸相對(duì)含量進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見表4。

由表可知，前2個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)92.73%，說明前2個(gè)主成分已經(jīng)基本能代表數(shù)據(jù)信息，滿足主成分分析的要求。由特征向量可以看出，決定第1主成分的指標(biāo)為亞油酸（LA）、單不飽和脂肪酸（MUFA），說明在評(píng)價(jià)薄殼山核桃單株種仁中脂肪酸組成時(shí)，亞油酸相對(duì)含量和單不飽和脂肪酸相對(duì)含量最重要;決定第2主成分的指標(biāo)為亞麻酸（LIA）。

2.3.3 帶殼果農(nóng)藝性狀及果仁中脂肪酸含量的主成分分析

對(duì)四個(gè)美國(guó)山核桃品種（系）8項(xiàng)帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中5種主要脂肪酸相對(duì)含量、3種類型脂肪酸相對(duì)含量同上進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。其后，對(duì)四個(gè)美國(guó)山核桃品種（系）8項(xiàng)帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中5種主要脂肪酸相對(duì)含量、3種類型脂肪酸相對(duì)含量進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見表5。

由表可知，前3個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)100%，說明前3個(gè)主成分已可代表全部信息，滿足主成分分析的要求。由特征向量可以看出，第1主成分的貢獻(xiàn)率為43.91%，決定指標(biāo)包括飽和脂肪酸（SFA）、多不飽和脂肪酸（PUFA）和油酸（OA）;第2主成分的貢獻(xiàn)率為36.08%，決定指標(biāo)包括縱徑（NL）、單果重（NW）、果仁重（FWK）、果形指數(shù)（NSI）;第3主成分的貢獻(xiàn)率為20.01%，決定指標(biāo)為含油率（OC）。說明在美國(guó)山核桃的帶殼果品質(zhì)評(píng)價(jià)中，首要指標(biāo)為果仁脂肪酸，其次為帶殼果大小、重量等。

2.3.4 主成分分析得分排名

根據(jù)主成分分析后綜合評(píng)價(jià)得分，對(duì)供試的四個(gè)美國(guó)山核桃品種（系）得分進(jìn)行排名，結(jié)果顯示：按照帶殼果農(nóng)藝性狀的主成分分析結(jié)果排序?yàn)镈esirable>Cheyenne>Cherokee>Shoshonil，其中Desirable的帶殼果果形大、果重大、出仁率高;按照果仁中脂肪酸的主成分分析結(jié)果排序?yàn)镃herokee>Cheyenne>Desirable>Shoshonil，其中Cherokee果仁中單不飽和脂肪酸相對(duì)含量最高;按照帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中脂肪酸的主成分分析結(jié)果綜合排序?yàn)镈esirable>Shoshonil>Cheyenne>Cherokee，其中Desirable的帶殼果果形大、果重大、出仁率高、油酸相對(duì)含量高。

對(duì)帶殼果農(nóng)藝性狀及果仁中脂肪酸含量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為，Desirable的果形、果重、出仁率、油酸相對(duì)含量表現(xiàn)均優(yōu)，綜合排名第一，推薦作為育種材料。

3 討論與結(jié)論

由于優(yōu)良品種匱乏，廣西地區(qū)美國(guó)山核桃種植規(guī)模一直難以擴(kuò)大。本研究基于此，在對(duì)廣西地區(qū)摸底基礎(chǔ)上，挑選成一定規(guī)模、有一定年限、效益較好的美國(guó)山核桃果園內(nèi)種植的抗逆性表現(xiàn)較好的四個(gè)品種（系），對(duì)其果實(shí)開展品質(zhì)差異及綜合評(píng)價(jià)研究，以期為日后育種工作提供參考。從單項(xiàng)性狀對(duì)比上看，供試的四個(gè)美國(guó)山核桃品種（系）中Desirable縱橫徑最大，單果重、果仁重最大，出仁率最高，Cheyenne殼最薄、含油率最高，Cherokee棕櫚酸、硬脂酸、亞油酸、單不飽和脂肪酸含量最高，Shoshoni亞麻酸、飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸含量最高;其中Cheyenne出仁率（59.32%）甚至高于美國(guó)本土表現(xiàn)（58%），同時(shí)，Shoshoni出仁率（55.24%）也高于美國(guó)本土表現(xiàn)（53%）[11]，美國(guó)山核桃作為食用果仁型經(jīng)濟(jì)林木，出仁率是帶殼果品質(zhì)評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)，可見美國(guó)山核桃Cheyenne、Shoshoni在廣西地區(qū)種植表現(xiàn)較佳。

從帶殼果農(nóng)藝性狀的主成分分析結(jié)果來看，Desirable綜合得分最高;從果仁中脂肪酸的主成分分析結(jié)果來看，Cherokee得分最高;從帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中脂肪酸的主成分分析結(jié)果來看，Desirable得分最高。對(duì)比主成分分析的得分排名與單項(xiàng)性狀結(jié)果認(rèn)為，主成分分析法可以考慮多指標(biāo)的綜合影響，在運(yùn)用多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)美國(guó)山核桃?guī)す焚|(zhì)時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。四個(gè)美國(guó)山核桃品種（系）中，Desirable的帶殼果農(nóng)藝性狀最佳，Cherokee含油率高，可結(jié)合選育目的和研究需求，將兩者用作育種材料。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）