基于不同方法綜合評價浙北平原地區(qū)101份鮮食葡萄果實品質

摘" " 要：【目的】采用相關性分析、聚類分析與主成分分析法對浙北平原地區(qū)101份鮮食葡萄果實品質性狀進行綜合評價，對其代表性品質進行表征，為葡萄果實品質評價和優(yōu)良種質篩選提供技術指導?！痉椒ā恳?01份鮮食葡萄種質資源成熟期果實為試材，對縱徑、橫徑、粒質量、可溶性固形物含量、果實硬度、彈力、總酚含量、類黃酮含量、花色苷含量、總糖含量、總酸含量、裂果率、裂果指數(shù)等26個果實品質相關指標進行測定和分析，采用相關性分析、聚類分析與主成分分析進行綜合評價?！窘Y果】26個品質性狀間具有顯著差異，且多項指標存在相關性；通過聚類分析可將101份鮮食葡萄種質資源在歐式距離11.5時分為5個類群；主成分分析可將14個性狀歸為5個主成分，累計貢獻率為82.178%，分別反映葡萄的果實含糖量、營養(yǎng)物質含量、抗裂果能力、果肉質地和風味特征。結合不同評價方式，在浙北平原地區(qū)，綜合評價結果為蜜光、黑珍珠、鄭艷無核、金手指、09-42、黑色甜菜、13-653、15-115等葡萄種質綜合品質性狀較優(yōu)，新郁、夜美人、里扎馬特相對較差?！窘Y論】不同葡萄種質資源間果實品質指標差異較大，對101份鮮食葡萄種質進行品質評價，篩選出可溶性固形物含量、總糖含量、總酚含量、類黃酮含量、彈力、凝聚性、咀嚼性、糖酸比、裂果率和裂果指數(shù)作為葡萄果實品質評價的核心指標，以及8份綜合品質優(yōu)異的葡萄種質資源，可作為浙江地區(qū)鮮食葡萄種質資源評價和品種選育鑒定工作的重要參考指標。

關鍵詞：鮮食葡萄；果實品質；相關性分析；聚類分析；主成分分析；綜合評價

中圖分類號：S663.1 文獻標志碼：A 文章編號：1009-9980（2024）12-2377-12

Comprehensive evaluation of berry qualities of 101 table grape cultivars cultivated in northern Zhejiang plain based on different methods

CHEN Yeqi1， 2， PANG Liu1， 2， CHEN Xiaoyang3， ZHENG Ting2， XIANG Jiang2， WEI Lingzhu2， WU Jiang2， XU Kai1， CHENG Jianhui2*

（1College of Horticultural Science， Zhejiang Agricultural and Forestry University， Hangzhou 311300， Zhejiang， China; 2Institute of Horticulture， Zhejiang Academy of Agricultural Sciences， Hangzhou 310021， Zhejiang， China; 3Zhejiang Station of Seed Management， Hangzhou 310021， Zhejiang， China）

Abstract： 【Objective】 There are various trait differences among different grape germplasms. The assessment of fruit characteristics plays a vital role in the assessment of grape genetic resources. The study aimed to comprehensively evaluate the berry quality traits of the 101 table grapes cultivated in the northern Zhejiang Plain using correlation analysis， cluster analysis and principal component analysis， in order to characterize their representative qualities， and provide technical guidance for the evaluation of grape fruit quality and the screening of excellent germplasm. 【Methods】 A total of 101 table grape germplasm resources were used as test materials to investigate and analyze the fruit quality traits. In order to explore the fruit quality traits， 26 parameters were measured including vetotal organic acidsticity， cohesion， elastic index， chewiness， pericarp puncture strength， total phenols content， flavonoid content， proanthocyanidin， sucrose content， fructose content， glucose content， oxalic acid content， tartaric acid content， malic acid content， citric acid content， total sugar content， total organic acid content， the ratio of total sugar to total organic acid， fruit cracking rate and fruit cracking index. SPSS 27.0 was used to conduct correlation analysis， cluster analysis， and principal component analysis on the above indicators， and to analyze and evaluate the quality of grape fruits through comprehensive scoring ranking. 【Results】 The 26 quality indicators showed varying degrees of variation， with coefficients of variation ranging from 7.03% to 159.48%. Among all indicators， the proanthocyanidin had the largest variation and the elastic index had the smallest. According to the cluster analysis， the 101 grape germplasm resources were divided into 5 categories when the Euclidean distance was 11.5. The Ⅰ category could be divided into 3 groups when the Euclidean distance was 8.5， the majority were derived from hybridization; the Ⅱ category could be divided into 4 groups when the Euclidean distance was 8.5， the majority were Eurasian population. After eliminating the fruit quality indexes with less variation， 14 traits of the 101 grape germplasm resources were standardized by the principal component analysis and then reduced in dimension. In the principal component analysis， five principal components were extracted with a total cumulative contribution of 82.178%. The contribution rate of the principal component 1 was 26.008%， mainly representing soluble solids， total sugar content， and cohesion， reflecting the quality of fruit sugar content. The contribution rate of the principal component 2 was 19.293%， mainly representing the total phenols and flavonoids， reflecting the fruit nutrients. The contribution rate of the principal component 3 was 14.750%， mainly representing the single fruit cracking rate， fruit cracking index， and sugar-acid ratio， reflecting the resistance to fruit cracking. The contribution rate of the fourth principal component was 13.420%， and the main factors to determine it were the elasticity and cohesion， which reflected the fruit texture. The contribution rate of the principal component 5 was 8.707%， and the main factors to determine it were the total acid and sugar-acid ratio， which reflected the fruit flavor. 【Conclusion】 In this study， 26 agronomic traits of the 101 grape germplasm resources were analyzed and the resources could be divided into 5 categories based on the diversity analysis， cluster analysis and principal component analysis. Through the comprehensive analysis of the fruit quality， soluble solid， elasticity， cohesion， chewiness， total phenols content， flavonoid content， total sugar content， sugar-acid ratio， fruit cracking rate and fruit cracking index elements were selected as the core indicators for the evaluation of fruit quality traits. Miguang， Pearl Noir， Zhengyan Wuhe， Jingshouzhi， 09-42， Black Beet， 13-653 and 15-115 were selected as high quality resources by the principal component analysis. It would provide a reference for the evaluation of fresh grape germplasm resources and the selection of new variety in Zhejiang Province.

Key words： Table grape; Fruit quality; Correlation analysis; Cluster analysis; Principal component analysis; Comprehensive evaluation

葡萄（Vitis vinifera L.）為葡萄科葡萄屬（Vitis L.）多年生落葉藤本植物，也是世界上栽培歷史最長、栽培面積最廣、產量及經濟價值最高的果樹之一[1]。葡萄鮮果中富含礦物質、維生素、膳食纖維、氨基酸等多種營養(yǎng)物質，外觀風味均佳，因此廣受消費者青睞，在全球水果生產中有著重要地位。

果實品質是評價種質資源優(yōu)劣的重要依據(jù)，通常從外在品質和內在品質兩方面進行綜合分析[2]，前者包括顏色、單果質量、縱橫徑等，后者包括香氣、口感、質地、糖酸組分及含量等。內在品質是評價鮮果商品食用價值的重要因素，尤其糖酸組分及含量是決定果實風味的關鍵指標[3-5]，這些特征不僅反映了果樹生長發(fā)育中的生理功能狀況，更與果品的味道與營養(yǎng)密切相關。因此，果實品質由多方面指標復合評價而成，不能只用單項指標和單種分析方法進行統(tǒng)計分析，需明確各品質指標對鮮食葡萄品質的影響程度進行全面評價[6-7]。目前已有多項研究將不同的分析方法綜合應用于果實品質評價，如西洋梨[8]、柚[9]、荔枝[10]、獼猴桃[11]和蘋果[12]等。既能較好地反映被評估對象的綜合性狀，又能找到核心指標，簡化評價程序，適用于對候選個體的全面評估[13]。筆者在本研究中主要結合相關性分析、聚類分析和主成分分析法，選取浙北平原水網地區(qū)栽培條件下的101個不同葡萄種質資源進行果實品質分析，剔除地理、氣候等對果實品質的影響因素，篩選出適宜本地區(qū)葡萄果實品質評價的核心指標，為浙江地區(qū)鮮食葡萄種質資源品質評價和品種選育鑒定工作提供技術指導，也為葡萄優(yōu)良種質的進一步創(chuàng)新利用提供科學依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試的101份葡萄種質資源（表1）于2023年7—9月采自浙江省農業(yè)科學院楊渡科研創(chuàng)新基地，基地位于杭嘉湖平原地帶，氣候類型為亞熱帶季風氣候。該地年均氣溫約15.9 ℃，降水量約1187 mm，日照時長約2 002.9 h，無霜期約233.5 d。土壤類型為黃松田、壤砂土。分別在果實成熟期每種質資源采集50枚果實樣品，帶回實驗室進行后續(xù)測定。

1.2 方法

用電子天平測定果實單粒質量，用游標卡尺測定果粒縱橫徑，計算果形指數(shù)=果?？v徑/橫徑；果實的質構測定用CT-3質構儀進行整果質地多面分析（TPA）和穿刺試驗，將果實赤道位置放在探頭的正下方測定，3次重復；總酚、類黃酮和花色苷含量參照曹建康等[14]的方法測定；用ATAGO便攜式糖度折射計測定可溶性固形物含量；果實中糖酸組分與含量參照Komatsu等[15]的方法測定，用液相色譜儀（Waters公司，美國）測定。使用蒸餾水將果實浸泡處理，參照張川[16]的方法，浸泡60 h后，以裂果率和裂果指數(shù)這兩個指標評價果實耐裂果能力。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2021對數(shù)據(jù)統(tǒng)計與整理，用SPSS27.0進行相關性分析、聚類分析及主成分分析。采用Origin2021作圖，綜合評價不同鮮食葡萄果實品質。

2 結果與分析

2.1 鮮食葡萄果實主要品質性狀分析

從表2可見，不同葡萄果實質量和外觀的同一性狀間存在顯著差異，單粒質量平均值5.72 g，變化范圍為1.66～13.10 g，變異系數(shù)41.25%，其中，黑色甜菜粒質量最大，火州紅玉最小。果形指數(shù)的變化范圍在0.69～3.03之間，變異系數(shù)27.91%。縱徑的變化范圍為14.00～55.10 mm，平均25.93 mm，變異系數(shù)23.86%；橫徑的變化范圍為13.00～29.00 mm，平均20.47 mm，變異系數(shù)16.49%，多數(shù)果實的縱徑大于橫徑?？v徑最小的材料是火州紅玉和火焰無核，最大是甜蜜藍寶石；橫徑最小的材料是13-653，最大是新郁?；ㄉ盏暮孔兓秶鸀?.00～2.36 OD·g-1，變異系數(shù)最高，達159.48%，不同皮色的葡萄差異較大，其中09-42最高，而綠色葡萄均較低。

從表2可見，不同葡萄質地指標中，果實硬度、彈力、凝聚性、彈性指數(shù)、咀嚼性、果皮硬度平均值分別為10.78 N、0.25、0.43、0.83、3.70 mJ、5.02 N，變異系數(shù)分別為46.90%、18.39%、17.52%、7.03%、36.35%、30.85%，變化范圍分布分別為4.20（甜太郎）～30.41 N（甜蜜藍寶石）、0.16（13-643）～0.38（天工玉柱）、0.29（白香蕉）～0.63（天工玉柱）、0.70（白香蕉）～1.00（紅巴拉多）、1.52（申愛）～9.02 mJ（甜蜜藍寶石）、1.75（甜太郎）～8.35 N（信濃樂）。

從表2可見，不同葡萄果實糖酸組分和酚類物質含量差異較大，可溶性固形物含量（w，后同）平均值18.55%、變異范圍12.67%～24.17%、變異系數(shù)11.66%，可溶性固形物含量22%以上的材料有：金手指（24.17%）、15-115（24.00%）、鄭艷無核（23.20%）、紅手指（23.30%）、月光無核（22.67%）?？偺呛糠秶鸀?7.11～223.25 mg·g-1，平均161.83 mg·g-1，最高的材料為火州紅玉，最低的為摩爾多瓦；其中蔗糖含量范圍在2.55～26.22 mg·g-1，占總糖含量的1/4左右，明顯低于葡萄糖（47.52～109.20 mg·g-1）和果糖（44.55～107.60 mg·g-1）?？偹岷糠秶?.62～9.32 mg·g-1，平均5.30 mg·g-1，最高的材料為09-42，最低為新雅；其中，草酸含量為0.00～0.72 mg·g-1，酒石酸含量為1.15～4.52 mg·g-1，蘋果酸含量0.14～3.99 mg·g-1，檸檬酸含量為0.29～3.01 mg·g-1，酒石酸和蘋果酸含量占總酸含量的80%以上。糖酸比是果實風味的直接體現(xiàn)，平均值為32.06，變異系數(shù)25.49%，分布范圍15.93～58.99，最高的材料為26-9-1，最低的為09-42?？偡雍康姆植挤秶鸀?.17～1.30 mg·g-1，平均0.48 mg·g-1，變異系數(shù)47.52%，最高的是09-42，最低的是綠亞歷山大；類黃酮含量為0.07～0.90 mg·g-1，平均0.26 mg·g-1，變異系數(shù)64.00%，最高的也是09-42，最低的是新雅，不同皮色的葡萄差異也較大。

從表2可見，經浸水誘導裂果表現(xiàn)，101份葡萄果實裂果率的平均值為35.11%，裂果指數(shù)的平均值為25.33，二者的變異范圍均在0.00%～100.00%，前者變異系數(shù)為104.65%，后者為123.86%。裂果率和裂果指數(shù)都是0%的種質有：鄭艷無核、醉金香、玉手指、天工翠玉、天工碧玉、10-171、15-115、陽光玫瑰、鄞紅等，裂果率和裂果指數(shù)都是100%的種質是里扎馬特、葡之夢和美人指。

2.2 各品質性狀間相關性分析

對101份葡萄種質的果實性狀的26個品質性狀進行相關性分析（表3）。果實縱徑、橫徑、粒質量、果實硬度、咀嚼性互呈極顯著正相關，縱徑、果形指數(shù)、裂果率、裂果指數(shù)互呈極顯著或顯著正相關，橫徑與果形指數(shù)以及可溶性固形物、蔗糖、葡萄糖、果糖、總糖含量互呈極顯著負相關?？扇苄怨绦挝锖俊⒐麑嵱捕?、蔗糖含量、果糖含量、葡萄糖含量、總糖含量互呈極顯著正相關，總酚、類黃酮、花色苷含量和酒石酸、檸檬酸、總酸含量兩兩互呈極顯著正相關。裂果率和裂果指數(shù)與可溶性固形物含量、果實硬度、類黃酮含量、糖含量、凝聚性以及果皮硬度呈顯著或極顯著負相關。彈力與凝聚性呈極顯著正相關。果實硬度與可溶性固形物含量、彈力、凝聚性以及糖含量呈極顯著或顯著負相關，糖酸比與酒石酸、蘋果酸、檸檬酸、總酸含量呈極顯著負相關。

2.3 不同種質資源葡萄果實性狀的聚類分析

利用SPSS27.0的系統(tǒng)聚類功能進行聚類分析，結果如圖1和表4所示，在歐氏距離為11.5處可將101個材料聚為5個群體，分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。

第Ⅰ群體數(shù)量最多，包含夏黑、寒香蜜、巨峰、陽光玫瑰、蜜光、13-240等66份種質，主要為雜交種群，該群體根據(jù)歐氏距離8.5為分界線可劃分為3組，各組47、18、1份種質資源。該類群平均種質果實硬度、裂果率和裂果指數(shù)較低，果皮硬度較第Ⅱ群體高，蔗糖、葡萄糖、果糖和總糖含量最高。第Ⅱ群體包含里扎馬特、葡之夢、天工初心、新郁、09-153等27份種質，以歐亞種群為主，該群體根據(jù)歐氏距離8.5為分界線也可劃分為4組，各組2、6、18和1份種質資源。其主要特征是糖酸含量都較低，果實硬度高而果皮硬度低，裂果率和裂果指數(shù)高。第Ⅲ群體包含5份種質，分別為天工墨玉、黑珍珠、申悅、15-171和09-42，該群體種質的咀嚼性以及總酚、類黃酮和花色苷含量突出，且檸檬酸含量較高。第Ⅳ群體只包含天工翠香蜜、天工玉柱2份種質，花色苷含量低。第Ⅴ群體只包含甜蜜藍寶石1份種質，該種質縱徑最長，果形指數(shù)、果實硬度、果皮硬度和咀嚼性均最高。

2.4 不同種質資源葡萄果實性狀的主成分分析

依據(jù)以上分析結果，剔除變異程度較小的果實品質指標后選定了14個性狀，采用主成分分析法對14個指標標準化后進行降維處理。結果顯示（表4），14個性狀的主要信息集中在前5個主成分中，累計貢獻率達82.178%，表明這5個主成分可以反映果實品質性狀的大部分信息。

第1主成分方差貢獻率為26.008%，其特征向量中，可溶性固形物含量（0.658）、總糖含量（0.643）和凝聚性（0.610）正向數(shù)值較大，對PC1產生正向影響，果實硬度（-0.805）負系數(shù)值大，主要反映的是果實含糖量的品質性狀。第2主成分方差貢獻率為19.293%，載荷較高的正值性狀包括總酚含量（0.654）和類黃酮含量（0.644），主要反映了果實營養(yǎng)物質性狀。第3主成分方差貢獻率為14.750%，表現(xiàn)出與裂果率（0.682）、裂果指數(shù)（0.652）和糖酸比（0.603）較高的正相關，反映出果實抗裂果的能力。第4主成分方差貢獻率為13.420%，彈力（0.702）和凝聚性（0.694）有較大的正向數(shù)值，PC4可稱為果肉質地指標。第5主成分方差貢獻率為8.707%，主要為總酸含量（0.539）和糖酸比（0.538）的正向數(shù)值較大，它們對PC5產生正向影響，說明當PC5高時，果實總酸含量低且糖酸比上升，PC5可稱為果實風味指標。確定主成分后，計算101份葡萄種質資源的主成分綜合得分，綜合得分越高，表明該種質的綜合表現(xiàn)越優(yōu)。

以主成分分析為基礎，分別以第1、第3主成分作為橫坐標，第2、第4主成分作為縱坐標，構建101份葡萄種質資源的二維平面散點圖（圖2、圖3），結合聚類分析的結果，從而能直觀地反映出不同群體果實品質的分布情況。其中類群Ⅰ主要分布于原點左側，主要體現(xiàn)了第1主成分正向的可溶性固形物含量、糖含量等性狀特征，其糖酸比高于其他4個類群；類群Ⅱ各種質資源主要分布于原點左下方，主要體現(xiàn)了第2、3主成分酚類物質和裂果等性狀特征，其總酚、類黃酮、總糖、總酸含量和果皮硬度在5個類群中均最??；類群Ⅲ各種質資源主要分布在原點上方，主要體現(xiàn)了營養(yǎng)物質含量高、糖酸比低和咀嚼性高的特征。

2.5 不同種質資源葡萄果實性狀的綜合評價

由于各主成分方差貢獻率有差異，因此在進行綜合評價時，應考慮其主成分的不同貢獻率，以各主成分相對方差貢獻率為權重，對不同種質的前5個主成分得分及其相應權重進行加權求和構建葡萄果實品質綜合評價函數(shù)，即：F=（0.316 5F1+0.234 8F2+0.179 5F3+0.1633 4F4+0.106 0F5）/0.821 8。根據(jù)以上綜合評價函數(shù)計算出101個葡萄種質資源果實品質的綜合得分，結果見表5。

3 討 論

果實品質性狀評價是篩選優(yōu)異品種的主要依據(jù)之一，可通過果實大小、色澤等外觀品質以及糖、酸、質地等內在品質的綜合評估來分析其整體品質。同樣，葡萄果實品質直接影響消費者的選擇和其在市場上的競爭力，因此，使葡萄果實品質得到提升是國內外葡萄育種者的重要育種目標。

本研究中葡萄果實26個代表性品質性狀的變異系數(shù)范圍為7.03%～159.48%，其中花色苷、裂果率、裂果指數(shù)的變異系數(shù)超過100%，彈性指數(shù)、可溶性固形物含量、橫徑和總糖含量等指標的變異系數(shù)較小。相關性分析結果表明，裂果率和裂果指數(shù)與縱徑和果形指數(shù)呈極顯著或顯著正相關，與可溶性固形物含量、糖含量、果實硬度、凝聚性以及果皮硬度呈現(xiàn)極顯著負相關，這與Correia等[17]和王旭旭等[18]的研究結果一致。說明葡萄果實的縱徑、果形指數(shù)、果實硬度、果皮硬度、彈性和含糖量為影響裂果的主要性狀，當果實縱徑長、果形指數(shù)大、果實硬度高、果皮薄、口感脆、糖度低時更易裂果。

不同葡萄種質果實品質之間差異大，科學、系統(tǒng)、合理的評價方法是對其進行綜合評價的必要前提。在果實品質評價中，由于各性狀指標無明顯主次之分，單純選擇某一種或少數(shù)相關的指標對其進行評判并不可取，因此需要結合不同的分析方法和分析指標進行全面的評價。用于果實品質綜合評價的分析方法有多種，牟紅梅等[8]通過主成分分析的方法，對27個西洋梨果實品質的各項指標進行了轉化、分析和綜合排序。史星雲等[19]以粵椹大10果實為材料，篩選出了花色苷含量、維生素C含量、單果干質量等6項有效參考指標，以用于粵椹大10品質的預測。陳麗娟等[20]通過硬度、可溶性固形物含量等13項指標來評價30份中國櫻桃果實品質，通過主成分分析表明，硬度以及可溶性固形物、維生素C、單果質量、總酚、可溶性糖、Fe、β-胡蘿卜含量可以作為中國櫻桃果實品質評價的正向指標。在本研究中，在歐式距離為11.5時，聚類分析將101個種質分為5個類群，本研究聚類分析結合主成分綜合得分可知，各類群綜合排名依次為：Ⅲ＞Ⅰ＞Ⅳ＞Ⅴ＞Ⅱ。對這些種質資源的粒質量、可溶性固形物含量、果實硬度、彈力、凝聚性、咀嚼性、果皮硬度、總酚含量、類黃酮含量、總糖含量、總酸含量、糖酸比、裂果率、裂果指數(shù)等14個果實品質性狀采用主成分分析法進行評價，可轉化為5個綜合指標，其特征值均＞1，累計貢獻率達82.178%，綜合評價得分總體排名前列的蜜光、黑珍珠、鄭艷無核、金手指、09-42、黑色甜菜、13-653、15-115等果實綜合品質表現(xiàn)佳，可在生產中直接應用或作為種質創(chuàng)新選育的材料。

4 結 論

不同葡萄種質資源間果實品質指標的差異較大，采用相關性分析、聚類分析與主成分分析法綜合評價，結果表明，蜜光、黑珍珠、鄭艷無核、金手指、09-42、黑色甜菜、13-653、15-115等種質綜合表現(xiàn)優(yōu)異，篩選出可溶性固形物含量、總糖含量、總酚含量、類黃酮含量、彈力、凝聚性、咀嚼性、糖酸比、裂果率和裂果指數(shù)作為葡萄果實品質評價的核心指標，一些品質指標之間也具有高度的相關性，可作為浙江地區(qū)鮮食葡萄種質資源評價和品種選育鑒定工作的品質代表性評價指標。

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