慈姑種質資源的品質性狀分析

李峰彭靜劉玉平葉元英劉義滿黃來春朱紅蓮李雙梅柯衛東

（武漢市蔬菜科學研究所，湖北武漢 430065）

慈姑（Sagittaria sagittifoliaL.）為澤瀉科慈姑屬多年生宿根性草本植物，栽培種為華夏慈姑（Sagittaria trifoliavar.sinensis），是野慈姑（Sagittaria trifoliaLinn.）的一個變種（陳家寬，1989），以球莖供食用。慈姑在中國、日本、朝鮮以及東南亞地區均有栽培，以中國栽培面積最大，主要分布在長江流域及其以南的沿海各省（趙有為，1992）。國家種質武漢水生蔬菜資源圃保存了自‘七五’以來收集自上述大部分地區的慈姑資源逾 100份，在植物學分類上主要包括華夏慈姑和野慈姑，在園藝學上一般按球莖大小等特征分為栽培慈姑和野生慈姑，按球莖皮色分為白慈姑、烏慈姑和黃慈姑（黃新芳 等，1998），資源類型豐富。目前各地栽培的慈姑多為地方品種，慈姑新品種選育工作尚處在起步階段，對我國豐富的慈姑種質資源利用不足。本試驗對 100份慈姑資源進行品質性狀測定，并進行了聚類分析和相關性分析，以期發掘品質性狀優良的慈姑種質，為慈姑種質創新和品質育種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為保存于國家種質武漢水生蔬菜資源圃的100份慈姑種質資源（表1），這些材料分別收集于安徽、廣東、廣西、貴州、河北、河南、湖北、江蘇、江西、陜西、上海、四川、云南、浙江等14個省、市；其中地方品種62份，野生資源38份。

1.2 試驗方法

試驗于2010年在武漢市蔬菜科學研究所試驗地（東經114°20′，北緯30°37′，海拔30 m）進行，位于江漢平原東部，屬亞熱帶濕潤季風氣候，年降雨量1 269 mm，年均氣溫15.8～17.5 ℃，無霜期211～272 d。每份資源分別種植于具有保水、保肥和隔離功能的水泥池中，水泥池規格:2 m×3 m，每池定植6株，常規日常管理。

1.3 品質性狀測定

每試驗小區分別隨機取鮮樣1 000 g，清洗干凈，除去非可食部分，用二分法分取可食部分，切成薄片，混勻。鮮樣于105 ℃殺青30 min，在65 ℃下烘干，磨粉，過80目篩，待測。干物質含量按照常壓干燥法測定；淀粉含量采用國家標準GB/T 5009.9－2003《食品中淀粉的測定》規定方法測定；粗蛋白含量采用GB/T 8856－1988《水果、蔬菜產品粗蛋白質的測定方法》規定方法測定；可溶性糖含量采用 AOAC－1984，31.052規定方法測定。干物質含量測定在本所進行，其他性狀測定委托農業部蔬菜品質監督檢驗測試中心（北京）進行。測定出干樣中各營養成分含量后，再換算成鮮樣中各成分的含量。

1.4 數據分析

試驗數據采用Excel軟件計算各品質性狀的一般描述性統計量，采用SAS 9.0統計軟件進行正態分布檢驗，以Shapiro-wilk檢驗（w檢驗）時w值確定概率P作為檢驗標準（劉慶武和胡志艷，2005），并計算品質性狀間的Pearson偏相關系數，在對各品質性狀數據標準化后采用類平均法進行聚類分析，類間距離采用歐氏距離。

表1 供試慈姑種質資源名稱及來源地

2 結果與分析

2.1 慈姑種質資源球莖品質性狀的一般描述性統計量

由表2可見，100份慈姑種質資源的干物質含量平均達30.87%，變幅23.55%～38.82%，變異系數10.14%；干物質中主要以淀粉為主，淀粉的平均含量達 16.36%，占干物質的一半以上，變幅 11.44%～22.58%；粗蛋白含量和可溶性糖含量相對較低，平均值僅為 4.67%和2.67%，但是變異系數分別達22.01%和22.26%，幾乎是干物質含量和淀粉含量變異系數的2倍。

表2 慈姑種質資源球莖品質性狀一般描述性統計量

2.2 慈姑種質資源球莖品質性狀的正態分布檢驗

由圖1可知，干物質含量、可溶性糖含量和淀粉含量的P＞0.05，說明干物質含量、可溶性糖含量和淀粉含量服從正態分布；而粗蛋白含量的P＜0.05，說明其不服從正態分布。干物質含量在 31.25%處出現頻率最大，粗蛋白含量在3.9%處出現頻率最大，可溶性糖含量在2.4%處出現頻率最大，淀粉含量在 16.5%處出現頻率最大。干物質含量和淀粉含量出現最高頻率對應含量值均值高于其均值，而粗蛋白含量和可溶性糖含量則相反，說明高干物質含量和高淀粉含量慈姑種質資源的總體水平較高，而高粗蛋白含量和高可溶性糖含量慈姑種質資源的總體水平較低。

圖1 慈姑種質資源球莖品質性狀正態分布

2.3 慈姑種質資源球莖品質性狀的相關性分析

100份慈姑種質資源球莖各營養成分Pearson偏相關系數見表3。干物質含量與粗蛋白含量、可溶性糖含量、淀粉含量間呈極顯著正相關，其中干物質含量與淀粉含量偏相關系數最大（r=0.91**）；粗蛋白含量與可溶性糖含量、淀粉含量呈極顯著負相關（r=-0.55**，-0.47**）；可溶性糖含量與淀粉含量呈極顯著負相關（r=-0.42**）。但是，僅干物質含量與淀粉含量的偏相關系數大于0.7，說明僅干物質含量與淀粉含量的相關性較強，其他性狀相關性較弱。

表3 慈姑種質資源球莖各營養成分Pearson偏相關系數

2.4 慈姑種質資源球莖品質性狀的聚類分析

對100份慈姑種質資源球莖品質性狀進行聚類分析（圖2），各類群球莖品質性狀的平均值和變異系數見表4。在歐氏距離0.95處可將這些種質資源分為6類，其中第5類和第6類與其他幾類遺傳距離較遠（歐氏距離1.45），故合并成1類。第1類包括22份資源，其中野生資源6份，這類資源干物質、淀粉含量相對較低，粗蛋白含量極低（平均值為3.63%），而可溶性糖含量相對較高；第2類包括17份資源，其中野生資源4份，這類資源干物質、可溶性糖、淀粉含量極低（平均值分別為26.60%、2.08%、13.46%），而粗蛋白含量相對較高；第3類包括21份

資源，其中野生資源11份，這類資源可溶性糖含量極高（平均值為 3.25%），其他品質性狀含量較高；第4類包括36份資源，其中野生資源13份，這類資源粗蛋白含量極高（平均值為5.16%），其他品質性狀含量較高；第5類資源包括4份資源，全部為野生資源，這類資源干物質含量和淀粉含量極高（平均值分別為37.45%和21.61%），粗蛋白含量和可溶性糖含量亦相對較高，這4份資源的綜合品質性狀較好，可確定為優良資源。

圖2 慈姑種質資源球莖品質性狀聚類分析樹狀圖

表4 慈姑種質資源各類群球莖品質性狀的特征

3 結論與討論

100份慈姑種質資源球莖干物質含量平均為30.87%，變幅23.55%～38.82%；淀粉含量平均為 16.36%，變幅 11.44%～22.58%；粗蛋白含量平均為 4.67%，變幅 2.89%～6.98%；可溶性糖含量平均為2.67%，變幅1.55%～3.94%。變異系數均大于10%，各性狀變異系數大小規律與黃新芳等（1998）對華夏慈姑資源研究結果基本一致。由此看出，這些種質的品質性狀具有豐富的遺傳多樣性。

彭靜等（2001）對 28份慈姑資源品質性狀的相關性分析結果相差較大，原因在于分析比較群體大小不同或者測試計算方法不同。本試驗相關性分析認為，干物質含量與其他品質性狀間存在極顯著正相關，而且干物質含量與淀粉含量的相關性最強，所以在進行品質育種時提高干物質含量可提高其他品質性狀的含量水平，對淀粉含量提高尤為明顯，對于慈姑品質育種尤其是高淀粉含量品種選育具有重要參考價值；而淀粉含量、粗蛋白含量和可溶性糖含量間存在極顯著負相關，選育高淀粉含量慈姑品種必將使粗蛋白質含量和可溶性糖含量降低，亦即選育兼顧這3個品質性狀含量高的品種的可能性較小，選育這3個品質性狀中單一性狀的專用品種則更容易實現。

100份慈姑種質資源球莖品質性狀可聚為各品質性狀含量均低、僅粗蛋白含量稍高、可溶性糖含量極高、粗蛋白含量極高、干物質含量和淀粉含量極高 5個類群，且各類的品質性狀含量水平依次增加。野生資源在第1類到第5類中均有分布，說明慈姑野生資源品質并不全是最優，但是從第1類到第5類，野生資源分布比例不斷增加，直至各品質性狀含量水平最高的第5類全部都是野生資源，說明野生資源的各品質性狀含量水平較高。被聚的慈姑資源類群間遺傳距離可在一定程度上反映它們間的親緣關系，類群間存在一定差異。因此，在慈姑品質育種或改良的過程中，在加強慈姑種質資源特別是野生資源的鑒定評價基礎上，積極開展慈姑不同類群間種質的雜交，或開展類群內種質的自交，篩選創制優良品質性狀的種質可能性較大。

淀粉是慈姑球莖主要營養成分，是評價慈姑品種品質好壞的主要指標。通過聚類分析被聚為第5類的4份野生資源，其淀粉含量處于較高水平，而且其他品質性狀含量也較高，認為在品質性狀方面這4份種質為優異種質，這4份種質分別為收集自云南的黑龍潭慈姑、宜良慈姑、建水-3和收集自湖北的鐘祥野慈姑。

陳家寬．1989．中國慈姑屬的系統與進化植物學研究．武漢:武漢大學出版社．

黃新芳，孔慶東，柯衛東，彭靜，王海洋．1998．華夏慈姑種質資源及其研究（上）．長江蔬菜，（11）:1-3．

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趙有為．1992．幾種主要水生蔬菜生產技術發展概述（下）．長江蔬菜，（2）:18．