荸薺種質資源品質性狀綜合評價

摘要：對保存于國家種質武漢水生蔬菜資源圃內90份荸薺[Heleocharis dulcis（Burm. f.） Trin. ex Hensch.]資源感官品質性狀（臍部特征、單個球莖質量、甜度、化渣度）和理化品質性狀（干物質含量、可溶性糖含量、淀粉含量）進行了測試分析。結果表明，荸薺資源品質性狀具有廣泛的遺傳多樣性，數量性狀變異系數達18.2%～31.3%，質量性狀類型多樣，并且存在一定的相關性。采用主成分分析法得到了90份荸薺資源品質的綜合排名，排名前20位的均為鮮食型荸薺，該方法可以較好地用于鮮食荸薺品質性狀的評價。

關鍵詞：荸薺[Heleocharis dulcis （Burm. f.） Trin. ex Hensch.]；品質性狀；主成分分析；綜合評價

中圖分類號：S645.3 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）21-5241-04

Comprehensive Evaluation on Quality Characters of Chinese Water Chestnut

LI Feng，PENG Jing，LI Shuang-mei，HUANG Lai-chun，KE Wei-dong，LI Ming-hua

（Wuhan Vegetable Research Institute， Wuhan 430065， China）

Abstract： Sensory quality characters （corm hilum feature， single corm weight， sweetness， tenderness） and chemical quality characters （dry matter content， soluble sugar content， starch content） of 90 Chinese water chestnut resources conserved in Wuhan National Germplasm Repository for Aquatic Vegetables were tested and analyzed. Results showed that these resources had abundant genetic diversity. Coefficient of variation of quantitative characters were ranged from 18.2% to 31.3%. Qualitative characters had varied types. There was some correlation among quality characters. The 90 Chinese water chestnut resources were ranked by principal component analysis and the top 20 were fresh-eating resources. Principal component analysis was quite suitable for the comprehensively evaluating qualitative characters of fresh-eating Chinese water chestnut.

Key words： Chinese water chestnut[Heleocharis dulcis （Burm. f.） Trin. ex Hensch.]； quality character； principal component analysis； comprehensive evaluation

荸薺[Heleocharis dulcis（Burm. f.） Trin. ex Hensch.]為莎草科（Cyperaceae）荸薺屬（Heleocharis）荸薺種中能形成球莖的多年生草本植物。其以球莖供食用，生食、熟食皆宜，是一種重要的水生蔬菜。目前，荸薺資源品質性狀研究多集中于荸薺品質的理化品質性狀方面[1，2]，如營養成分等，而荸薺品質是由感官品質和理化品質等綜合構成的，在進行多指標構成的品質性狀綜合評價時，很多學者[3-5]提出采用主成分分析的方法。為此，研究通過對90份荸薺種質資源的7個主要感官品質性狀和理化品質性狀的主成分分析，以期篩選出綜合品質優良的荸薺資源，為荸薺種質資源的發掘創新和育種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為保存于國家種質武漢水生蔬菜資源圃的90份荸薺種質資源（表1），其中地方品種88份，野生資源2份。試驗于2011年在武漢市蔬菜科學研究所試驗地進行，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1.5 m×2.0 m，每池定植6株，常規管理。

1.2 荸薺品質性狀的確定與測試

感官品質的測定：臍部特征采用目測方法參照模式圖確定，分為深凹、凹、平；單個球莖質量隨機選取15個球莖，稱量總質量，計算單個球莖質量；甜度分為淡、較甜、甜；化渣度分為低、中、高，均采用3名品嘗員按照性狀描述給出評判結果。

營養品質性狀的測定：在每試驗小區分別隨機取鮮樣1 000 g，清洗干凈，除去不可食部分，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GB/T 5009.9-2003中規定的方法測定，可溶性糖含量采用AOAC-1984，31.052中規定的方法測定；干物質含量測定在武漢市蔬菜科學研究所進行，可溶性糖含量和淀粉含量測定委托農業部蔬菜品質監督檢驗測試中心（武漢）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。

1.3 數據分析

荸薺種質資源品質性狀中質量性狀的鑒定結果給予賦值，數量性狀采用實際觀測值，應用統計分析軟件DPS V7.05和Excel 2010對荸薺資源的7個品質性狀進行主成分分析，計算各性狀指標的相關矩陣及其特征值、貢獻率、累積貢獻率與其相應特征向量，然后提取累積貢獻率大于85%的主成分，寫出數學表達式，根據表達式計算各品質性狀的各主成分得分，再以方差貢獻率為權數求和得綜合得分，以此來評價荸薺資源品質性狀的優劣。

2 結果與分析

2.1 荸薺種質資源品質性狀指標的變異情況

從表2可以看出，荸薺種質資源單個球莖質量平均為25.6 g，可溶性糖含量（以鮮重計）平均為4.8%，淀粉含量（以鮮重計）平均為14.8%，干物質含量平均23.6%，并且其變異系數較大，介于18.2%～31.3%之間。從表3可以看出，荸薺種質資源以凹臍和平臍為主，深凹臍的資源相對較少；甜度、化渣度則分別以較甜和中等居多。

2.2 荸薺種質資源品質性狀相關性分析

從表4可以看出，干物質含量與可溶性糖含量、淀粉含量呈極顯著正相關，可溶性糖含量與單個球莖質量呈極顯著正相關，淀粉含量與可溶性糖含量呈極顯著負相關，而干物質含量與單個球莖質量、單個球莖質量與臍部特征均呈顯著負相關。由于這些相關關系的存在，導致直接利用品質性狀對資源品質狀況進行評價將會產生信息重疊，進而造成評價結果出現偏差。

2.3 荸薺種質資源品質性狀的主成分分析

從表5可以看出，前4個主成分的累積貢獻率達87.114 2%，基本代表了全部荸薺資源品質指標的絕大部分信息，前4個主成分分別表示為：

Prin1=-0.243 2 x1+0.455 2 x2+0.370 0 x3+0.228 2 x4+0.350 1 x5-0.473 3 x6-0.445 0 x7；

Prin2=-0.595 9 x1+0.066 3 x2+0.256 8 x3+0.458 9 x4+0.042 6 x5+0.403 1 x6+0.446 9 x7；

Prin3=-0.233 8 x1+0.168 6 x2+0.092 1 x3-0.768 4 x4+0.496 9 x5+0.136 0 x6+0.229 2 x7；

Prin4=0.696 1 x1+0.005 6 x2+0.483 6 x3+0.201 4 x4+0.382 7 x5+0.158 4 x6+0.263 3 x7。

從以上表達式和表5可知，在第1主成分中，單個球莖質量（0.455 2）、甜度（0.370 0）和可溶性糖含量（0.350 1）占有較大正載荷，說明第1主成分反映了鮮食型荸薺大多數相關指標信息，可稱為鮮食型荸薺綜合因子；在第2主成分中，化渣度（0.458 9）、淀粉含量（0.403 1）和干物質含量（0.446 9）占有較大正載荷，說明第2主成分反映了粉質加工型荸薺大多數相關指標信息，可稱為粉質荸薺綜合因子；在第3主成分中，僅可溶性糖含量（0.496 9）占有較大正載荷，可稱為可溶性糖因子；在第4主成分中，臍部特征（0.696 1）和甜度（0.483 6）占有較大正載荷，可稱為臍部與甜度綜合因子。

2.4 荸薺種質資源品質性狀主成分得分與綜合評價

從表6可以看出，綜合得分大于1的荸薺資源有三江薺、溧陽薺、涼山荸薺、鄂州荸薺、宣州薺-1、孝選、余干怪薺、洋湖薺和沙洋荸薺（99），其中排名前3位的三江薺、溧陽薺和涼山荸薺均表現為單個球莖質量較大（較90份資源平均值高26.6%～48.8%）、口感甜、渣少、可溶性糖含量高（較90份資源平均值高11.3%～27.7%），而淀粉含量和干物質含量相對較低（均低于90份資源平均值），其他種質資源也在單個球莖質量、甜度、化渣度和可溶性糖含量某幾個性狀方面表現優異（綜合排名20位以后的資源略）。

3 小結與討論

通過對90份荸薺資源品質性狀的變異情況進行分析，結果表明，品質性狀中的數量性狀變異系數均較大，達18.2%～31.3%，質量性狀類型多樣，說明這些資源具有豐富的遺傳多樣性，可篩選的范圍較寬；在供試材料中有2份野生資源，由于野生資源一般球莖極小（5 g左右）、可溶性糖含量較低、淀粉含量（40%左右）和干物質含量相對較大，這些材料是創新粉質加工型荸薺的良好基礎材料。

荸薺球莖多作為水果鮮食，往往要求球莖個大、臍平、口感甜脆、渣少，因此試驗根據這幾個方面篩選出荸薺資源品質評價指標，通過主成分分析的方法消除由于性狀間的相關性而帶來的相關信息重疊，簡化評價指標，并根據各項指標的相關關系和變異程度確定主成分權重，來綜合評價荸薺資源品質。通過評價篩選出了一批各品質性狀表現良好的優異資源，由于第1主成分特征值較大，為3.433 7，貢獻率也較大，占近50%，所以本研究方法優先篩選出鮮食型荸薺優良資源，綜合排名前幾位的資源均為鮮食型荸薺，與人們的生產實踐相一致。由于荸薺品質性狀的選擇、質量性狀的賦值等因素，造成了本方法不適用于加工粉質荸薺的篩選，加工粉質類型種質篩選方法還有待進一步研究。

參考文獻：

[1] 周國林，柯衛東，彭 靜.對種質資源中10份荸薺材料主要性狀的觀察[J].長江蔬菜，1999（12）：30-32.

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