荸薺種質(zhì)資源品質(zhì)性狀綜合評(píng)價(jià)

摘要：對(duì)保存于國(guó)家種質(zhì)武漢水生蔬菜資源圃內(nèi)90份荸薺[Heleocharis dulcis（Burm. f.） Trin. ex Hensch.]資源感官品質(zhì)性狀（臍部特征、單個(gè)球莖質(zhì)量、甜度、化渣度）和理化品質(zhì)性狀（干物質(zhì)含量、可溶性糖含量、淀粉含量）進(jìn)行了測(cè)試分析。結(jié)果表明，荸薺資源品質(zhì)性狀具有廣泛的遺傳多樣性，數(shù)量性狀變異系數(shù)達(dá)18.2%～31.3%，質(zhì)量性狀類型多樣，并且存在一定的相關(guān)性。采用主成分分析法得到了90份荸薺資源品質(zhì)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(zhì)性狀的評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：荸薺[Heleocharis dulcis （Burm. f.） Trin. ex Hensch.]；品質(zhì)性狀；主成分分析；綜合評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：S645.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(zhì)性狀研究多集中于荸薺品質(zhì)的理化品質(zhì)性狀方面[1，2]，如營(yíng)養(yǎng)成分等，而荸薺品質(zhì)是由感官品質(zhì)和理化品質(zhì)等綜合構(gòu)成的，在進(jìn)行多指標(biāo)構(gòu)成的品質(zhì)性狀綜合評(píng)價(jià)時(shí)，很多學(xué)者[3-5]提出采用主成分分析的方法。為此，研究通過(guò)對(duì)90份荸薺種質(zhì)資源的7個(gè)主要感官品質(zhì)性狀和理化品質(zhì)性狀的主成分分析，以期篩選出綜合品質(zhì)優(yōu)良的荸薺資源，為荸薺種質(zhì)資源的發(fā)掘創(chuàng)新和育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為保存于國(guó)家種質(zhì)武漢水生蔬菜資源圃的90份荸薺種質(zhì)資源（表1），其中地方品種88份，野生資源2份。試驗(yàn)于2011年在武漢市蔬菜科學(xué)研究所試驗(yàn)地進(jìn)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(guī)格1.5 m×2.0 m，每池定植6株，常規(guī)管理。

1.2 荸薺品質(zhì)性狀的確定與測(cè)試

感官品質(zhì)的測(cè)定：臍部特征采用目測(cè)方法參照模式圖確定，分為深凹、凹、平；單個(gè)球莖質(zhì)量隨機(jī)選取15個(gè)球莖，稱量總質(zhì)量，計(jì)算單個(gè)球莖質(zhì)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(píng)判結(jié)果。

營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)性狀的測(cè)定：在每試驗(yàn)小區(qū)分別隨機(jī)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(guò)80目篩，待測(cè)。干物質(zhì)含量按照常壓干燥法測(cè)定，淀粉含量采用GB/T 5009.9-2003中規(guī)定的方法測(cè)定，可溶性糖含量采用AOAC-1984，31.052中規(guī)定的方法測(cè)定；干物質(zhì)含量測(cè)定在武漢市蔬菜科學(xué)研究所進(jìn)行，可溶性糖含量和淀粉含量測(cè)定委托農(nóng)業(yè)部蔬菜品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（武漢）進(jìn)行。測(cè)定出干樣中各營(yíng)養(yǎng)成分含量后再換算成鮮樣中各成分的含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

荸薺種質(zhì)資源品質(zhì)性狀中質(zhì)量性狀的鑒定結(jié)果給予賦值，數(shù)量性狀采用實(shí)際觀測(cè)值，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析軟件DPS V7.05和Excel 2010對(duì)荸薺資源的7個(gè)品質(zhì)性狀進(jìn)行主成分分析，計(jì)算各性狀指標(biāo)的相關(guān)矩陣及其特征值、貢獻(xiàn)率、累積貢獻(xiàn)率與其相應(yīng)特征向量，然后提取累積貢獻(xiàn)率大于85%的主成分，寫(xiě)出數(shù)學(xué)表達(dá)式，根據(jù)表達(dá)式計(jì)算各品質(zhì)性狀的各主成分得分，再以方差貢獻(xiàn)率為權(quán)數(shù)求和得綜合得分，以此來(lái)評(píng)價(jià)荸薺資源品質(zhì)性狀的優(yōu)劣。

2 結(jié)果與分析

2.1 荸薺種質(zhì)資源品質(zhì)性狀指標(biāo)的變異情況

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

2.2 荸薺種質(zhì)資源品質(zhì)性狀相關(guān)性分析

從表4可以看出，干物質(zhì)含量與可溶性糖含量、淀粉含量呈極顯著正相關(guān)，可溶性糖含量與單個(gè)球莖質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)，淀粉含量與可溶性糖含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，而干物質(zhì)含量與單個(gè)球莖質(zhì)量、單個(gè)球莖質(zhì)量與臍部特征均呈顯著負(fù)相關(guān)。由于這些相關(guān)關(guān)系的存在，導(dǎo)致直接利用品質(zhì)性狀對(duì)資源品質(zhì)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)將會(huì)產(chǎn)生信息重疊，進(jìn)而造成評(píng)價(jià)結(jié)果出現(xiàn)偏差。

2.3 荸薺種質(zhì)資源品質(zhì)性狀的主成分分析

從表5可以看出，前4個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率達(dá)87.114 2%，基本代表了全部荸薺資源品質(zhì)指標(biāo)的絕大部分信息，前4個(gè)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(dá)式和表5可知，在第1主成分中，單個(gè)球莖質(zhì)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(shuō)明第1主成分反映了鮮食型荸薺大多數(shù)相關(guān)指標(biāo)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(zhì)含量（0.446 9）占有較大正載荷，說(shuō)明第2主成分反映了粉質(zhì)加工型荸薺大多數(shù)相關(guān)指標(biāo)信息，可稱為粉質(zhì)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(zhì)資源品質(zhì)性狀主成分得分與綜合評(píng)價(jià)

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(yáng)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(yáng)薺和涼山荸薺均表現(xiàn)為單個(gè)球莖質(zhì)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(zhì)含量相對(duì)較低（均低于90份資源平均值），其他種質(zhì)資源也在單個(gè)球莖質(zhì)量、甜度、化渣度和可溶性糖含量某幾個(gè)性狀方面表現(xiàn)優(yōu)異（綜合排名20位以后的資源略）。

3 小結(jié)與討論

通過(guò)對(duì)90份荸薺資源品質(zhì)性狀的變異情況進(jìn)行分析，結(jié)果表明，品質(zhì)性狀中的數(shù)量性狀變異系數(shù)均較大，達(dá)18.2%～31.3%，質(zhì)量性狀類型多樣，說(shuō)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(zhì)含量相對(duì)較大，這些材料是創(chuàng)新粉質(zhì)加工型荸薺的良好基礎(chǔ)材料。

荸薺球莖多作為水果鮮食，往往要求球莖個(gè)大、臍平、口感甜脆、渣少，因此試驗(yàn)根據(jù)這幾個(gè)方面篩選出荸薺資源品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)主成分分析的方法消除由于性狀間的相關(guān)性而帶來(lái)的相關(guān)信息重疊，簡(jiǎn)化評(píng)價(jià)指標(biāo)，并根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系和變異程度確定主成分權(quán)重，來(lái)綜合評(píng)價(jià)荸薺資源品質(zhì)。通過(guò)評(píng)價(jià)篩選出了一批各品質(zhì)性狀表現(xiàn)良好的優(yōu)異資源，由于第1主成分特征值較大，為3.433 7，貢獻(xiàn)率也較大，占近50%，所以本研究方法優(yōu)先篩選出鮮食型荸薺優(yōu)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(chǎn)實(shí)踐相一致。由于荸薺品質(zhì)性狀的選擇、質(zhì)量性狀的賦值等因素，造成了本方法不適用于加工粉質(zhì)荸薺的篩選，加工粉質(zhì)類型種質(zhì)篩選方法還有待進(jìn)一步研究。

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