合理—滿意度法篩選優良羅望子種質資源

趙瓊玲 張夢寅 瞿文林 馬開華 代建菊 雷虓 沙毓滄 段曰湯

摘要：【目的】綜合評價羅望子種質資源的果實品質和性狀指標，為其開發利用提供參考依據。【方法】以主成分分析法將16個羅望子種質的15個品質和性狀指標進行簡化后，采用合理—滿意度法對各品質和性狀指標賦予合理權重，再計算出綜合合理—滿意度，分析評價其開發利用價值。【結果】羅望子8號的鈣、鐵和銅等礦物質含量最高（其中鈣含量為2406.33 mg/kg），綜合合理—滿意度得分最高，為0.661分；羅望子9號的單果重中等偏上，可溶性固形物和總糖含量較高，總酸含量較低，綜合合理—滿意度得分次之，為0.646分；羅望子3號的單果重最重，為19.69 g，果味偏酸，可食率中等，綜合合理—滿意度得分排第3，為0.634分；羅望子13號的綜合合理—滿意度得分最低，為0.275分，綜合利用性能最差。【結論】羅望子8號鈣含量高，可作果汁或果醬品種開發利用；羅望子9號總糖含量中等偏高、風味佳和綜合品質優良，可作干果食用；羅望子3號果型最大，可食率中等，種子可用于提取多糖，果肉可作加工原料；其他羅望子種質各有優異性狀，可通過定向育種改良以獲得更優良的種質資源。

關鍵詞： 羅望子；主成分分析；合理—滿意度；果實品質

中圖分類號： Q949.7519 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2017）05-0774-06

Tamarindus indica L. germplasm resources screening using rationalization-satisfaction method

ZHAO Qiong-ling， ZHANG Meng-yin， QU Wen-lin， MA Kai-hua， DAI Jian-ju， LEI Xiao，SHA Yu-cang *， DUAN Yue-tang *

（Institute of Eco-Agriculture Science， Yunnan Academic of Agriculture Science， Yuanmou， Yunnan 651300， China）

Abstract：【Objective】Fruit quality and trait indicators of Tamarindus indica L. germplasm resources were comprehensively evaluated to provide reference for development and utilization of T. indica L. 【Method】Principal component analysis were used to simplify 15 quality and trait indicators for 16 T. indica L. germplasm resources. Reasonable weights were given on each quality and trait indicator using rationalization-satisfaction method， then complex rationalization-satisfaction values were calculated and development values of each germplasm resource were analyzed. 【Result】Calcium， iron and copper contents were the highest in T. indica L. 8（calcium content was 2406.33 mg/kg）. Its rationalization-satisfaction score was the highest（0.661）， and the nutrient value was high. T. indica L. 9 ranked the second in terms of rationalization-satisfaction score（0.646）. It contained high soluble solid content and total sugar and low total acid content. Weight of single fruit was above the moderate level. T. indica L. 3 had the largest weight of single fruit（19.69 g）， its flavor was sour， edible rate was at moderate level， the rationalization-satisfaction score（0.634） ranked the third. Rationalization-satisfaction score（0.275） of T. indica L. 13 was the lowest， and its complex utilization value was the worst. 【Conclusion】T. indica L. 8 contains the highest calcium content， and can be developed as juice or jam. T. indica L. 9 contains high total sugar content and good flavor， the comprehensive quality is superior， therefore， it can be developed as dried fruit. Other germplasm resources contain different traits. Orientation breeding can be applied on them to upgrade the resources.

Key words： Tamarindus indica L.； principal component analysis； rationalization-satisfaction； fruit quality

0 引言

【研究意義】羅望子（Tamarindus indica L.）為豆科（Leguminosae）羅望子屬（Tamarindus）的一種亞熱帶常綠大喬木，在我國主要分布于福建、廣東、廣西、四川和云南等省（區）的南部及海南和臺灣等海拔低于1400 m的旱坡、荒地和干熱河谷地區（中國科學院《中國植物志》編輯委員會，2007）。羅望子果實營養成分較豐富，適口性獨特，以鮮食和加工為主，具有一定的保健功效，開發利用價值較高（趙瓊玲等，2011），但因生產上尚未選育出羅望子優良品種，加工原料多數采集于野生或半野生狀態羅望子樹，商品利用率和經濟效益低。合理—滿意度法簡單易懂，已應用于多種果蔬的品質評價及優良類型篩選，效果明顯（張海英等，2006；田瑞等，2009；劉嘉彬等，2012）。因此，根據不同加工用途利用合理—滿意度方法篩選專用型優良羅望子品種，對其產業化開發利用具有重要意義。【前人研究進展】與羅望子有關的研究僅見羅敬萍和嚴俊華（2002）從其果實的外觀進行了分類及趙瓊玲等（2011）開展了資源調查。有關其他果蔬品質評價方面，張海英等（2006）將主成分分析、聚類分析及合理—滿意度多維價值理論相結合對桃果實進行了綜合評價；田瑞等（2009）使用主成分分析和聚類分析法進行了梨果實品質評價因子選擇；劉嘉彬等（2012）采用合理—滿意度方法從野生棗樹中篩選出鮮食優良酸棗種質。【本研究切入點】目前，針對篩選綜合性狀表現優良羅望子種質資源的研究未見報道。【擬解決的關鍵問題】以主成分分析法簡化的羅望子果實品質指標，采用合理—滿意度多維價值理論的合并規則進行綜合評價，篩選出適合不同加工用途的羅望子種質，為羅望子種質資源的產業化開發利用提供科學依據。

1 材料與方法

1. 1 試驗地概況

試驗于2015年在云南省農業科學院元謀熱區生態農業研究所國家農業部羅望子種質資源圃進行。該資源圃地處東經101°35′、北緯25°23′，年均氣溫21.9 ℃，極端最高溫42 ℃，極端最低溫-2 ℃，干濕季分明，5～9月為雨季，10月～次年4月為旱季，年降水量613.8 mm，年蒸發量3911.2 mm，屬金沙江干熱河谷區南亞熱帶干熱季風氣候。土壤屬燥紅土，有機質含量8.5～15.2 g/kg，堿解氮含量46.0～90.5 mg/kg，有效磷含量5.8～11.5 mg/kg，速效鉀含量45.2～85.6 mg/kg，全氮含量0.8～1.4 g/kg，全磷含量0.46～0.60 g/kg，全鉀含量10.1～16.2 g/kg。

1. 2 試驗材料

羅望子1～16號種質來源于羅望子典型原生地云南元謀金沙江流域，由云南省農業科學院元謀熱區生態農業研究所收集保存，是從57份云南元謀金沙江流域代表性羅望子資源中根據豐產性表現挑選出的典型性種質。

1. 3 試驗方法

1. 3. 1 試驗設計 于2015年羅望子果實成熟期（以外果皮與果肉完全分離為果實完全成熟標準）分別從果樹冠層上、中、下三部分隨機采集成熟果實20個，帶回實驗室測定單果重和微量元素、可溶性固形物、可滴定酸含量及固酸比和可食率等15個營養品質和性狀指標（分別以x1～x15表示）。

1. 3. 2 指標測定 單果重用精度為0.001 g的分析天平稱重20個果后取平均值；礦質元素含量參照NY/T 1653-2008的方法進行測定，總糖含量參照GB/T 5009.7- 2008的方法進行測定，總酸含量參照GB/T 12456-2008的方法進行測定，粗纖維含量參照GB/T 5009.10-2003的方法進行測定，可溶性固形物含量參照GB/T 8210- 2011的方法進行測定。3次重復。

1. 4 統計分析

羅望子果實營養品質和性狀指標采用單因素方差分析進行差異性比較，選擇差異顯著的營養品質和性狀指標，應用主成分分析法（Guo，2000）將多個相關的隨機變量降維成少量的綜合變量，采用累計貢獻率及評價因素類別建立合理—滿意度綜合評價體系，以合理—滿意度綜合得分反映羅望子果實的綜合可利用度信息。

羅望子合理—滿意度評價體系中，假定羅望子資源某一特性完全滿足對特定果實性狀的需求，則該資源在該項性狀的合理度Ha為1；資源某一特性完全不能滿足對特定果實性狀的需求，則合理度Ha為0；由于果實是多個生產可利用性狀的綜合體，因此單個性狀的合理—滿意度（Ha）取值為0M（bi）=■（b-Minbi）（1）

其中，Maxbi為某一性狀的最大值，Minbi為某一性狀的最小值。

單個種質資源的合理—滿意度評價過程為：以公式（1）計算出果實某一性狀指標的滿意度后，根據單因素的合理—滿意度結果，結合專家和消費者意見對果實的感官和營養指標賦予合適權重（Wi），則果實的合理—滿意度為：

V =■Wi×Mi （2）

2 結果與分析

2. 1 羅望子果實的營養和性狀指標比較及主成分分析

由表1可知，磷含量以羅望子3號和羅望子15號最高，均為0.26%，顯著高于除羅望子5號、羅望子12號和羅望子16號外的其他種質（P<0.05，下同）；鋅含量以羅望子5號最高，為10.81 mg/kg，且顯著高于其他種質，羅望子15號和羅望子8號的鋅含量分別為9.75和9.68 mg/kg，二者差異不顯著（P>0.05，下同），但顯著高于除羅望子5號外的其他種質；鐵含量以羅望子8號最高，為22.19 mg/kg，且顯著高于其他種質，羅望子9號（20.60 mg/kg）次之，顯著高于除羅望子8號和羅望子12號外的其他種質；錳含量以羅望子6號最高，為6.52 mg/kg，羅望子8號（5.52 mg/kg）次之，二者差異顯著，且顯著高于其他種質；鎂含量以羅望子15號最高，為1681.00 mg/kg，羅望子12號和羅望子8號相繼次之，分別為1402.67和1368.33 mg/kg，二者差異顯著，且顯著高于除羅望子15號外的其余種質，羅望子13號的鎂含量較低（476.67 mg/kg），顯著低于除羅望子10號外的其他種質；鈣含量以羅望子8號最高，為2406.33 mg/kg，顯著高于其他種質，羅望子13號的鈣含量最低（510.67 mg/kg），顯著低于其他種質；銅含量以羅望子8號最高，為5.91 mg/kg，顯著高于其他種質；鈉含量以羅望子12號最高（69.81 mg/kg），顯著高于其他種質，羅望子16號最低（14.81 mg/kg），顯著低于其他種質，羅望子13號較低（18.18 mg/kg），顯著低于除羅望子16號和羅望子4號外的其余種質；鉀含量以羅望子5號最高（0.73 mg/kg），顯著高于除羅望子13號（0.71 mg/kg）外的其他種質，羅望子8號和羅望子9號的鉀含量中等，分別為0.57和0.50 mg/kg。

羅望子4號的總糖含量最高，為54.79%，顯著高于其他種質，羅望子3號、羅望子8號、羅望子9號和羅望子15號的總糖含量（分別為43.24%、44.05%、48.48%和50.78%）中等或偏高；羅望子12號的總酸含量最高，為15.58%，羅望子8號和羅望子14號的總酸含量中等（均為10.27%），差異不顯著，羅望子13號的總酸含量（4.52%）最低，顯著低于其他處理；羅望子10號的可溶性固形物含量最高，為14.32%，顯著高于其他種質，羅望子9號和羅望子8號的可溶性固形物含量（分別為9.96和8.76 mg/kg）中等；粗纖維含量以羅望子1號最低（3.39%），顯著低于其他種質，羅望子12號的粗纖維含量最高，為6.91%，顯著高于其他種質，羅望子9號的粗纖維含量（5.48 mg/kg）居中，羅望子8號的粗纖維含量（4.34 mg/kg）中等偏低，二者差異顯著；單果重以羅望子3號最重，為19.69 g，顯著重于其他種質，羅望子8號和羅望子9號的單果重分別為16.76 和16.17 g，二者差異顯著，且顯著重于除羅望子3號外的其他種質，羅望子13號的單果重（8.03 g）較輕，顯著輕于除羅望子12號和羅望子16號外的其他種質；羅望子13號的可食率（73.87%）最高，顯著高于其他種質，羅望子9號和羅望子8號的可食率中等，分別為54.34%和50.53%，二者差異顯著。

由表1可知，測定的15個果實品質和性狀指標存在不同程度差異，需進一步進行果實特征主成分分析。依據主成分的特征根和貢獻率對16份羅望子種質果實的特征進行降維，結果見表2。其中，第一主成分特征值為3.967，方差貢獻率為26.45%，代表了全部性狀信息的26.45%，是最重要的主成分；第二主成分特征值為3.206，方差貢獻率為21.37%；其他主成分的貢獻率依次減少，前6個主成分的累計貢獻率達85.36%，根據累計貢獻率≥85.00%的標準，前6個主成分可代表15個性狀提供大部分信息。

由表3可知，在第一主成分中，鋅、鎂、鈣和銅含量均具有較大正載荷，代表了羅望子果實的礦物質含量；第二主成分中總酸和粗纖維含量具有較大正載荷，總糖含量具有最大負系數值，總酸和粗纖維含量高，總糖含量必然會降低，因此第二主成分可代表果實風味；第三主成分中單果重具有最高正載荷；第四主成分磷含量具有最大負系數值；第五主成分可食率具有最大正載荷；第六主成分可溶性固形物含量具有最大正載荷。

對主成分的方差貢獻率及主成分的營養品質和性狀指標相關矩陣特征向量的分析結果表明，鋅、鎂、鈣、銅、總酸、總糖、粗纖維、單果重、磷、可溶性固形物含量和可食率是影響羅望子果實品質的主要因素。

2. 2 合理—滿意度法對羅望子種質的優選結果

依據主成分分析結果，鋅、鎂、鈣、銅、磷、總糖、總酸、可溶性固形物、粗纖維含量和單果重、可食率等11個果實品質和性狀指標是影響羅望子果實品質的最主要因素。利用合理—滿意度法對這11個指標進行單因素滿意度評價后，計算出綜合合理—滿意度值，過程為：

V={0.01，0.025，0.16，0.23，0.015，0.12，0.06，0.12，

0.05，0.1，0.12}

0.00，0.25，0.99，……，0.54，1.00，0.85

0.39，0.07，0.56，……，0.20，0.83，0.37

0.45，0.54，0.72，……，0.17，1.00，0.57

0.38，0.69，0.86，……，0.50，0.96，0.75

0.41，0.46，0.49，……，0.17，0.93，0.32

0.87，0.04，0.34，……，0.34，0.77，0.13

0.26，0.98，0.89，……，0.52，0.30，0.36

0.25，0.72，0.39，……，0.16，0.12，0.25

0.00，0.43，0.55，……，0.66，0.19，0.75

0.58，0.23，1.00，……，0.65，0.53，0.10

0.71，0.99，0.24，……，0.02，0.07，0.34=

（0.464，0.564，0.634，0.482，0.586，0.537，0.408，

0.661，0.646，0.433，0.513，0.551，0.275，0.345，

0.611，0.436）

由表4可知，16個羅望子種質中，羅望子3號、羅望子8號、羅望子9號和羅望子15號的綜合合理—滿意度特征值相對較高，分別為0.634、0.661、0.646和0.611，說明該4個種質具有相對較佳的綜合利用性能，尤以羅望子8號最優，羅望子9號次之；羅望子13號的綜合合理—滿意度特征值最低，為0.275，說明相對于其他15個種質，羅望子13號的綜合利用性能最差。

3 討論

姚改芳（2010）研究認為，變異范圍較小的指標難以作為果實評價唯一參數。本研究發現，16個羅望子種質的15個營養品質和性狀指標存在明顯差異，如羅望子3號和羅望子15號具有顯著高于其他種質的磷含量，各種質間果實的銅和鈉含量差異顯著等，表明選取的果實磷含量等評價指標均可作為羅望子良種選育、品種改良和深加工的評價參數。王常順和汪詩平（2015）、肖迪等（2016）研究認為，果實性狀的差異是不同栽培技術等環境因素和遺傳變異因素共同作用的結果。本研究中參試種質采用相同栽培及管理方式保存在云南省農業科學院熱區生態農業研究所，因此，可推測其特異性表現主要來源于種質自身的差異，提示云南元謀金沙江流域羅望子種質可能具有豐富的特異性或遺傳多樣性，開發利用潛力較高。

聶繼云等（2000）用主成分分析法對梨品質指標進行簡化，獲得的結果可行且合理。田賀等（2009）研究認為，用主成分分析法對茶藨屬植物果實進行品質評價更科學、簡便，評價結果與種的實際表型相似；馬慶華等（2010）采用主成分分析法建立了一套適合冬棗果實品質評價的方法，為篩選影響冬棗果實品質評價的主要影響因子及品質優良的冬棗單株（或候選單株）提供了選擇依據。本研究參考上述研究結果采用主成分分析法對16份羅望子果實進行品質評價，將15個品質和性狀評價指標簡化為11個，分別代表營養（鋅、鎂、鈣、銅和磷）、口感（總糖、總酸、可溶性固形物、粗纖維）和果形（單果、可食率）三類因素，在理論上可行，在實際生產中易于被接受。

合理—滿意度法評價果實品質不用進行數據處理和轉化，只需計算出單因素合理—滿意度和對指標賦予合理權重，計算出綜合合理—滿意度，即完成分析評價過程，簡單易懂，目前已在多種果樹評價中推廣應用（汪志輝等，2010；李華等，2012；劉嘉彬等，2012；辛明等，2014）。本研究結果表明，羅望子3號具有最高的磷含量和單果重；羅望子8號具有最高的鐵、鈣和銅含量；羅望子15號具有最高的磷和鎂含量；羅望子9號沒有較突出的特征，但各指標值中等偏上，相對較均衡。該4個種質為綜合可利用性較優的種質，一方面表明合理—滿意度分析法既能靈敏反映羅望子種質的特異性，又能有效篩選出綜合優勢明顯的種質，是篩選羅望子優良種質的較佳方法；另一方面，由于篩選出的4個種質營養指標均具有特異性，提示參試的羅望子種質可能具有對養分特征分配利用機制的差異，此類種質綜合可利用性能主要受養分特征分配利用機制的影響，因此，制定特異性種質的栽培管理措施應成為羅望子生產研究的重要內容。

在實際研究中，采用單因素種質篩選法和合理—滿意度法對羅望子果實品質進行評價具有同等重要作用。不同羅望子種質擁有不同優異性狀，單因素滿意度篩選法有利于篩選單優種質進行定向育種，以獲得更優良的種質或專一功能強的品種，如羅望子3號的單果重最大且磷含量最高，但可溶性糖含量等品質指標值較低，適宜作為大果型品種開發利用；羅望子8號的鈣含量高，羅望子12號的總酸含量較高，可考慮作為果汁或果醬加工類型品種開發利用。合理—滿意度綜合評價法是根據生產中對果實品質的要求、消費者能接受的口感和營養成分賦予合適的權重，計算綜合合理—滿意度值對種質進行篩選，因此計算獲得的綜合值越大，說明此類種質越符合生產要求。本研究在對羅望子單優性狀進行比較的基礎上，采用合理—滿意度綜合值法優選出高鈣含量的羅望子8號、風味佳和綜合品質優良的羅望子9號、大果型的羅望子3號和高磷含量的羅望子15號作為進一步開發利用的種質。

本研究中參試的羅望子種質均來源于云南省金沙江干熱河谷區域，未對其他不同來源羅望子種質及野生種進行研究，因此，羅望子主要品質評價指標的確定及優良種質資源的收集、保護和開發利用等有待進行更全面而深入的探究。

4 結論

采用合理—滿意度法進行羅望子果實品質評價結果表明，羅望子8號的鈣、鐵和銅含量最高，其中鈣含量達2406.33 mg/kg，營養價值極高，綜合合理—滿意度得分0.661分，可作果汁或果醬品種開發利用；羅望子9號的單果重中上，可溶性固形物和總糖含量偏高，總酸含量偏低，風味佳，綜合合理—滿意度得分0.646分，可作干果直接食用；羅望子3號的單果重最重，為19.69 g，果味偏酸，可食率中等，綜合合理—滿意度得分0.634分，種子可用于提取單糖，果肉可作加工原料；其他羅望子種質各有優異性狀，可通過定向育種改良以獲得更優良的種質資源。

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（責任編輯 思利華）