陳啟亮,楊曉平,范凈,張靖國,杜威,趙碧英,易顯榮,胡紅菊



摘要:【目的】對國家果樹種質武昌砂梨圃保存的49份廣西砂梨地方品種的果實品質性狀進行分析和綜合評價,為挖掘利用廣西砂梨地方品種優異資源提供依據。【方法】分析12個果實品質性狀的變異系數、Shannon-Weaver指數等指標,應用聚類分析對品種和性狀進行分類,并應用主成分分析進行果實品質的綜合評價。【結果】廣西砂梨地方品種的果實品質性狀的變異系數范圍為9.25%~52.57%,其Shannon-Weaver指數(H')范圍在1.827~2.037。單果重、果實縱徑、果實橫徑和果形指數的均值分別為223.2 g、7.19 cm、7.18 cm和1.00,變異系數分別為33.20%、16.9%、11.26%和12.24%,H'分別是1.851、1.965、1.907和1.949。果肉硬度、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、維生素C和石細胞含量的均值分別為12.00 kg/cm2、10.49%、5.63%、0.31%、1.75 mg/100 g和0.90%,變異系數分別為14.40%、9.25%、15.18%、52.57%、18.25%和35.18%,H'分別為1.957、2.037、1.935、1.910、1.827和1.933,其中可溶性固形物含量的H'(2.037)最大,可滴定酸含量變異系數(52.57%)最大,多樣性最豐富。固酸比和糖酸比的均值分別為42.73和22.65,變異系數分別為45.50%和44.76%,H'分別為1.956和1.848。R型聚類將12個梨果實品質性狀聚成4類。經相關分析及R型聚類分析表明,果實品質部分性狀之間的邏輯相關性明顯,多數性狀之間存在著顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)的相關性。通過主成分分析提取了4個主成分,可反映原始數據80.424%的信息量;建立基于主成分的梨果實品質綜合評價模型,篩選獲得9份綜合得分在1.000以上的地方品種。采用Q聚類將廣西49個砂梨地方品種分為3大類,分別對應品質優良、品質中等和品質差3個類型。【結論】廣西砂梨地方品種果實品質性狀具有豐富的多樣性,發掘出1份大果型特異種質蒼悟大砂梨,可作為大果型特異資源進行開發利用;通過建立基于主成分的梨果實品質綜合評價模型評價廣西砂梨地方品種的果實品質結果可靠,可為砂梨地方品種果實品質綜合評價提供一定的理論參考。
關鍵詞: 砂梨地方品種;果實品質;主成分分析;聚類分析;綜合評價
中圖分類號: S661.202.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼: A 文章編號:2095-1191(2021)09-2524-10
Fruit quality character analysis and comprehensive evaluation of Pyrus prifolia Nakai landrace in Guangxi
CHEN Qi-liang1, YANG Xiao-ping1, FAN Jing1, ZHANG Jing-guo1, DU Wei1,
ZHAO Bi-ying2, YI Xian-rong2*, HU Hong-ju1*
(1Institute of Fruit and Tea,Hubei Academy of Agriculture Sciences,Wuhan? 430064, China; 2Guangxi Academy
of Specialty Crops, Guilin, Guangxi? 541004, China)
Abstract:【Objective】To promote the utilization of sand pear(Pyrus prifolia Nakai) germplasm of Guangxi landraces, twelve characters were analyzed and evaluated from 49 sand pear landraces maintained at the National Sand Pear Germplasm Repository. 【Method】The coefficient of variations and Shannon-Weaver indexes of 12 fruit quality characters were analyzed. Q cluster and R cluster analyses were carried out to classify germplasm resources and traits and principal component analysis was used to evaluate fruit quality. 【Result】The coefficients of variation of fruit quality traits in Guangxi landraces varied between 9.25% to 52.57% and their Shannon-Weaver indexes ranged from 1.827 to 2.037. The average values of single fruit weight, fruit diameter, fruit length and fruit shape index were 223.2 g, 7.19 cm, 7.18 cm and 1.00, respectively. The corresponding coefficient of variations for these were 33.20%, 16.9%, 11.26% and 12.24%? and the Shannon Weaver diversity indexes were 1.851, 1.965, 1.907 and 1.949, respectively. The average values of flesh hardness, soluble solids, soluble sugar, titratable acid, Vitamin C and stone cell content were 12.00 kg/cm2, 10.49%, 5.63%, 0.31%, 1.75 mg/100 g and 0.90%, respectively. The coefficient of variations for such were 14.40%, 9.25%, 15.18%, 52.57%, 18.25% and 35.18% and the Shannon Weaver diversity indexes were 1.957, 2.037, 1.935, 1.910, 1.827 and 1.933, respectively. The soluble solids had the largest Shannon Weaver index (2.037), whereas the titratable acid content had the largest coefficient of variation (52.57%) and the richest diversity. The average values of solid acid ratio and sugar acid ratio were 42.73 and 22.65 with coefficients of variation of 45.50% and 44.76% and Shannon Weaver diversity indexes of 1.956 and 1.848. The 12 fruit quality traits were divided into 4 groups by R cluster analysis. The correlation analysis and R-type cluster analysis revealed that fruit quality displayed logical correlation between some traits and significant(P<0.05) or highly significant(P<0.01) correlations were observed among most traits. Four principal components were extracted from our principal component analysis and it covered 80.424% of the original data. A comprehensive evaluation model was established by principal component analysis and 9 cultivars were selected with a score above 1.000. The 49 sand pear landraces were divided into three groups by Q-clustering, corresponding to good, medium and poor quality. 【Conclusion】Abundant genetic diversity was observed in Guangxi landraces of sand pear through analyses of fruit quality traits. The results from the evaluation of sand pear fruit quality by principal component analysis in Guangxi landraces proved to be reliable and the evaluation model developed provides a theoretical reference for future comprehensive evaluations of fruit quality in sand pear landraces.
Key words: sand pear landraces; fruit quality; principal component analysis; cluster analysis; comprehensive eva-luation
Foundation item: National Horticulture Germplasm Resources Center Project(NHGRC); Guangxi Key Science and Technology Project(Guike AA17204026)
0 引言
【研究意義】我國是梨第一生產大國,砂梨(Pyrus pyrifolia Nakai)是我國梨屬植物中地理分布最廣、資源最為豐富的栽培種。我國是砂梨的起源及遺傳多樣性中心,砂梨資源極為豐富。湖北農業科學院果樹研究所國家果樹種質武昌砂梨圃承擔國家砂梨種質資源收集、保存和鑒定評價工作,收集和保存以砂梨為主的國內外梨種質資源1162份,是世界上最大的砂梨基因庫(胡紅菊,2020)。廣西各地均有梨樹分布,其中優良地方品種很多,著名的有灌陽雪梨、荔浦雪梨、蒼梧大砂梨、北流蜜梨、靖西冬梨和橫縣蜜梨等(中國農業科學院果樹研究所,1963),均屬砂梨系統。對梨果實品質性狀進行分析和科學綜合評價是進行梨種質挖掘及種質創新的重要前提,對梨的種質資源研究具有重要意義。【前人研究進展】辛明等(2014)對廣西芒果果實品質指標進行主成分和系統聚類分析,篩選出桂熱120號和紅芒6號等品質較優的品種。張起和安華明(2014)對34份貴州梨種質資源的果實品質性狀多樣性進行研究,利用方差分析、相關分析、主成分分析和聚類分析確定了貴州省的梨地方種質具有豐富的遺傳多樣性,聚類分析將種質分為4組,篩選出海子梨-3和葫蘆梨2個特異種質。牟紅梅等(2018)采用主成分分析法和聚類分析法,測定分析了16個果園萊陽茌梨8個果實品質性狀,提取的前3個主成分累積貢獻率達到86.338%。沈兵琪等(2018)對26個來自云南省的野生梨的果實品質進行綜合評價,主成分分析共提取4個主成分,聚類分析將26個野生梨地方品種分為3大類,其中安寧小火把梨和香酥梨的綜合排序較靠前,品質較好,具有推廣潛力。萬春雁等(2018)運用模糊綜合評判法建立了砂梨果實品質評價模型,對蘇南的42個砂梨品種進行綜合評價,將品種分成4個等級,1~4等品的數量分別為8、11、13和10,其中1等品有若光、翠冠、愛甘水、幸水、秋月、彩玉、豐水和王秋。牟紅梅等(2019)采用主成分分析和聚類分析對27份西洋梨品種進行綜合評價,提取的前3個主成分累積貢獻率達82.054%。前人研究將西洋梨品種分為4個大類,其中好本號、盤克漢姆、康弗倫斯和阿巴特的綜合品質性狀較優。曾少敏等(2019)通過聚類分析及主成分分析等對50份福建省梨地方資源果實性狀進行分析及分類研究,表明福建省梨種質資源的果實性狀多樣性豐富,R型聚類將果實性狀聚為5組,Q型聚類將供試種質分為5個組,主成分分析發現前10個主成分反映了86.545%的信息量。【本研究切入點】據原廣西僮族自治區科學工作委員會和農業廳于1959年編寫的內部刊物《果樹品種誌(初稿)》記載,廣西砂梨地方品種有133個,其中,傳統優良品種灌陽雪梨、青水梨和黃皮鵝梨等在桂林市灌陽縣和平樂縣目前仍是主栽品種。對果實品質性狀分析評價是品種創新利用的基礎,但目前對廣西砂梨地方品種果實品質性狀進行分析和綜合評價的研究鮮見報道。【擬解決的關鍵問題】以國家果樹種質武昌砂梨圃保存的49份廣西砂梨地方品種為研究對象,以主成分分析法為核心,結合遺傳多樣性分析、聚類分析和相關分析,對廣西砂梨地方品種果實品質性狀進行分析和綜合評價,建立梨果實品質綜合評價模型,為砂梨地方品種挖掘利用和果實品質綜合評價提供依據。
1 材料與方法
1. 1 試驗材料
供試資源采集于武漢市江夏區金水閘國家園藝種質武昌砂梨分庫中保存的49份廣西砂梨地方品種(表1)。
1. 2 試驗方法
1. 2. 1 果實品質性狀的測定 按照曹玉芬等(2006)的方法,在2014—2019年(以2014—2016年為主,2017—2019年對融安青雪梨、細皮糖梨、青皮梨和黃糖梨等品種的數據進行補充采集和完善)對9個果實品質性狀單果重(Single fruit weight,FW)、果實縱徑(Fruit length,FL)、果實橫徑(Fruit diamete,FD)、果肉硬度(Flesh firmness,FFI)、可溶性固形物(Total soluble solids,TSS)含量、可溶性糖(Soluble sugar,SS)含量、可滴定酸含量(Titratable acidity content,TA)、維生素C(Vitamin C,Vc)含量、石細胞(Stone cell,SC)含量進行測定,并計算果形指數(Fruit shape index,FSI)、固酸比(Ratio of total soluble solids content and titratable acidity content,RTT)和糖酸比(Ratio of soluble sugar content and titra-table acidity content,RST)。數據取各性狀3年以上測定數據的平均值。
1. 2. 2 遺傳多樣性指數的計算 將12個果實品質性狀的數據劃分為10個等級,1級<[x]-2σ,10級≥[x]+2σ,中間每級相差0.5σ,[x]為平均值,σ為標準差。以Shannon-Weaver指數(H')評價果實品質性狀的遺傳多樣性,即H'=-ΣPiln(Pi),Pi指該性狀第i個等級的種質資源份數占總份數的百分比(潘存祥等,2015)。
1. 3 統計分析
采用Excel 2016對果實品質性狀數據進行處理和分析;主成分分析和聚類分析采用SPSS 21.0進行。
2 結果與分析
2. 1 砂梨果實品質性狀多樣性分析
由表2可知,49份梨地方品種12個果實品質性狀的變異系數范圍為9.25%~52.57%,H'為1.827~2.037,表明廣西砂梨地方品種果實品質性狀多樣性豐富。果實外觀性狀中單果重、果實縱徑、果實橫徑和果形指數的平均值分別為223.20 g、7.19 cm、7.18 cm和1.00,其中單果重的變異系數最大,為33.20%,多樣性指數均超過1.850。單果重最大為蒼梧大砂梨,達510.06 g,最小為灌陽早禾梨,僅84.10 g,單果重200 g以上品種份數占59.18%;果實縱徑最長為柳城雪梨,達10.40 cm,最短為北流黃梨,僅4.83 cm;果實橫徑最長為蒼梧大砂梨,達9.84 cm,最短為灌陽早禾梨,為5.64 cm;果形指數最大為荔浦黃皮梨,為1.27,最小為北流黃梨,為0.81。
果肉硬度、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、維生素C和石細胞含量平均值分別為12.00 kg/cm2、10.49%、5.63%、0.31%、1.75 mg/100 g和0.90%。其中,可滴定酸含量的變異系數最大,可溶性固形物含量的變異系數最小;H'最大的為可溶性固形物含量,H'最小的為維生素C含量。果肉硬度最大的是香蕉梨(15.00 kg/cm2),最小的是灌陽紅皮梨(8.84 kg/cm2);可溶性固形物含量最高的是粗皮糖梨(13.57%),最低的是荔浦雪梨(7.80%);可溶性糖含量最高的是粗皮糖梨(8.49%),最低的是荔浦雪梨(3.41%);可滴定酸含量最高的是粗皮糖梨(0.73%),最低的是柳城鳳山梨(0.11%);維生素C含量最高的是母豬梨2號(3.04 mg/100 g),最低的是靖西冬梨(1.18 mg/100 g);石細胞含量最高的是粗皮糖梨(1.95%),最低的是雁山六月梨(0.32%)。
固酸比和糖酸比的平均值分別為42.73和22.65,變異系數分別為45.50%和44.76%。其中,固酸比最大的是雁山六月梨(90.18),最小的是橫縣浸泡梨(14.83);糖酸比最大的是雁山六月梨(45.34),最小的是橫縣浸泡梨(7.75)。
2. 2 砂梨果實品質性狀的相關分析及R聚類分析
梨果實品質性狀的相關分析結果(表3)表明,單果重與果實縱徑、單果重與果實橫徑、單果重與固酸比、單果重與糖酸比、果實縱徑與橫徑、果實縱徑與果形指數、果實縱徑與固酸比、果實縱徑與糖酸比、果形指數與固酸比、果形指數與糖酸比、果肉硬度與可滴定酸含量、果肉硬度與石細胞含量、可溶性固形物含量與可溶性糖、可溶性固形物含量與可滴定酸、可溶性固形物含量與石細胞含量、可溶性糖含量與可滴定酸含量、可滴定酸含量與石細胞含量、固酸比與糖酸比呈極顯著正相關(P<0.01,下同);果實縱徑與果肉硬度、果實縱徑與可滴定酸含量、果形指數與果肉硬度、果肉硬度與固酸比、果肉硬度與糖酸比、可滴定酸含量與固酸比、可滴定酸含量與糖酸比、石細胞含量與固酸比、石細胞含量與糖酸比呈極顯著負相關。
對12個果實品質性狀進行R型聚類分析,聚類方法為最近鄰元素法,性狀間距離采用Pearson相關性進行分析。R型聚類分析將12個果實品質性狀聚成4類(圖1),第Ⅰ類包括固酸比、糖酸比、單果重、果實橫徑、果實縱徑和果形指數,主要反映果實酸甜度、大小和果形狀況;第Ⅱ類包括可溶性固形物含量和可溶性糖含量,反映果實含糖量;第Ⅲ類包括可滴定酸含量、石細胞含量和果肉硬度,反映果實肉質;第Ⅳ類維生素C單獨為一類。經相關分析和R型聚類分析表明,果實品質多數性狀間存在顯著或極顯著的相關性,邏輯相關性強,如糖酸比與固酸比(r=0.975)、可滴定酸與固酸比(r=-0.877)、可滴定酸與糖酸比(r=-0.849)、果形指數與果實縱徑(r=0.756)、單果重與果實縱徑(r=0.815)、可溶性固形物與可溶性糖(r=0.830)等,說明這些性狀間存在必然聯系且有大量重疊信息,表明采用主成分分析對進行果實品質綜合評價具有必要性和可行性。
2. 3 基于砂梨果實品質性狀的主成分分析
為充分反映各因素中起主導作用的綜合指標,數據經正向化和標準化處理后進行主成分分析。首先對2個逆向指標(可滴定酸和石細胞含量)取其負數,進行正向化處理,代替原指標;然后對標準化處理后的12個果實品質性狀指標進行主成分分析。分析結果共提取4個主成分(PC1~PC4),特征值分別為4.999、2.291、1.333和1.028(表4),可反映原始數據80.424%的信息量。決定PC1的主要是糖酸比、固酸比和可滴定酸等性狀,決定PC2的有可溶性糖、單果重和可溶性固形物等性狀,決定PC3的是果實橫徑、可溶性固形物和維生素C等性狀,決定PC4的是果形指數和維生素C。PC1~PC4依次對應的權重為51.79%、23.73%、13.82%和10.65%。
2. 4 基于主成分的果實品質綜合評價
從表4可得到前4個主成分的計算公式:
PC1:Z1=0.276WF+0.347FL+0.230FD+0.267FSI-
0.283FFI-0.189TSS-0.163SS+0.381TA-
0.113VC+0.251SC+0.397RTT+0.397RST
PC2:Z2=0.447WF+0.327FL+0.379FD+0.124FSI+
0.160FFI+0.424TSS+0.472SS-0.179TA+
0.067VC-0.258SC-0.052RTT+0.016RST
PC3:Z3=-0.251WF-0.098FL-0.462FD+0.290FSI-
0.179FFI+0.430TSS+0.392SS+0.064TA-
0.431VC+0.038SC+0.159RTT+0.206RST
PC4:Z4=-0.048WF+0.242FL-0.225FD+0.539FS-
0.334FFI-0.099TSS+0.081SS-0.247TA+
0.488VC+0.263SC-0.247RTT-0.205RST
根據上述公式計算各主成分得分并排序(表5)。以PC1排序,柳城雪梨、蒼梧大砂梨、雁山六月梨、三門江沙梨、三門江黃梨和柳城鳳山梨得分較高,主要特點是可滴定酸含量較低,固酸比和糖酸比高,其次果實縱徑較大;以PC2排序,粗皮糖梨、蒼梧大砂梨、靖西雪梨、靖西青皮梨、柳城雪梨和三門江沙梨得分較高,主要特點是可溶性糖和可溶性固形物含量及單果重高;以PC3排序,青皮梨、雁山六月梨、粗皮糖梨、荔浦黃皮梨、灌陽水南梨、黃細皮梨、香蕉梨和橫縣酸梨得分較高,主要特點是可溶性固形物含量和可溶性糖含量高,果實橫徑和維生素C含量較低;以PC4排序,那坡青皮梨、灌陽大青皮、灌陽紅皮梨、靖西雪梨、母豬梨2號、荔浦黃皮梨和荔浦雪梨得分較高,主要特點是果形指數和維生素C含量高。
根據4個主成分及其對應的權重,可建立基于主成分的梨果實品質綜合評價模型:
Z=0.5179Z1+0.2373Z2+0.1382Z3+0.1065Z4,即
Z=0.209WF+0.270FL+0.121FD+0.265FSI-0.169FFI+0.052TSS+0.090SS+0.137TA-0.050VC+0.102SC+0.189RTT+0.216RST。
按照上述公式計算綜合得分并進行排序(表5),綜合得分在1.000以上的地方品種有9個,分別為柳城雪梨、蒼梧大砂梨、三門江沙梨、雁山六月梨、三門江黃梨、黃細皮梨、灌陽水南梨、柳城鳳山梨和融安黃雪梨,主要特點是果實縱徑、果形指數、糖酸比、單果重和固酸比等性狀數值較高;綜合得分最低的5個地方品種為灌陽早禾梨、青皮酸梨、橫縣浸泡梨、香蕉梨和北流黃梨,具有果實小、可溶性固性物含量低而可滴定酸含量和石細胞含量較高等特點。由表5也可看出,綜合得分在0以上的品種有23個,綜合得分在0以下的品種有26個。
2. 5 廣西砂梨地方品種親緣關系聚類分析
對經過正向化和標準化后的數據進行Q型聚類分析,聚類方法為離差平方和法,種質間距離采用歐式距離法分析。Q聚類將49個砂梨地方品種分為三大類(圖2),并對每一類的性狀進行分析(表6)。第Ⅰ類包含10份地方品種,其中5份來自桂林,4份來自柳州,1份來自梧州。這10份地方品種果實品質的綜合得分高,排序靠前,平均排序5.90,是果實品質最好的一類;平均單果重293.33 g,果形指數0.94~1.25,平均果肉硬度10.92 kg/cm2,可溶性固形物含量9.85%,可溶性糖含量5.21%,可滴定酸含量0.14%,維生素C含量1.68 mg/100 g,石細胞含量0.72%,固酸比71.94,糖酸比37.88;主要特點是果大、可滴定酸含量低、固酸比、糖酸比高。第Ⅱ類包含14份地方品種,其中,11份來自桂林,2份來自南寧,1份來自百色。這14份地方品種果實品質的綜合得分較高,平均排序21.93,屬于果實品質較好的一類;平均單果重198.36 g,果形指數0.88~1.27,平均果肉硬度10.70 kg/cm2,可溶性固形物含量10.47%、可溶性糖含量5.72%,可滴定酸含量0.26%,維生素C含量1.69 mg/100 g,石細胞含量0.66%,固酸比42.70,糖酸比23.35。第Ⅲ類包含25份地方品種,其中,8份來自桂林,8份來自南寧,5份來自百色,4份來自玉林。這25份地方品種果實品質的綜合得分較低,平均排序34.36,屬于果實品質較差的一類;平均單果重209.05 g,果形指數0.81~1.02,平均果肉硬度13.16 kg/cm2,可溶性固形物含量10.76%,可溶性糖含量5.74%,可滴定酸含量0.41%,維生素C含量1.80 mg/100 g,石細胞含量1.11%,固酸比31.05,糖酸比16.22;主要特點是可滴定酸和石細胞含量高,固酸比和糖酸比低。
3 討論
3. 1 廣西砂梨地方品種果實品質性狀的遺傳多樣性
變異系數和多樣性指數是反映多樣性的重要指標(潘存祥等,2015)。本研究中廣西49個地方品種果實品質性狀間存在較大差異,12個果實品質性狀的變異系數為9.25%~52.57%,其中可溶性固形物含量變異系數最小(9.25%),可滴定酸含量變異系數最大(52.57%),其次為固酸比(45.50%)和糖酸比(44.76%)。國家果樹種質武昌砂梨圃保存的砂梨種質資源果實品質性狀的的變異系數為10.78%~71.33%,其中可溶性固形物含量的變異系數最小(10.78%),石細胞含量的變異系數最大(71.33%),其次為可滴定酸含量(55.20%)(胡紅菊,2020)。變異系數反映的值越大表明性狀間的變異程度和差異也越大(王力榮等,2005),本研究結果表明供試的49份廣西砂梨地方品種間果實的可滴定酸含量差異最大,其次為固酸比和糖酸比,而砂梨圃梨種質資源果實間石細胞含量差異最大。
多樣性分析和評價中,H'值越大表明性狀的多樣性越豐富(潘存祥等,2015)。本研究中廣西砂梨地方品種12個果實品質性狀的H'為1.827~2.037,其中,可溶性固形物最大(2.037),維生素C最小(1.827)。曾少敏等(2019)研究得出,福建省梨地方種質果實數量性狀的H'為1.698~2.074,其中,可溶性糖含量最大(2.074),可溶性酸含量最小(1.698)。國家果樹種質武昌砂梨圃保存的砂梨種質資源果實品質性狀的H'為1.761~2.051,其中,可溶性固形物含量最大(2.051),可滴定酸含量最低(1.761)。國家果樹種質武昌砂梨圃研究人員對保存的14個省(市)砂梨地方品種遺傳多樣性進行評價,遺傳多樣性排名前7的依次為湖北、四川、云南、廣西、貴州、湖南和福建,表明廣西梨地方種質果實品質性狀具有較豐富的多樣性。同時,齊丹等(2019)為了評價廣西梨地方品種的遺傳多樣性水平,對54份廣西梨地方品種的葉綠體DNA高變區域accD-psaI進行測序,檢測出單倍型(H1~H6)6個,單倍型多樣性(Hd)為0.710,高于福建梨地方品種的0.660,略低于湖北梨地方品種的0.720,說明廣西砂梨地方品種的遺傳多樣水平介于福建及湖北梨地方品種之間,并推測廣西南寧市橫縣為廣西梨起源及多樣性中心。
3. 2 廣西砂梨地方品種果實品質分析
梨果實品質性狀的鑒定與評價,是梨種質資源研究的首要工作。廣西砂梨地方品種在國家果樹種質武昌砂梨圃中表現出一定的獨特性,表現為花期一般較來源于其他省(市)的梨種質資源早15 d左右。本研究通過對廣西砂梨地方品種果實品質進行分析評價,根據《農作物優異種質資源評價規范 梨》(NY/T 2032—2011),發掘出單果重≥500 g的特異種質1份,為蒼梧大砂梨,平均單果重510.06 g;另外,粗皮糖梨的可溶性固形物含量13.57%、可溶性糖含量8.49%、可滴定酸含量0.73%,可作為高糖高酸資源進行利用(李剛波等,2019);母豬梨2號的維生素C含量3.04 mg/100 g,遠高于砂梨種質資源果實維生素C含量的平均值(1.75 mg/100 g)(胡紅菊,2020),可作為高維生素C資源進行利用。
3. 3 廣西砂梨地方品種的聚類分析
R型聚類分析結果中越早聚為一類則性狀間的相關性越強,這為性狀觀測及取舍提供了依據(劉春迎和王蓮英,1995)。本研究中R型聚類分析將12個果實品質性狀聚成4類,果實品質多數性狀間的邏輯相關性強,存在顯著或極顯著的相關性,較早地成對聚合在一起的有固酸比與糖酸比、單果重與果實橫徑,表明這2對性狀相關性極強,在性狀觀測評價時選擇其中之一為評價指標即可。
沈兵琪等(2018)通過聚類分析將云南野生梨分成品質較好、中等和較差3類。本研究采用Q聚類分析也將49個廣西砂梨地方品種分為優良、中等和較差3類,第Ⅰ類的10份地方品種果實品質優良,第Ⅱ類的14份地方品種果實品質中等,第Ⅲ類的25份地方品種果實品質較差。三大類間果實品質性狀存在差異,但未發現按來源地聚類的趨勢,可能與大部分廣西梨地方品種在演化過程中同其他梨種質資源發生了基因交流有關(齊丹等,2019)。三門江砂梨與三門江黃梨、黃皮鵝梨與黃皮細梨、母豬梨1號與橫縣大心梨在較近的遺傳距離聚為一類,推測可能存在同物異名的現象或者親緣關系較近,下一步將通過SSR分子標記和全基因組重測序等方法精準鑒定基因型,構建梨種質資源分子身份證和分子指紋數據庫加以準確區分。
3. 4 基于主成分的廣西砂梨地方品種果實品質綜合評價
沈兵琪等(2018)、牟紅梅等(2019)采用主成分分析分別開展了西洋梨、云南野生梨品種果實品質的綜合評價,均能全面客觀地評價梨品種的果實品質。本研究通過主成分分析共提取4個主成分,4個主成分可反映原始數據80.424%的信息量,并建立了基于主成分的梨果實品質綜合評價模型,對廣西砂梨地方品種果實品質進行評價,篩選獲得9個綜合得分在1.000以上、綜合性狀優良的地方品種,分別是柳城雪梨、蒼梧大砂梨、三門江沙梨、雁山六月梨、三門江黃梨、黃細皮梨、灌陽水南梨、柳城鳳山梨和融安黃雪梨,該結果與生產栽培實際表現基本一致。本研究中采集的49個廣西砂梨地方品種的立地條件和栽培管理基本一致,因此,對果實品質性狀的綜合評價基本上反映了其遺傳特性。
4 結論
廣西砂梨地方品種果實品質性狀具有豐富的多樣性,發掘出1份大果型特異種質蒼梧大砂梨,可作為大果型特異資源進行開發利用;通過建立基于主成分的梨果實品質綜合評價模型評價廣西砂梨地方品種的果實品質結果可靠,可為砂梨地方品種果實品質綜合評價提供一定的理論參考。
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(責任編輯 鄧慧靈)