15個新疆梨品種果實性狀評價

常文君，秦金銘，包建平，王亞銅，王紹鵬，樊國全

(1.新疆生產建設兵團塔里木盆地生物資源保護利用重點實驗室，新疆阿拉爾 843300； 2.塔里木大學植物科學學院，新疆阿拉爾 843300；3.新疆農業科學院輪臺果樹資源圃，新疆輪臺 841600)

0 引 言

【研究意義】梨是重要落葉果樹之一，按其起源演化，分為東方梨和西方梨兩大類。中國是東方梨重要原產地之一，種質資源豐富[1-2]，新疆是我國主要梨產區之一，除了庫爾勒香梨，還有許多其它品種，優良的梨品種應果實外觀品質好、內在品質優、抗逆性強、豐產性好和耐貯運[3]。新疆地方梨品種眾多，有必要對其進行綜合評價，選出外形、口感均優良的品種。【前人研究進展】田路明等[4]對我國北方梨優勢產區56 個主栽品種105份果實樣品進行了外觀品質和內在品質的鑒定評價。趙佳麗等[5]對河北省鴨梨主產區的梨果實內在品質進行了綜合評價。張四普等[6]對鄭州地區21個梨品種進行了分析。張起等[7]在貴州梨種質果實品質性狀多樣性分析中，采用方差分析、聚類分析等方法得出貴州地方梨種質具有豐富的遺傳多樣性。阿依古麗·鐵木兒等[8]綜合評價了新疆地區主栽的5個品種：香梨、新梨7號、沙01、沙02、沙03的果實品質。位杰等[9]分析了庫爾勒香梨及其5個雜交后代影響果實品質的主要礦質元素因子，不同梨品種的果實品質和礦質元素含量有一定差異。張琦等[10]分析了庫爾勒香梨和新梨7號在不同貯藏條件下存放5個月后果皮組織結構的變化。【本研究切入點】目前對新疆梨的報道主要集中于庫爾勒香梨，對本土品種的研究還相對較少。研究15個新疆果品種果實性狀。【擬解決的關鍵問題】采用方差分析法和Q型聚類，對梨果實進行比較及分類，基于果實性狀進行主成分分析。研究通過對取自輪臺國家種質資源圃的15個新疆地方梨品種分析總結其多樣性和特點，為新品種選育提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗地位于新疆巴音郭楞蒙古自治州輪臺縣輪臺果樹資源圃，供試樣株的樹齡均為33 a，株行距為3 m×4 m，樹體健康，樹勢中庸，采用常規管理。供試15個梨種質均為新疆地區品種，在其果實生理成熟期，每個品種采集 30 個成熟果實帶回室內保鮮貯藏用于分析。表1

表1 種質名稱及來源地Table 1 Germplasm name and origin

1.2 方 法

參考《我國梨種質資源研究概況及優良品質的綜合評價》[1],記錄果實形狀、色澤等特征。采用目測法觀察果實顏色和果實形狀；果點密集程度是取每個果實的柄端、胴部、萼部3部位各1 cm2，計量果點數量；游標卡尺測量果實、果柄和果心縱橫徑，以縱徑比橫徑的值表示果形指數，果心縱橫比大于1的為大，等于1的為中等，小于1的為小； GY-1型果實硬度計測量果實帶皮與削皮后柄端、胴部、萼部的硬度；用精確度0.01的電子天平測定單果重；用手持式糖度儀測量可溶性固形物；冷凍法測石細胞含量[11]。

1.3 數據處理

采用Microsoft Excel2019、SPSS24.0、DPS9.50進行數據整理和分析。

2 結果與分析

2.1 果實感官性狀的評價

研究表明，15份梨品種果實的7個描述性狀共產生28個變異類型，平均變異類型為4個。變異類型最多的是果實形狀，有紡錘形、圓形、橢圓形、倒卵形、扁圓形和葫蘆形，為6個；其次是果皮顏色，有黃色、黃綠、綠色、綠黃和黃褐，為5個。

在果實形狀中以紡錘形居多，其次是圓形，二者占比分別為33.3%和26.7%，葫蘆形與扁圓形品種分別只有1份，為黑酸梨和綠梨；果皮顏色占比最多的是綠色，之后是黃綠色，分別占比33.3%和26.7%，黃褐色品種只有1份，為綠梨；果皮帶有紅暈的品種占比略高些，多數梨伴有淡香；果柄木質化占比最高為60.0%，肉質化果柄與半木質半肉質果柄占比相同，均為20.0%；40%的品種果心中等，果心大和小占比分別為33.3%、26.7%；果肉烘干后顏色占比差異不大，深褐色品種只有1個，為輪臺句句梨。圖1

表2 梨品種描述性狀及賦值Table 2 Description and assignment of pear varieties

注：數值與表2中各性狀各類型賦值一一對應

2.2 果實外觀指標

2.2.1 單果質量、果形指數、果柄

研究表明，單果質量范圍為82.65～194.85 g，黑酸梨平均單果質量最高，為194.85 g，與霍城冬黃梨186.59 g無顯著差異，與其余品種呈顯著差異。褐色句句梨平均單果質量最小，為82.65 g，與輪臺句句梨99.87 g、奎克阿木特84.09 g無顯著差異，與剩余12個種質間呈顯著差異。果形指數變化范圍0.910 7～1.364 6，93.3%種質的果形指數大于1，只有綠梨的果形指數小于1，即縱徑/橫徑<1，其果形指數與其它14個品種間均呈顯著差異；果形指數最大的是霍城冬黃梨，為1.364 6，與其余種質均呈顯著差異。果柄長度最長的是耐西普特50.74 mm，和霍城冬黃梨48.13 mm無顯著差異，與剩余13個品種間呈顯著差異，最短的是霍城句句梨26.35 mm，和綠梨28.79 mm間無顯著差異，與其余品種間差異顯著。果柄寬度以黑酸梨最寬10.68 mm，與褐色句句梨10.44 mm、霍城冬黃梨10.20 mm間無顯著差異，與剩余的品種間呈顯著差異；果柄寬度最小的是綠梨2.68 mm，與其余品種間均呈顯著差異。表3

2.2.2 果點數量

研究表明，柄端果點最密集的是霍城句句梨46.33個/cm2和庫爾勒黃酸梨44.30個/cm2、輪臺句句梨44.53個/cm2、奎克阿木特46.00個/cm2，四者之間無顯著差異，與剩余種質間差異顯著，最稀疏的是綠梨16.83個/cm2，與剩余14個品種均呈顯著差異；胴部果點最密集的是黃句句梨46.17個/cm2，與奎克阿木特41.70個/cm2無顯著差異，與剩余品種間差異顯著，最稀疏的是莎車耐西普特16.80個/cm2，與大果奎克阿木特19.80個/cm2、庫車阿木特21.27個/cm2間無顯著差異，與剩余品種間呈顯著差異；萼部果點數量最密集的是黃句句梨78.37個/cm2，與剩余種質間均呈顯著差異，最稀疏的是莎車耐西普特9.10個/cm2，與庫車阿木特10.80個/cm2、塔西阿木特14.90個/cm2間無顯著差異，與剩余品種間呈顯著差異。

柄端、胴部、萼部的果點密集程度由大到小順序為黃句句梨>霍城句句梨>輪臺句句梨>奎克阿木特>伊犁句句梨>庫爾勒黃酸梨>霍城冬黃梨>黑酸梨>褐色句句梨>綠梨>大果奎克阿木特>耐西普特>塔西阿木特>庫車阿木特>莎車耐西普特；15個新疆地方梨品種柄端、胴部、萼部果點密集程度表現規律為萼部(42.13個/cm2)>柄端(36.57個/cm2)>胴部(32.19個/cm2)。表3

表3 果實外觀指標Table 3 Fruit appearance index

2.3 果實硬度

研究表明，柄端、胴部、萼部的帶皮硬度和削皮硬度范圍分別是5.16×105～14.50×105Pa、4.59×105～13.42×105Pa、5.22×105～13.70×105Pa、4.14×105～13.03×105Pa、3.81×105～12.17×105Pa、4.23×105～12.91×105Pa，6個最大硬度均屬于庫爾勒黃酸梨，且與剩余14個品種呈顯著差異。6個最小硬度均屬于奎克阿木特，其帶皮柄端硬度為5.16×105Pa， 和霍城句句梨、褐色句句梨、 輪臺句句梨、伊犁句句梨之間無顯著差異，與剩余10個品種呈顯著差異；其帶皮胴部硬度為4.59×105Pa ，和褐色句句梨、輪臺句句梨間無顯著差異，與剩余12個品種呈顯著差異；其帶皮萼部硬度為5.22×105Pa，和褐色句句梨、輪臺句句梨、伊犁句句梨間無顯著差異，與剩余11個品種呈顯著差異；其削皮柄部硬度為4.14×105Pa 和霍城句句梨、輪臺句句梨、伊犁句句梨無顯著差異，與剩余11個品種間呈顯著差異；其削皮胴部硬度為3.81×105Pa 與輪臺句句梨無顯著差異，和剩余13個品種呈顯著差異；其削皮萼部硬度為4.23×105Pa 和褐色句句梨、輪臺句句梨、伊犁句句梨無顯著差異，與剩余11個品種間呈顯著差異。

同一部位不同品種的硬度表現為，帶皮間：柄端9.25×105Pa、胴部8.89×105Pa、萼部9.50×105Pa，削皮間：柄端7.68×105Pa、胴部7.42×105Pa、萼部7.88×105Pa，可得萼部硬度>柄端硬度>胴部硬度。15個新疆地方梨品種硬度大小順序為庫爾勒黃酸梨>大果奎克阿木特>莎車耐西普特>塔西阿木特>庫車阿木特>綠梨>霍城冬黃梨>耐西普特>黃句句梨>黑酸梨>霍城句句梨>褐色句句梨>伊犁句句梨>輪臺句句梨>奎克阿木特。表4

表4 果實硬度差異Table 4 Hardness difference of fruits

2.4 果實內部品質

2.4.1 石細胞含量

研究表明，在0.20～0.45 mm，黑酸梨的皮石細胞含量最高為3.785%與霍城冬黃梨、綠梨、伊犁句句梨、莎車耐西普特、霍城句句梨、黃句句梨差異顯著，與其余品種差異不顯著；在0.20～0.45 mm果肉石細胞含量最高的是庫車阿木特0.46%與黃句句梨、庫爾勒黃酸梨、耐西普特、霍城冬黃梨、奎克阿木特間無顯著差異，與其余品種差異顯著。大于0.45 mm范圍內果皮、果肉、果核的石細胞含量均是 庫爾勒黃酸梨最高6.63%與其余品種均呈顯著差異。表5

2.4.2 可溶性固形物、出汁率與干物質含量

研究表明，可溶性固形物含量范圍9.86%～14.69%，最高的是庫車阿木特與綠梨無顯著性差異，與其它品種間差異顯著；最低的是庫爾勒黃酸梨，與黑酸梨間差異不顯著，與其余品種間差異顯著。

汁液含量最高的品種是奎克阿木特84.57%，與輪臺句句梨無顯著差異，與其余品種間差異顯著；汁液含量最低的是莎車耐西普特78.13%，與黑酸梨、霍城冬黃梨、耐西普特、庫車阿木特無顯著性差異，與其余品種間差異顯著。干物質含量最高的是霍城冬黃梨15.20%，與黑酸梨、莎車耐西普特、塔西阿木特、伊犁句句梨、奎克阿木特、綠梨、大果奎克阿木特、庫車阿木特無顯著差異，與其余品種差異顯著。霍城句句梨、庫爾勒黃酸梨、褐色句句梨、輪臺句句梨、耐西普特、黃句句梨干物質含量變化范圍12.60%～13.73%，彼此間無顯著性差異。表5

表5 果實內部品質Table 5 Internal quality of fruits

2.5 基于果實性狀的聚類

研究表明，將15個梨品種果實分為4組。A組為：莎車耐西普特、庫車阿木特、大果奎克阿木特、耐西普特、塔西阿木特、庫爾勒黃酸梨、伊犁句句梨；B組為：綠梨，與A組果實外形差別較大，單獨列為一組；C組為：霍城句句梨、黃句句梨、褐色句句梨、奎克阿木特、輪臺句句梨；D組為：黑酸梨、霍城冬黃梨。各組間未按地理位置遠近聚類。圖2，表6

A組特征：果實中等，平均單果質量為140.01 g，平均果形指數1.11；果柄長度較長，粗度中等；果點較為稀疏，平均果點29.70個/cm2；組內平均硬度較大10.26×105Pa，可溶性固形物較大，汁液含量較高，干物質的量較大。

B組特征：果實較大，單果質量為170.61 g，果形指數最小0.91，是唯一一個果形指數小于1的品種；果柄為短細型，長度28.79 mm、寬度2.68 mm；果點較為稀疏為34.02個/cm2；硬度、可溶性固形物、汁液含量、干物質的量較大。

C組特征：果實較小，平均單果質量最小為98.71 g，平均果形指數1.15；果柄長度、粗度中等；果點較為密集，平均果點46.82個/cm2；組內平均硬度最小5.49×105Pa，汁液含量高，可溶性固形物、干物質的量較小。

D組特征：果實較大，平均單果質量、果實縱徑和平均果形指數均與其它3組呈顯著差異，數值分別為190.72 g、88.37 mm、1.28，果柄為長粗型，平均長度41.86 mm，平均粗度10.44 mm；果點較為密集，平均果點39.22個/cm2；組內平均硬度中等8.45×105Pa，可溶性固形物、汁液含量、干物質的量較小。表6

圖2 Q型聚類樹狀圖Fig.2 Q-cluster tree

表6 梨品種4個組果實數量性狀比較Table 6 Comparison of fruit quantitative characters among four groups of pear varieties

2.6 基于果實性狀的主成分

研究表明，前4個主成分值大于1，累計貢獻率可達到85.91%，各性狀貢獻率分散，累計貢獻率增長不明顯，性狀變異具有多向性。表7

表7 各性狀主成分的特征值、貢獻率和累計貢獻率Table 7 Characteristic value, contribution rate and cumulative contribution rate of principal components of each trait

研究表明，第1主成分(PC1)貢獻率34.88%， 特征向量絕對值最大的是果實橫徑(FTD)、單果質量(WF)、果實縱徑(FL)、汁液含量(JC)，其絕對值都大于0.63，PC1正值表示果實橫徑、單果質量、果實縱徑數值較高，主要代表果實外形，代表品種有黑酸梨(2)、霍城冬黃梨(10)，屬于Q型聚類中的D組；PC1負值表示汁液含量，代表品種有奎克阿木特(3)、輪臺句句梨(12)、褐色句句梨(5)，屬于Q型聚類的C組。第2主成分(PC2)貢獻率26.71%，特征向量絕對值都大于0.54，特征向量正值較大的是為果形指數(FSI)、果點平均值(FPA)，代表品種為霍城句句梨(11)，黃句句梨(6)，屬于Q型聚類中的C組；特征向量負值絕對值較大的是可溶性固形物(TSS)、干物質(DA)，代表品種有莎車耐西普特(14)、塔西阿木特(9)，屬于Q型聚類中的A組。圖3

注：1.品種編號數值與表1中一一對應，下同。2.大寫字母為表格中各性狀英文縮寫

研究表明，第3主成分(PC3)貢獻率為13.15%，特征向量正值較大的是果柄長度(SL)、干物質(DA)、可溶性固形物(TSS)，代表品種有耐西普特(7)、塔西阿木特(9)、綠梨(15)；特征向量負值絕對值較大的是果點平均值(FPA)、果形指數(FSI)、果柄寬度(SW)，代表品種有霍城句句梨(11)、黃句句梨(6)、黑酸梨(2)。第4主成分(PC4)貢獻率為11.17%，特征向量值較大的是果實橫徑(FTD)、單果質量(WF)、果實縱經(FL)，代表品種有霍城冬黃梨(10)。圖4

15個梨品種得分由高到低依次為霍城冬黃梨、伊犁句句梨、奎克阿木特、庫車阿木特、塔西阿木特、霍城句句梨、黑酸梨、大果奎克阿木特、黃句句梨、綠梨、庫爾勒黃酸梨、耐西普特、 莎車耐西普特、輪臺句句梨、褐色句句梨。表8

圖4 基于新疆地方梨品種的第3、4主成分果實性狀載荷Fig.4 Load chart of fruit characters of the 3rd and 4th principal components based on Xinjiang local pear varieties

表8 品種主成分得分與排名Table 8 Score and ranking of main components of varieties

3 討 論

研究中7個描述性狀共有28個變異類型，平均每個描述性狀有4個變異類型，變異類型最多的是果實形狀(6個)，其次是果皮顏色(5個)。這些品種中的21個數量性狀的變異系數范圍為8.83%～78.39%，果形指數的變異系數最小，果皮石細胞含量(>0.45 mm)的變異系數最大，變異系數的大小間接表明品種間性狀的差異程度[12]，變異系數越大，品種間性狀的差異也越大，即15個品種間性狀差異最大的是石細胞的含量。試驗中石細胞直徑在0.20～0.45 mm范圍內果皮與果肉的變異系數分別為47.41%、32.73%，石細胞直徑大于0.45 mm的果皮、果肉、果核的變異系數分別為78.39%、66.66%、57.27%，與王紅寶等[13]在梨果肉石細胞含量分析中測定的88個梨品種果實石細胞含量的變異系數(76%)相比，此次的15個品種，除了石細胞直徑>0.45 mm的果皮石細胞含量的變異系數略>76%外，其余4個數值均<76%，即15個梨品種的石細胞含量差異不如王紅寶等試驗的88個品種間差異程度大，原因可能是試驗的15個梨品種均為新疆地方梨品種，部分梨的親緣關系較近，在石細胞層面差異表現不明顯。可溶性固形物是果實風味的評比中較為重要的元素，研究中可溶性固形物含量平均為12.36%，對比張起等[7]研究的34份貴州省種質、張四普等[6]研究的21個鄭州地區梨品種、趙佳麗等[5]研究的30份河北省鴨梨，以及曾少敏等[14]研究的50份福建地方梨，資源的可溶性固形物含量均值7.70%±1.15%、11.43%、11.72%和11.81%來說總體較高。15個品種間含量最高的是庫車阿木特(14.69%)，可作為優異種質開發利用，其中只有庫爾勒黃酸梨(9.86%)小于10%。Q型聚類將15份新疆梨品種果實劃分為4個組，同一組內較其它組總體特征更為親近且并按地域趨勢聚集，與曾少敏等[14]研究福建地方梨種質資源中種質并未發現按地域聚類的趨勢相同。

4 結 論

4.115個新疆梨品種中外形較為特殊的有綠梨、黑酸梨、霍城冬黃梨，三者單果質量于其它品種相比較大，其中綠梨是唯一一個果形指數小于1的品種，其果柄、果點樣式、果實顏色也均與其它品種有著明顯區別；品種間柄端、胴部、萼部3個部位單位面積上平均果點密集程度最高的是黃句句梨，最低的是莎車耐西普特；帶皮與削皮品種間柄端、胴部、萼部3個部位平均硬度最大的是庫爾勒黃酸梨，最小的是奎克阿木特； 黑酸梨皮的石細胞含量最高，在0.20～0.45 mm范圍內果肉石細胞含量最高的是庫車阿木特，>0.45 mm范圍內果皮、果肉、果核的石細胞含量最高的均是庫爾勒黃酸梨；可溶性固形物含量最多的為庫車阿木特，最少的是庫爾勒黃酸梨；汁液含量最多的是奎克阿木特，最低的是莎車耐西普特。

4.2同一組內品種間各項指標較其它組總體特征更為親近且并按地域趨勢聚集。主成分分析品種分類結果與Q型聚類基本一致，綜合評價得分前3名為霍城冬黃梨、伊犁句句梨、奎克阿木特。