不同楊梅種質葉片特性和果實品質綜合評價

張啟，王嶸，梁森苗，林瑞，胡佳卉，鄭錫良，張淑文，戚行江*

(1.蘭溪市經濟特產技術推廣中心，浙江 金華 321102；2.浙江省農業科學院，浙江 杭州 310021)

楊梅(MyricarubarSieb.et Zucc.)是我國南方著名的特色經濟果樹，屬楊梅科楊梅屬常綠小喬木或灌木植物。6—7月成熟，果實朱紅有光澤，核果球狀，外果皮肉質，味酸甜，多汁。楊梅不僅具有較高的食用價值，且因其富含楊梅苷、維生素、矢車菊素-3-O-葡萄糖苷、異槲皮苷、金絲桃苷和槲皮苷等抗氧化類物質，還具有極高的藥用和保健價值[1-2]。楊梅作為新型的功能水果之一，深受消費者喜愛，隨著人民生活水平和健康意識的提高，人們對果品的需求不僅是量的滿足，更是質的追求，果品的食用安全和品質問題成為消費者選擇農產品的重要因素。選育優良果樹，首先要對品種進行資源保存、鑒定評價及引種試種等研究，進而篩選出一系列產量穩定、綜合品質優質的楊梅種質資源。對收集保存的楊梅種質資源進行準確評價，是多樣化優質楊梅品種選育的基礎。

目前，楊梅品質的研究多聚焦于不同品種的外觀、營養成分等指標的比較，由于楊梅是區域性明顯的水果，其品質受地理環境、栽培管理和物候期等因素影響較大，因此不同種質材料，果實品質和植株生長特性差異較大。果實品質評價可采用品質指標變異系數分析[3]、相關性分析[4]、聚類分析[5]、模糊綜合評判[6]等統計分析方法，綜合評價分析方法的應用，使果品品質評價更具有科學性和可靠性[7]。基于主成分分析綜合評價果品質量已在獼猴桃[8]、梨[9]、荔枝[10]、藍莓[11]、柑橘[12]、葡萄[13]等多種農產品中廣泛應用。種質資源作為遺傳信息的重要載體，可提供充足的親本材料，對新品種選育有著直接參考價值[14]。

本研究以收集到的12份不同楊梅種質資源材料為研究對象，通過檢測葉片表型特性及果實質量、總糖含量等品質指標，結合主成分分析，評價分析楊梅種質特性，為育種提供材料基礎，也為雜交育種工作者親本選擇提供數據參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以浙江省蘭溪市收集到的12個楊梅種質為試材，每株樹均隨機采摘成熟度、大小基本一致、無病蟲害的新鮮果實，選取樹體4個不同方位長勢大致相同且健康的葉片若干，分別進行采摘并分裝放入保鮮盒當日運回實驗室用于各種指標測定。12個楊梅果實采摘地、顏色、樹體特性如表1所示。

1.2 測定指標及方法

1.2.1 葉片性狀測定

采用多功能植物光合表型測量系統Plant Explorer自動分析得出葉綠素熒光參數PSⅡ最大光化學效率(Fv/Fm)、非光化學淬滅系數(NPQ)、葉綠素含量相對指數、花青素含量相對指數、周長、葉長、葉寬和葉面積等形態結構特征。

表1 楊梅種質信息

1.2.2 果實性狀測定

將每株樹采摘到的果實樣品混勻，用電子天平每次隨機稱取15個果實質量，重復15次；使用電子數顯游標卡尺測量果實的縱徑、橫徑；果形指數=縱徑/橫徑；使用蘇州科銘生物技術有限公司生產的試劑盒對楊梅果實的總糖、檸檬酸和維生素C(VC)含量進行測定。

1.3 數據處理

使用Excel 2013和SPSS 22.0進行數據處理。數據結果用(X±S)表示。

2 結果與分析

2.1 不同楊梅資源葉片表型特性比較

對測得葉片的表型指標數據進行單因素方差分析，Levene對應的F檢驗發現，只有葉綠素含量相對指數、葉長和葉面積指標方差齊，存在差異，對方差不齊的指標進行非參數檢驗，使用Welch檢驗P<0.05，組間存在顯著差異，再進行Kruskal Wallis 檢驗比較組間差異。結果表明，葉綠素含量相對指數在2.74～5.08，Y12值最大為5.08，與其他各組間均存在顯著差異。Y7葉片長度最大為11.90 cm，Y8最小為7.13 cm，兩者均與其他品種間存在顯著差異。12個不同種質楊梅植株葉面積為19.17～47.51 cm2，其中Y7葉面積最大，Y11次之，兩者組間無差異，與其他組間均存在顯著差異(表2)。

葉綠素熒光參數Fv/Fm代表PSⅡ原初光能轉化效率，是PSⅡ最大光化學量子產量，指在暗適應后PSⅡ反應中心處于完全開放狀態時的最大光能轉換效率，常被用作反映環境因子脅迫程度的探針[15]。健康植物的Fv/Fm值在0.83左右，具體值取決于植物品種。Fv/Fm值越高，脅迫條件越低，健康狀況越好；Fv/Fm值越低，植物光合作用受到影響，脅迫下健康狀況越差。葉綠素分子吸收光能，主要分為3個部分，光化學作用、葉綠素熒光和熱耗散。熒光猝滅即熒光產量下降的過程，分為光化學猝滅和非光化學猝滅兩大類，非光化學淬滅，是植物或藻類對光能吸收過剩時用來保護自己的一種機制，反映了植物以熱的形式耗散部分光能的能力，也表示PSⅡ反應中心的關閉程度[16]。非光化學淬滅較高，一方面說明植物接受光照強度過剩，一方面說明植物仍可通過自我調節(如將過剩的光能耗散為熱)來保護自身。由表3、4分析結果可以看出，Fv/Fm值在0.60～0.76，Y3與Y8組間存在差異，Y3植株受到的脅迫較低，生長健康，Y8受到的脅迫條件高，健康狀況相對差。Y3的非光化學淬滅系數最大，與Y11存在組間差異，說明Y3受到的光強過剩，熱耗散較大。Y12花青素含量相對指數最大，與Y1存在組間差異。Y8葉片周長最小，與Y7和Y11存在組間差異；相對應的，Y8與Y7和Y11在葉寬上也存在組間差異。葉長與葉寬比，Y3最小，與Y5和Y12 差異顯著。綜上，Y12楊梅葉片的葉綠素含量相對指數和花青素含量相對指數最大，Y11楊梅葉片生長形態最大，Y3的葉綠素熒光參數Fv/Fm和非光化學淬滅系數最大，樹體生長健康狀態最好，其葉片的長寬比也是最小的。

表2 楊梅種質葉片生長特征

表3 楊梅葉片生長指標非參數檢驗

2.2 果實品質

由表5所示，不同材料楊梅單果重相差較大，在4.38～11.79 g，其中Y12最大，Y9最小。縱徑大小在20.65～28.09 mm，橫徑為20.86～28.35 mm。果形指數是果實質量指標之一，品種和生長環境對果形高矮影響較大，不同材料楊梅果形指數在0.94～1.13，≥1的有5個，為橢圓形或長圓形。總糖含量最高的為Y2，高達121.26 mg·g-1，最低為Y6，含量為61.67 mg·g-1。果實中酸成分及含量對果實品質有很大的影響，不同品種楊梅果實檸檬酸含量在9.28～14.20 g·kg-1，其中Y7含量最大，品種間VC含量差異較大，含量最高為Y10，高達986.7 mg·kg-1。

表4 楊梅葉片生長指標非參數檢驗分析中位數情況

表5 不同種質楊梅果實品質

2.3 主成分分析

對12個不同材料的6個指標(果形指數相關性低未統計)進行主成分分析，結果如表6所示，提取到2個主成分，累積貢獻率達80.80%，解釋了80%的指標，能夠體現楊梅的果實品質特征，主成分特征值均大于2。從主成分的因子載荷矩陣中可以看出，第1 主成分的方差貢獻率為47.34%，具有較大載荷值的指標為單果重、縱徑和橫徑，可命名為果實質量因子，反映了果實外觀形態的外在品質。第2主成分的方差貢獻率為33.46%，具有較大載荷值的指標為總糖、檸檬酸、VC，可稱之為營養成分因子，反映果實口感的內在品質。

2.4 不同材料楊梅果實綜合評價

在主成分分析的基礎上，對原始數據進行標準化處理，根據主成分方程計算主成分得分和以每個主成分對應的特征值占總特征值的比重作為權重，計算主成分綜合模型：F綜=0.47F1+0.34F2。主成分F1得分比較高的是Y7、Y10、Y2、Y3，說明這些品種相比其他8個品種果實偏大，主成分F2得分比較高的是Y6和Y11，說明這2個品種的內在品質相比其他10種較好。從綜合得分來看，排名前3的是Y7、Y10、Y6，比其他9種楊梅果實品質好(表7)。

表6 主成分特征值和累積方差貢獻率與相關矩陣的特征向量

表7 不同種質楊梅果實品質綜合得分評價

3 小結與討論

對收集到的楊梅種質進行植株表型和果實品質測評，進而篩選出相對優質的品種，為育種提供基礎材料，進一步為提升優良楊梅種質資源創新、品種培育、為促進我國楊梅產業高質量發展做出基礎貢獻。楊梅葉片表型測定結果表明：12個楊梅品種的生長形態結構特征和生長狀態存在差異，各指標特性表型不具有唯一性。Y3楊梅葉片形態小，熱耗散能力強，受到環境脅迫程度相對低，生長狀態最為健康，Y11楊梅的葉片生長形態最大，Y12楊梅葉綠素含量和花青素含量相對指數最高。

主成分分析法主要使用減少維度的思想，在不損失或很少損失原始信息的前提下，將原來眾多且互有關聯的指標轉換為新的少量彼此獨立或相關性較小的綜合指標[17]，避免性狀過多及性狀相關引起評價誤差，能有效的將相對獨立又有一定聯系的數量性狀和質量性狀進行綜合分析，用少數綜合變量進行概括[18]，對于多性狀綜合評價具有明顯優越性。主成分分析法在豐富和開發利用品質優良的楊梅種質資源中發揮重要作用，陳守智等[19]結合楊梅育種目標性狀對云南野生和引進栽培的10個大樹楊梅品種的果實進行了相關性分析和主成分分析，按照主成分分析要求篩選出6個符合目標要求的優良品種。李偉等[20]測定了不同地區35個楊梅品種果實品質指標，采用主成分分析法評價楊梅品種的綜合品質，篩選出了品質良好的楊梅品種。本文對12個不同品種楊梅種質材料果實品質指標進行分析并結合主成分分析進行綜合品質評價，比較不同楊梅品種之間的差異。研究結果表明：不同品種楊梅果實品質指標單一性狀明顯，不能篩選出優質品種，進一步進行主成分分析綜合評價，綜合得分排名第一的是Y7，排名第二和第三的分別是Y10和Y6。利用主成分分析法進行綜合排名側重點不同，果實品質優良的品種，其植株生長特性各指標并不是最佳的，因此，優質楊梅品種選育要結合多種要素綜合考慮。