山東地方辣椒種質資源品質性狀聚類分析

魏龍雪 朱金英 裴艷婷 白靜 李娜娜

摘要 為充分了解山東地區辣椒種質資源的品質狀況，對所收集的36份山東地方辣椒種質資源的品質性狀進行了方差分析、變異系數分析和聚類分析。結果表明，不同辣椒種質資源材料間品質性狀變異系數為14.37%～110.26%，辣椒素含量變異系數最大（110.26%）；歐氏距離98.3處，可將36份辣椒種質資源聚為三大類群：第Ⅰ類群占5．56%；第Ⅱ類群占8.33%；第Ⅲ類群（ＴＴ）占比最大，高達86.11%。聚類分析表明，抗壞血酸和辣椒素在聚類間差異達極顯著水平，聚類第Ⅰ類和第Ⅲ類，辣椒素變異系數均最大，第Ⅱ類粗蛋白變異系數最大。綜上，第Ⅰ類群除鮮食、制醬外，可加工用作食品、化妝品、藥品等產業中的重要添加劑；第Ⅱ類群經提取加工可用于醫學藥用和家禽畜牧飼用，可作為工業辣椒品種選育的優異材料；第Ⅲ類群利用度廣泛，可普遍適用于鮮食、制醬、火鍋和調料等食品加工產業等。

關鍵詞 辣椒；種質資源；聚類；品質性狀；山東

中圖分類號 S641.3? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2024）10-0049-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.10.012

Cluster Analysis of Quality Traits of Local Pepper Germplasm Resources in Shandong Province

WEI? Long-xue ， ZHU? Jin-ying， PEI? Yan-ting et al

（Dezhou Academy of Agricultural Sciences，Dezhou，Shandong 253000）

Abstract In order to fully understand the quality of pepper germplasm resources in Shandong Province， the quality traits of 36 local pepper germplasm resources in Shandong Province were analyzed by different variance analysis， coefficient of variation analysis and cluster analysis. The results showed that the variation coefficient of quality traits among different pepper germplasm resources ranged from 14.37% to 110.26%， and the variation coefficient of capsaicin content was the largest （110.26%）. At the Euclidean distance of 98.3， 36 pepper germplasm resources could be clustered into three groups ： the first group accounted for 5.56 %;group Ⅱ accounted for 8.33%;group Ⅲ （ TT ） accounted for the largest proportion， up to 86.11 %. Further analysis of the cluster showed that the difference between ascorbic acid and capsaicin was extremely significant， and the coefficient of variation of capsaicin was the largest in group Ⅰ and group Ⅲ， and the coefficient of variation of crude protein in group Ⅱ was the largest. In summary， group I can be used as an important additive in food， cosmetics， pharmaceutical and other industries in addition to fresh food and sauce. The group Ⅱ can be used for medical medicine and livestock feeding， and can be used as an excellent material for industrial pepper variety breeding. Group Ⅲ has a wide range of utilization and can be widely used in food processing industries such as fresh food， sauce making， hot pot and seasoning.

Key words Pepper;Germplasm resources;Clustering;Quality traits;Shandong

基金項目 山東省農業良種工程“農作物種質資源挖掘與精準鑒定”（2021LZGC025）；山東省農業良種工程“作物種質資源安全保存智能化技術研發與應用”（2022LZGC022）；德州市農科院青年基金項目“茄果類連作障礙土壤微生物區系分離鑒定、致病機理及消減防控應用技術研究”；山東省農業科學院農業科技創新工程“農作物優異種質資源收集保存與精準鑒定”（CXGC2023C02）。

作者簡介 魏龍雪（1988—），女，山東禹城人，農藝師，從事作物種質資源研究。*通信作者，副研究員，從事農作物種質資源研究。

收稿日期 2023-07-10

辣椒（Capsicum annuum L.）原產中南美洲，是一年生或多年生草本植物［1］。經400多年的引入栽培等系列相關研究，辣椒因其適應性強，風味多樣，營養豐富，含有多種維生素，深受消費者喜愛，早已成為我國目前播種面積最大、產值最高的蔬菜作物，具有重要的產業價值［2-3］。

作物種質資源調查與收集是作物種質資源保護、基礎研究、鑒定評價和創新利用的基礎［4-5］。關于辣椒種質資源品質性狀方面的研究，大多只是針對少數幾個品種［6-7］、集中于云貴川等地［8-10］或是某項栽培種植方式［11-14］而進行的品質性狀研究，另外，對辣椒種質資源進行遺傳多樣性分析［15］、品種篩選［16］和核心種質庫構建［17-18］等的研究也相對較多。然而，就山東地區一定數量的辣椒種質資源品質性狀進行系統分析的研究鮮見報道，為更好地了解山東地區辣椒種質資源品質性狀特點，筆者利用山東省農作物種質資源研究所收集保藏的36份山東省地方辣椒種質資源，探究其粗纖維、粗蛋白和辣椒素等品質性狀在不同聚類下的表現特點，為今后山東省辣椒種質資源創新利用和核心種質庫構建提供一定的品質性狀參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試辣椒種質資源由山東省農業科學院作物種質資源研究所收集、保藏，共計36份。材料來自山東省11個地市，參照《辣椒種質資源描述規范和數據標準》對辣椒材料果形進行規范描述，試驗用部分辣椒種質資源具體狀況見表1。

1.2 試驗方法

栽培調查時間為2022年1—11月，統一于當地平原縣三人行育苗廠育苗，育苗期間統一基質、統一管理，試驗地位于山東省德州市德城區黃河涯鎮沙楊社區（116°33′E，37°34′N，），種植方式為起壟后每個品種（系）雙行、每穴雙株定植，行長5 m，株行距為50 cm×80 cm。試驗地屬溫帶大陸性季風氣候區，試驗地土地平整、砂質壤土，前茬種植作物為玉米，玉米秸稈機收且單季全量還田，播前土壤基本理化性狀：全氮0.78 g/kg，有效磷28.91 mg/kg，速效鉀211.15 mg/kg，復合肥（15-15-15）750 kg/hm2和有機肥1 500 kg/hm2，耕翻深施入土作底肥，其他田間管理同當地辣椒高產栽培田。

選取生長一致的辣椒植株3株，采收第三、四層充分紅熟且無病蟲害的果實。80 ℃熱風烘干至恒重，去除果柄后粉碎過篩保存于避光干燥處，用于品質指標測定。

1.3 測定項目與方法 粗蛋白含量采用全自動凱式定氮儀進行測定；粗纖維含量參照《飼料中粗纖維的含量測定-過濾法》（GB/T 6434—2006）進行測定；還原型抗壞血酸（AsA）含量測定參照《水果、蔬菜維生素C含量測定法（2，6-二氯靛酚滴定法）》（GB/T 6195—1986）；還原糖含量采用2，6-二硝基水楊酸比色法進行測定；辣椒素含量采用高效液相色譜儀 （HPLC，Rigol L3000）進行測定。

1.4 數據分析

采用Microsoft Office 2007軟件進行數據整理，運用SPSS 22.0進行方差齊性檢驗、方差分析、變異系數分析，采用DPS 7.05進行系統聚類分析。

2 結果與分析

2.1 山東地方辣椒種質資源品質性狀分析

36份山東地方辣椒種質資源品質性狀分析結果見表2，各品質性狀差異變化較大，因無異常值，可直接對平均值進行描述分析。粗纖維平均含量為3.11%，粗蛋白平均含量為13.78%，還原型抗壞血酸平均含量達239.55 μg/g，還原糖平均含量為80.89 mg/g，辣椒素平均含量為85.35 μg/g。不同辣椒種質資源材料間其品質性狀變異系數不同，其中辣椒素含量變異系數（110.26%）最大，其余4個品質性狀變異系數表現為粗纖維（40.35％）＞AsA（37.45％）＞粗蛋白（26.22％）＞還原糖（14.37％）。

2.2 不同辣椒種質資源品質性狀聚類分析

采用不轉換、歐氏距離、最短距離法，利用ＤＰＳ數據處理軟件對36份辣椒種質資源品質性狀進行系統聚類分析，聚類結果見圖1。由圖1可知，在歐氏距離98.3處，可將36份辣椒種質資源聚為三大類群。

第 Ⅰ 類群（FT）有2份材料，分別為Ｌ933、Ｌ959，占5.56%。Ｌ933為取引自濟寧市任城區李營街道時莊村的長錐形辣椒，其AsA含量為459.43 μg/g，是36份辣椒種質資源中最高的；Ｌ959為取自臨沂市蘭陵縣長城鎮城南村的短牛角形辣椒，其AsA含量為447.93 μg/g，為36份辣椒種質資源中僅次于Ｌ933的。

第Ⅱ類群（ST）有3份材料，分別為Ｌ953、Ｌ956和ＬＰ216，占8.33%。Ｌ953為取自濟寧市兗州區大安鎮谷村的短牛角形辣椒；Ｌ956為取自臨沂市郯城縣楊集鎮北張村的短牛角形辣椒；ＬＰ216為取自威海市榮成市人和鎮東黃埠嶺村的線形辣椒；這3份材料的辣椒素含量為36份辣椒種質資源中的前3位，三者辣椒素含量分別為363.87、341.61和317.14 μg/g。

第Ⅲ類群（TT）有31份材料，占比最大，高達86.11%。

該聚類類別包含36份辣椒種質資源中所有的羊角形、長燈籠形、長牛角形、長指形辣椒和絕大多數線形、長錐形辣椒和部分短牛角形辣椒，該類別31份辣椒種質資源的粗纖維、粗蛋白和還原糖含量平均值均低于第Ⅰ類群和第Ⅱ類群。

首先，就各品質性狀聚類后的三大類群進行方差齊性檢驗，結果表明，粗纖維、粗蛋白、AsA和還原糖共4項品質性狀，樣本間有方差齊性，可使用方差分析研究其差異性；辣椒素的方差齊性檢驗存在極顯著水平，不具有方差齊性，使用

Welch anova進行方差分析。

其次，將各聚類類別辣椒種質資源的所有品質性狀測定值歸為一個樣本進行方差、變異系數分析。由表3可知，各品質性狀在不同聚類類別辣椒種質資源中的表現差異不同。AsA和辣椒素品質性狀在組間差異均達極顯著水平，另外3個品質性狀在組間差異則均未達顯著水平。AsA則表現為ＦＴ（453.68 μg/g）＞ＴＴ（227.34 μg/g）＞ＳＴ（191.78 μg/g），L933（ＦＴ，第Ⅰ類）AsA最高，經多重比較（不轉換，ＬＳＤ法）發現，ＦＴ與ＳＴ、ＴＴ間差異達極顯著水平，而ＳＴ、ＴＴ間差異不顯著；辣椒素含量則表現為ＳＴ（340.88 μg/g）＞ＴＴ（62.43 μg/g）＞ＦＴ（15.90 μg/g），L953（ＳＴ，第Ⅱ類）辣椒素含量最高，多重比較（不轉換，ＬＳＤ法）發現，ＳＴ與ＦＴ、ＴＴ間差異達極顯著水平，而ＦＴ、ＴＴ間差異不顯著。

從變異系數來看，粗纖維在ＴＴ時變異系數最高（42.27％），粗蛋白在ＳＴ時變異系數最高（36.11％），AsA在ＳＴ時變異系數最高（34.65％），還原糖在ＦＴ時變異系數最高（19.54％），辣椒素在ＴＴ時變異系數最高（86.76％）；聚類類別ＦＴ和ＴＴ中，辣椒種質資源辣椒素品質性狀變異系數均最大，ＳＴ時粗蛋白變異系數最大。

3 結論

綜上分析，聚類分析中第Ⅰ類群（Ｌ933、Ｌ959）中，Ｌ933為長錐形辣椒，其AsA含量（459.43 μg/g）為36份辣椒種質資源中最高；Ｌ959為短牛角形辣椒，其AsA含量（447.93 μg/g）僅次于Ｌ933，該類群因其較高的抗壞血酸含量，具有抗氧化等功效，另外，粗纖維、粗蛋白和還原糖含量也最高，辣椒素含量均值最低，除鮮食、制醬外，可加工用作食品、化妝品、藥品等產業中的重要添加劑［19］。

第Ⅱ類群（Ｌ953、Ｌ956和ＬＰ216）中，Ｌ953為短牛角形辣椒；Ｌ956為短牛角形辣椒；ＬＰ216為線形辣椒，該３份材料的辣椒素含量為36份辣椒種質資源中的前3，三者辣椒素含量分別為363.87、341.61和317.14 μg/g，該類群因較高的辣椒素含量，具有抗菌、抗炎作用，對于腸道蠕動障礙、消化、降脂、降糖及癌癥等方面產生積極作用效果，且粗纖維、粗蛋白和還原糖含量平均值較高，AsA含量均值較低，除食用外，對其提取加工后還可用于醫學藥用［20］和家禽畜牧飼用［21］，可作為工業辣椒品種選育的優異材料。

第Ⅲ類群中31份辣椒種質資源的粗纖維、粗蛋白和還原糖含量平均值均低于第Ⅰ類群和第Ⅱ類群。AsA含量三類中屬中等、辣椒素含量亦屬中等。該類群中，L936為錐形椒，其粗蛋白含量最高為21.44%；LP217為線形椒，其還原糖含量最高為103.19 mg/g；LP220為線形椒，其粗纖維含量最高為5.62%，該類群，尤其上述3個辣椒材料利用度廣泛，可普遍適用于鮮食、制醬、火鍋和調料等食品加工產業等。

參考文獻

［1］ 鄒學校，朱凡.辣椒的起源、進化與栽培歷史［J］.園藝學報，2022，49（6）：1371-1381.

［2］ 鄒學校，馬艷青，戴雄澤，等.辣椒在中國的傳播與產業發展［J］.園藝學報，2020，47（9）：1715-1726.

［3］ 周道明，孫濤，趙玉紅，等.基于品質、產量與水肥利用效率的基質栽培辣椒水肥管理優化［J］.中國農業科學，2023，56（12）：2354-2366.

［4］ 高愛農，楊慶文.作物種質資源調查收集的理論基礎與方法［J］.植物遺傳資源學報，2022，23（1）：21-28.

［5］ 裴紅霞，高晶霞，王學梅.220份辣椒種質形態學性狀的遺傳多樣性分析［J］.分子植物育種，2022，20（4）：1331-1347.

［6］ 楊靜，張麗，趙夏云，等.辣椒新品種‘黔椒12號［J］.園藝學報，2023，50（S1）：69-70.

［7］ 梁芳芳，袁俊水，張冰，等.簇生朝天椒新品種望天紅二號的選育［J］.中國瓜菜，2023，36（6）：124-127，131.

［8］ 劉宇鵬，張皓，陳芳，等.貴州地方辣椒品種品質差異分析［J］.中國瓜菜，2022，35（1）：42-46.

［9］ 朱志妍，田浩，潘俊，等.云南省主要辣椒品種活性成分及其加工適應性［J］.食品安全質量檢測學報，2022，13（21）：7091-7100.

［10］ 張艷，孫婷，劉玉珊，等.四川加工型辣椒種質資源遺傳多樣性分析［J］.分子植物育種，2023，21（14）：4702-4709.

［11］ 楊雅，李濤，朱建強，等.生物降解地膜降解特性及其應用對辣椒生長發育的影響［J］.中國農業大學學報，2023，28（7）：79-92.

［12］ 計懷峰，林辰壹，伊麗姆努爾·吐熱尼，等.實葶蔥種植土壤對辣椒生長及其根際微生態的影響［J］.北方園藝，2023（10）：1-9.

［13］ 柴冠群，劉桂華，王麗，等.辣椒產量與品質對生物炭與氮肥配施的響應［J］.北方園藝，2022（22）：37-43.

［14］ 李騰飛，王愛杰，常培培，等.有機肥氮替代化肥氮對加工型辣椒生長·品質及產量的影響［J］.安徽農業科學，2022，50（21）：160-161，165.

［15］ 陳文超，張竹青，鄒學校.辣椒種質遺傳多樣性的EST-SSR分析［J］.植物遺傳資源學報，2013，14（6）：1137-1141.

［16］ 張濤，劉勇鵬，韓婭楠，等.100份辣椒種質資源的耐鹽綜合評價及耐鹽品種篩選［J］.山東農業科學，2020，52（5）：7-15.

［17］ 劉子記，孫繼華，楊衍，等.黃燈籠辣椒核心種質資源比較構建研究［J］.熱帶作物學報，2015，36（12）：2155-2160.

［18］ TUCKELDOE R B，MALULEKE M K，ADRIAANSE P.The effect of coconut coir substrate on the yield and nutritional quality of sweet peppers （Capsicum annuum） varieties［J］.Scientific reports，2023，13（1）：1-13.

［19］ 艾若青，OLUSANYA A.辣椒素貼片治療脊髓損傷后疼痛［J］.中國康復，2022，37（12）：754.

［20］ 許佳雋，劉黃鑫，侯愛香.辣椒素與腸道菌群作用的研究進展［J］.農產品加工，2022（23）：81-86，91.

［21］ 戴兵，吳冰.辣椒素在肉雞生產中應用的研究進展［J］.飼料研究，2022，45（16）：157-159.