文冠果实生植株果实经济性状遗传性分析

孙琳琳 赵登超 韩传明 栾森年 侯立群

摘要：对40株文冠果实生植株果实的主要经济性状进行了测定分析，并对其进行了主成分分析和综合指数评价。结果表明：文冠果果实以小球果型最多，占总样本的40％，97.5％样本种仁含油率在60％以上，种子出仁率平均为51.22％，果实出籽率平均为47.13％。果实性状发生不同程度的变异，其中变异系数最大的是结果数量，为32.25％，变异系数最小的是种仁脂肪含量，为3.99％。由各单株的综合主成分值选出的综合经济性状优良的单株与其实际表现近似。

关键词：文冠果；经济性状；主成分分析；优株选择

中图分类号：S565.903.2文献标识号：A文章编号：1001-4942(2012)01-0025-04

文冠果(Xanthoceras sorbifolia Bunge)属无患子科文冠果属，是我国特有的木本油料作物。文冠果具有较高的营养价值、药用价值、生态效益和经济效益，其种仁的脂肪含量高达65％以上，仁油不饱合脂肪酸含量较高，最高值达94.4％。其种仁中还含有多种人体必需的氨基酸(特别是赖氨酸和色氨酸)、微量元素和维生素。文冠果全身是宝，枝、叶、种仁、果壳等均可入药。

文冠果多以实生苗繁殖，有性繁殖法在一定程度上能够保持母树的部分性状，但在不同地区、不同立地条件下实生植株的主要经济性状变化较大，文冠果的选优繁优工作显得更为紧迫。研究表明，主成分分析法现已用于经济林树种优良品种选育及果实品质性状遗传多样性研究，如核桃、杏等，主成分分析法比传统打分评优法更科学、简便。为此，本试验利用主成分分析法对文冠果果实经济性状进行分析，旨在探讨主成分值用于文冠果选育的可行性，为选择优良单株和品种选育提供理论依据。

1.材料与方法

1.1试验材料

试验地设在山东省莱芜市莱城区和庄乡大英章村文冠果试验基地，属暖温带大陆性季风气候，全年平均气温13.6℃，最高气温37.8℃，年最低气温-14.5℃，全年降水总量为591.5mm。土壤为砂壤土。

试材为7年生文冠果实生植株人工林，株行距为2.0m ×2.0m。于2010年8月上旬果实成熟期采集果实样品，于阴凉处晾干。选择长势一致的40株文冠果单株，编号为：L1～L40。

1.2试验方法

可溶性糖采用蒽酮乙酸乙酯法，蛋白质含量采用凯氏微量定氮法(凯氏定氮仪)，脂肪含量采用索氏抽提法(索氏抽提器)。

1.2.1果实性状及品质的测定每株选取10个有代表性的果实混合取样，观察果实形状、结果数量(X₁)、每果种子数(X₂)，测定果实果径(纵径X₃和横径)、出籽率(X₄)、千粒重(X₅)、出仁率(X₆)等。把每株种仁混匀粉碎，65℃烘干至恒重，测定脂肪含量(X₇)、蛋白质含量(X₈)、可溶性糖含量(X₉)。每株为1个试验单位，重复3次。

1.2.2数据统计分析数据结果分析使用Ex-cel2010，主成分分析采用SPSS18.数据处理系统。

2.结果与分析

2.1文冠果果实特征与营养成分分析

2.1.1果实特征由表1可以看出，文冠果实生群体的单株个体间果形变化较大，大致分为小球果形、三棱果形、桃形果形、倒卵果形、长尖果形和平顶球果形6大类。小球果形的植株数量最多，约占总样本的40％；平顶球果形的植株数量最少，仅占总样本的5％；倒卵果形、三棱果形和桃形果形的数量比例相当，各占17％左右。单株的结果数量在12～40个之间，平均22.23个。单果种子数量在12～25粒之间，平均17.25粒。出籽率在38.80％～53.10％之间，平均为47.13％，种子出仁率在44.10％～56.00％之间，平均为51.22％。

2.1.2果实营养成分分析由表2可见，每100g种仁中，脂肪含量57.44～71.31g，平均值为64.44g，明显高于文冠果优树选择标准中含油率在60.00％以上的标准，且种仁脂肪含量的变异系数最小，为3.99％；蛋白质含量范围为14.60～22.75g，均值为19.50g。

由测定结果可知，果实的经济性状指标存在不同程度的变异，其中变异系数最大的为结果数量(32.25％)，其次为种仁可溶性糖含量(15.76％)和单果种子数(14.19％)，最小的为种仁脂肪含量(3.99％)，表明其遗传性状相对稳定。

2.2文冠果果实性状主成分分析

在主成分分析中，方差表示性状在主成分方向上的离散程度，即方差越大，主成分在样本分析中所起的作用越大，方差选择主成分的最主要依据是主成分的特征值和贡献率。由表3可以看出，前5个主成分的累计方差贡献率为85.109％，表明前5个主成分已经代表了主要性状综合信息85.109％，因此，可以选择前5个主成分作为文冠果经济性状选择的重要指标。

由表4可以看出，在主成分1中，结果数量和果实纵径有较大的正系数值，表明主成分1反映了果实产量和果实大小特征的综合信息，因此主成分l可作为果实产量的指标。主成分2中，蛋白质含量有较大的正系数值，表明主成分2反映了果实蛋白质含量的特征，因此主成分2可作为果实蛋白质含量的指标。同样，主成分3、4千粒重和出籽率可作为种仁产量的指标，主成分5作为含油率和种仁产量的指标。

主成分(Y₁～Y₅)与经济性状(X₁～X₉)的相关矩阵的特征向量进一步表明文冠果经济性状间的主要差异为植株果实产量和果实大小，其次依次是种仁产量、种仁脂肪含量、种仁蛋白质含量。据样本相关矩阵的特征向量(表4)，可以得出5个主成分的函数方程分别为：

Y₁=0.775X₁+0.495X₂+0.818X₃+0.195X₄+0.130X₅+0.158X₆+0.194X₇-0.227X₈-0.731X₉；

Y₂=0.482X₁+0.265X₂-0.035X₃+0.217X₄-0.486X₅+0.554X₆-0.664X₇+0.764X₈+0.334X₉；

Y₃=-0.148X₁-0.658X₂+0.249X₃+

0.125X₄+0.629X₅+0.393X₆-0.224X₇+0.335X₈-0.258X₉；

Y₄=0.017X₁+0.301X₂-0.341X₃+0.735X₄+0.430X₅-0.351X₆-0.216X₇+0.017X₈-0.026X₉；

Y₅=-0.210X₁+0.009X₂+0.146X₃+0.530X₄+0.097X₅+0.479X₆+0.544X₇-0.121X₈+0.357X₉

2.3文冠果优株综合评价

根据公式计算可得每株各主成分值和综合主成分值，结果如表5所示。综合主成分值前15株为：L28、L32、L16、L6、L3、L27、L39、L33、L17、L13、L24、L1、L31、L15、L22，这15株主要经济性状表现为：种子出仁率50％以上，果实出籽率在45％以上，单果种子数20粒以上；种仁含油率60％以上，与文冠果优树标准相近。经分析，由综合主成分值筛选出的优良单株与各单株的实际表现相似。

3讨论

由于文冠果长期实生繁殖，其果实的主要经济性状发生不同程度的变异，其中结果数量变异系数最大。本试验结果可看出，文冠果主要经济系数变异系数大小为：结果数量>单果重>可溶性糖含量>单果平均种子数>千粒重>蛋白质含量>果实横径>果实纵径>出籽率>出仁率>脂肪含量。在营养成分中，可溶性糖的变异系数最大，脂肪含量的变异系数最小。实生条件下的遗传多样性与变异特性，对于文冠果的遗传育种有利。

本试验采用主成分分析法和综合指数法，对文冠果实生植株果实的多个主要经济性状分析，经测算得出优良单株的试验结果与实际表现近似，可见主成分分析法在文冠果优株选择上有应用价值。但其优良性状是否稳定遗传，还需在实践中进一步观测和检验。

参考文献：

[1]佟常耀，张学增.文冠果历史概况[J].吉林林业科技，1979，1：23-25.

[2]王斗红，伟业成，郭煜，等.文冠果种仁及油的化学成分[J].植物学报，198l，23(4)：331-333.

[3]中国医学科学院卫生研究所.文冠果氨基酸的分析资料[C].全国文冠果科研协作会议论文，1965.

[4]刘才，杨玉贵.文冠果引种栽培试验初报[J].中国林副特产，1994，3(4)：17-18.

[5]牟洪香.木本能源植物文冠果(Xanthoceras sorbifoliaBunge)的调查与研究[D].北京：中国林业科学院，2006.

[6]杨俊霞，郭宝林，张魏红，等.核桃主要经济性状的主成分分析及优良品种选择的研究[J].河北农业大学学报，2001，24(4)：39-42.

[7]郭宝林，杨俊霞，李永慈，等.主成分分析法在仁用杏品种主要经济性状选种上的应用研究[J].林业科学，2000，36(6)：53-56.

[8]孔祥生，易现峰.植物生理学实验技术[M].北京：中国农业出版社，2008，132-134.

[9]鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京：中国农业科技出版社，2000，430-441.

[10]张力.SPSS13.0在生物统计中的应用[M].厦门：厦门大学出版社，2006，159-164.

[11]张文霖.主成分分析在SPSS中的操作应用[J].市场研究，2005，12：31-34.

[12]内蒙古林学院林学系.文冠果优良单株-内林53号[J].林业实用技术，1980，9：9-10.