梨果肉石细胞含量分析

王红宝， 朱 洁， 王丹阳， 陶书田

(南京农业大学梨工程技术研究中心，江苏南京 210095)

通信作者：陶书田，副教授，主要从事果树栽培生理与发育生物学研究。Tel：(025)84399961；E-mail：taost@njau.edu.cn。

梨(Pyrus)属于蔷薇科(Rosaceae)梨亚科(Powaceae)梨属(PymyL.)植物，是世界上重要的落叶果树之一[1]。梨果实肉脆多汁，香甜可口，含有蛋白质、脂肪、维生素和多种矿质元素等多种人体所必需的营养物质。我国梨品种繁多，栽培广泛，果实口感和风味各具特色。对梨果品质构成，影响因素比较多，有糖酸含量、水分含量、肉质粗细、石细胞含量等[2]。石细胞属于短石细胞，是由薄壁组织细胞在其初生壁上沉积木质素等而形成的，单个或成群地存在于梨果实中特有的一类厚壁组织细胞[3]。石细胞含量直接影响着果肉的粗细，石细胞含量少，肉质好；石细胞含量高，肉质粗糙[4]。因此，降低石细胞含量对改善梨的品质和产量至关重要。

目前有关梨石细胞的研究已经有很多报道[5-6]，田路明等对10个梨品种果实的石细胞发育进行了动态研究[7]；Yan等研究了石细胞在不同梨品种的分布[8]；李晓刚等测定了70个梨品种果肉的石细胞含量[5]；Tao等观察了梨果肉石细胞的形态结构[3]。综合前人研究来看，虽然梨果实石细胞含量、对品质影响等方面有很多研究成果，但相关分析方法较简单，选择材料相对单一，缺乏种内相关性分析。为此，本试验对白梨、秋子梨、砂梨及种间杂交品种等4个栽培种的88个梨果实石细胞含量进行测定，并对其进行了频度分析和聚类分析等，为进一步改善梨的品质及育种提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

材料为南京农业大学梨工程实验中心江浦实验基地的梨成熟果实，在2013—2015年内完成。供试的梨品种包括白梨品种18个、砂梨品种36个、秋子梨品种5个和种间杂交品种28个，共计88个。

1.2 试验方法

石细胞含量的测定采用冷冻分离法[9]。每个品种在不同株、不同方位随机取样，将梨去除果皮和果核，并采用四分法取距离果皮0.2～0.5 cm之间的果肉进行混合，果肉切块1 cm3左右，取样100 g。然后将样品放于-20 ℃冰箱中冷冻20～30 h，样品解冻后加入少许水，用组织捣碎机2 200 r/min匀浆2 min，将匀浆转移至 1 000 mL烧杯中，加水至800 mL，用玻璃棒搅拌1 min，静置片刻，倒出上层悬浮液，如此反复漂洗石细胞5～6次，直至洗净。合并所得石细胞，用粗滤纸过滤。将石细胞铺开，连同滤纸置烘箱中60～65 ℃烘干，干燥器中冷却至室温。收集石细胞，称量，精确到1 mg，记录试验数据进行分析，测定重复3次。

1.3 数据分析

用SPSS 16.0软件进行数据分析，根据数量分类法原则，以品系和石细胞含量为聚类指标，运用欧氏组内连接距离法对88个梨品种进行聚类分析，得出聚类树。

2 结果与分析

2.1 梨不同品种果实石细胞含量组分的频率分析

测定了88份品种资源的石细胞含量(表1)，其中石细胞含量最高达10.24 g/kg，最低的只有0.50 g/kg(表1)。以0.50 g/kg为单位，将全部供试品种石细胞含量分为21组，88份梨品种石细胞含量在各组所占的份数如图1所示。图1可见，供试梨品种的各组分布差异较大，第4组(石细胞含量>1.50～2.00 g/kg)所包含的品种份数明显高于其它各组，共20份，占全部供试品种的22.72%；第3组(石细胞含量 ≥1.00～1.50 g/kg)和第5组(石细胞含量>2.00～2.50 g/kg)包含的份数略低于第4组，分别为12份和15份，占全部供试品种的13.63%和17.04%；第1、2、6、7、8、9、10组(石细胞含量在<1.00、>2.50～5.00 g/kg区间)数量分布较平均，共39份，品种份数平均为5.6份，占全部供试品种的44.31%；而第12、21组的石细胞含量份数均为1份，在>5.00～5.50 g/kg和6.00～10.0 g/kg区域的9组石细胞含量份数都为0。

供试品种中石细胞含量较低(石细胞含量 ≤0.050 g/kg)的品种共有5个，分别是六月酥(0.32 g/kg)、满天红(0.35 g/kg)、龙泉19(0.46 g/kg)、中1A3(0.49 g/kg)、丰水(0.50 g/kg)，其中六月酥(四百目×早酥)和甘梨早8(库尔勒×早酥)的父本同为早酥；供试品种中所测得的石细胞含量较多(石细胞含量>4.50 g/kg)品种有4个，分别是金川野生梨2号(10.24 g/kg)、白皮酥(5.61 g/kg)、红香酥(4.77 g/kg)、八月酥(4.90 g/kg)。

表1 88份梨品种石细胞含量

注：B为白梨；S为砂梨；Z为种间杂交种；Q为秋子梨。

2.2 不同品种的石细胞含量的聚类分析

根据聚类分析结果(图2)，可将所有的梨品种分为两大类群。梨果实中总石细胞含量的变化范围是从0.32 g到 10.24 g/kg(图3)，平均值是2.27 g/kg，变异系数为76%。

第一大类分为砂梨、秋子梨2大品系，其根据石细胞含量又细分为不同的亚群，即砂梨Ⅰ、砂梨Ⅱ、砂梨Ⅲ、砂梨Ⅳ。砂梨品种共37个，石细胞含量的平均值为2.24 g/kg，变化范围为0.46～10.24 g/kg(图3)，变异系数为86.85%；秋子梨品种只有5个，石细胞含量的平均值为3.46 g/kg，变化范围为1.18～4.25 g/kg(图3)，变异系数为34.32%。

砂梨品系Ⅰ的石细胞含量区间为0.46～0.65 g/kg，共5个，如龙泉19，丰水、黄金梨等；砂梨品系Ⅱ的石细胞含量区间为1.01～1.43 g/kg，有杭青、翠冠、西子绿等8个品种；砂梨品系Ⅲ的石细胞含量区间为1.55～1.96 g/kg，共8个，如湘南、南月、大叶雪等；砂梨品系Ⅳ的石细胞含量区间为 2.08～3.08 g/kg，有新高、晚三吉、黄花等10个品种；砂梨品系Ⅴ的石细胞含量区间为3.63～4.24 g/kg，共5个，如长十朗、今秋村等；砂梨品系Ⅳ石细胞含量区间的只有1个，金川野生梨2号，是最低石细胞含量的32倍(图3)。

第二大类又分为白梨和种间杂交品种两大品系，根据石细胞含量又细分为不同的亚群，即白梨Ⅰ、白梨Ⅱ、白梨Ⅲ和种间杂交品种Ⅰ、种间杂交品种Ⅱ、种间杂交品种Ⅲ、种间杂交品种Ⅳ。其中白梨品种共18个，石细胞含量的平均值为2.49 g/kg，变化范围为0.32～5.61 g/kg(图3)，变异系数为66.16%；种间杂交品种共28个，石细胞含量的平均值为1.96 mg/kg，变化范围为0.35～4.77 g/kg(图3)，变异系数为70.58%。

白砂梨品系Ⅰ的石细胞含量区间为0.32～0.72 g/kg，有中1A2、中1A3和六月酥3个品种；白梨品系Ⅱ的石细胞含量区间为1.27～2.68 g/kg，有早冠、金坠梨、晋大等9个品种；白砂梨品系Ⅲ的石细胞含量区间为3.33～5.61 g/kg，共6个，如金花、大果酥梨、砀山酥梨等。种间杂交品种Ⅰ的石细胞含量区间为0.35～0.79 g/kg，共6个，如新雅、红香酥、红太阳等；种间杂交品种Ⅱ的石细胞含量区间为1.07～1.92 g/kg，有满天红、雅青、甘梨早8等9个品种；种间杂交品种Ⅲ的石细胞含量区间为2.11～2.77 g/kg，有雪英、五九香、金星等7个品种；种间杂交品种Ⅳ的石细胞含量区间为3.26～4.77 g/kg，共6个，如黄冠、早美酥和新梨7号等。

3 讨论

梨不同品种之间石细胞含量差异很大。本研究结果表明，以0.50 g/kg为单位对88份供试品种的石细胞含量进行分组，第4组(石细胞含量>1.50～2.00 g/kg)所包含的品种份数最多，占全部供试品种的22.72%，第1组(石细胞≤0.50 g/kg)有5个品种，第11～20组(石细胞含量>5.00～10.50 g/kg)仅有2个品种，分别为白皮酥和金川野生梨2号，白皮酥原产安徽，是砀山酥梨中品质最好的品系，具有香、甜、酥、脆的优点，金川野生梨2号原产四川金川，褐皮梨，小果型。根据曹玉芬等的石细胞含量分级标准，说明石细胞含量低的品种较多，石细胞含量极低的品种较少，石细胞含量高的品种很少。

秋子梨品种主要分布于东北、西北等冷凉半干旱地区，石细胞多；白梨品种主要分布于辽宁南部、华北温暖湿润地区，石细胞较少微有香味；砂梨系统品种主要分布于长江流域等高温湿润地区[10]。本试验中除种间杂交品种以外，秋子梨品种果肉石细胞含量总体最高，白梨石细胞含量次之，砂梨石细胞含量最低。而曹玉芬等提出秋子梨品种果肉石细胞含量总体最高，砂梨石细胞含量次之，白梨最低。这说明不同梨果实石细胞含量不但与品种特性有关，还可能与其分布区域的环境条件和栽培管理有一定的相关性。王斌等研究发现对不同时期的梨果实进行套袋处理，不仅减少了木质素的合成，套袋果的石细胞含量也显著降低了[11]；此外，利用植物生长调节物质(IAA、GA)可有效抑制石细胞的形成，促进果实吸收同化物，提高梨果实品质。因此，除了选择优质的品种资源外，还可利用其他措施来降低石细胞含量。

本研究采用聚类分析法对不同品系石细胞含量进行研究。聚类分析的目的是将一批样品或变量依据它们的相似程度进行“自然分组”的一种分类方法[12]。聚类分析也是一种研究分类问题的数量方法，利用多元统计分析和当代分类学结合对一些质量性状和数量性状进行考察， 可根据研究对象和研究目的而调整，使分类在定量和定性方面得到统一，分类结果更加客观和科学[13]。在本研究中，根据不同品系和石细胞含量的聚类分析，可将88个梨品种分为两大类，其中砂梨和秋子梨分布在第一大类，白梨和种间杂交种为第二大类。对于白梨，柴明良等研究表明白梨栽培品种群是秋子梨和砂梨等复杂系统的杂种；姚改芳等在对不同梨品种有机酸组分研究中发现白梨分别与秋子梨和砂梨聚为同一组群[14]。此外，黄礼森等通过孢粉形态观察到白梨花粉形态兼有砂梨和秋子梨的性状，认为白梨可能是砂梨与秋子梨的天然杂交种[15]。本研究中聚类结果显示白梨和种间杂交品种聚为组群，这为白梨是否为砂梨和秋子梨的杂交种提供了一些科学依据，但还需进一步探究和证实。

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