基于果实品质变异的欧李种质资源评价研究

张忠爽，顾金瑞，曹美琪，王 莹，阿力木江·阿布力米提，李卫东

（1北京中医药大学中药学院，北京102488；2首都医科大学中医药学院，北京100069）

0 引言

欧李(Cerasus humilis)属于蔷薇科樱属小灌木，根系强大，具有防风固沙、保持水土的性能[1]。欧李果实颜色鲜艳，风味独特，营养丰富，是天然的保健水果[2]，被誉为“钙果”，是第三代功能水果的典型代表。欧李种仁是常用中药材郁李仁的主要来源，已有2000余年的药用历史[3]，具有润肠通便、下气利水的功效[4]。因此，生态经济型植物欧李[5]集生态价值、经济价值和药用价值于一身，其综合开发利用前景广阔，尤其是在未来沙产业开发中将会发挥重大作用[6]。

近年来，对野生欧李的种质资源分布[7-9]、栽培育种[10-14]及加工利用[15-18]等方面的研究已经取得一定的成果。笔者课题组近10余年来，一直从事欧李种质资源评价、栽培育种、保健因子等方面的研究工作[2,6,12-13,19-23]。2009年12月，欧李新品种‘京欧1号’和‘京欧2号’，通过了北京市林木品种审定委员会审定。2014年12月，2个品种通过了国家林业局林木品种审定委员会审定。这2个品种最大特点是能够在无霜期100天区域成熟，目前正在中国西部地区推广种植。

野生驯化是获得栽培品种的途径之一。对于欧李而言，其野生资源分布广泛，在中国东北、华北及西北等地区均具有分布[24]，但不同地区欧李果实品质差异较大[7]。目前，关于欧李果实品质评价的研究，多集中于单一地区、单一品种或种质，或者营养成分在植物体、植物不同器官或者不同生长时期分布特征等方面[21,25-28]，缺少欧李果实外观性状、口感及不同地区的品种或种质营养成分差异比较的研究报道。此外，目前欧李成熟的品种较少，且其口感主要偏酸，不适宜国人的口味需求，并且缺少适用于药用型、高营养型的品种。本研究对17个地区引进的30份欧李种质的果实的外观性状、糖酸含量以及维生素C含量进行测定，通过相关性分析、聚类分析深入探讨不同种质欧李果实的变异多样性，为筛选优质的食用型、药用型、营养型欧李种质，实现欧李野生变家种提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

2016年7—8 月，北京西山试验林场种质资源圃中欧李果实开始成熟，选取30份欧李种质进行采样，每份种质果实样品取自向阳的、外围枝条中间部位，选3棵树为重复样。样品采集后带回实验室置于-40℃低温冰柜中保存，待测。其中，维生素C含量在采样后第10天测定。欧李种质信息如表1所示。

维生素C对照品，成都普菲德生物技术有限公司；偏磷酸（分析纯），美国Sigma公司；氢氧化钠（分析纯），国药集团化学试剂有限公司；浓硫酸（分析纯），国药集团化学试剂有限公司。酚酞（分析纯），北京化工厂。

表1 欧李种质信息成熟时间

1.2 仪器与设备

手持折光仪；HH-S6型恒温水浴锅，北京科伟永兴仪器有限公司；UV-2600型紫外可见分光光度计，美国UNICO公司；CP224C电子分析天平，美国OHAOS公司；G20型离心机，北京白洋医疗器械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 外观性状 选择具相应种质特征的新鲜果实，用电子分析天平称量单果重、种核重。用游标卡尺分别测量果实的横径（果实中部直径）、纵径（果实基部至顶部距离）。计算可食率、果形指数，见式(1)～(2)。肉眼观察果实颜色并记录。

1.3.2 可溶性固形物含量 随机选取15个欧李果实，使用手持折光仪测定读数，计算平均值。

1.3.3 总可溶性糖含量 采用硫酸苯酚法，选取15个欧李果实切碎，称取欧李果肉3 g，放入250 mL锥形瓶中，加入100 mL蒸馏水，加上瓶塞，在沸水中提取1 h，冷却后过滤，相同条件下再提取1次，反复漂洗残渣，滤液滤入250 mL量瓶中，定容至刻度线。吸取提取液80µL于具塞试管中，加入蒸馏水1.92 mL，再依次加入0.5 mL苯酚试剂和5 mL浓硫酸，充分震荡后放入沸水浴中保温10 min，取出后冷却至室温，在485 nm波长下测吸光度值，用葡萄糖溶液作标准曲线，计算总可溶性糖的含量。

1.3.4 可滴定酸含量 用标准NaOH溶液滴定法测定可滴定酸含量。精确称取3 g果浆于50 mL锥形瓶中，加入20 mL水后，放入75℃水浴中加热30 min，冷却后过滤于50 mL量瓶中，滤渣再提取1次，冷却过滤，定容至50 mL。吸取10 mL混合液于锥形瓶中，用标定后的NaOH溶液进行滴定，滴至pH 8.3时停止滴定，计算可滴定酸含量。

1.3.5 固酸比和糖酸比 固酸比为可溶性固形物含量与可滴定酸含量的比值，糖酸比为总可溶性糖含量与可滴定酸含量的比值。

1.3.6 维生素C含量 参考郑京平[29]的测定方法。

（1）样液的制备。选取具代表性的欧李样品洗净、擦干，去核，匀浆。精确称取果浆5 g于50 mL离心管中，加入2%偏磷酸35 mL，摇匀后进行离心，4000 r/min，10 min至样液澄清、透明。

（2）样液的测定。准确移取澄清透明的0.5mL样液，置于10 mL的比色管中，用2%偏磷酸稀释至刻度后摇匀。以蒸馏水为参比，在波长243nm处，测定其吸光度。

（3）待测碱处理样液的测定。准确移取0.5 mL澄清透明样液，置于10 mL比色管中，加入225 μL 0.5 mol/L NaOH溶液，混匀，在室温放置40 min后，加入2%偏磷酸稀释至刻度后摇匀。以蒸馏水为参比，在波长243 nm处测定其吸光度。

（4）结果计算。由待测样品与待测碱处理样品的吸光值之差查校准曲线，即可计算出样品中维生素C的含量。

1.4 数据分析

采用Excel 2013和SPSS 20.0软件进行数据处理及统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同种质欧李果实外观性状的差异

30份种质的欧李果实的外观性状如表2所示。欧李果实颜色分为黄色、黄色红晕、亮红色、红色以及紫红色5种，其中黄色、黄色红晕果实欧李只出现在北京以南地区引入的种质，北京及以北地区引入的欧李种质果实均为不同程度的红色。

果实纵径的平均值20.7 mm，其中30号种质的纵径最大(25.1 mm)，14号种质的纵径最低(17.3 mm)。横径的范围为17.4～27.7 mm，均值为22.3 mm，其中22号种质的横径最大，17号种质的横径最小。从果形指数看，欧李果实分为扁圆型、近圆形、椭圆形和长圆形4类，其中23号种质为扁圆型果，种质5、8、14、18、19、20、21、22、25、26、27、28和29号为近圆形果，种质1、4、11、12、13、16、24号为椭圆形果，种质2、3、6、7、9、10、15、17、30号为长圆形果。

可食率是评价果实品质的重要指标，它与果实的果重与种核重有着密不可分的关系。在本研究的30份种质中，可食率均值为92.6%，其中20号种质可食率最高为96.1%，17号种质最低为87.1%。单果重的范围为3.5～11.0 g，其中22号种质的单果重最大，6号种质最小，均值为6.5 g。10号种质的种核重0.71 g，显著高于其他种质，12号种质最低为0.25 g，种核重均值为0.46 g。

2.2 不同种质欧李果实糖、酸，维生素C含量差异

由表3可知，可溶性固形物的含量差异较大，平均值为10.4%，范围为7.2%～16.3%，最大值是17号种质，最小为9号种质。6号种质的总可溶性糖含量最高，为11.5 g/100 g，18号种质含量最低，为4.0g/100g，平均值为6.5 g/100 g。可滴定酸含量范围为0.69～2.42 g/100 g，最高、最低分别为19号种质和5号种质。果实的口感不仅取决于糖、酸的绝对含量，还取决于固酸比和糖酸比值的大小，固酸比范围为5.0～14.8，19号和5号种质分别为最小值和最大值，平均值为8.7。糖酸比的范围为2.5～10.2，均值为5.5，最小为19号种质，最大为28号种质。维生素C含量范围为5.39～35.30 mg/100 g，12号种质中维生素C含量最高(35.30 mg/100 g)，23号种质最低(5.39 mg/100 g)。30份欧李种质维生素C平均含量为16.02 mg/100 g。

2.3 不同种质欧李果实品质变异系数

欧李果实性状在不同种质间的变异系数较大（图1），其中变异系数由大至小排列为：维生素C含量＞糖酸比＞可滴定酸含量＞固酸比＞单果重＞总可溶性糖含量＞果核重＞可溶性固形物含量＞横径＞纵径＞果形指数＞可食率，前3个指标的变异系数均大于30%，分别为46.81%、37.67%、30.88%。

表3 不同种质欧李果实糖、酸，维生素C含量

续表3

图1 不同种质欧李果实性状的变异系数

2.4 不同种质欧李果实品质的相关性分析

由表4可知，果核重与纵径、果形指数呈极显著正相关；可食率与横径、单果重呈极显著正相关，与果形指数、果核重呈极显著负相关；维生素C含量与果形指数、果核重呈极显著负相关；糖酸比与固酸比呈极显著正相关，同时总可溶性糖与可溶性固形物呈极显著正相关。因此在筛选药用型欧李种质时以纵径、果形指数较大为好；筛选口感甜型、含糖量高的食用型欧李种质可通过测定果实的可溶性固形物含量，含量较高为好。

表4 不同种质欧李果实品质的相关性分析

2.5 聚类分析

将欧李果实外观性状、糖酸含量及维生素C含量经过标准化处理后，利用Ward连接聚类方法，基于平方Euclidean距离构建30个欧李种质果实的系统聚类图。由图2可将这30个欧李种质划分为3类，每类特征如表5。第Ⅰ类为药用、加工类型，其特征为果个较大，单果重、果核重较高，包括9、11、13、16、24、30、27、28、2、7、8、29、10、15、3、4、20、22、19号种质，以22号（山西绛县大交镇）种质为代表；第Ⅱ类为高营养类型，其特征为维生素C含量较高，包括25、26、21、18、14、23、12号种质，其中12号（北京延庆县张山营镇）种质最为突出；第Ⅲ类为口感甜类型，其特征为可溶性固形物含量、总可溶性糖含量、固酸比和糖酸比含量较高，包括1、5、6、17号种质，代表种质为6号（辽宁省阜新市彰武县）。

3 结论与讨论

图2 30份欧李种质果实性状的聚类分析树状图

在本研究中，不同种质间欧李果实品质差异较大，表现为果实成熟期不一、果实颜色有浅有深、果实形状多变、口感各异及维生素C含量差异显著，其中维生素C含量、糖酸比、可滴定酸的变异系数均大于30%，体现了丰富的遗传多样性。除本研究发现的上述变异外，笔者前期的研究还表明，不同种质欧李果实在香气物质、多酚物质、微量元素等方面都存在较大变异[19,22-23]。欧李种质资源丰富的遗传多样性增加了其育种的遗传选择潜力，为筛选优良种质及选育新品种提供了理论依据。

在欧李种质资源评价方面，前人多以外观性状开展研究[7-8]，如根据果形划分为扁圆形、圆锥形、桃形或者椭圆形、圆形、平扁形[30]，根据果实颜色划分为纯黄类、黄色红晕类、亮红类、紫红类，根据果实成熟期划分为早、中、晚类型，根据果实离核难以划分为粘核、离核、半离核。此外，还根据花色、叶片大小形状、树相等进行划分[7-8]。本研究在进行种质资源评价时，综合考虑了其外观性状和内在特性，重点考察了糖酸、维生素的组成及含量，但是本研究中考察的内在品质指标较少，增加其他指标如多酚物质、矿质元素、香气成分等在种质资源评价上的应用是之后的研究方向；其次，在划分类型时，根据其特点并结合其应用，将得到的3个类型划分为3种用途，分别为药用加工型、高营养型和口感甜型。此外，还筛选出适合欧李优良品种的定向培育的3个代表种质，分别为22号（山西绛县大交镇）、12号（北京延庆县张山营镇）和6号（辽宁省阜新市彰武县）种质。选育适宜鲜食，同时具有高营养价值的新品种是本课题组未来的研究重点，也是提高欧李产品市场竞争力的突破点。

表5 不同种质欧李果实性状的聚类分组特征