109份辣椒种质资源果实品质的分析与评估

巩雪峰 ，陈鑫 ，赵黎明 ，宋占锋 ，李跃建

（1.四川省农业科学院园艺研究所，成都，610066；2.四川省农业科学院）

为抵御低温和潮湿的自然环境，四川人通过食辣来改善体内血液循环，促进新陈代谢，嗜辣习惯保留并延续至今。自古以来，四川就是辣椒消费大省，除了鲜食外，用于腌制、酱制和干制的加工型辣椒是长期消费的主要对象。闻名海内外的川菜菜系，也离不开郫县豆瓣酱、泡椒、干椒等辣椒制品[1]。随着辣椒制品出口外销的逐年增加，选材上对辣椒果实品质的要求也越来越高。目前，随着国内饮食业的大发展，嗜辣人群已趋向低龄年轻化，辣椒伴随美食给人的辛辣刺激感，深受青年人的欢迎，食辣演变成为一种时尚潮流，消费潜力巨大。四川除了是辣椒消费大省也是传统辣椒生产大省，其辣椒栽培历史悠久。本省生态环境复杂、地形地貌多变、土壤类型丰富、气候差异显著，经过漫长的自然和人工选择，形成适宜不同生态类型的地方特色辣椒种质。开展四川省辣椒种质资源及其果实品质分析和研究，有利于发掘本地辣椒种质的优势，对辣椒种质创新、合理化利用及遗传改良都具有重要意义。

四川省内各区辣椒种质资源是一代代科研人不懈努力和辛勤劳动收集获得的[2，3]。在此基础上，科研者对收集的辣椒种质材料进行了多年的自交、分离与纯化工作。本研究在前人的科研积累之上，对109份高辣种质资源进行了果实品质的生理生化分析，运用了多元统计学和模糊数学原理，对种质资源的品质进行分析与评估，试图建立高辣高色价的加工型辣椒种质资源的评价、评估体系，以期获得对种质资源更广范围、更深层次和更具有目的性的应用，为培育更具有市场潜力的辣椒新品种打基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料源自四川省农业科学院园艺研究所收集保存的高辣度、高色价含量的种质资源，并多年自交、分离纯化，共109份种质资源材料（表1），均属一年生辣椒（Capsicum annumL.）， 其中圆锥椒 10份 （C.annumvar.conoides Bailey）； 长椒类 （C.annumvar.longumBailey）99份，具体按果形又细分为牛角椒 （7份）、线椒（11份）和羊角椒（81份）。该试验开展于四川省农业科学院园艺研究所新都试验基地，109份材料于2017年1月在连栋大棚内进行播种，采用穴盘育苗的方式，穴盘规格为50穴，每穴2粒种子，用基质盖种后，为保温保湿，以塑料薄膜覆盖其上，待种子发芽、子叶长出，再将薄膜揭开。4月定植于大棚，在定植前，每 667 m2施入复合肥50 kg、磷肥80 kg、有机肥100 kg，采用面施，厢面宽80 cm，沟宽60 cm。厢面双行定植，每穴定植1株，株距40 cm，每个材料定植20株。8月采收，每份材料选取植株结果主枝的第4～6节位的果实为样本。

表1 109份种质资源编号与果实类型

表2 109份辣椒种质资源果实品质分析

1.2 试验方法

①采样与备样 将每份种质材料的红果样本均分为2份，一份鲜样（10株辣椒红果）称重后按编号装入牛皮纸袋，于65℃下烘至恒重，再称重，并将果皮用小型粉碎机碎成粉末，过0.391 mm筛，用于色价和辣椒素的检测；另一份鲜样（10株辣椒红果）用刀片切成薄片混匀，称取3个0.100 0 g样品于离心管内，置于-20℃冰箱保存，用于总糖含量的检测。试验重复3次。

②测定项目与方法 a.辣椒色价。采用国标（GB 10783-2008）测定辣椒色价，用乙醇取代丙酮浸提果实中的辣椒红素。将样品浸提液按序点样在96孔酶标板上，用多功能酶标仪（赛默飞世尔）在460 nm处读取吸光值，96孔板的通径长度为0.58 cm。

b.辣椒素含量。采用GB/T 21266-2007，高效液相色谱仪（津岛），以甲醇溶剂为萃取剂，单位为 mg/g。

c.总糖含量。采用苏州铭科生物技术有限公司生产的总糖试剂盒，采用多功能酶标仪（赛默飞世尔）在540 nm处读取吸光值，按样本鲜质量对数值进行计算（mg/g）。

d.干物质含量。公式为干物质含量（g/100 g）=m0/m1×100。 其中，m0为式样的原始质量（g）；m1为烘干后的试样质量（g）。

图1 高辣高色价品质聚类分析

1.3 数据分析

所有数据采用Microsoft Excel 2007进行统计。用SPSS数据分析软件对109份种质资源色价与辣椒素的测定结果采用多元统计学的系统聚类分析，并进行差异显著性检验，果实品质指标间的距离为欧式距离（D）。

辣椒品质性状综合评价应用模糊数学中的隶属函数值法[4～6]，对实验获得的辣椒素、色价、总糖、干物质含量这4项果实品质指标进行综合评价。

隶属函数值计算公式：Zij=（Xij-Ximin）/（Ximax-Ximin），如果为负相关，则用反隶属函数进行转换，计算公式为：Zij=1-（Xij-Ximin）/（Ximax-Ximin），其中：Zij表示i种质j指标的品质隶属函数值；Xij表示i品种j指标的测定值；Ximax和Ximin分别表示各种质中指标的最大和最小的测定值。

2 结果与分析

2.1 109份辣椒种质资源果实品质分析

由表2可知，辣椒素含量分析结果表明，辣椒素极大值为圆锥椒类型的6.10 mg/g，极小值是羊角椒类型的 1.70 mg/g，均值为（3.05±0.75）mg/g；色价的分析表明，色价的极大值与极小值都出现在羊角椒类型中，分别为 28.81、2.05，均值为 9.29±4.82；总糖含量的分析表明，总糖含量极小值为牛角椒类型的13.03 mg/g，极大值为羊角椒类型的50.69 mg/g，均值为（22.82±6.51）mg/g；干物质含量的分析结果表明，极大值为圆锥椒类型的25.02 g/100 g，极小值为牛角椒类型的6.79 g/100 g，均值为（13.10±3.89）g/100 g。

2.2 109份辣椒种质资源高辣、高色价果实品质的聚类分析

使用SPSS数据分析软件，对这109份辣椒种质资源的辣椒素含量和色价的测定结果采用欧式距离、最远邻元素法进行了系统聚类，聚类结果如图1所示。在D=7.0 cM处，可将109份种质资源根据遗传距离划分为4个类群（表3所示）。第Ⅰ类群包括 6 份材料，分别是 PC-5、PY-55、PY-16、PY-27、PY-67、PY-32，占 5.51%，其中 1 份为圆锥椒，5份为羊角椒类型；第Ⅱ类群包括21份材料，占19.27%；第Ⅲ类群包括67份材料，占61.47%；第Ⅳ类群包括15份材料，占13.76%。这4个类型群彼此之间辣椒素和色价差异均达到显著水平。结合表3可知，第Ⅰ类群为极高型辣椒材料类群；其次为中间2个类群，第Ⅱ和第Ⅲ类群，其辣椒素含量区间也较为接近；第Ⅳ类群为果实品质较低型辣椒材料类群，辣椒素含量和色价均处于相对较低水平。

表3 4个类群主要统计参数及方差分析

2.3 109份辣椒种质资源果实品质的隶属函数分析

借助模糊数学隶属函数分析法，对辣椒素含量、色价、总糖含量和干物质含量这4项果实品质的隶属度进行计算，然后取其算术平均数作为平均隶属值。平均隶属值综合反映辣椒种质材料的4项果实品质高低的程度，排序前10位如表4所示，范围在 0.48～0.66，依次为：PC-5＞PY-16＞PY-47＞PY-55＞PY-67＞PY-32＞PC-4＞PY-27＞PY-3＞PC-7，大于0.5的有9份，其中，PC-5的隶属函数值为0.747，在种质资源中综合品质最优。

表4 不同种质资源品质的平均隶属度值

3 讨论与结论

高辣、高色价（即高辣椒素、高辣椒红素）是辣椒最重要的2项果实品质。本文通过对辣椒素和色价进行聚类分析，将109份辣椒种质资源划分为4个类群，其中，第Ⅰ类群是培育高辣、高色价辣椒新品种的优选种质材料。

除了辣椒素和辣椒红素外，总糖和干物质含量为辣椒较重要的2项品质指标，是选育加工型辣椒新品种的重要品质指标[7，8]。本研究对109份辣椒种质资源的4项果实品质指标进行隶属函数值的综合分析和排序，并获得排序前10位的种质材料，平均隶属值越大，种质资源的综合品质就越高。在对高辣、高色价综合聚类分析中，聚类为第Ⅰ类群的6个辣椒种质材料 PC-5、PY-55、PY-16、PY-27、PY-67、PY-32的平均隶属值也位于排名靠前的位置。

近年来，主要应用多元统计学的聚类分析评价蔬菜作物种质资源的品质，而对辣椒种质资源的园艺性状和果实品质等遗传学分析也涉及到了聚类分析的方法[9～11]。模糊数学隶属函数的应用多见于对抗逆、胁迫等指标特征的分析[4，6，12，13]，蓬桂华等[14]首次将隶属函数应用在对辣椒品质性状的分析中，综合应用2种分析方法更利于对辣椒种质资源进行筛选。

辣椒果实品质包括许多方面，加工型辣椒的果实品质包括风味、营养和商品品质3项[7]。风味是果实的口感和味道，辣椒的风味是其独树一帜的辛辣味，对风味品质辣椒素含量的分析是研究核心；商品品质主要包括外观性状，可从感官上进行判断，其中果色由内在的辣椒红素含量决定，通过色价来反映，因此高辣、高色价是辣椒传统的2个优良品质性状。辣椒的营养品质包括VC、糖分以及干物质含量等，其中VC在加工中易流失，总糖和干物质含量这2个指标对加工型辣椒品质具有提高作用。总体上，辣椒加工制品分为干制类、腌制类、罐头类、油制品类、酱制类、深加工类等[15]。四川省主要涉及干制加工类、酱制类、腌制类以及提取辣椒化学成分的深加工类。无论是腌制的泡椒还是酱制辣豆瓣酱、辣椒酱，干物质含量和总糖含量（或还原糖）在加工过程中对制品的品质具有重要的作用[16～18]。因此，在加工专用型辣椒种质资源筛选时，不但要考虑辣椒素含量和色价，还应考虑总糖、干物质含量。随着辣椒新品种选育向品质特色化和专用化的方向发展，不同栽培条件下专用型辣椒品种需求增加，培育四川当地加工专用型辣椒新品种是一种趋势[8，19，20]。