基于隶属函数法对13个花生品种品质的综合评价

韩艳红，于 沐，石彦召，杨海棠，胡延岭，刘软枝，李 盼，朱桢桢

（河南省郑州市农林科学研究所，郑州 450005）

0 引言

花生是世界范围内广泛种植的经济作物，是重要的植物油脂和蛋白质来源[1]。花生品种的蛋白质、脂肪及其脂肪酸含量及组成，不仅影响其营养价值，也关系到花生的加工用途及其制品的货架期[2-3]。近年来，人们虽然对花生品种的综合评价开展了大量工作，但综合评价花生品质性状的报道较少[4-6]。牟书靓等[4]对108份花生种质资源的13个主要农艺性状进行了评价分析，刘卫星等[5]对花生品种的产量性状和品质性状进行了综合评价，范小玉等[6]对黄淮海中南片小粒花生主要农艺性状、品质性状进行相关性及主成分分析。长期以来，花生育种的主攻目标一直是产量性状，对种质资源的品质性状缺乏系统的测定和研究[3]。孙春梅等[7]提出单一追求产量目标，忽视品质目标已不能满足国内外市场的需求。陈婷婷等[8]认为利用单一指标很难准确和客观地评价花生产量和品质性状的好坏。近些年，花生选育的重点己从追求高产转变到不仅高产而且具有更强抗性和更好的品质特性，尤其是油质和风味[9]。在对花生品质进行评价时，只考虑某一个性状或随机某几个性状的优劣无法对花生进行较为全面科学的综合评价。殷冬梅等[10]利用主成分分析将与品质密切相关的10个性状综合成不饱和脂肪酸、粗蛋白、粗脂肪、饱和脂肪酸4个独立因子，这4个合并因子反映原来变量信息量的80.73%。王丽等[11]采用有监督主成分回归分析对花生品质特性进行分析，结果发现粗脂肪含量、油亚比和不饱和脂肪酸总含量3个指标与Y值（花生油品质的综合值）在0.05水平上显著，对花生油品质的预测达到70%。佟士俭等[12]利用主成分分析将与品质相关的21个性状综合成氨基酸、不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸3个独立因子，这3个合并因子反映原来变量信息量的80.069%。郑丽珍等[13]认为评价一个作物品种的好坏，要使用科学的评价方法，对多个性状进行综合全面评价更为客观、公正。隶属函数分析可有效解决单一数据不能够客观、有效评价样本综合素质的问题[14]，它能够综合考虑诸多因素，对品种的评价更加全面、客观、合理。隶属函数法在玉米、小麦、大豆等多种作物品种分析中有较多应用[15-17]。鉴于此，本研究通过隶属函数法对2017年国家北方片花生新品种多点试验中小粒组的13个参试品种的粗脂肪含量、粗蛋白含量、油酸含量、亚油酸含量及油亚比等5个重要指标进行了综合分析评价，旨在为花生育种及花生新品种推广应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验以2017年国家北方片花生新品种多点试验中小粒组13个参试品种为研究对象，品种基本情况见表1。

表1 供试花生品种的基本情况

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验采用随机区组法进行排列，每小区面积13.33 m2，重复3次，小粒组花生每公顷1.65×105穴，每穴2粒，穴距按当地习惯种植。5月10号以前播种。是否覆膜种植及田间管理等均按当地习惯操作。

1.2.2 试验条件及田间管理 所有承试单位的试验地肥力中等、排灌方便、地力均匀，地形平坦，土质为沙壤土。各参试点均按方案要求进行了播种前的整地、造墒、施肥，并适时播种，及时进行了中耕锄草、浇水、治虫，成熟后及时收获、考种。栽培管理均按当地耕作习惯和水平进行。播种前施基肥，中耕，除草，追肥，并做好防虫和排灌工作。花生生育期间承试单位均进行了农艺性状调查记载和较认真的田间管理，数据准确，结果可靠。

1.2.3 品质化验 品质测试结果由农业部油料及制品质量监测中心（武汉）出具，测试项目：蛋白质、含油量和脂肪酸组成。

1.3 数据分析

试验数据使用excel整理，利用隶属函数进行综合评价，相关计算公式及方法参照文献[18]。

1.3.1 隶属函数值计算公式 将测定的每个指标分别用公式(1)求出相应的隶属函数值。

式中，为i品种品质j成分的隶属函数值，Xij为i品种品质j成分的测量数值，Xjmin为所有品种中品质j成分的最小值，Xjmax为所有品种中品质j成分的最大值。

1.3.2 隶属函数值评价 计算每个品种品质主要成分的隶属函数的平均值，获得综合隶属度，平均隶属函数值越大，综合品质越好[19]。

2 结果与分析

2.1 参试品种品质主要成分化验结果分析

通过对参试品种品质主要指标比较发现（表2），参试品种中含油量最高的是‘冀5059’，为54.58%；含油量最低的是‘冀农G94’，为49.95%；其余品种含油量在50.71%～54.15%。粗蛋白含量最高的是‘冀农G94’，为28.3%；含量最低的是‘花育626’，为21.3%，其余品种粗蛋白含量在21.8%～27.4%。油酸含量最高的是‘冀农G94’，为78.6%；最低的是‘农大花206’，为41.1%；其余品种油酸含量在41.7%～77.3%。亚油酸含量最高的是‘农大花206’，为36.2%；最低的是‘冀农G94’，为4.64%；其余品种在5.79%～35.8%。O/L最高的是‘冀农G9’，为16.94；最低的是‘农大花206’，为1.14；其余品种在1.17～13.35。

表2 13个参试品种主要品质成分指标化验结果

2.2 参试品种品质隶属函数评价

通过隶属函数法对13个花生品种品质进行综合评价结果显示（表3），13个花生品种的综合品质由优到劣依次是‘郑农花23号’、‘宇花16号’、‘冀农G94’、‘冀5059’、‘花育20号’、‘豫航花7 号’、‘商花 5号’、‘金花19’、‘农大花206’、‘晋花10号’、‘花育 6802’、‘开农92’、‘花育626’。13个花生品种的隶属函数值在0.34～0.59之间，比对照‘花育20号’隶属函数值高的有 4个分别是‘郑农花23 号’、‘宇花 16号’、‘冀农G94’、‘冀5059’，这4个品种隶属函数值均在0.50及以上，综合品质较优，适宜在北方地区种植推广，其余8个品种均低于对照‘花育20号’。

表3 13个参试品种主要品质成分指标的隶属函数值

3 结论与讨论

3.1 结论

利用隶属函数法对13个花生品种品质进行综合分析得出：隶属函数值在0.50～0.59（高于对照‘花育20号’）的花生品种有4个：‘郑农花23号’、‘宇花16号’、‘冀农G94’、‘冀5059’。其中，‘郑农花23号’的油酸含量为77.3%、O/L为13.35，均排第二，其粗脂肪含量、粗蛋白含量，亚油酸含量排名相对靠后；‘冀农G94’油酸含量为78.6%、粗蛋白含量为28.3%、O/L为16.94，在13个品种中含量均最高，含油量、亚油酸含量均最低，是高蛋白、高油酸、高O/L品种。油亚比值(O/L)是衡量花生品质的重要标准，油酸/亚油酸比越高，花生及其制品稳定性越好，耐储藏性越好，货架寿命越长，国内外市场越受欢迎，市场竞争力越强[7]。同时，食用油酸可以降低人体低密度胆固醇含量而对高密度胆固醇没有影响，对人体健康更有利。高油酸花生油更有望成为低廉的“橄榄油”，具有广阔的市场前景[20-21]。‘郑农花23号’与‘冀农G94’油酸含量大于70%，具有较好的储藏品质、出口品质，是优质出口专用型品种，可作为高油酸种质资源保存。‘宇花16号’含油量为54.15%，粗蛋白含量为27.2%，亚油酸含量为35%，分别位列第二、第三、第四，含量相对较高，属于加工品质和营养品质较优的品种。‘冀5059’含油量最高为54.58%，其他4个指标一般，可作为加工型花生。

3.2 讨论

本研究采用隶属函数法对花生品种的5个主要品质指标进行综合分析，即粗脂肪含量、粗蛋白含量、油酸含量、亚油酸含量、油亚比值等几个重要指标，与前人采用主成分分析法、有监督主成分回归分析选出决定花生品质的几个主成分基本一致，同时，隶属函数法很好的平衡了花生品质性状的各项指标，平衡了储藏品质、营养品质及出口品质，达到简化计算和综合评价的目的。在花生品质评价和品质育种亲本选择时应该根据隶属函数法，选出综合品质性状优良的花生品种加以利用。

目前，很多育种单位因为设备落后，对育种材料不能及时进行快速的分析和测试，限制了品质育种的进展，由于科研条件的限制，本研究选用花生品种不够丰富，对花生品质指标的检测不够全面，导致研究结果有一定的局限性，在以后的研究中会进一步去探索花生品质与直观可视的农艺性状之间的模型关系，进而推动花生品质育种进程。此外，在花生新品种选育过程中若能将常规杂交育种与转基因技术、分子标记辅助选择技术相结合，则会加快综合品质优良和优质专用品种的选育进程。另外，花生新品种选育在提高产量和品质特性的同时，应注重品种抗性水平的提高和遗传背景的拓宽，适当利用农家品种资源和省外及国外高蛋白花生品种，培育出适合当地气候特点的优质高产花生新品种。