针对新疆梨品种选育应用的果实品质评价

王永鹏 徐叶挺 陈励坤 何临梓 曾 斌* 艾沙江·买买提

（1新疆农业大学园艺学院，新疆乌鲁木齐 830000；2新疆农业科学院园艺作物研究所，新疆乌鲁木齐 830000）

梨（Pyrus L.）属蔷薇科梨属，果实内富含多种营养物质，口感独特[1]。梨起源于我国，栽培地区分布广泛，经多年选育演化出许多优良品种，为新品种选育提供了大量的亲本资源[2]。由于东西方贸易的需要，经古丝绸之路传播，东方梨与西洋梨杂交形成了新疆梨（Pyrus sinkiangensis Yu）[3]。 新疆梨栽培历史悠久，当前种植面积约7.3万hm2，因光热资源和地域优势形成了许多地域性较强的品种，推动了梨育种产业的发展[4]。

新疆梨果实香气馥郁、肉质酥脆，深受消费者喜爱。但由于新疆梨代表品种单一，熟期集中，仅有库尔勒香梨在市场上广泛流通[5-7]。因此，筛选新的地方梨品种以及选育新品种是提升新疆梨市场竞争力的主要途径[8]。目前，有关新疆地方梨的形态学特征[9]、分子机制[10-11]、矿质营养[12-14]以及影响果实品质的因素[15-17]等方面的研究均有报道。对不同品种梨的营养品质和风味物质进行比较，结果显示：不同品种在糖分、维生素、烟酰胺、矿物质元素等方面各占优势；对比硬度发现，库尔勒香梨硬度最小，检测出的风味物质种类最多（32种），从香气角度确定了库尔勒香梨主要为清香和醛香型品种[18]。果实糖分是食用时最能直观感受到的，能增加食用口感[19]。有研究结果显示，库尔勒香梨的粗多糖可以延长咳嗽潜伏期，减少咳嗽次数，并可以增加排痰量，有一定的镇咳祛痰作用[20]。姚改芳等[21]对不同梨栽培种果实可溶性糖组分及含量特征进行研究，结果将新疆梨归纳为高果糖和高葡萄糖型。从果实品质与抗氧化活性指标2个方面对5个梨品种进行研究，结果显示，雪花梨的可溶性糖含量最高（5.97%），库尔勒香梨的维生素 C含量最高（28.5mg/kg），XH-07梨的可溶性固形物含量（13.46%）、可滴定酸含量（0.37%）、总酚含量（0.63 mg/g）均显著高于其他品种[22]。品种间艾温切克、绿梨等4个品种的单果重较大，且显著大于库尔勒香梨；艾温切克的果实硬度最小，与库尔勒香梨无显著差异；艾温切克、绿梨的可溶性糖、可溶性固形物、维生素C含量均较高，与库尔勒香梨无显著差异或显著高于库尔勒香梨[23]。木合塔尔·热扎等[24]比较8个新疆地方梨品种发现，变异系数最大的是表皮色泽，变异系数中等的是果实外观和糖酸组分，变异系数最小的是可食用部分占比。根据果实综合农艺性状，以库尔勒香梨作为亲本，选育出新梨系列、红香酥、红香蜜、玉露香等优良品种，丰富了梨种质资源[25]。

有关梨果实品质方面已有大量研究，但是通过对新疆地方梨品种果实品质进行综合评价为品种选育提供参考的研究较少。本文通过测定8个新疆地方梨品种的11项品质指标，观察各品质指标含量和相关性，利用因子和方差分析来进行综合比较，以期为新疆梨果实后续品种选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用材料如表1所示，均取自新疆轮台果树资源圃。每个品种选择树龄和栽培管理方式一致的3个单株，采树冠外围中部不同方位、大小基本一致的果实，每株采20个果实，共60个。采后用蒸馏水清洗，选取一部分进行果实表型指标测定，其余样品用于测定其余品质指标，每个指标均进行3次重复测定。

表1 供试新疆梨品种及产地

1.2 指标测定

用电子天平称量单果质量；用游标卡尺测量果实纵、横径，计算果形指数；用硬度计测定去皮后的果实硬度；使用冷冻法[26]测定石细胞；使用糖度计测定果实汁液可溶性固形物；使用凯氏定氮仪测定蛋白质；采用滴定法[27]测定维生素C；采用蒽酮比色法[28]测定可溶性糖；参照《食品中总酸的测定》（GB/T 12456—2008）测定可滴定酸；将果实烘至恒重计算水分含量。

1.3 数据分析

通过Excel 2019对试验测得数据进行整理，标准化处理数据用SPSS 26.0进行相关分析。

2 结果与分析

2.1 新疆地方梨不同品种果实品质指标分析

由表2可知，8个不同梨品种指标平均值为单果质量163.83g、果形指数1.13、果实硬度9.30kg/cm2、蛋白质 0.12 mg/100 g、维生素 C 3.55 mg/100 g、石细胞0.74%、可溶性糖8.36%、可滴定酸0.04%、糖酸比227.09、水分含量84.07%、可溶性固形物11.70%。

表2 8个新疆地方梨果实品质指标含量

其中：单果质量和果形指数以霍城冬黄梨最大，分别为216.52 g和1.26；霍城句句梨单果质量最低，为116.85 g；库尔勒黄酸梨果形指数最小，为1.08，表明其果形更偏于近圆形。奎克阿木特梨和株选一号在果实硬度和石细胞方面分别占据最高和最低，奎克阿木特果实硬度和石细胞分别为15.47 kg/cm2和1.16%；株选一号果实硬度和石细胞分别为3.69kg/cm2和0.30%，两品种间相差4倍左右。可溶性固形物最能直观表达梨食用时的甜度，株选一号果实可溶性固形物含量最高，达到14.87%；其次为库尔勒香梨，达到13.43%；最低的是库尔勒黄酸梨，为9.53%。库尔勒香梨蛋白质和维生素C含量最高，分别为0.14 mg/100 g和4.73 mg/100 g；奎克阿木特梨、霍城冬黄梨和霍城句句梨3个品种蛋白质含量最低，均为0.11 mg/100 g；霍城冬黄梨维生素C含量最低，为3.04 mg/100 g。可溶性糖含量最高的品种是株选一号，达到10.54%；可溶性糖含量最低的品种是库尔勒黄酸梨，为6.89%。霍城冬黄梨、霍城句句梨、库尔勒香梨和株选一号可滴定酸含量最低，均为0.03%。株选一号糖酸比最高（349.43），其次是库尔勒香梨（312.88），库尔勒黄酸梨糖酸比最低（91.89）。水分含量以株选一号最高（86.98%），库尔勒香梨次之（86.25%），最低为奎克阿木特梨（81.28%）。

各品种之间梨品质差异性明显，果实硬度变异系数最大（50.75%），水分含量变异系数最小（2.21%），其他指标的变异系数分别为单果质量18.63%、可溶性固形物14.36%、果形指数5.31%、维生素C 16.34%、石细胞47.30%、蛋白质8.33%、可溶性糖14.23%、可滴定酸50.00%、糖酸比40.02%。

2.2 新疆地方梨不同品种果实品质指标相关性分析

由表3可知：单果质量与果形指数（r=0.518）之间有极显著正相关（P＜0.01）；果形指数与糖酸比（r=0.408）、水分含量（r=0.505）之间有显著正相关（P＜0.05），与可滴定酸（r=-0.469）之间有显著负相关（P＜0.05）；果实硬度与石细胞（r=0.961）、可滴定酸（r=0.715）之间有极显著正相关（P＜0.01），与可溶性固形物（r=-0.724）、维生素 C（r=-0.537）、可溶性糖（r=-0.643）、糖酸比（r=-0.791）和水分含量（r=-0.860）之间有极显著负相关（P＜0.01），与蛋白质（r=-0.421）之间有显著负相关（P＜0.05）；石细胞与可滴定酸（r=0.610），可溶性固形物与维生素 C（r=0.686）、可溶性糖 （r=0.896）、 糖 酸 比 （r=0.840） 和 水 分 含 量 （r=0.802），蛋白质与维生素 C（r=0.828）和水分含量（r=0.584），维生素C与可溶性糖（r=0.619）和水分含量（r=0.726），可溶性糖与糖酸比（r=0.854）和水分含量（r=0.684）以及糖酸比与水分含量（r=0.780）之间均存在极显著正相关（P＜0.01）；石细胞含量与可溶性固形物（r=-0.739）、维生素 C（r=-0.619）、可溶性糖（r=-0.646）、糖酸比（r=-0.713）和水分含量（r=-0.825），可溶性固形物与可滴定酸（r=-0.675），可溶性糖与可滴定酸（r=-0.628），可滴定酸与糖酸比（r=-0.895）和水分含量（r=-0.644）之间均存在极显著负相关（P＜0.01）；石细胞与蛋白质（r=-0.486）之间存在显著负相关（P＜0.05）；可溶性固形物与蛋白质（r=0.461）和维生素C与糖酸比（r=0.495）之间均存在显著正相关（P＜0.05）。相关分析结果表明，每个指标都能不同程度地反映出不同梨品种的果实品质，且各指标间有复杂的相关性。

表3 8个新疆地方梨果实品质指标相关性分析

2.3 新疆地方梨不同品种果实品质指标因子分析和综合评价

从表2、3可以看出，不同地方梨品种间有明显差异性和不同程度相关性。利用因子分析法对8个新疆梨品种11项果实品质指标进行进一步划分，通过提取其中的共性因子，可以更加直观地评价各品种。由表4可知，特征值均大于1的3个公因子累计方差贡献率达到了91.580%，在表达果实品质信息总因子中占据很大比重，极大程度地反映出了果实全部信息。第一公因子方差贡献率44.31%，由糖酸比（0.95）、可溶性糖（0.81）、可滴定酸（-0.93）、可溶性固形物（0.80）、果实硬度（-0.79）、石细胞（-0.71）和水分含量（0.67）来决定，主要反映食用口感。第二公因子方差贡献率29.64%，包含蛋白质（0.96）和维生素C（0.93），主要反映梨果实内含营养物质。第三公因子方差贡献率为17.630%，包括单果质量（0.950）和果形指数（0.890），主要反映果实的外观品质。

表4 8个新疆地方梨果实品质指标因子分析

通过成分载荷矩阵（表4），利用加权平均数，把各项加权平均数相加后再除以累计方差贡献率，构建出果实品质各因子综合得分评价模型：f=（44.31f1+29.64f2+17.63f3）/91.58，综合得分即可反映各品种的优劣。由表5可知，株选一号在第一公因子中得分最高（1.19），代表果实食用口感的指标作出了最大贡献；在第二和第三公因子中均排第二，果实内营养含量比库尔勒香梨低，果实外观品质低于霍城冬黄梨。在第一公因子中，霍城句句梨得分排第二（1.18），随后得分排序为库尔勒香梨（0.49）、霍城冬黄梨（0.08）、库车阿木特梨（-0.07）、轮台句句梨（-0.43）、奎克阿木特梨（-0.59）、库尔勒黄酸梨（-1.85）。在代表果实营养品质的第二公因子中，库尔勒香梨得分最高（1.62），其后依次是株选一号（0.93）、库尔勒黄酸梨（0.47）、轮台句句梨（0.30）、库车阿木特梨（-0.30）、奎克阿木特梨（-0.82）、霍城冬黄梨（-1.07）、霍城句句梨（-1.13）。第三公因子得分越低，果实越偏向于圆形，其得分从高到低依次是霍城冬黄梨（2.16）、株选一号（0.34）、库尔勒香梨（0.08）、轮台句句梨（0.06）、库尔勒黄酸梨（-0.14）、奎克阿木特梨（-0.58）、库车阿木特梨（-0.86）、霍城句句梨（-1.06）。各品种综合得分从高到低排序为株选一号（80.49）、库尔勒香梨（69.81）、霍城句句梨（18.45）、轮台句句梨（-10.31）、库车阿木特梨（-12.02）、霍城冬黄梨（-27.90）、奎克阿木特梨（-50.65）、库尔勒黄酸梨（-67.87）。

表5 8个新疆地方梨果实品质指标综合得分评价

2.4 新疆地方梨不同品种果实品质指标聚类分析

为了更加简捷直观地看出果实品质的优劣，通过聚类分析对新疆地方梨11项果实品质指标进行合并分组。如图1所示，当距离约为14时，11项指标可以划分为3类。第1类聚集了蛋白质、维生素C、可溶性糖、可溶性固形物、糖酸比和水分含量；第2类聚集了单果质量和果形指数；第3类聚集了果实硬度、石细胞和可滴定酸。结合相关性分析和因子分析结果可知，可溶性固形物与蛋白质、水分含量、维生素C、可溶性糖和糖酸比之间存在非常高的相关性，因而可溶性固形物可以代表蛋白质、维生素C、可溶性糖、糖酸比和水分含量在果实品质中的信息；单果质量与果形指数之间存在极显著正相关，因而单果质量可以代表果形指数在果实品质中的信息；可滴定酸、硬度和石细胞三者间存在极显著正相关，因而可滴定酸可以代表果实硬度和石细胞在果实品质中的信息。综上，最终确定了单果质量、可溶性固形物和可滴定酸3项核心指标，可以用来评价新疆梨果实综合品质的优劣度。

图1 新疆地方梨11个果实品质指标聚类分析

3 结论与讨论

新疆梨是我国梨产业的重要组成部分，对我国梨核心种质资源库的构建和梨育种产业的发展具有重要意义。新疆梨丰富的品种资源为梨育种提供了丰富的材料。但是，新疆梨代表品种仅有库尔勒香梨，其余品种皆因品质或者地域性限制等并未进行规模化栽培。关于新疆地方梨果实品质综合评价的研究已有报道，但其侧重点在于果实表型的鉴定[24]。本文侧重点是对8个新疆地方梨果实的11项果实品质指标进行评价，通过差异性比较和相关性分析，结果显示，单果质量和果形指数之间呈极显著正相关，果实硬度与石细胞之间存在极显著正相关。有研究表明，粗皮果中石细胞团直径、密度和含量较高，硬度大，可滴定酸含量高，可溶性固形物含量低，水分含量低[29]。说明石细胞越多果肉越硬，木质化严重，食用口感下降。与本文中奎克阿木特梨和库尔勒黄酸梨研究结果相似。本研究中库尔勒香梨蛋白质和维生素C含量最高，这与前人研究结果相同；但维生素C测定结果与前人有差异[22]，推测可能与产地不同有关。指标间的变异为选育新品种提供了更多选择[30]。本文分析8个品种11项品质指标的变异系数发现：可溶性固形物、维生素C、可溶性糖和可滴定酸的变异系数均大于10%，在品种选育时可以多加重视；变异系数最小的是果实水分含量，说明各品种间水分含量大致相同，相对参考果实水分进行品种选育无太大价值。

因子分析法从研究指标相关矩阵内的依存关系出发，追溯其原始信息，把一些具有重叠性的信息变量归结为几个不相关的综合因子，再通过因子旋转使得变量在降维后更容易得到解释[31]。本文提取出3个公因子，累计方差贡献率高达91.580%，基本包含了果实品质的全部信息。第一公因子中糖酸比、可滴定酸、可溶性糖、可溶性固形物、果实硬度、石细胞和水分含量等7个指标主要反映了果实的食用口感。株选一号、霍城句句梨和库尔勒香梨在第一公因子中排名前三，可作为以食用口感为目的梨育种的优势亲本；第二公因子主要反映了果实的营养品质，由蛋白质和维生素C来决定，库尔勒香梨、株选一号和库尔勒黄酸梨在第二公因子中排名前三，可作为以营养为目的梨育种的优势亲本；第三公因子主要反映了果实的外观品质，决定得分高低的是单果质量和果形指数，霍城冬黄梨、株选一号和库尔勒香梨排名前三，可作为以果实外观为目的梨育种的优势亲本。通过因子分析，当育种目标确定时，可以更加精确地确定亲本品种。采用聚类分析对11项指标的相似性和差异性进行精确定量，确定各指标间亲疏关系并进行聚类，将11项品质指标划分为3类，结合相关性分析和因子分析，最终确定可溶性固形物、单果质量和可滴定酸作为评价果实整体品质的指标。在品种选育时，可以通过单个品质性状对品种综合品质性状进行预测，提高育种效率。

果实品质的综合评价对梨育种、引种以及品种资源开发利用等非常重要，科学、合理、全面的评价是梨产业发展的基础和前提[32-33]。如育种工作者利用库尔勒香梨的果实大小、果形、果皮颜色和品质等农艺性状，选育出了玉露香、红香酥、新梨系列等优良品种[34]。因此，本研究结果可为新疆地方梨品种综合评价和新品种选育提供参考。