不同杨梅种质叶片特性和果实品质综合评价

张启，王嵘，梁森苗，林瑞，胡佳卉，郑锡良，张淑文，戚行江*

(1.兰溪市经济特产技术推广中心，浙江 金华 321102；2.浙江省农业科学院，浙江 杭州 310021)

杨梅(MyricarubarSieb.et Zucc.)是我国南方著名的特色经济果树，属杨梅科杨梅属常绿小乔木或灌木植物。6—7月成熟，果实朱红有光泽，核果球状，外果皮肉质，味酸甜，多汁。杨梅不仅具有较高的食用价值，且因其富含杨梅苷、维生素、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、异槲皮苷、金丝桃苷和槲皮苷等抗氧化类物质，还具有极高的药用和保健价值[1-2]。杨梅作为新型的功能水果之一，深受消费者喜爱，随着人民生活水平和健康意识的提高，人们对果品的需求不仅是量的满足，更是质的追求，果品的食用安全和品质问题成为消费者选择农产品的重要因素。选育优良果树，首先要对品种进行资源保存、鉴定评价及引种试种等研究，进而筛选出一系列产量稳定、综合品质优质的杨梅种质资源。对收集保存的杨梅种质资源进行准确评价，是多样化优质杨梅品种选育的基础。

目前，杨梅品质的研究多聚焦于不同品种的外观、营养成分等指标的比较，由于杨梅是区域性明显的水果，其品质受地理环境、栽培管理和物候期等因素影响较大，因此不同种质材料，果实品质和植株生长特性差异较大。果实品质评价可采用品质指标变异系数分析[3]、相关性分析[4]、聚类分析[5]、模糊综合评判[6]等统计分析方法，综合评价分析方法的应用，使果品品质评价更具有科学性和可靠性[7]。基于主成分分析综合评价果品质量已在猕猴桃[8]、梨[9]、荔枝[10]、蓝莓[11]、柑橘[12]、葡萄[13]等多种农产品中广泛应用。种质资源作为遗传信息的重要载体，可提供充足的亲本材料，对新品种选育有着直接参考价值[14]。

本研究以收集到的12份不同杨梅种质资源材料为研究对象，通过检测叶片表型特性及果实质量、总糖含量等品质指标，结合主成分分析，评价分析杨梅种质特性，为育种提供材料基础，也为杂交育种工作者亲本选择提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以浙江省兰溪市收集到的12个杨梅种质为试材，每株树均随机采摘成熟度、大小基本一致、无病虫害的新鲜果实，选取树体4个不同方位长势大致相同且健康的叶片若干，分别进行采摘并分装放入保鲜盒当日运回实验室用于各种指标测定。12个杨梅果实采摘地、颜色、树体特性如表1所示。

1.2 测定指标及方法

1.2.1 叶片性状测定

采用多功能植物光合表型测量系统Plant Explorer自动分析得出叶绿素荧光参数PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、非光化学淬灭系数(NPQ)、叶绿素含量相对指数、花青素含量相对指数、周长、叶长、叶宽和叶面积等形态结构特征。

表1 杨梅种质信息

1.2.2 果实性状测定

将每株树采摘到的果实样品混匀，用电子天平每次随机称取15个果实质量，重复15次；使用电子数显游标卡尺测量果实的纵径、横径；果形指数=纵径/横径；使用苏州科铭生物技术有限公司生产的试剂盒对杨梅果实的总糖、柠檬酸和维生素C(VC)含量进行测定。

1.3 数据处理

使用Excel 2013和SPSS 22.0进行数据处理。数据结果用(X±S)表示。

2 结果与分析

2.1 不同杨梅资源叶片表型特性比较

对测得叶片的表型指标数据进行单因素方差分析，Levene对应的F检验发现，只有叶绿素含量相对指数、叶长和叶面积指标方差齐，存在差异，对方差不齐的指标进行非参数检验，使用Welch检验P<0.05，组间存在显著差异，再进行Kruskal Wallis 检验比较组间差异。结果表明，叶绿素含量相对指数在2.74～5.08，Y12值最大为5.08，与其他各组间均存在显著差异。Y7叶片长度最大为11.90 cm，Y8最小为7.13 cm，两者均与其他品种间存在显著差异。12个不同种质杨梅植株叶面积为19.17～47.51 cm2，其中Y7叶面积最大，Y11次之，两者组间无差异，与其他组间均存在显著差异(表2)。

叶绿素荧光参数Fv/Fm代表PSⅡ原初光能转化效率，是PSⅡ最大光化学量子产量，指在暗适应后PSⅡ反应中心处于完全开放状态时的最大光能转换效率，常被用作反映环境因子胁迫程度的探针[15]。健康植物的Fv/Fm值在0.83左右，具体值取决于植物品种。Fv/Fm值越高，胁迫条件越低，健康状况越好；Fv/Fm值越低，植物光合作用受到影响，胁迫下健康状况越差。叶绿素分子吸收光能，主要分为3个部分，光化学作用、叶绿素荧光和热耗散。荧光猝灭即荧光产量下降的过程，分为光化学猝灭和非光化学猝灭两大类，非光化学淬灭，是植物或藻类对光能吸收过剩时用来保护自己的一种机制，反映了植物以热的形式耗散部分光能的能力，也表示PSⅡ反应中心的关闭程度[16]。非光化学淬灭较高，一方面说明植物接受光照强度过剩，一方面说明植物仍可通过自我调节(如将过剩的光能耗散为热)来保护自身。由表3、4分析结果可以看出，Fv/Fm值在0.60～0.76，Y3与Y8组间存在差异，Y3植株受到的胁迫较低，生长健康，Y8受到的胁迫条件高，健康状况相对差。Y3的非光化学淬灭系数最大，与Y11存在组间差异，说明Y3受到的光强过剩，热耗散较大。Y12花青素含量相对指数最大，与Y1存在组间差异。Y8叶片周长最小，与Y7和Y11存在组间差异；相对应的，Y8与Y7和Y11在叶宽上也存在组间差异。叶长与叶宽比，Y3最小，与Y5和Y12 差异显著。综上，Y12杨梅叶片的叶绿素含量相对指数和花青素含量相对指数最大，Y11杨梅叶片生长形态最大，Y3的叶绿素荧光参数Fv/Fm和非光化学淬灭系数最大，树体生长健康状态最好，其叶片的长宽比也是最小的。

表2 杨梅种质叶片生长特征

表3 杨梅叶片生长指标非参数检验

2.2 果实品质

由表5所示，不同材料杨梅单果重相差较大，在4.38～11.79 g，其中Y12最大，Y9最小。纵径大小在20.65～28.09 mm，横径为20.86～28.35 mm。果形指数是果实质量指标之一，品种和生长环境对果形高矮影响较大，不同材料杨梅果形指数在0.94～1.13，≥1的有5个，为椭圆形或长圆形。总糖含量最高的为Y2，高达121.26 mg·g-1，最低为Y6，含量为61.67 mg·g-1。果实中酸成分及含量对果实品质有很大的影响，不同品种杨梅果实柠檬酸含量在9.28～14.20 g·kg-1，其中Y7含量最大，品种间VC含量差异较大，含量最高为Y10，高达986.7 mg·kg-1。

表4 杨梅叶片生长指标非参数检验分析中位数情况

表5 不同种质杨梅果实品质

2.3 主成分分析

对12个不同材料的6个指标(果形指数相关性低未统计)进行主成分分析，结果如表6所示，提取到2个主成分，累积贡献率达80.80%，解释了80%的指标，能够体现杨梅的果实品质特征，主成分特征值均大于2。从主成分的因子载荷矩阵中可以看出，第1 主成分的方差贡献率为47.34%，具有较大载荷值的指标为单果重、纵径和横径，可命名为果实质量因子，反映了果实外观形态的外在品质。第2主成分的方差贡献率为33.46%，具有较大载荷值的指标为总糖、柠檬酸、VC，可称之为营养成分因子，反映果实口感的内在品质。

2.4 不同材料杨梅果实综合评价

在主成分分析的基础上，对原始数据进行标准化处理，根据主成分方程计算主成分得分和以每个主成分对应的特征值占总特征值的比重作为权重，计算主成分综合模型：F综=0.47F1+0.34F2。主成分F1得分比较高的是Y7、Y10、Y2、Y3，说明这些品种相比其他8个品种果实偏大，主成分F2得分比较高的是Y6和Y11，说明这2个品种的内在品质相比其他10种较好。从综合得分来看，排名前3的是Y7、Y10、Y6，比其他9种杨梅果实品质好(表7)。

表6 主成分特征值和累积方差贡献率与相关矩阵的特征向量

表7 不同种质杨梅果实品质综合得分评价

3 小结与讨论

对收集到的杨梅种质进行植株表型和果实品质测评，进而筛选出相对优质的品种，为育种提供基础材料，进一步为提升优良杨梅种质资源创新、品种培育、为促进我国杨梅产业高质量发展做出基础贡献。杨梅叶片表型测定结果表明：12个杨梅品种的生长形态结构特征和生长状态存在差异，各指标特性表型不具有唯一性。Y3杨梅叶片形态小，热耗散能力强，受到环境胁迫程度相对低，生长状态最为健康，Y11杨梅的叶片生长形态最大，Y12杨梅叶绿素含量和花青素含量相对指数最高。

主成分分析法主要使用减少维度的思想，在不损失或很少损失原始信息的前提下，将原来众多且互有关联的指标转换为新的少量彼此独立或相关性较小的综合指标[17]，避免性状过多及性状相关引起评价误差，能有效的将相对独立又有一定联系的数量性状和质量性状进行综合分析，用少数综合变量进行概括[18]，对于多性状综合评价具有明显优越性。主成分分析法在丰富和开发利用品质优良的杨梅种质资源中发挥重要作用，陈守智等[19]结合杨梅育种目标性状对云南野生和引进栽培的10个大树杨梅品种的果实进行了相关性分析和主成分分析，按照主成分分析要求筛选出6个符合目标要求的优良品种。李伟等[20]测定了不同地区35个杨梅品种果实品质指标，采用主成分分析法评价杨梅品种的综合品质，筛选出了品质良好的杨梅品种。本文对12个不同品种杨梅种质材料果实品质指标进行分析并结合主成分分析进行综合品质评价，比较不同杨梅品种之间的差异。研究结果表明：不同品种杨梅果实品质指标单一性状明显，不能筛选出优质品种，进一步进行主成分分析综合评价，综合得分排名第一的是Y7，排名第二和第三的分别是Y10和Y6。利用主成分分析法进行综合排名侧重点不同，果实品质优良的品种，其植株生长特性各指标并不是最佳的，因此，优质杨梅品种选育要结合多种要素综合考虑。