山东地方辣椒种质资源品质性状聚类分析

魏龙雪 朱金英 裴艳婷 白静 李娜娜

摘要 为充分了解山东地区辣椒种质资源的品质状况，对所收集的36份山东地方辣椒种质资源的品质性状进行了方差分析、变异系数分析和聚类分析。结果表明，不同辣椒种质资源材料间品质性状变异系数为14.37%～110.26%，辣椒素含量变异系数最大（110.26%）；欧氏距离98.3处，可将36份辣椒种质资源聚为三大类群：第Ⅰ类群占5．56%；第Ⅱ类群占8.33%；第Ⅲ类群（ＴＴ）占比最大，高达86.11%。聚类分析表明，抗坏血酸和辣椒素在聚类间差异达极显著水平，聚类第Ⅰ类和第Ⅲ类，辣椒素变异系数均最大，第Ⅱ类粗蛋白变异系数最大。综上，第Ⅰ类群除鲜食、制酱外，可加工用作食品、化妆品、药品等产业中的重要添加剂；第Ⅱ类群经提取加工可用于医学药用和家禽畜牧饲用，可作为工业辣椒品种选育的优异材料；第Ⅲ类群利用度广泛，可普遍适用于鲜食、制酱、火锅和调料等食品加工产业等。

关键词 辣椒；种质资源；聚类；品质性状；山东

中图分类号 S641.3  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2024）10-0049-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.10.012

Cluster Analysis of Quality Traits of Local Pepper Germplasm Resources in Shandong Province

WEI  Long-xue ， ZHU  Jin-ying， PEI  Yan-ting et al

（Dezhou Academy of Agricultural Sciences，Dezhou，Shandong 253000）

Abstract In order to fully understand the quality of pepper germplasm resources in Shandong Province， the quality traits of 36 local pepper germplasm resources in Shandong Province were analyzed by different variance analysis， coefficient of variation analysis and cluster analysis. The results showed that the variation coefficient of quality traits among different pepper germplasm resources ranged from 14.37% to 110.26%， and the variation coefficient of capsaicin content was the largest （110.26%）. At the Euclidean distance of 98.3， 36 pepper germplasm resources could be clustered into three groups ： the first group accounted for 5.56 %;group Ⅱ accounted for 8.33%;group Ⅲ （ TT ） accounted for the largest proportion， up to 86.11 %. Further analysis of the cluster showed that the difference between ascorbic acid and capsaicin was extremely significant， and the coefficient of variation of capsaicin was the largest in group Ⅰ and group Ⅲ， and the coefficient of variation of crude protein in group Ⅱ was the largest. In summary， group I can be used as an important additive in food， cosmetics， pharmaceutical and other industries in addition to fresh food and sauce. The group Ⅱ can be used for medical medicine and livestock feeding， and can be used as an excellent material for industrial pepper variety breeding. Group Ⅲ has a wide range of utilization and can be widely used in food processing industries such as fresh food， sauce making， hot pot and seasoning.

Key words Pepper;Germplasm resources;Clustering;Quality traits;Shandong

基金项目 山东省农业良种工程“农作物种质资源挖掘与精准鉴定”（2021LZGC025）；山東省农业良种工程“作物种质资源安全保存智能化技术研发与应用”（2022LZGC022）；德州市农科院青年基金项目“茄果类连作障碍土壤微生物区系分离鉴定、致病机理及消减防控应用技术研究”；山东省农业科学院农业科技创新工程“农作物优异种质资源收集保存与精准鉴定”（CXGC2023C02）。

作者简介 魏龙雪（1988—），女，山东禹城人，农艺师，从事作物种质资源研究。*通信作者，副研究员，从事农作物种质资源研究。

收稿日期 2023-07-10

辣椒（Capsicum annuum L.）原产中南美洲，是一年生或多年生草本植物［1］。经400多年的引入栽培等系列相关研究，辣椒因其适应性强，风味多样，营养丰富，含有多种维生素，深受消费者喜爱，早已成为我国目前播种面积最大、产值最高的蔬菜作物，具有重要的产业价值［2-3］。

作物种质资源调查与收集是作物种质资源保护、基础研究、鉴定评价和创新利用的基础［4-5］。关于辣椒种质资源品质性状方面的研究，大多只是针对少数几个品种［6-7］、集中于云贵川等地［8-10］或是某项栽培种植方式［11-14］而进行的品质性状研究，另外，对辣椒种质资源进行遗传多样性分析［15］、品种筛选［16］和核心种质库构建［17-18］等的研究也相对较多。然而，就山东地区一定数量的辣椒种质资源品质性状进行系统分析的研究鲜见报道，为更好地了解山东地区辣椒种质资源品质性状特点，笔者利用山东省农作物种质资源研究所收集保藏的36份山东省地方辣椒种质资源，探究其粗纤维、粗蛋白和辣椒素等品质性状在不同聚类下的表现特点，为今后山东省辣椒种质资源创新利用和核心种质库构建提供一定的品质性状参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试辣椒种质资源由山东省农业科学院作物种质资源研究所收集、保藏，共计36份。材料来自山东省11个地市，参照《辣椒种质资源描述规范和数据标准》对辣椒材料果形进行规范描述，试验用部分辣椒种质资源具体状况见表1。

1.2 试验方法

栽培调查时間为2022年1—11月，统一于当地平原县三人行育苗厂育苗，育苗期间统一基质、统一管理，试验地位于山东省德州市德城区黄河涯镇沙杨社区（116°33′E，37°34′N，），种植方式为起垄后每个品种（系）双行、每穴双株定植，行长5 m，株行距为50 cm×80 cm。试验地属温带大陆性季风气候区，试验地土地平整、砂质壤土，前茬种植作物为玉米，玉米秸秆机收且单季全量还田，播前土壤基本理化性状：全氮0.78 g/kg，有效磷28.91 mg/kg，速效钾211.15 mg/kg，复合肥（15-15-15）750 kg/hm2和有机肥1 500 kg/hm2，耕翻深施入土作底肥，其他田间管理同当地辣椒高产栽培田。

选取生长一致的辣椒植株3株，采收第三、四层充分红熟且无病虫害的果实。80 ℃热风烘干至恒重，去除果柄后粉碎过筛保存于避光干燥处，用于品质指标测定。

1.3 测定项目与方法 粗蛋白含量采用全自动凯式定氮仪进行测定；粗纤维含量参照《饲料中粗纤维的含量测定-过滤法》（GB/T 6434—2006）进行测定；还原型抗坏血酸（AsA）含量测定参照《水果、蔬菜维生素C含量测定法（2，6-二氯靛酚滴定法）》（GB/T 6195—1986）；还原糖含量采用2，6-二硝基水杨酸比色法进行测定；辣椒素含量采用高效液相色谱仪 （HPLC，Rigol L3000）进行测定。

1.4 数据分析

采用Microsoft Office 2007软件进行数据整理，运用SPSS 22.0进行方差齐性检验、方差分析、变异系数分析，采用DPS 7.05进行系统聚类分析。

2 结果与分析

2.1 山东地方辣椒种质资源品质性状分析

36份山东地方辣椒种质资源品质性状分析结果见表2，各品质性状差异变化较大，因无异常值，可直接对平均值进行描述分析。粗纤维平均含量为3.11%，粗蛋白平均含量为13.78%，还原型抗坏血酸平均含量达239.55 μg/g，还原糖平均含量为80.89 mg/g，辣椒素平均含量为85.35 μg/g。不同辣椒种质资源材料间其品质性状变异系数不同，其中辣椒素含量变异系数（110.26%）最大，其余4个品质性状变异系数表现为粗纤维（40.35％）＞AsA（37.45％）＞粗蛋白（26.22％）＞还原糖（14.37％）。

2.2 不同辣椒种质资源品质性状聚类分析

采用不转换、欧氏距离、最短距离法，利用ＤＰＳ数据处理软件对36份辣椒种质资源品质性状进行系统聚类分析，聚类结果见图1。由图1可知，在欧氏距离98.3处，可将36份辣椒种质资源聚为三大类群。

第 Ⅰ 类群（FT）有2份材料，分别为Ｌ933、Ｌ959，占5.56%。Ｌ933为取引自济宁市任城区李营街道时庄村的长锥形辣椒，其AsA含量为459.43 μg/g，是36份辣椒种质资源中最高的；Ｌ959为取自临沂市兰陵县长城镇城南村的短牛角形辣椒，其AsA含量为447.93 μg/g，为36份辣椒种质资源中仅次于Ｌ933的。

第Ⅱ类群（ST）有3份材料，分别为Ｌ953、Ｌ956和ＬＰ216，占8.33%。Ｌ953为取自济宁市兖州区大安镇谷村的短牛角形辣椒；Ｌ956为取自临沂市郯城县杨集镇北张村的短牛角形辣椒；ＬＰ216为取自威海市荣成市人和镇东黄埠岭村的线形辣椒；这3份材料的辣椒素含量为36份辣椒种质资源中的前3位，三者辣椒素含量分别为363.87、341.61和317.14 μg/g。

第Ⅲ类群（TT）有31份材料，占比最大，高达86.11%。

该聚类类别包含36份辣椒种质资源中所有的羊角形、长灯笼形、长牛角形、长指形辣椒和绝大多数线形、长锥形辣椒和部分短牛角形辣椒，该类别31份辣椒种质资源的粗纤维、粗蛋白和还原糖含量平均值均低于第Ⅰ类群和第Ⅱ类群。

首先，就各品质性状聚类后的三大类群进行方差齐性检验，结果表明，粗纤维、粗蛋白、AsA和还原糖共4项品质性状，样本间有方差齐性，可使用方差分析研究其差异性；辣椒素的方差齐性检验存在极显著水平，不具有方差齐性，使用

Welch anova进行方差分析。

其次，将各聚类类别辣椒种质资源的所有品质性状测定值归为一个样本进行方差、变异系数分析。由表3可知，各品质性状在不同聚类类别辣椒种质资源中的表现差异不同。AsA和辣椒素品质性状在组间差异均达极显著水平，另外3个品质性状在组间差异则均未达显著水平。AsA则表现为ＦＴ（453.68 μg/g）＞ＴＴ（227.34 μg/g）＞ＳＴ（191.78 μg/g），L933（ＦＴ，第Ⅰ类）AsA最高，经多重比较（不转换，ＬＳＤ法）发现，ＦＴ与ＳＴ、ＴＴ间差异达极显著水平，而ＳＴ、ＴＴ间差异不显著；辣椒素含量则表现为ＳＴ（340.88 μg/g）＞ＴＴ（62.43 μg/g）＞ＦＴ（15.90 μg/g），L953（ＳＴ，第Ⅱ类）辣椒素含量最高，多重比较（不转换，ＬＳＤ法）发现，ＳＴ与ＦＴ、ＴＴ间差异达极显著水平，而ＦＴ、ＴＴ间差异不显著。

从变异系数来看，粗纤维在ＴＴ时变异系数最高（42.27％），粗蛋白在ＳＴ时变异系数最高（36.11％），AsA在ＳＴ时变异系数最高（34.65％），还原糖在ＦＴ时变异系数最高（19.54％），辣椒素在ＴＴ时变异系数最高（86.76％）；聚类类别ＦＴ和ＴＴ中，辣椒种质资源辣椒素品质性状变异系数均最大，ＳＴ时粗蛋白变异系数最大。

3 结论

综上分析，聚类分析中第Ⅰ类群（Ｌ933、Ｌ959）中，Ｌ933为长锥形辣椒，其AsA含量（459.43 μg/g）为36份辣椒种质资源中最高；Ｌ959为短牛角形辣椒，其AsA含量（447.93 μg/g）仅次于Ｌ933，该类群因其较高的抗坏血酸含量，具有抗氧化等功效，另外，粗纤维、粗蛋白和还原糖含量也最高，辣椒素含量均值最低，除鲜食、制酱外，可加工用作食品、化妆品、药品等产业中的重要添加剂［19］。

第Ⅱ类群（Ｌ953、Ｌ956和ＬＰ216）中，Ｌ953为短牛角形辣椒；Ｌ956为短牛角形辣椒；ＬＰ216为线形辣椒，该３份材料的辣椒素含量为36份辣椒种质资源中的前3，三者辣椒素含量分別为363.87、341.61和317.14 μg/g，该类群因较高的辣椒素含量，具有抗菌、抗炎作用，对于肠道蠕动障碍、消化、降脂、降糖及癌症等方面产生积极作用效果，且粗纤维、粗蛋白和还原糖含量平均值较高，AsA含量均值较低，除食用外，对其提取加工后还可用于医学药用［20］和家禽畜牧饲用［21］，可作为工业辣椒品种选育的优异材料。

第Ⅲ类群中31份辣椒种质资源的粗纤维、粗蛋白和还原糖含量平均值均低于第Ⅰ类群和第Ⅱ类群。AsA含量三类中属中等、辣椒素含量亦属中等。该类群中，L936为锥形椒，其粗蛋白含量最高为21.44%；LP217为线形椒，其还原糖含量最高为103.19 mg/g；LP220为线形椒，其粗纤维含量最高为5.62%，该类群，尤其上述3个辣椒材料利用度广泛，可普遍适用于鲜食、制酱、火锅和调料等食品加工产业等。

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