黃錫云　賀鵬　張濤　宋海云　鄭樹芳　覃振師　王文林

摘? ?要? ?為了比較廣西地區(qū)美國山核桃果實(shí)品質(zhì)差異并進(jìn)行綜合評價，給山核桃育種提供理論依據(jù)，對廣西扶綏縣四個美國山核桃品種（系）（Cheyenne、Shoshoni、Desirable、Cherokee）的8項(xiàng)帶殼果性狀和果仁中脂肪酸類型、5種主要脂肪酸相對含量的差異，以及各指標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行了觀察分析。通過主成分分析，綜合評價供試品種（系）山核桃的帶殼果品質(zhì)。結(jié)果表明，山核桃?guī)す麢M徑變異系數(shù)最小，亞油酸含量變異系數(shù)最大，3大類型脂肪酸相對含量間相關(guān)性顯著;帶殼果農(nóng)藝性狀3個主成分的累計貢獻(xiàn)率（橫徑>出仁率>殼厚）達(dá)100%;果仁中脂肪酸含量2個主成分的累計貢獻(xiàn)率（亞油酸>亞麻酸）為92.73%;帶殼果農(nóng)藝性狀及果仁中脂肪酸含量綜合3個主成分的累計貢獻(xiàn)率（飽和脂肪酸>縱徑>含油率）達(dá)100%。果仁主要脂肪酸組分及類型貢獻(xiàn)率大于農(nóng)藝性狀，結(jié)合相關(guān)性分析可見，果仁中脂肪酸組成與含量應(yīng)作為必要項(xiàng)納入品質(zhì)評價指標(biāo)。Desirable的帶殼果農(nóng)藝性狀得分最高，Cherokee的果仁中脂肪酸得分最高;Desirable的帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中脂肪酸綜合得分最高?？山Y(jié)合選育目的和研究需求，將Desirable、Cherokee用作育種材料。

關(guān)鍵詞? ?美國山核桃;品質(zhì)差異;綜合評價;農(nóng)藝性狀;脂肪酸含量;廣西

中圖分類號：S664.9;TS262.7? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.22.001

山核桃為胡桃科（Juglandaceae）山核桃屬（Carya Nutt.）植物，全世界有18個種、3個亞種，我國有6個種，分別是浙江山核桃、湖南山核桃、大別山山核桃、云南山核桃、貴州山核桃及美國山核桃，其中美國山核桃是引進(jìn)栽培種[1]。美國山核桃[Carya illinoensis （Wangenh.） K. Koch]原產(chǎn)于北美洲，又名長山核桃、薄殼山核桃、碧根果，是世界著名的干果類經(jīng)濟(jì)樹種，具有堅(jiān)果殼薄、含油量高、風(fēng)味佳的特點(diǎn)，果實(shí)可用于鮮食、榨油、制作面包和冰淇淋等。從20世紀(jì)初至今，我國已引進(jìn)栽培100多個美國山核桃品種，主要分布在江蘇、安徽、浙江和云南等地，由于以實(shí)生引種為主，存在結(jié)果遲、品質(zhì)差、產(chǎn)量低、表現(xiàn)不穩(wěn)定等問題，一直未形成規(guī)?；母弋a(chǎn)園，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢[2]。張日清等對廣西地區(qū)進(jìn)行摸底調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于優(yōu)良品種匱乏，在南寧、桂林、柳州、百色、河池等地美國山核桃種植適應(yīng)性不佳，很多植株生長不良至死亡[3]。

美國山核桃果仁油脂含量高達(dá)70%，單不飽和脂肪酸相關(guān)含量高達(dá)97%，高于油茶油（91%）、核桃油（89%）、豆油和玉米油（86%）、花生油（82%）[4]，具有顯著的降血脂和預(yù)防心臟病等功效[5]。羅會婷等對江蘇南京76株美國山核桃實(shí)生優(yōu)良單株單項(xiàng)性狀進(jìn)行了綜合評價，建議在薄殼山核桃不同育種目標(biāo)的優(yōu)良品種選育工作中，將主成分分析法作為單項(xiàng)性狀篩選法的有效補(bǔ)充方法[5];何小艷等對安徽合肥農(nóng)業(yè)示范園區(qū)內(nèi)安農(nóng)1～5號美國山核桃優(yōu)良品種農(nóng)藝性狀進(jìn)行了測定，發(fā)現(xiàn)5個品種出仁率均在 40%以上，單果重量平均達(dá)7.61 g，果仁油酸相對含量均超過70%，果仁含油率均在40%以上[6-7]。李健等對引進(jìn)種植在浙江的28個美國山核桃優(yōu)良單株進(jìn)行了果實(shí)形態(tài)指標(biāo)與品質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，油脂脂肪酸各組分變異度為6.12%～26.20%，氨基酸各組分變異度為16.51%～28.13%[8]。張金麗等對云南祿勸12個美國山核桃品種果實(shí)形態(tài)和粗纖維成分進(jìn)行測定表明，果實(shí)含有豐富的粗纖維，不同品種間的果實(shí)形態(tài)存在顯著差異，其長度為2.50～4.80 cm，寬度為1.60～2.10 cm，重量為4.00～9.50 g[9]。據(jù)研究報道，美國山核桃果實(shí)品質(zhì)受品種（系）[10]、立地條件[11]、采收時間[2]等影響較大。

作為果仁消費(fèi)型木本油料林木，美國山核桃?guī)すr(nóng)藝性狀、果仁脂肪酸性狀是其果實(shí)品質(zhì)評價的重要指標(biāo)。鑒于廣西地區(qū)種植的美國山核桃果實(shí)品質(zhì)至今未見報道，本文對扶綏縣昌平鄉(xiāng)一美國山核桃種質(zhì)基地內(nèi)四個不同品種（系）帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁脂肪酸性狀進(jìn)行了檢測，比較分析其特性、變異度、指標(biāo)間相關(guān)性，此外，采用主成分分析法確定帶殼果性狀和果仁中脂肪酸相對含量的決定因素，以期為廣西地區(qū)美國山核桃的育種材料選擇奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料來自于扶綏縣昌平鄉(xiāng)四合村美國山核桃種質(zhì)基地，該村地處廣西西南部，北緯22°44′24″，東經(jīng)107°52′12″，海拔80～100 m，屬亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫21.7 ℃，年平均降雨量1 300 mm，無霜期340 d以上。土壤為紅壤，緩坡地。樹齡4年，株行距5 m×6 m，每 667 m2種植 22株，田間管理按照常規(guī)進(jìn)行。供試材料為Cheyenne、Shoshoni、Desirable、Cherokee這四個美國山核桃品種（系）的青皮果樣品。

1.2 方法

1.2.1 帶殼果性狀的測量

使用數(shù)顯游標(biāo)卡尺（精度0.01 mm）測量堅(jiān)果的縱徑、橫徑及殼厚度，使用電子天平（精度0.001 g）稱量堅(jiān)果重、果仁鮮重。

1.2.2 脂肪酸組成分析

人工剝殼取果仁，采用濃硫酸水浴法，稱取適量果仁樣本，加入內(nèi)標(biāo)70 μL，再加入2 mL 5%濃硫酸/甲醇溶液（v/v），300 μL甲苯，0.2%BHT（m/v） 25 μL。用壓蓋器將頂空瓶用帶聚四氟乙烯墊的鋁蓋封好，將上述混合物輕微晃動混勻，然后于恒溫水浴鍋中90～95 ℃水浴1.5 h提取;提取結(jié)束后取出冷卻至室溫，加入2 mL 0.9%NaCl，稍微振蕩，用1 mL正己烷萃取，離心分層取上清液于上樣瓶中，用于氣相色譜聯(lián)用分析。脂肪酸的定性采用標(biāo)準(zhǔn)品定性，定量采用峰面積歸一化法。

氣相色譜儀的工作條件：FID氫火焰離子化檢測器，HP-FFAP色譜柱，進(jìn)樣口溫度260 ℃，分流比10∶1，檢測器溫度280 ℃，色譜柱初溫210 ℃，保持8 min，程序升溫20 ℃/min，升至230 ℃，并在此溫度維持6 min;總程序時間為18 min。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與相關(guān)性分析

本研究應(yīng)用Excel 2007進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的匯總分析，再應(yīng)用SPSS 20.0分析各指標(biāo)之間的相關(guān)性、進(jìn)行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中脂肪酸相對含量的變異

分析

四個美國山核桃品種（系）帶殼果農(nóng)藝性狀中，Desirable縱橫徑最大，單果重、果仁重最大，出仁率最高，果仁共檢測出9種脂肪酸，其中油酸（18∶1 9）相對含量最高，其次為亞油酸（18∶2 6）、棕櫚酸（16∶0）、硬脂酸（18∶0）、亞麻酸（18∶3 3），這與美國山核桃相關(guān)報道[5，8，12-13]相符;其余二十烷酸（20∶0）、二十碳烯酸（20∶1 9）、山崳酸（22∶0）、二十二碳稀酸（22∶1 9）4種脂肪酸相對含量總和未超3%，二十烷酸（20∶0）更是只在Cherokee中檢出。由表1可知，四個美國山核桃品種（系）的8 項(xiàng)帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中5種主要脂肪酸含量、飽和脂肪酸含量、單不飽和脂肪酸含量、多不飽和脂肪酸含量的變異系數(shù)為2.32%～25.00%，差異較大。其中，橫徑的變異系數(shù)最小，僅為2.32%，出仁率和含油率的變異系數(shù)也較小，分別為3.56%和4.64%，說明堅(jiān)果橫徑、出仁率、含油率的遺傳變異相對較小，這與羅會婷等[5]研究結(jié)果相符;變異系數(shù)最大的是5種脂肪酸中相對含量較高的亞油酸（25.00%），其次是多不飽和脂肪酸（23.56%）;8項(xiàng)帶殼果農(nóng)藝性狀按變異系數(shù)大小排序?yàn)闅ず?果仁重>單果重>縱徑>果形指數(shù)>含油率>出仁率>橫徑;5種脂肪酸相對含量按變異系數(shù)大小排序?yàn)閬営退?亞麻酸>棕櫚酸>硬脂酸>油酸;3個大類脂肪酸按變異系數(shù)大小排序?yàn)槎嗖伙柡椭舅?飽和脂肪酸>單不飽和脂肪酸。

2.2 帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中脂肪酸相對含量的相關(guān)

性分析

對四個美國山核桃品種（系）8項(xiàng)帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中5種主要脂肪酸相對含量、飽和脂肪酸相對含量（Total SFA）、單不飽和脂肪酸相對含量（Total MUFA）、多不飽和脂肪酸相對含量（Total PUFA）進(jìn)行了相關(guān)性分析，結(jié)果見表2?？梢钥闯?，橫徑與含油率呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），單果重與果仁重呈顯著正相關(guān)（P<0.05），殼厚與亞麻酸呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），棕櫚酸與油酸呈顯著正相關(guān)（P<0.05），硬脂酸與油酸呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），飽和脂肪酸相對含量與單不飽和脂肪酸相對含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），飽和脂肪酸相對含量與多不飽和脂肪酸相對含量呈顯著正相關(guān)（P<0.05），單不飽和脂肪酸相對含量與多不飽和脂肪酸相對含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）。除殼厚與亞麻酸呈顯著負(fù)相關(guān)外，5種主要脂肪酸相對含量、飽和脂肪酸相對含量、單不飽和脂肪酸相對含量、多不飽和脂肪酸相對含量與 8 項(xiàng)帶殼果農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性均不顯著。美國山核桃?guī)すr(nóng)藝性狀與果仁中脂肪酸相對含量及其三大類型間的相關(guān)性較小，說明對美國山核桃?guī)すr(nóng)藝性狀變異的評價不能代替對果仁中脂肪酸相對含量變異的評價，這與羅會婷等[5]研究結(jié)果相符。在綜合評價美國山核桃?guī)す焚|(zhì)時，果仁中脂肪酸相對含量應(yīng)作為必要項(xiàng)納入評價指標(biāo)。

2.3 帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中脂肪酸相對含量的主成分分析

2.3.1 帶殼果農(nóng)藝性狀的主成分分析

由于四個美國山核桃品種（系）8項(xiàng)帶殼果農(nóng)藝性狀量綱不同，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。其中，縱徑、橫徑、單果重、果仁重、果形指數(shù)、出仁率、含油率是正相指標(biāo)，殼厚是負(fù)相指標(biāo)，各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)參考鄭莎等[14] Min-Max標(biāo)準(zhǔn)化方法進(jìn)行歸一化數(shù)據(jù)處理，轉(zhuǎn)化為0～1間的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)。然后，對四個美國山核桃品種（系）8項(xiàng)帶殼果農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見表3。

由表可知，前3個主成分累計貢獻(xiàn)率達(dá)100%，說明前3個主成分已可代表全部信息，滿足主成分分析的要求。由特征向量可以看出，決定第1主成分的帶殼果性狀為橫徑（NW1），說明美國山核桃的堅(jiān)果大小在品質(zhì)評價中最重要，第1主成分可以稱為大小因子;決定第2主成分的帶殼果性狀為出仁率（KR），第2主成分可以稱為出仁率因子;決定第3主成分的帶殼果性狀為殼厚（NT），第3主成分可以稱為殼厚因子。

2.3.2 果仁中脂肪酸相對含量的主成分分析

由于四個美國山核桃品種（系）果仁中5種主要脂肪酸相對含量、3種類型脂肪酸相對含量量綱不同，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。對四個美國山核桃品種（系）果仁中5種主要脂肪酸相對含量和3種類型脂肪酸相對含量進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見表4。

由表可知，前2個主成分累計貢獻(xiàn)率達(dá)92.73%，說明前2個主成分已經(jīng)基本能代表數(shù)據(jù)信息，滿足主成分分析的要求。由特征向量可以看出，決定第1主成分的指標(biāo)為亞油酸（LA）、單不飽和脂肪酸（MUFA），說明在評價薄殼山核桃單株種仁中脂肪酸組成時，亞油酸相對含量和單不飽和脂肪酸相對含量最重要;決定第2主成分的指標(biāo)為亞麻酸（LIA）。

2.3.3 帶殼果農(nóng)藝性狀及果仁中脂肪酸含量的主成分分析

對四個美國山核桃品種（系）8項(xiàng)帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中5種主要脂肪酸相對含量、3種類型脂肪酸相對含量同上進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。其后，對四個美國山核桃品種（系）8項(xiàng)帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中5種主要脂肪酸相對含量、3種類型脂肪酸相對含量進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見表5。

由表可知，前3個主成分累計貢獻(xiàn)率達(dá)100%，說明前3個主成分已可代表全部信息，滿足主成分分析的要求。由特征向量可以看出，第1主成分的貢獻(xiàn)率為43.91%，決定指標(biāo)包括飽和脂肪酸（SFA）、多不飽和脂肪酸（PUFA）和油酸（OA）;第2主成分的貢獻(xiàn)率為36.08%，決定指標(biāo)包括縱徑（NL）、單果重（NW）、果仁重（FWK）、果形指數(shù)（NSI）;第3主成分的貢獻(xiàn)率為20.01%，決定指標(biāo)為含油率（OC）。說明在美國山核桃的帶殼果品質(zhì)評價中，首要指標(biāo)為果仁脂肪酸，其次為帶殼果大小、重量等。

2.3.4 主成分分析得分排名

根據(jù)主成分分析后綜合評價得分，對供試的四個美國山核桃品種（系）得分進(jìn)行排名，結(jié)果顯示：按照帶殼果農(nóng)藝性狀的主成分分析結(jié)果排序?yàn)镈esirable>Cheyenne>Cherokee>Shoshonil，其中Desirable的帶殼果果形大、果重大、出仁率高;按照果仁中脂肪酸的主成分分析結(jié)果排序?yàn)镃herokee>Cheyenne>Desirable>Shoshonil，其中Cherokee果仁中單不飽和脂肪酸相對含量最高;按照帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中脂肪酸的主成分分析結(jié)果綜合排序?yàn)镈esirable>Shoshonil>Cheyenne>Cherokee，其中Desirable的帶殼果果形大、果重大、出仁率高、油酸相對含量高。

對帶殼果農(nóng)藝性狀及果仁中脂肪酸含量進(jìn)行綜合評價認(rèn)為，Desirable的果形、果重、出仁率、油酸相對含量表現(xiàn)均優(yōu)，綜合排名第一，推薦作為育種材料。

3 討論與結(jié)論

由于優(yōu)良品種匱乏，廣西地區(qū)美國山核桃種植規(guī)模一直難以擴(kuò)大。本研究基于此，在對廣西地區(qū)摸底基礎(chǔ)上，挑選成一定規(guī)模、有一定年限、效益較好的美國山核桃果園內(nèi)種植的抗逆性表現(xiàn)較好的四個品種（系），對其果實(shí)開展品質(zhì)差異及綜合評價研究，以期為日后育種工作提供參考。從單項(xiàng)性狀對比上看，供試的四個美國山核桃品種（系）中Desirable縱橫徑最大，單果重、果仁重最大，出仁率最高，Cheyenne殼最薄、含油率最高，Cherokee棕櫚酸、硬脂酸、亞油酸、單不飽和脂肪酸含量最高，Shoshoni亞麻酸、飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸含量最高;其中Cheyenne出仁率（59.32%）甚至高于美國本土表現(xiàn)（58%），同時，Shoshoni出仁率（55.24%）也高于美國本土表現(xiàn)（53%）[11]，美國山核桃作為食用果仁型經(jīng)濟(jì)林木，出仁率是帶殼果品質(zhì)評價的一個重要指標(biāo)，可見美國山核桃Cheyenne、Shoshoni在廣西地區(qū)種植表現(xiàn)較佳。

從帶殼果農(nóng)藝性狀的主成分分析結(jié)果來看，Desirable綜合得分最高;從果仁中脂肪酸的主成分分析結(jié)果來看，Cherokee得分最高;從帶殼果農(nóng)藝性狀和果仁中脂肪酸的主成分分析結(jié)果來看，Desirable得分最高。對比主成分分析的得分排名與單項(xiàng)性狀結(jié)果認(rèn)為，主成分分析法可以考慮多指標(biāo)的綜合影響，在運(yùn)用多指標(biāo)綜合評價美國山核桃?guī)す焚|(zhì)時具有優(yōu)勢。四個美國山核桃品種（系）中，Desirable的帶殼果農(nóng)藝性狀最佳，Cherokee含油率高，可結(jié)合選育目的和研究需求，將兩者用作育種材料。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）