周米生，肖正東，季琳琳，蔡新玲

（安徽省林業(yè)科學(xué)研究院，合肥 230031）

長山核桃優(yōu)株堅果性狀主成分分析及綜合評價

周米生，肖正東*，季琳琳，蔡新玲

（安徽省林業(yè)科學(xué)研究院，合肥 230031）

滁州市是安徽省最早引種長山核桃地區(qū)之一，現(xiàn)保存一批大樹資源。為解決長山核桃良種缺乏的困境，在全面調(diào)查滁州市大樹資源的基礎(chǔ)上，收集了13株優(yōu)良單株的果實，并對其堅果性狀進(jìn)行分析，采用相關(guān)性分析、主成分分析等方法篩選出了目標(biāo)優(yōu)株，為后續(xù)的無性系測定奠定了基礎(chǔ)。

長山核桃；滁州市；主成分分析；相關(guān)性分析

長山核桃（Carya illinoensis）又名薄殼山核桃、美國山核桃，原產(chǎn)美國墨西哥灣，是世界上著名的干果之一。長山核桃與胡桃科的核桃及山核桃相比較，具有殼薄易取仁、適合于機械加工、適合于低海拔地區(qū)種植的特點[1]。長山核桃不僅能生產(chǎn)美味可口、營養(yǎng)價值極高的堅果，而且其材質(zhì)優(yōu)良，具有綠化美化環(huán)境的生態(tài)效益，是集經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益于一身的優(yōu)良樹種[2]。

我國引種長山核桃始于19世紀(jì)末20世紀(jì)初。1901年英國傳教士在安徽省舒城縣城關(guān)鎮(zhèn)傳教，栽下1株長山核桃苗，現(xiàn)在胸徑達(dá)到89 cm，并且還在結(jié)果；黃山市博村林場1949年栽的1株長山核桃目前胸徑78 cm，高25 m，單株材積7 m3。滁州市較早引種長山核桃，現(xiàn)保存近百株大樹（樹齡在30 a以上）資源，這些實生大樹目前生長旺盛，大部分仍在結(jié)果。但在生產(chǎn)上良種資源相對匱乏。長山核桃實生樹10 a以上才開始開花結(jié)果，15～20 a進(jìn)入盛果期，結(jié)實后大、小果各異、成熟期不一致，堅果品質(zhì)差，產(chǎn)量低而不穩(wěn)，株間差異懸殊，大小年現(xiàn)象明顯。隨著人們對長山核桃綜合效益認(rèn)識的提高，安徽、江蘇、浙江、江西、湖北、云南、河南等省發(fā)展速度加快，良種缺乏成了制約長山核桃產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展的瓶頸。為此，安徽省林業(yè)科學(xué)研究院于2011～2014年對滁州市長山核桃種質(zhì)資源進(jìn)行了清查，從發(fā)掘現(xiàn)有實生資源、篩選優(yōu)良單株目的出發(fā)，通過踏查、調(diào)查、評價并選定采種單株，共計調(diào)查了71株，通過篩選收集了13個優(yōu)良單株。

筆者將13個優(yōu)良單株種子進(jìn)行考果分析，采用主成分分析、相關(guān)分析對取得的各相關(guān)性狀指標(biāo)值進(jìn)行綜合研究，篩選出目標(biāo)優(yōu)良單株，以期充分挖掘長山核桃良種資源，為全省長山核桃優(yōu)良無性系品種選育提供參考。

1 試驗地概況

滁州市地處華中濕潤帶向華北半干旱溫和帶的過渡地區(qū)，屬亞熱帶北緣區(qū)。氣侯溫和，四季分明，光照充足，雨量適中，季風(fēng)交替明顯，冬季受冷氣團控制，多西北風(fēng)；夏季受來自海洋的暖氣團控制，多東南風(fēng)，6～7月份出現(xiàn)的“梅雨”是南北季風(fēng)交替的結(jié)果。年平均氣溫15.2℃，極端最高氣溫41.2℃，極端最低氣溫-23.8℃，年平均日照數(shù)2 217.6 h，年平均降雨量1 024 mm，無霜期217 d。

土壤多為普通黃棕壤和石灰土，pH值6.5～7.5，呈微酸性至中性反應(yīng)。土壤較緊實，質(zhì)地黏重，通透性較差，蓄水能力和肥力低。區(qū)域森林植被屬亞熱帶常綠闊葉林向暖溫帶闊葉林過渡地帶，天然植被主要有櫟類、樸樹、黃檀、黃連木、山槐、苦楝等。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

供試種子于2014年10月3日至11月10日采集于13株優(yōu)株上。于室內(nèi)進(jìn)行考果分析。13株單株樣品采集地、編號、樹齡見表1。

表1 樣品的來源和樹齡

2.2 方法

將采集的種子室內(nèi)晾干一周后，用游標(biāo)卡尺測量果實縱徑、橫徑、殼厚度；用電子天平測出堅果果重、仁重；每個單株測定30個果實。

2.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel及SPSS 19.0進(jìn)行相關(guān)性分析、主成分分析。

3 結(jié)果分析

3.1 堅果品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析

表2 待選優(yōu)株核仁感官指標(biāo)

由表2可以看出，各單株之間種仁飽滿度、色澤、口感（多人評判）、取仁難易之間存在明顯差異。絕大多數(shù)單株種仁飽滿度較好，僅11號種仁飽滿度明顯較差；11號為孤立木，自花結(jié)實，表現(xiàn)出飽滿度差、口感差、取仁不易等特點；用11號種子育苗，出苗率低，苗木長勢弱。Patrick J.Conner研究表明自花結(jié)實，堅果品質(zhì)也會下降，并且種子的生活力很低。這是長山核桃避免自花結(jié)實以保證其種苗具有雜交活力的進(jìn)化模式[5]。從取仁難易程度上看，3號表現(xiàn)出易取整仁，表明3號在脫仁加工方面很有潛力。結(jié)合感官指標(biāo)來看，3號、8號、10號這3個優(yōu)株具有較高的開發(fā)價值。

由表3可知，縱徑變幅為28.53～41.92 mm，平均值為33.45 mm，有5個超出平均值；橫徑變幅為15.96～22.76 mm，平均值為18.31 mm，有5個超出平均值；縱橫徑比變幅為1.33～2.24 mm，平均值為1.85 mm，有6個超出平均值；殼厚度變幅為0.70～1.17 mm，平均值為0.94 mm，有7個低于平均值；單粒重變幅為3.87～6.70 g，平均值為5.01 g，有6個超出平均值；仁重變幅為1.93～3.60 g，平均值為2.68 g，有7個超出平均值；出仁率變幅為44.37%～61.02%，平均值為53.40%，有6個超出平均值。

表3 待選優(yōu)株堅果性狀指標(biāo)

單株間各品質(zhì)性狀之間變異較大，各品質(zhì)間變異系數(shù)為仁重＞單粒重＞殼厚度＞縱橫徑比＞縱徑＞出仁率＞橫徑。變異系數(shù)最大的為單仁重，變異系數(shù)最小的為橫徑。表明長山核桃優(yōu)株品質(zhì)性狀存在較大變異，遺傳變異豐富，變異范圍廣，選擇潛力大。

對13株長山核桃優(yōu)株中的7個堅果品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析。由表4可知，部分指標(biāo)間相關(guān)性達(dá)到顯著水平或極顯著性水平。其中，縱徑與單粒重、仁重均有顯著相關(guān)性；橫徑與仁重均有顯著相關(guān)性，與單粒重達(dá)到極顯著相關(guān)；殼厚度與出仁率達(dá)到極顯著相關(guān)；單粒重與仁重達(dá)到極顯著相關(guān)。其他指標(biāo)之間具有一定的相關(guān)性，但沒有達(dá)到顯著性相關(guān)水平。

3.2 堅果品質(zhì)指標(biāo)主成分分析及綜合評判

由于各品種之間存在較強的相關(guān)性，若直接利用品質(zhì)性狀指標(biāo)對各待選優(yōu)株進(jìn)行評價會導(dǎo)致大量的信息重疊，評價結(jié)果不理想，因此需要對其指標(biāo)進(jìn)行綜合評價[6]。主成分分析的目的之一就是利用原變量間具有較強的相關(guān)性的特點，對原變量進(jìn)行降維分析，用少量的因素來描述多種指標(biāo)或因素之間的關(guān)系[7]。對7個指標(biāo)進(jìn)行方差最大旋轉(zhuǎn)法主成分分析[8]，各主成分對原始指標(biāo)的總體描述情況見表5。由表5可以看出，前3個主成分的累計百

第三主成分特征值為為 1.605，百分率為22.931%，主要反映縱徑和縱橫徑比的影響，其次是仁重和橫徑。

根據(jù)林海明[10-11]等人的研究，在對各品種堅果品質(zhì)進(jìn)行綜合評判時，要以主成分貢獻(xiàn)率為權(quán)重，根據(jù)前4個主成分的貢獻(xiàn)率和主成分得分Fi，可建立堅果品質(zhì)綜合評判數(shù)學(xué)模型。F=(43.245F1＋26.818F2＋22.931F3)/92.994。綜合主成分分值F越高，綜合品質(zhì)表現(xiàn)越好（見表6）。

表6 各主成分得分及優(yōu)良度排名

4 結(jié)論

3號與8號總得分排在前兩位，結(jié)合感官認(rèn)知3號、8號口感佳、易取仁的特點，我們認(rèn)定3號與8號為目標(biāo)單株。接下來將對這兩個單株進(jìn)行無性系擴繁研究，并結(jié)合抗性指標(biāo)及產(chǎn)量穩(wěn)定性等方面進(jìn)行測試，以期最終篩選出適宜江淮地區(qū)發(fā)展的優(yōu)良無性系。

[1]吳國良.美國山核桃及其品種性狀研究進(jìn)展[J].果樹學(xué)報，2003，20(5)：404-409．

[2]王亞榮，唐永臻.長山核桃引種育苗技術(shù)[J].陜西林業(yè)科技，2010(5)：80-81．

[3]李永榮，吳文龍，劉永芝.薄殼山核桃種質(zhì)資源的開發(fā)利用[M].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（27）：306-308．

[4]彭方仁，李永榮，郝灼明，等.我國薄殼山核桃生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展策略[M].林業(yè)科技開發(fā)，2012，26（4）：1-5．

[5]Ray E.Worley,Sue K.Dove,Ben G.Mullinix,etc.Long-term dichogamy of 80 pecan cultivars[J].Scientia Horiculturae, 1992(49):93-101.

[6]蔣珊珊，呂芳德，蔣瑤，等.核桃待選優(yōu)株堅果品質(zhì)主成分分析及綜合評價[M].經(jīng)濟林研究，2015，33（3）：7-12．

[7]郝艷賓，王克建，王淑蘭，等.幾種早實核桃堅果中蛋白質(zhì)、脂肪酸組成成分分析 [J].食品科學(xué)，2002，23（10）：123-125．

[8]張文彤.SPSS高級教程[M].北京：希望電子出版社，2002.

[9]雷加榮，于敖，任勇，等.小麥品質(zhì)性狀的主成分分析[J].大麥與谷類科學(xué)，2015（2）：46-47．

[10]林海明，張文霖.主成分分析與因子分析的異同和SPSS軟件[J]．統(tǒng)計研究，2005（3）：65-68．

[11]張靜，常培培，梁燕，等．櫻桃番茄主要品質(zhì)性狀的主成分分析與綜合評價[J]．北方園藝，2014(21)：1-7.

（責(zé)任編輯：楊婷婷）

Principal Component Analysis and Comprehensive Evaluation of Nut Properties of Carya illinoensis Superior Trees

ZHOU Misheng,XIAO Zhengdong*,JI Linlin,CAI Xinling
(Anhui Academy of Forestry,Hefei 230031,China)

Chuzhou City is one of the areas first introducing Carya illinoensis in Anhui Province,with preserved resources of many big trees.To overcome the dilemma in finding enough improved Carya illinoensis varieties,fruits of 13 superior individual trees were collected based on a comprehensive survey of the resources of the big trees in Chuzhou City and an analysis was made on the nut properties.Target superior individual trees were selected with methods including correlation analysis and principal component analysis, laying the foundation for subsequent clonal tests.

Carya illinoensis;Chuzhou City;Principal component analysis;Correlation analysis

S664.1

A

2095-0152（2016）06-0009-04

2016-08-31

2016-10-23

中央財政林業(yè)科技推廣示范——長山核桃良種豐產(chǎn)栽培技術(shù)推廣示范（編號：2014GT01）。

周米生（1986-），研究實習(xí)員，主要從事木本油料樹種相關(guān)研究，主攻長山核桃、大別山山核桃。E-mail：1711476450@qq.com

*通訊作者：肖正東，研究員。E-mail：xiaozhd@yeah.net