羅會婷， 賈曉東，2，①， 翟 敏， 李永榮， 宣繼萍， 張計育， 王 剛， 郭忠仁，①

〔1. 江蘇省中國科學院植物研究所(南京中山植物園)， 江蘇 南京 210014； 2. 南京農(nóng)業(yè)大學園藝學院， 江蘇 南京 210095； 3. 南京綠宙薄殼山核桃科技有限公司， 江蘇 南京 210007〕

76株薄殼山核桃實生單株的果實品質(zhì)差異及綜合評價

羅會婷1， 賈曉東1，2，①， 翟 敏1， 李永榮3， 宣繼萍1， 張計育1， 王 剛1， 郭忠仁1，①

〔1. 江蘇省中國科學院植物研究所(南京中山植物園)， 江蘇 南京 210014； 2. 南京農(nóng)業(yè)大學園藝學院， 江蘇 南京 210095； 3. 南京綠宙薄殼山核桃科技有限公司， 江蘇 南京 210007〕

對南京地區(qū)種植的76株薄殼山核桃〔Caryaillinoinensis(Wangenh.) K. Koch〕實生單株的8項果實性狀和種仁中5種脂肪酸含量的差異以及各指標的相關(guān)性進行分析，并篩選出單項性狀優(yōu)良的單株；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合主成分分析結(jié)果，對供試76株單株的果實品質(zhì)進行綜合評價。結(jié)果顯示：8項果實性狀(包括堅果質(zhì)量、種仁鮮質(zhì)量、堅果殼厚度、堅果縱徑、堅果橫徑、果形指數(shù)、出仁率和含油率)以及種仁中5種脂肪酸(包括棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和亞麻酸)的含量均有較大變異，變異系數(shù)為6.63%～28.99%，其中，出仁率的變異系數(shù)最小，亞麻酸含量的變異系數(shù)最大，8項果實性狀的變異系數(shù)總體上小于5種脂肪酸含量的變異系數(shù)。部分果實性狀間極顯著或顯著正相關(guān)，少數(shù)果實性狀間極顯著或顯著負相關(guān)，而5種脂肪酸含量間均極顯著正相關(guān)，但脂肪酸含量與果實性狀間總體上無顯著相關(guān)性。主成分分析結(jié)果表明：在8項果實性狀中，與堅果大小有關(guān)的性狀較為重要；而5種脂肪酸含量均同等重要。對果實性狀和脂肪酸含量的主成分分析結(jié)果顯示：第1主成分的決定指標包括含油率以及棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和亞麻酸的含量，第2主成分的決定指標包括堅果質(zhì)量、種仁鮮質(zhì)量、堅果殼厚度和堅果橫徑，說明薄殼山核桃果實評價的首要指標為種仁中脂肪酸含量，其次為果實大小。在利用堅果質(zhì)量、種仁鮮質(zhì)量、堅果殼厚度、出仁率、含油率、果形指數(shù)、油酸含量和不飽和脂肪酸含量8個單項指標優(yōu)選單株的基礎(chǔ)上，結(jié)合主成分分析結(jié)果，71號單株的綜合得分較高，其種仁鮮質(zhì)量、含油率以及油酸和不飽和脂肪酸的含量均較高，可作為優(yōu)良品種選育的首選候選單株。根據(jù)上述研究結(jié)果，建議在薄殼山核桃不同育種目標的優(yōu)良品種選育工作中，將主成分分析法作為單項性狀篩選法的有效補充方法。

薄殼山核桃； 實生單株； 果實品質(zhì)； 主成分分析； 脂肪酸含量； 綜合評價

薄殼山核桃〔Caryaillinoinensis(Wangenh.) K. Koch〕原產(chǎn)北美洲，屬胡桃科(Juglandaceae)山核桃屬(CaryaNutt.)植物[1]78-80，又名長山核桃和美國山核桃，是世界著名的干果類經(jīng)濟樹種，具有堅果殼薄、含油率高、風味佳的特點，可鮮食、榨油或制作面包和冰淇淋等。薄殼山核桃種仁富含油脂[2]，主要由單不飽和脂肪酸組成，具有顯著的降血脂和預(yù)防心臟病等功效。20世紀初，中國開始引種薄殼山核桃，迄今已有110多年的歷史[3]。目前，薄殼山核桃已分布在中國的20多個省(自治區(qū)、直轄市)，其中在江蘇、安徽、浙江、江西和云南的分布較為集中，這些區(qū)域是國內(nèi)發(fā)展薄殼山核桃的重點地區(qū)[4]。

在中國，薄殼山核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分緩慢，一直未形成規(guī)?；母弋a(chǎn)園，造成這一現(xiàn)狀的主要原因之一是種質(zhì)資源匱乏。據(jù)報道，美國培育及選育的薄殼山核桃品種有上千個，其中經(jīng)濟價值較高的品種約100個[5]，而中國的薄殼山核桃種質(zhì)資源評價及育種工作才剛剛起步。李永榮等[6-7]根據(jù)堅果質(zhì)量、堅果果徑、堅果果形指數(shù)、果殼厚度、出仁率和含油率對249株薄殼山核桃實生單株和21個引進品種分別進行了單項性狀和綜合性狀的優(yōu)選工作；并對66個實生優(yōu)株相同指標的變異進行了比較和優(yōu)良單株篩選[8]。在薄殼山核桃種仁的油脂中，油酸和亞油酸是主要成分，二者含量占總油脂含量的92.5%～96.1%[1]79，因此，種仁脂肪酸性狀也是薄殼山核桃果實品質(zhì)的重要評價標準之一。

為評估薄殼山核桃不同實生單株的果實品質(zhì)，篩選單項性狀或綜合性狀突出的優(yōu)良單株，作者以其堅果質(zhì)量、種仁鮮質(zhì)量、堅果殼厚度、堅果縱徑、堅果橫徑、果形指數(shù)、出仁率和含油率8項果實性狀以及種仁中棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和亞麻酸的含量為指標，對76株薄殼山核桃實生單株進行比較和變異分析，并分析了13個指標間的相關(guān)性，在此基礎(chǔ)上篩選出單項性狀排名前10位的優(yōu)株；此外，采用主成分分析法確定了薄殼山核桃果實性狀和種仁中脂肪酸含量的決定因素，并進一步確定不同性狀的優(yōu)良單株，以期初步篩選出果實品質(zhì)優(yōu)良的實生單株，為薄殼山核桃的品種選育及優(yōu)良品種的推廣種植奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試材料為種植于江蘇省南京市(南京中山植物園、雨花臺和明孝陵景區(qū)等地)的薄殼山核桃實生單株，主要為20世紀50年代至60年代從美國引種的實生子代。選擇樹體強健(株高20 m以上，胸徑50 cm以上)、病蟲害少的76株單株采種。采種部位為樹體中部，采用升降機輔助及人工敲落的方法從樹體的各個方向采種。對采種的樹體和樣本同時編號01～76，以待翌年觀測和采種。

主要儀器包括Agilent 6890N氣相色譜儀(美國Agilent公司)和YRE2000E旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(鞏義市予華儀器有限責任公司)。供試棕櫚酸甲酯標準品(LOT：N-16M-021-Z；純度大于99%)、十七烷酸甲酯標準品(LOT：N-17M-A8-X；純度大于99%)、硬脂酸甲酯標準品(LOT：N-18M-N26-Y；純度大于99%)、油酸甲酯標準品(LOT：U-46M-F17-Z；純度大于99%)、亞油酸甲酯標準品(LOT：U-59M-M29-Z；純度大于99%)、亞麻酸甲酯標準品(LOT：U-62M-N5-Z；純度大于99%)和37種脂肪酸混合標準品(LOT：AU4-Z)均購自美國NU-CHEK公司；供試正己烷、甲醇、三氯化硼甲醇和異辛烷均為色譜純，購自南京壽德試驗器材有限公司。

1.2 方法

1.2.1 果實性狀的測量 使用數(shù)顯游標卡尺(精度0.01 mm)測量堅果(果實去除外果皮后的其余部分，即種核)的縱徑和橫徑以及堅果殼(中果皮)厚度；使用電子天平(精度0.001 g)稱量堅果質(zhì)量和種仁(可食部分)鮮質(zhì)量，每個樣株隨機抽取30粒進行稱量，結(jié)果取平均值。

1.2.2 油脂的提取 人工剝殼取種仁，于60 ℃烘干至恒質(zhì)量，即為干種仁。將30粒干種仁切碎、混勻；稱取約3 g碎種仁，采用索氏提取法[9]提取油脂，每個樣株重復(fù)提取3次；提取的油脂于-20 ℃保存、待測。提取前后種仁的質(zhì)量差即為油脂質(zhì)量。1.2.3 氣相色譜(GC)條件 CP-Sil 88毛細管柱(100 m×0.25 mm，0.2 μm)；氫氣流速37.0 mL·min-1；進樣口溫度250 ℃；火焰電離檢測器溫度280 ℃；進樣量1 μL。柱溫升溫程序：起始溫度60 ℃，維持5 min；以15 ℃·min-1的升溫速率升至165 ℃，維持1 min；再以2 ℃·min-1的升溫速率升至225 ℃，維持17 min。

1.2.4 標準曲線的繪制 分別稱取一定質(zhì)量的各脂肪酸甲酯標準品，用正己烷分別配制成質(zhì)量濃度16.0 mg·mL-1棕櫚酸甲酯、質(zhì)量濃度1.0 mg·mL-1硬脂酸甲酯、質(zhì)量濃度50.0 mg·mL-1油酸甲酯、質(zhì)量濃度12.0 mg·mL-1亞油酸甲酯和質(zhì)量濃度1.4 mg·mL-1亞麻酸甲酯的標準品溶液，再用正己烷將上述5種脂肪酸標準品溶液分別逐級稀釋2、4、8和16倍，以質(zhì)量濃度0.2 mg·mL-1十七烷酸甲酯為內(nèi)標，按照上述GC條件進樣分析。以峰面積為縱坐標(y)、各脂肪酸標準品濃度為橫坐標(x)擬合標準曲線的回歸方程。棕櫚酸濃度的回歸方程為y=11 839 131.05x-2 247 825.58(R2=0.992 2)；硬脂酸濃度的回歸方程為y=10 722 191.14x-234 890.86(R2=0.993 4)；油酸濃度的回歸方程為y=8 729 110.19x+5 056 110.58(R2=0.999 8)；亞油酸濃度的回歸方程為y=9 801 044.67x-145 370.31(R2=0.996 7)；亞麻酸濃度的回歸方程為y=12 682 810.05x-276 219.85(R2=0.994 3)。

用正己烷配制37種脂肪酸混合標準品溶液(原液)，對比出峰保留時間對薄殼山核桃種仁中脂肪酸組成進行定性鑒定。

1.2.5 樣品供試液制備和種仁中脂肪酸含量測定 稱取各樣株的種仁油脂約50 mg，每個樣品重復(fù)3次。參照GB/T 17376—2008的方法進行脂肪酸甲酯化，得到樣品供試液。按照上述GC條件進樣分析，記錄各樣品中不同脂肪酸的峰面積，并根據(jù)上述各脂肪酸的回歸方程計算各樣株的脂肪酸濃度。

種仁中脂肪酸含量按照公式“種仁(鮮質(zhì)量)中脂肪酸含量=(1 000-1 000×含水量)×含油率×〔(脂肪酸濃度×樣品供試液體積)/被測油脂質(zhì)量〕”計算。其中，含水量按照公式“含水量=〔(種仁鮮質(zhì)量-種仁干質(zhì)量)/種仁鮮質(zhì)量〕×100%”計算。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

按照公式“果形指數(shù)=堅果縱徑/堅果橫徑”、“出仁率=(種仁鮮質(zhì)量/堅果質(zhì)量)×100%”、“含油率=(油脂質(zhì)量/種仁干質(zhì)量)×100%”和“不飽和脂肪酸含量=油酸含量+亞油酸含量+亞麻酸含量” 分別計算薄殼山核桃的果形指數(shù)、出仁率、含油率和不飽和脂肪酸含量，結(jié)果取平均值。根據(jù)公式“變異系數(shù)=(標準差/平均值)×100%”計算各指標的變異系數(shù)。

采用EXCEL 2007和SPSS 16.0統(tǒng)計分析軟件對13個果實品質(zhì)相關(guān)性狀進行相關(guān)性分析和主成分分析。

2 結(jié)果和分析

2.1 果實性狀和種仁中脂肪酸含量的變異分析

對76株薄殼山核桃單株的果實性狀和種仁中主要脂肪酸含量進行變異分析，結(jié)果見表1。結(jié)果顯示：8項果實性狀和種仁中5種主要脂肪酸含量的變異系數(shù)為6.63%～28.99%，差異較大。其中，出仁率的變異系數(shù)最小，僅為6.63%；含油率和堅果橫徑的變異系數(shù)也較小，分別為6.90%和7.60%，說明出仁率、含油率和堅果橫徑的遺傳變異相對較小。變異系數(shù)最大的是5種脂肪酸中含量最低的亞麻酸，為28.99%；其次是含量相對較高的亞油酸，為26.62%。8項果實性狀按變異系數(shù)由大至小依次排序為種仁鮮質(zhì)量、堅果質(zhì)量、堅果殼厚度、堅果縱徑、果形指數(shù)、堅果橫徑、含油率、出仁率。5種脂肪酸含量的變異系數(shù)均相對較大，按變異系數(shù)由大至小依次排序為亞麻酸含量、亞油酸含量、硬脂酸含量、棕櫚酸含量、油酸含量。

表1 76株薄殼山核桃單株果實性狀和種仁中脂肪酸含量的變異分析1)

Table 1 Variation analysis on nut traits and fatty acid contents in kernel of 76 individuals ofCaryaillinoinensis(Wangenh.) K. Koch1)

指標IndexMaxMinXSDCV/%NW8.293.056.271.2219.46FWK4.671.433.210.6620.56NT1.230.620.880.1314.77NL45.0623.7135.133.7810.76NWI23.9717.7020.921.597.60NSI2.461.161.680.1710.12KR60.1643.3451.013.216.63OC79.1652.0471.024.906.90PA53.8021.4039.607.5219.00SA28.266.0513.432.5919.26OA486.00177.50402.1373.0718.17LA232.7071.80159.3642.4226.62LIA12.803.108.222.3828.99

2.2 果實性狀和種仁中脂肪酸含量的相關(guān)性分析

對76株薄殼山核桃單株8項果實性狀和種仁中5種脂肪酸含量進行了相關(guān)性分析，結(jié)果見表2。結(jié)果表明：堅果質(zhì)量與種仁鮮質(zhì)量、堅果殼厚度、堅果橫徑均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；堅果橫徑還與種仁鮮質(zhì)量和堅果殼厚度呈極顯著正相關(guān)，與果形指數(shù)呈顯著負相關(guān)(P<0.05)；出仁率與種仁鮮質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)，與堅果殼厚度呈極顯著負相關(guān)，與含油率呈顯著正相關(guān)。5種脂肪酸含量間均呈極顯著正相關(guān)；棕櫚酸含量與含油率呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.260；硬脂酸含量與堅果橫徑和含油率分別呈顯著和極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.226和0.505；油酸含量與出仁率和含油率分別呈顯著和極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.244和0.488；亞麻酸含量與堅果質(zhì)量和種仁鮮質(zhì)量均呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別是-0.234和-0.228。亞油酸含量與8項果實性狀間的相關(guān)性均不顯著。

表2 薄殼山核桃單株果實性狀和種仁中脂肪酸含量間的相關(guān)系數(shù)1)

Table 2 Correlation coefficient among nut traits and fatty acid contents in kernel of individuals ofCaryaillinoinensis(Wangenh.) K. Koch1)

指標In-dex各指標間的相關(guān)系數(shù) CorrelationcoefficientamongdifferentindexesNWFWKNTNLNWINSIKROCPASAOALALIANW1.000FWK0.944**1.000NT0.439**0.1871.000NL0.1500.1200.0591.000NWI0.901**0.861**0.358**0.1871.000NSI0.0620.047-0.0470.024-0.277*1.000KR0.0350.353**-0.676**-0.0540.072-0.0581.000OC0.0520.125-0.087-0.0360.056-0.0760.231*1.000PA-0.099-0.112-0.092-0.065-0.050-0.114-0.0430.260*1.000SA0.2140.2060.028-0.0570.226*-0.0730.0510.505**0.556**1.000OA0.1160.184-0.118-0.1980.075-0.0330.244*0.488**0.527**0.720**1.000LA-0.077-0.110-0.1010.004-0.002-0.013-0.1020.1720.787**0.535**0.333**1.000LIA-0.234*-0.228*-0.182-0.050-0.120-0.067-0.0320.1550.517**0.399**0.384**0.655**1.000

1)NW： 堅果質(zhì)量Nut weight； FWK： 種仁鮮質(zhì)量Fresh weight of kernel； NT： 堅果殼厚度Nutshell thickness； NL： 堅果縱徑Nut length； NWI： 堅果橫徑Nut width； NSI： 果形指數(shù)Nut shape index； KR： 出仁率Kernel rate； OC： 含油率Oil content； PA： 棕櫚酸含量Content of palmitic acid； SA： 硬脂酸含量Content of stearic acid； OA： 油酸含量Content of oleic acid； LA： 亞油酸含量Content of linoleic acid； LIA： 亞麻酸含量Content of linolenic acid. *：P<0.05； ** ：P<0.01.

上述研究結(jié)果顯示：薄殼山核桃果實性狀與種仁中脂肪酸含量間的相關(guān)性較小，說明對薄殼山核桃果實性狀變異的評價不能代替對種仁中脂肪酸含量變異的評價。在對薄殼山核桃果實品質(zhì)綜合評價時，種仁中脂肪酸含量應(yīng)作為不可被替代的一部分納入評價范圍，同時在薄殼山核桃性狀改良時，脂肪酸含量也應(yīng)被納入綜合性狀改良的范疇。

2.3 單項性狀優(yōu)良的優(yōu)株分析

果大、殼薄、果形長、出仁率高、含油率高、種仁中油酸含量高或不飽和脂肪酸含量高是目前薄殼山核桃選種、育種時的主要目標。在76株薄殼山核桃單株中，選出堅果質(zhì)量、種仁鮮質(zhì)量、堅果殼厚度、出仁率、含油率、果形指數(shù)以及種仁中油酸和不飽和脂肪酸含量8個指標排名前10位的薄殼山核桃單株，結(jié)果見表3。

分析結(jié)果顯示：47號、19號和21號單株的堅果質(zhì)量均在8.20 g以上；種仁鮮質(zhì)量最大的是29號單株(4.67 g)；17號單株的堅果殼最薄，堅果殼厚度為0.62 mm；17號單株的出仁率最高，為60.16%；71號單株的含油率最高，達79.16%；76號單株的果形指數(shù)明顯高于其他單株，接近2.5，果形狹長；42號單株的油酸含量達486.0 g·kg-1；31號單株的不飽和脂肪酸含量高達637.0 g·kg-1。綜合多項指標可看出：47號單株的堅果質(zhì)量和種仁鮮質(zhì)量較大，油酸含量較高；29號單株的堅果質(zhì)量和種仁鮮質(zhì)量較大，堅果殼較薄，出仁率較高；17號單株的堅果殼最薄，出仁率最高；71號單株的種仁鮮質(zhì)量和含油率較高，油酸和不飽和脂肪酸含量較高；76號單株的果形指數(shù)最大，果形狹長；42號單株的含油率較高，油酸和不飽和脂肪酸含量較高；31號單株的油酸和不飽和脂肪酸含量較高；66號單株的堅果質(zhì)量較大，含油率較高；60號單株的堅果質(zhì)量較大，油酸和不飽和脂肪酸含量較高。

排序Ranking單株號No.ofindividual堅果質(zhì)量/gNutweight單株號No.ofindividual種仁鮮質(zhì)量/gFreshweightofkernel單株號No.ofindividual堅果殼厚度/mmNutshellthickness單株號No.ofindividual出仁率/%Kernelrate1478.29±0.20a294.67±0.65a170.62±0.01b1760.16±1.24a2198.23±0.27a134.23±0.12a100.64±0.03ab2958.44±2.10b3218.22±0.31a474.21±0.11a290.69±0.03a5857.14±1.89b4297.81±0.19ab194.14±0.34a230.69±0.08a3556.99±0.99bc5077.75±0.24b214.01±0.20ab350.70±0.12a2356.84±2.10c6667.69±0.14b583.99±0.54b430.70±0.08a3956.68±1.67c7137.69±0.33b743.98±0.32b390.71±0.07a5256.62±1.77c8567.67±0.27b563.92±0.55b270.72±0.13a4855.73±2.31cd9517.65±0.16b713.91±0.44b550.72±0.14a7455.70±2.11d10607.59±0.34b673.90±0.17b480.73±0.09a5355.61±2.56d排序Ranking單株號No.ofindividual含油率/%Oilcontent單株號No.ofindividual果形指數(shù)Nutshapeindex單株號No.ofindividual油酸含量/g·kg-1Contentofoleicacid單株號No.ofindividual不飽和脂肪酸含量/g·kg-1Contentofunsaturatedfattyacid17179.16±0.96a762.46±0.21a42486.0±17.8a31637.0±14.3a21477.27±1.67ab221.93±0.14ab71440.1±20.1b60637.0±11.7a33376.83±0.89b691.89±0.32b16435.1±12.6b42634.5±18.9a40976.45±0.54b511.87±0.16b47432.7±17.8b06629.0±21.6a56676.40±0.77b161.87±0.35b14424.2±13.4b71624.6±25.5a67376.36±1.45b741.87±0.26b67424.0±20.0b67596.6±12.1b75576.20±1.88b441.86±0.18b60423.9±17.8b63587.1±10.9b84275.74±0.65b231.86±0.33b63423.3±17.6b16586.6±15.4b93775.71±0.79b491.86±0.54b31422.3±19.8b54577.8±21.3bc105375.34±1.46b351.85±0.47b52409.6±20.1bc14568.5±19.9c

1)同列中不同的小寫字母表示差異顯著(P=0.05) Different lowercases in the same column indicate the significant difference (P=0.05).

2.4 果實性狀和種仁中脂肪酸含量的主成分分析

2.4.1 果實性狀的主成分分析 對76株薄殼山核桃單株堅果質(zhì)量、種仁鮮質(zhì)量、堅果殼厚度、堅果縱徑、堅果橫徑、果形指數(shù)、出仁率和含油率8項果實性狀進行主成分分析，結(jié)果見表4。

結(jié)果表明：前4個主成分累計貢獻率達到85.994%，說明前4個主成分能夠滿足主成分分析的要求。由薄殼山核桃各果實性狀的特征向量可以看出，決定第1主成分的果實性狀為堅果質(zhì)量、堅果殼厚度、堅果橫徑和種仁鮮質(zhì)量，說明薄殼山核桃的堅果大小在品質(zhì)評價中最重要；決定第2主成分的果實性狀為出仁率和種仁鮮質(zhì)量；決定第3主成分的果實性狀為果形指數(shù)；決定第4主成分的果實性狀為堅果縱徑。

表4 薄殼山核桃單株果實性狀的主成分分析結(jié)果1)

Table 4 Result of principal component analysis on nut traits of individuals ofCaryaillinoinensis(Wangenh.) K. Koch1)

主成分Principalcomponent各指標的特征向量 EigenvetorofdifferentindexesNWFWKNTNLNWINSIKROC特征值Eigenvalue貢獻率/%Contributionrate累計貢獻率/%Cumulativecontributionrate10.5570.2550.5320.1280.543-0.0520.0410.0563.01937.74337.7432-0.020-0.5940.209-0.0760.022-0.0460.7050.3131.78822.35260.09530.127-0.1440.1450.260-0.1560.8680.065-0.3061.10413.79573.8904-0.118-0.168-0.0980.8800.075-0.3310.058-0.2340.96812.10485.994

1)NW： 堅果質(zhì)量Nut weight； FWK： 種仁鮮質(zhì)量Fresh weight of kernel； NT： 堅果殼厚度Nutshell thickness； NL： 堅果縱徑Nut length； NWI： 堅果橫徑Nut width； NSI： 果形指數(shù)Nut shape index； KR： 出仁率Kernel rate； OC： 含油率Oil content.

2.4.2 種仁中脂肪酸含量的主成分分析 對76株薄殼山核桃單株種仁中棕櫚酸含量、硬脂酸含量、油酸含量、亞油酸含量和亞麻酸含量進行主成分分析，結(jié)果見表5。

結(jié)果表明：前3個主成分累計貢獻率達到91.314%，說明前3個主成分能夠滿足主成分分析的要求。由各脂肪酸含量的特征向量可以看出，決定第1主成分的指標為棕櫚酸含量、硬脂酸含量、油酸含量、亞油酸含量和亞麻酸含量，說明在評價薄殼山核桃單株種仁中脂肪酸組成時，這5種脂肪酸含量都十分重要；決定第2主成分的指標為油酸含量；決定第3主成分的指標為亞麻酸含量。

表5 薄殼山核桃單株的種仁中脂肪酸含量的主成分分析結(jié)果

Table 5 Result of principal component analysis on fatty acid contents in kernel of individuals ofCaryaillinoinensis(Wangenh.) K. Koch

主成分Principalcomponent各指標的特征向量 Eigenvetorofdifferentindexes棕櫚酸含量Contentofpalmiticacid硬脂酸含量Contentofstearicacid油酸含量Contentofoleicacid亞油酸含量Contentoflinoleicacid亞麻酸含量Contentoflinolenicacid特征值Eigenvalue貢獻率/%Contributionrate累計貢獻率/%Cumulativecontributionrate10.4840.4510.4110.4720.4123.17663.51763.5172-0.1700.4600.623-0.444-0.4180.89517.89381.4103-0.515-0.0580.220-0.2860.7760.4959.90491.314

2.4.3 果實性狀和種仁中脂肪酸含量的主成分分析對76株薄殼山核桃單株果實性狀和種仁中脂肪酸含量進行主成分分析，結(jié)果見表6。結(jié)果表明：前6個主成分的累計貢獻率達到88.348%。第1主成分的貢獻率為26.486%，決定指標包括含油率以及種仁中棕櫚酸含量、硬脂酸含量、油酸含量、亞油酸含量和亞麻酸含量；第2主成分的貢獻率為24.430%，決定指標包括堅果質(zhì)量、種仁鮮質(zhì)量、堅果殼厚度和堅果橫徑；第3主成分的貢獻率為13.926%，決定指標包括種仁鮮質(zhì)量和出仁率；第4主成分的貢獻率為8.486%，決定指標為堅果縱徑；第5主成分的貢獻率為8.270%，決定指標為果形指數(shù)；第6主成分的貢獻率為6.750%，決定指標包括堅果縱徑和含油率。說明在薄殼山核桃的果實品質(zhì)評價中，首要指標為種仁中脂肪酸含量，其次為果實大小。

2.4.4 76株單株的主成分分析得分排名 通過主成分分析，對供試的76株薄殼山核桃單株得分進行排名，結(jié)果顯示：按照果實性狀的主成分分析結(jié)果排序，排名前10位的單株編號分別為29、74、13、21、71、67、24、58、56和47，其中，29號單株的堅果質(zhì)量大，仁鮮質(zhì)量大，堅果殼薄，出仁率高。按照種仁中脂肪酸含量的主成分分析結(jié)果排序，排名前10位的單株編號分別為31、42、06、60、71、54、27、67、28和62，其中，31號單株種仁中不飽和脂肪酸含量最高。按照果實性狀和種仁中脂肪酸含量的主成分分析結(jié)果進行綜合排序，排名前10位的單株編號分別為60、71、31、07、62、65、21、66、28和67，其中，60號單株種仁中不飽和脂肪酸含量高，堅果質(zhì)量也較大。

種

表6 薄殼山核桃單株果實性狀和種仁中脂肪酸含量的主成分分析結(jié)果1)

Table 6 Result of principal component analysis on nut traits and fatty acid contents in kernel of individuals ofCaryaillinoinensis(Wangenh.) K. Koch1)

主成分Principalcomponent各指標的特征向量 EigenvetorofdifferentindexesNWFWKNTNLNWINSIKROC10.017-0.1120.009-0.0720.018-0.0640.0850.29120.5460.2360.5310.1070.524-0.0470.0680.08930.0590.563-0.1690.1060.060-0.025-0.683-0.20340.008-0.3060.0640.6730.169-0.1360.184-0.30650.137-0.0530.1220.164-0.1820.939-0.038-0.0516-0.1310.121-0.1580.644-0.132-0.046-0.1060.618主成分Principalcomponent各指標的特征向量 EigenvetorofdifferentindexesPASAOALALIA特征值Eigenvalue貢獻率/%Contributionrate累計貢獻率/%Cumulativecontributionrate10.4440.4430.4210.4190.3733.44326.48626.4862-0.0650.1530.096-0.070-0.1503.17624.43050.91630.1720.045-0.1440.2390.1371.81013.92664.84240.122-0.160-0.2930.2950.2481.1038.48673.3285-0.0030.0420.0480.1130.0111.0758.27081.5986-0.1140.1530.057-0.202-0.1860.9776.75088.348

1)NW： 堅果質(zhì)量Nut weight； FWK： 種仁鮮質(zhì)量Fresh weight of kernel； NT： 堅果殼厚度Nutshell thickness； NL： 堅果縱徑Nut length； NWI： 堅果橫徑Nut width； NSI： 果形指數(shù)Nut shape index； KR： 出仁率Kernel rate； OC： 含油率Oil content； PA： 棕櫚酸含量Content of palmitic acid； SA： 硬脂酸含量Content of stearic acid； OA： 油酸含量Content of oleic acid； LA： 亞油酸含量Content of linoleic acid； LIA： 亞麻酸含量Content of linolenic acid.

上述結(jié)果不僅驗證了依據(jù)主成分分析結(jié)果進行排名的可靠性，同時說明結(jié)合果實性狀和種仁中脂肪酸含量對薄殼山核桃單株進行綜合排序更準確。綜合排名前10位的薄殼山核桃單株的果實綜合品質(zhì)優(yōu)良，可作為優(yōu)良品種選育的候選優(yōu)株；其中，71號單株的種仁鮮質(zhì)量、含油率以及油酸和不飽和脂肪酸的含量均較高，因此，71號單株可作為薄殼山核桃優(yōu)良品種選育的首選優(yōu)株。

3 討論和結(jié)論

薄殼山核桃雖然屬于雌雄同株植物，但其大多數(shù)品種的雌花和雄花的成熟期不同，因此，薄殼山核桃多為異花授粉，屬高度雜合，后代易發(fā)生性狀分離。本研究中，76株薄殼山核桃實生單株果實性狀變異系數(shù)為6.63%～20.56%；吳文龍等[10]的調(diào)查結(jié)果表明：249株薄殼山核桃實生后代的果實性狀變異系數(shù)為7.12%～26.67%，均說明薄殼山核桃單株果實性狀的變異較大。

薄殼山核桃種仁中富含不飽和脂肪酸。相關(guān)研究結(jié)果表明：不飽和脂肪酸對促進人體健康有重要作用[11]，如亞麻酸是人體自身不能合成而必須從外界攝取的一種脂肪酸，它作用于嬰幼兒視網(wǎng)膜、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育[12]。供試薄殼山核桃種仁中5種主要脂肪酸含量的變異系數(shù)均較大，為18.17%～28.99%，說明供試76株薄殼山核桃單株的脂肪酸含量差異大。薄殼山核桃的脂肪酸含量變異較大有利于特定脂肪酸種質(zhì)材料的比較和篩選，例如從薄殼山核桃實生單株中篩選油酸或亞麻酸含量高的實生單株。Jia等[13]應(yīng)用分子標記手段對薄殼山核桃種質(zhì)資源多樣性進行了研究，結(jié)果表明薄殼山核桃不同品種和單株間基因變異顯著，這些基因的變異可以通過表型性狀及脂肪酸含量的差異得以體現(xiàn)，推測這是導致薄殼山核桃單株間種仁中脂肪酸含量變異較大的遺傳機制。

對供試的76株薄殼山核桃單項性狀優(yōu)株的篩選結(jié)果表明：47號單株的堅果質(zhì)量最大；29號單株的種仁鮮質(zhì)量最大；17號單株的堅果殼最薄，出仁率最高；71號單株的含油率最高；76號單株的果形指數(shù)最大；42號單株的油酸含量最高；31號單株的不飽和脂肪酸含量最高。張匯慧等[14]對南京地區(qū)生長的5個薄殼山核桃品種‘波尼’(‘Pawnee’)、‘馬漢’(‘Mahan’)、‘莫漢克’(‘Mohawk’)、‘金華’(‘Jinhua’)和‘綠宙1號’(‘Lvzhou 1’)的含油率進行了測定，結(jié)果表明，品種‘綠宙1號’的含油率最高，為71.03%。本研究中，71號單株的含油率更高，達到79.16%，可作為含油率高的優(yōu)株。由此也說明，單項性狀優(yōu)株的篩選可進一步豐富優(yōu)良品種選育的種質(zhì)資源。

本研究中，以果實性狀和種仁中脂肪酸含量為指標，利用主成分分析法對薄殼山核桃單株分別進行比較和綜合分析，以期達到科學合理綜合評價薄殼山核桃果實品質(zhì)的目的。綜合分析結(jié)果表明：脂肪酸含量和堅果大小是薄殼山核桃果實品質(zhì)綜合評價的2類重要影響因素，且脂肪酸含量的貢獻率大于堅果大小。而相關(guān)性分析結(jié)果表明：5種脂肪酸含量間均有極顯著的正相關(guān)關(guān)系，而果實性狀與脂肪酸含量間的相關(guān)性卻較低，因此，脂肪酸含量應(yīng)納入薄殼山核桃果實品質(zhì)的綜合評價指標中。

對比主成分分析的得分排名與單項性狀優(yōu)株篩選的結(jié)果，主成分分析法可以考慮多指標的綜合影響，在運用多指標綜合評價薄殼山核桃果實品質(zhì)時具有優(yōu)勢。例如：在果實性狀和種仁中脂肪酸含量的主成分分析得分中均排名第5位的71號單株，在綜合分析時排名第2位；而在果實性狀的主成分分析得分中排名第1位的29號單株，其種仁中脂肪酸含量的主成分分析得分較低，因此綜合得分低，故未出現(xiàn)在綜合排名前10位的優(yōu)株之列。71號單株的種仁鮮質(zhì)量、含油率以及種仁中油酸和不飽和脂肪酸的含量均較高，可將71號單株作為育種材料的首選。在實際選育工作中，可結(jié)合選育目的和研究需求，應(yīng)用單項性狀及主成分分析法進行篩選，從而獲得單項性狀優(yōu)良或綜合性狀優(yōu)良的育種資源。

另外，本研究涉及的采樣株數(shù)和采樣地較少，研究結(jié)果具有一定的局限性，后續(xù)將在擴大樣株數(shù)量和采樣地點的基礎(chǔ)上，根據(jù)本研究結(jié)果，選擇重要的指標，對薄殼山核桃優(yōu)良單株進行廣泛篩選。

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(責任編輯： 張明霞)

Nut quality difference and comprehensive evaluation of 76 seedling individuals ofCaryaillinoinensis

LUO Huiting1， JIA Xiaodong1，2，①， ZHAI Min1， LI Yongrong3， XUAN Jiping1， ZHANG Jiyu1， WANG Gang1， GUO Zhongren1，①

(1. Institute of Botany， Jiangsu Province and Chinese Academy of Sciences， Nanjing 210014， China； 2. College of Horticulture， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095， China； 3. Nanjing Green Universe Pecan Science & Technology Co.， Ltd.， Nanjing 210007， China)，

J.PlantResour. &Environ.， 2017， 26(1)： 47-54

Differences in eight nut traits and five fatty acid contents in kernel among 76 seedling individuals ofCaryaillinoinensis(Wangenh.) K. Koch planted in Nanjing and correlation among all indexes were analyzed， and individuals with superior single trait were screened. On this basis, combined with principal component analysis result， nut quality of 76 individuals tested was comprehensively evaluated. The results show that there are large variations in eight nut traits (including nut weight， fresh weight of kernel， nutshell thickness， nut length， nut width， nut shape index， kernel rate and oil content) and contents of five fatty acids (including palmitic acid， stearic acid， oleic acid， linoleic acid and linolenic acid) in kernel， with coefficient of variation (CV) of 6.63%-28.99%. In which，CVvalue of kernel rate is the smallest， and that of linolenic acid content is the largest. Generally，CVvalue of eight nut traits is smaller than that of five fatty acid contents. There are obviously significant or significant positive correlations among some nut traits， and obviously significant or significant negative correlations among a few nut traits. There are obviously significant positive correlations among five fatty acid contents， but correlations between fatty acid contents and nut traits are almost unsignificant. The results of principal component analysis show that traits related to nut size are more important than others among eight nut traits， while five fatty acid contents are equally important. The result of principal component analysis on nut traits and fatty acid contents shows that the decision indexes in the first principal component include oil content and contents of palmitic acid， stearic acid， oleic acid， linoleic acid and linolenic acid， and those in the second principal component include nut weight， fresh weight of kernel， nutshell thickness and nut width， indicating that fatty acid content in kernel is the first index to evaluate nut quality ofC.illinoinensis， followed by nut size. Based on superior individuals with eight single indexes of nut weight， fresh weight of kernel， nutshell thickness， kernel rate， oil content， nut shape index， oleic acid content and unsaturated fatty acid content， and combined with principal component analysis result， comprehensive score of No. 71 individual is relatively high, its fresh weight of kernel， oil content and contents of oleic acid and unsaturated fatty acid are relatively high， and No. 71 individual could be used as the first candidate individual for cultivating excellent cultivar. Based on above results， it is suggested that principal component analysis method can be used as an effective supplement for single trait selection in cultivating superior cultivar ofC.illinoinensisfor different breeding objectives.

Caryaillinoinensis(Wangenh.) K. Koch； seedling individual； nut quality； principal component analysis； fatty acid content； comprehensive evaluation

2016-11-04

國家自然科學基金資助項目(31200502)； 江蘇省林業(yè)三新工程項目(lysx[2016]44)； 江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項目〔CX(16)1015〕； 江蘇省科學技術(shù)廳現(xiàn)代農(nóng)業(yè)項目(BE2016385)

羅會婷(1990—)，女，安徽六安人，碩士研究生，主要從事果樹種質(zhì)資源及果實品質(zhì)方面的研究。

①通信作者E-mail： jiaxiaodong@cnbg.net； zhongrenguo@aliyun.com

Q944.59； S664.1

A

1674-7895(2017)01-0047-08

10.3969/j.issn.1674-7895.2017.01.06