沈兵琪，周 凡，鄧 浪，夏天帥，王大瑋，許玉蘭，周 軍

（1.北方民族大學(xué) 生物科學(xué)與工程學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2.西南林業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650224）

梨屬PyrusL.植物為薔薇科Rosaceae 梨亞科Pomoideae 多年生落葉喬木，是主要的溫帶果樹之一，也是我國重要的經(jīng)濟(jì)果樹，云南是中國梨的原產(chǎn)地之一[1]。果實(shí)品質(zhì)是梨生產(chǎn)中最重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，也是大規(guī)模推廣種植梨的重要基礎(chǔ)[2]。但綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)較多，且各個(gè)指標(biāo)之間存在密切的相關(guān)性和相對(duì)的獨(dú)立性，這給綜合評(píng)價(jià)果實(shí)品質(zhì)帶來了一定的難度。因此，近年來研究報(bào)道中主要采用主成分分析法對(duì)果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行分析[3-9]，也有學(xué)者采用聚類分析法[10]、多維價(jià)值理論法[11-12]對(duì)果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，而采用主成分分析法結(jié)合聚類分析法進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)的鮮有報(bào)道。課題組以云南省彌渡、南澗、宜良、祥云4 個(gè)地區(qū)共26 個(gè)野生梨資源為試材，選取其果實(shí)外觀和內(nèi)在共9 項(xiàng)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測定，并對(duì)其指標(biāo)進(jìn)行多項(xiàng)分析及綜合評(píng)價(jià)，歸納出適宜的、科學(xué)的果實(shí)評(píng)價(jià)體系，旨在為云南野生梨的評(píng)價(jià)和云南省梨屬資源的進(jìn)一步開發(fā)和利用提供資料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試樣品分別來自云南省彌渡、南澗、宜良和祥云4 個(gè)地區(qū)，共26 個(gè)地方品種（見表1）。課題組于2017年秋季采摘成熟果實(shí)，每份樣品選擇樣本株5 株，在樹冠中上部外圍東、西、南、北4 個(gè)方向隨機(jī)采集完整成熟的果實(shí)10 個(gè)，采回后保存于4 ℃冰箱用于果實(shí)品質(zhì)分析。

表1 各野生梨供試樣品名稱及其采集地Table 1 Names and collection sites of tested wild pear samplings

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 果實(shí)外觀品質(zhì)測定

使用電子天平測定單果質(zhì)量；使用電子數(shù)顯卡尺測量果實(shí)縱徑和橫徑；果形指數(shù)用果實(shí)縱徑與橫徑比值表示[13]。

1.2.2 果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)測定

果實(shí)硬度是使用GY-1 果實(shí)硬度計(jì)測定去皮硬度；可溶性固形物含量使用手持糖度折光儀（Pocket Pal-1,Atago,Japan）測定[14]；可滴定酸含量采用NaOH 中和滴定法測定[15]；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定；維生素C 含量用2,6-二氯靛酚滴定法測定[16]，所有數(shù)據(jù)均做3 次重復(fù)，且保留2位小數(shù)。固酸比用可溶性固形物含量與可滴定酸含量比值表示；糖酸比用可溶性糖含量和可滴定酸含量比值表示。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 軟件整理數(shù)據(jù)，采用SPSS 軟件分析數(shù)據(jù)。為了消除各個(gè)變量之間單位、度量的差異，通過z-score 函數(shù)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，再進(jìn)行相關(guān)性分析、主成分分析及聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的測定結(jié)果和變異系數(shù)

各野生梨資源的果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)測定結(jié)果如表2所示。由表2可以看出，不同地區(qū)野生梨資源之間外觀及內(nèi)在品質(zhì)差異較大，并且不同野生梨資源在單一性狀中的表現(xiàn)各不相同，在不同指標(biāo)上也各有優(yōu)劣，若直接對(duì)果實(shí)品質(zhì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，較難直觀、快速地對(duì)果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行評(píng)定。為便于對(duì)果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，有必要對(duì)其各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行處理。

2.2 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析

對(duì)9 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)采用隸屬函數(shù)歸一化后，進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表3。由表3可見，果實(shí)質(zhì)量與果實(shí)硬度、可溶性糖含量呈正相關(guān)、與可溶性固形物含量和可滴定酸含量呈顯著正相關(guān)（α＝0.05），即果實(shí)質(zhì)量越大，其硬度越大，其可溶性固形物、可滴定酸和可溶性糖含量越高，果實(shí)風(fēng)味越好；果形指數(shù)與維生素C 含量呈正相關(guān)，與可滴定酸含量呈顯著正相關(guān)（α＝0.05），與果實(shí)硬度及可溶性糖含量呈負(fù)相關(guān)，即果實(shí)形狀越扁圓，其維生素C 和可滴定酸含量越低，可溶性糖含量越高，果實(shí)硬度越大；可溶性固形物的含量隨著可滴定酸含量的增加而增加，隨著維生素C 含量的增加而降低。由此可見，這些果實(shí)性狀之間聯(lián)系較為密切，也存在普遍的相關(guān)性和相對(duì)獨(dú)立性。

表2 野生梨果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的測定結(jié)果和變異系數(shù)Table 2 Measured results and variation coefficients of quality indexes of wild pear fruits

表3 野生梨果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性?Table 3 Correlations between quality indexes of wild pear fruits

2.3 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的主成分分析

通過主成分分析共提取了4 個(gè)主成分，各主成分的特征值、貢獻(xiàn)率及累計(jì)貢獻(xiàn)率見表4。所提取的4 個(gè)主成分中所包含的信息可以反映出評(píng)價(jià)指標(biāo)總體信息的85%，滿足了進(jìn)行后續(xù)分析的要求[17]。

表4 野生梨果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的主成分分析Table 4 Principal component analysis of quility indexes of wild pear fruits

由各特征向量值可以看出（見表5），決定第1 主成分大小的主要有固酸比及糖酸比，其次是果形指數(shù)、可溶性糖含量、維生素C 含量，因此第1 主成分主要是與果實(shí)內(nèi)在風(fēng)味有關(guān)；決定第2 主成分大小的主要有可溶性固形物含量和可溶性糖含量，也與果實(shí)內(nèi)在風(fēng)味有關(guān)；決定第3主成分大小的主要有果實(shí)質(zhì)量和果實(shí)硬度，可以看出第3 主成分主要是與果實(shí)外在品質(zhì)有關(guān)；決定第4 主成分大小的主要是維生素C 含量，因此第4 主成分也與果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)有關(guān)。4 個(gè)主成分中3 個(gè)主成分與內(nèi)在風(fēng)味有關(guān)，1 個(gè)與外在品質(zhì)有關(guān)，此外，可溶性糖含量在4 個(gè)主成分中均出現(xiàn)；維生素C 含量在第1、3、4 主成分中出現(xiàn)；可滴定酸含量在第3、4 主成分中出現(xiàn)；可溶性固形物含量在第2 主成分中出現(xiàn)，這些屬于內(nèi)在風(fēng)味的指標(biāo)在4 個(gè)主成分中反復(fù)出現(xiàn)，表明這26種野生梨果實(shí)的內(nèi)在風(fēng)味在品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)中具有十分重要的作用。

表5 野生梨果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)4個(gè)主成分的成分矩陣Table 5 Component matrix of four principal components of quility indexes of wild pear fruits

2.4 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)綜合得分分析

野生梨品質(zhì)指標(biāo)主成分得分和排序見表6。由表6可知，在云南省4 個(gè)地區(qū)26 個(gè)野生梨地方品種資源中，果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)綜合得分由高到低（即果實(shí)品質(zhì)由優(yōu)到差）依次為AN、XS、TYX、ZS、WS、PB、MD、ZM、CB、DL、CP、JH、SX、YX、HD、SXL、TXL、MR、XXL、XHB、WSH、MT、XH、CT、XL、HB。在綜合得分中，有12 個(gè)野生梨品種果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的綜合得分大于0，14 個(gè)綜合得分為負(fù)值，根據(jù)正負(fù)值將其分為較好和相對(duì)較差2大類。其中，AN 是品質(zhì)最好的，但其第3 主成分的排序偏低，這表明在果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)中，內(nèi)在風(fēng)味起主要作用，果實(shí)外觀起次要作用。

2.5 果實(shí)品質(zhì)聚類分析

采用最短距離法進(jìn)行聚類分析，結(jié)果如圖1所示。將26 個(gè)野生梨地方品種分為3 大類：SX、TXL、SXL、XSL、HD、MR、WSH、MT、XL、XH、HB、XHB 和CT 為第1 類，共13 種野生梨資源，7 種資源來自南澗地區(qū)，3 種來自宜良地區(qū)，2 種來自祥云地區(qū)，1 種來自彌渡地區(qū)，這13 種野生梨的綜合得分均為負(fù)值，排序較靠后，是果實(shí)品質(zhì)相對(duì)較差的一類。ZS、CB、ZM、CP和PB 為第2 類，共5 種野生梨資源，均來自祥云地區(qū)，這些資源的綜合得分居于中間位置，屬于果實(shí)品質(zhì)中等的一類。JH、YX、WS、AN、TYX、XS、MD 和DL 為第3 類，共8 種野生梨資源，其中6 種來自彌渡地區(qū)、1 種來自南澗地區(qū)，1 種來自祥云地區(qū)，其綜合得分較高，屬于果實(shí)品質(zhì)良好的一類。

表6 野生梨果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)主成分得分和排序Table 6 Scores and ranking of principal components of quality indexes of wild pear fruits

此外，聚類分析中TXL、SXL、XXL 和XL聚為一類，品質(zhì)較為接近，可能是同一資源，只是當(dāng)?shù)氐慕蟹ú煌?；YX 和TYX 也有可能是同一資源。

3 結(jié)論與討論

野生資源為種質(zhì)資源的開發(fā)和利用提供了充分的選擇空間[18]，云南，特別是滇中、滇西，十分適宜砂梨的生長，是梨果業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢地區(qū)，但關(guān)于其野生梨資源無系統(tǒng)鑒評(píng)，缺少具有地方特色、口感優(yōu)良的梨品種，制約了云南省梨果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[19]。近年來，在關(guān)于梨果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)的報(bào)道中，單果質(zhì)量、果形指數(shù)、可滴定酸含量、可溶性糖含量、維生素C 含量等是主要的指標(biāo)評(píng)價(jià)[20-21]，可綜合反映品種的品質(zhì)特性。許多研究結(jié)果表明，果實(shí)的綜合品質(zhì)較大程度上取決于果實(shí)內(nèi)在風(fēng)味，且內(nèi)在風(fēng)味也是評(píng)價(jià)果實(shí)營養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)之一[22-24]。黃蓋群等[25]在對(duì)不同果桑品種資源理化性狀的研究中，采用主成分分析法，經(jīng)過排列比較，獲得理化性狀較優(yōu)的品種；李婕羚等[26]采用主成分分析、逐步回歸分析和聚類分析等方法對(duì)14 種無籽刺梨果實(shí)進(jìn)行品質(zhì)評(píng)價(jià)，通過對(duì)10 個(gè)重要品質(zhì)指標(biāo)的測定和分析，揭示了不同種植地區(qū)無籽刺梨果實(shí)品質(zhì)的差異；劉夢培等[27]在對(duì)甜仁果實(shí)形態(tài)的研究中，通過相關(guān)分析、回歸分析、主成分分析及聚類分析，最終選取了9 個(gè)評(píng)價(jià)因子，簡化了資源描述中需要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

圖1 野生梨果實(shí)品質(zhì)聚類分析Fig.1 Cluster analysis of wild pear cultivars based on fruit quality

在本研究中，通過主成分分析與聚類分析相結(jié)合的方法，采用果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)26 個(gè)地方梨品種進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，結(jié)果顯示：云南野生梨果形指數(shù)約為1，呈圓形或扁圓形；單果質(zhì)量平均為326 g，大部分屬于偏大的果形，果實(shí)硬度平均為9.34 kg/cm2，這些指標(biāo)均遠(yuǎn)高于其他品種[2,20,28]；果實(shí)硬度測定結(jié)果表明，云南野生梨口感稍硬，這也可能與栽培梨和野生梨的管理方式有關(guān)；可滴定酸含量達(dá)到0.3%，這與曾毅等[29]在對(duì)大理3個(gè)晚熟梨的品質(zhì)分析研究中，云南梨口感偏酸甜相一致；在主成分分析中，第1、2、4 成分均與果實(shí)內(nèi)在指標(biāo)有關(guān)，表明在品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)中，內(nèi)在品質(zhì)為主要因子，外觀形狀為次要因子；在聚類分析中，將野生梨資源分為良好、中等和較差3類；綜合得分中‘安寧小火把梨’和‘香酥梨’的排序較靠前，表明這2 類資源在26 種野生梨資源中品質(zhì)較好，具有栽培和推廣的潛力。但因?yàn)榉N植地區(qū)的氣候、地理環(huán)境、土壤條件和栽培管理[30]等方面存在差異，不同品種、不同地區(qū)、不同年份的果實(shí)也可能會(huì)出現(xiàn)一定的偏差[31-32]，優(yōu)良特色品種還需要進(jìn)一步篩選。