游曉商,周小娟,林妗蓓,鐘八蓮,2,彭 婷,2
(1 贛南師范大學生命科學學院,江西贛州341000)(2 國家臍橙工程技術研究中心)
臍橙‘晚棱’又名‘倫晚’,系澳大利亞從華盛頓臍橙的芽變中選育而成[1]。南瓜狀臍橙為‘晚棱’芽變材料,其外果皮形態(tài)特異,主要表現為沿縱徑方向有多條不規(guī)則排列的棱狀突起,這與目前市場銷售的臍橙品種存在著較大差異。同時,南瓜狀臍橙果實成熟期略晚于‘晚棱’[2]。目前,世界各地均以中熟臍橙為主,所以,選育早熟和晚熟品種可以改善臍橙品種結構,提高市場競爭力[3]。
柑橘果實因其富含對人體健康有益的營養(yǎng)元素而深受消費者的喜愛[4],果實品質直接影響商品價值[5]。果實品質是一種由多因素構成的復合體,它包括外觀品質、風味品質、營養(yǎng)品質、加工品質和貯藏品質等[6],對于不同品種間對比評價指標較為復雜且難分主次。主成分分析(PCA)是將多個相關性變量降維組合成相對較少的幾個綜合變量來反映原變量的指標[7],該方法可以達到科學客觀地綜合評價果實品質的目的而被廣泛應用。近年來已有關于獼猴桃[8-10]、棗[11-13]、芒果[14-16]、葡萄[17-19]、柑橘[20-22]等果實品質評價的報道。本研究以‘晚棱’及南瓜狀臍橙為試材,連續(xù)3 年(2016—2018 年)采集花后(140~320 d)果實進行品質測定,應用主成分分析法對品質進行綜合分析,以評價南瓜狀臍橙的綜合品質,為臍橙新品種選育提供參考。
供試臍橙‘晚棱’及其芽變材料南瓜狀臍橙果實采自江西省贛州市信豐縣安西鎮(zhèn)柑橘園,果樹于2009 年定植。2016—2018 年連續(xù)3 年在開花后140~320 d,每隔20 d 取樣1 次,共10 次,在樹冠東南西北4 個方位,每個方位隨機采集具有代表性的果實2 個,立即帶回實驗室,測定品質。
采集的果實樣品用電子天平(精確到0.01 g)稱重;用游標卡尺(精確到0.01 mm)測量縱橫徑;橫切果實,用游標卡尺(精確到0.01 mm)測量果皮厚度后,測定可食率,將可食部分榨汁,果汁用于測定可溶性固形物含量等相關指標[23]。可溶性固形物含量用數顯糖度計(PAL-1,ATAGO 公司,日本)測定,可滴定酸及維生素C 含量的測定方法參照《出口柑橘鮮果檢驗方法》(GB 8210—2011)[24],每個指標重復測定3 次,取平均值。
數據處理采用Excel 2010,采用DPS 軟件進行方差分析,采用SPSS 17.0 進行主成分分析。
由表1 可知,隨著果實成熟,‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實橫徑、縱徑、單果重均呈上升趨勢。2個品種橫徑無明顯差異,南瓜狀臍橙縱徑略小。2個品種果形指數以及果實外形差異較為明顯,‘晚棱’果形指數在0.987~1.046,果實圓球形;而南瓜狀臍橙果形指數在0.941~0.974,果實扁圓形。‘晚棱’和南瓜狀臍橙在果實成熟后期果形均較為整齊。在開花后300~320 d,南瓜狀臍橙與‘晚棱’果皮厚度差異顯著,南瓜狀臍橙果皮較薄,更易剝皮,符合市場對鮮食臍橙的要求。
表1 ‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實發(fā)育期外觀品質
由表2 可知,‘晚棱’和南瓜狀臍橙在生長期果實可食率、可溶性固形物含量、固酸比均呈上升趨勢。在成熟后期(開花后260~300 d),南瓜狀臍橙可食率顯著高于‘晚棱’。在開花后320 d,南瓜狀臍橙可溶性固形物含量達到峰值,為13.62%,‘晚棱’為12.88%;同期的南瓜狀臍橙固酸比為16.41,而‘晚棱’為15.71,差異顯著。‘晚棱’和南瓜狀臍橙在生長期果實可滴定酸含量均呈逐步下降趨勢,南瓜狀臍橙由果實發(fā)育初期的3.63%下降至0.83%,‘晚棱’則由3.56%下降至0.82%;開花后200、220、260 d,南瓜狀臍橙與‘晚棱’可滴定酸含量差異顯著?!砝狻湍瞎蠣钅毘裙麑嵕S生素C 含量在成熟期呈先上升后下降的趨勢,‘晚棱’變化范圍為424.4~489.3 mg/kg,南瓜狀臍橙為501.3~556.4 mg/kg,二者維生素C 含量差異顯著。
表2 ‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實發(fā)育期內在品質
2.3.1 果實品質生理指標的主成分因子分析
對表1 和表2 中的果實品質生理指標數據標準化處理后進行主成分分析,以特征值大于1 為標準進行主成分提取,可提取2 個主成分,其累計貢獻率達85.843%(>80%),符合主成分分析要求,可以反映‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實綜合品質信息。其中,主成分1 的特征值為7.056,方差貢獻率為70.559%;主成分2 的特征值為1.528,方差貢獻率為15.285%,將以上2 個主成分作為‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實品質數據分析的有效成分(表3)。
由表4 可知,主成分1 按成分得分絕對值由高到低進行排列依次為橫徑、單果重、可滴定酸含量、縱徑、可食率、可溶性固形物含量、固酸比、果形指數、維生素C 含量、果皮厚度,其中果形指數、果皮厚度和可滴定酸含量得分系數為負值;主成分2 得分絕對值的排列依次為果皮厚度、維生素C 含量、果形指數、固酸比、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、縱徑、單果重、可食率、橫徑,其中橫徑、單果重、可食率得分系數為負值。
表3 主成分分析法獲得的‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實指標特征值
表4 主成分分析法獲得的‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實指標特征向量
2.3.2 ‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實綜合品質的確定
根據特征向量和標準化后的數據得出2 個主成分得分的函數表達式為:
Y為綜合評價指標,利用該表達式計算出‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實在發(fā)育期各階段得分。
由表5 可知,‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實在成熟過程中綜合得分均呈逐步上升趨勢。在果實發(fā)育初期,南瓜狀臍橙果實綜合得分低于‘晚棱’,但在果實成熟中后期,南瓜狀臍橙果實得分逐漸高于‘晚棱’,說明完全成熟的南瓜狀臍橙果實品質優(yōu)于‘晚棱’。
表5 ‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實綜合評價
柑橘果實品質對其商品價值影響極大,因此果實品質評價具有重要意義。前人對柑橘果實品質的研究中,單果重、可溶性固形物含量、果形指數、維生素C 含量是品質評價的重要指標。通過連續(xù)3年觀察,南瓜狀臍橙與‘晚棱’單果重無顯著差異,其平均株產量均為60~75 kg;果實成熟前期,南瓜狀臍橙與‘晚棱’的外觀品質及內在品質幾乎無顯著差異,但果實成熟中后期,南瓜狀臍橙果皮厚度顯著小于‘晚棱’,可溶性固形物含量顯著高于‘晚棱’;果實成熟過程中南瓜狀臍橙維生素C 含量均顯著高于‘晚棱’,說明南瓜狀臍橙易剝皮、風味濃郁,且維生素C 含量高。
柑橘果實品質是一個多成分復合體,其組成因素較多,且各因素間存在著相關性和獨立性,相關性會造成信息獲取的重復,在一定程度上影響果實品質綜合評價的準確性,主成分分析可在盡量減少原有信息損失的前提下避免重復信息的干擾。本研究中,X8(維生素C 含量)、X6(果皮厚度)、X10(固酸比)、X7(可溶性固形物含量)、X2(縱徑)、X3(果形指數)6 個果實品質生理指標對‘晚棱’及南瓜狀臍橙果實品質綜合評價影響較大,有效地從果實外觀品質及果實內在品質兩方面提高了2 個臍橙品種(系)評價指標的針對性,但與雷瑩等[25]利用多元統(tǒng)計法簡化‘夏橙’果實品質的評價指標中提取出的果形指數、可溶性固形物含量、囊瓣數、維生素C 含量、果肉色調角及可溶性糖含量6 個果實品質指標,以及鮑江峰等[26]用主成分分析法選擇‘紐荷爾’臍橙品質的評價因素提取的可溶性固形物含量或果皮紅色度、可滴定酸含量、維生素C 含量、出汁率、果皮亮度值或果皮黃色度、單果重或果形指數或果皮厚度6 個評價因子的研究結果略有差異,可能原因為本研究未對臍橙果實的果皮及果肉色澤進行測定。開花后300~320 d,南瓜狀臍橙果實品質綜合評價指數Y明顯高于‘晚棱’,說明完全成熟的南瓜狀臍橙果實品質優(yōu)于‘晚棱’,與實際表現基本一致,因此,南瓜狀臍橙可以為選育晚熟臍橙新品種提供優(yōu)質材料。