李碧琳,黃佳聰,曹子林,蔣華,李根前
(1 西南林業(yè)大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院,云南昆明650224)(2 云南省保山市林業(yè)和草原技術(shù)推廣站)(3 西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院)
余甘子(Phyllanthus emblicaL.)屬大戟科(Euphorbiaceae)葉下珠屬(Phyllanthus)四倍體植物,是一種熱帶常綠落葉小喬木[1]。其起源于亞洲熱帶東南部,從喜馬拉雅山到斯里蘭卡、馬六甲海峽以及我國南部等地區(qū)均有分布,分布區(qū)涵蓋東經(jīng)70~122°、北緯1~29°的熱帶、亞熱帶地區(qū)[2]。余甘子果實富含蛋白質(zhì)、甘氨酸、丙氨酸等化學(xué)成分多達(dá)88 種,被《藏藥標(biāo)準(zhǔn)》《中華人民共和國藥典》收載為主清熱利咽、潤肺化痰、健胃消食、抗衰老、抗氧化等藥用植物,也被聯(lián)合國衛(wèi)生組織指定為待推廣種植的保健植物之一[3]。國內(nèi)學(xué)者關(guān)于余甘子的研究集中在生物學(xué)、藥理學(xué)、資源及開發(fā)利用等方面[4-7],對不同地區(qū)、不同品種和自然群居種群的果實品質(zhì)研究頗多,均認(rèn)為不同余甘子種質(zhì)資源(品種)果實外觀性狀、營養(yǎng)成分含量的研究有助于掌握植物基因型差異及種質(zhì)資源遺傳特性,是各地余甘子開發(fā)利用和生產(chǎn)中良種選育及評價的主要依據(jù)[8-12]。
云南省余甘子野生資源及栽培分布總量占全國余甘子資源首位[7],栽植面積超過1.7 萬hm2,年農(nóng)業(yè)產(chǎn)值約1.6 億元[1,9]。規(guī)?;_發(fā)利用促進(jìn)了云南省余甘子種質(zhì)資源多樣性的探索及優(yōu)良品種的發(fā)掘,2013—2020 年在云南省保山市先后選育出的良種保山1號[13]、保山2號[14]、保山3號[15]、高黎貢山[16-17]余甘子均具有早實、果個大、肉質(zhì)酥脆、口感好等優(yōu)良特性,受到果農(nóng)和政府部門關(guān)注[1,6,9]。然而,當(dāng)前對滇西主栽的4 個余甘子良種果實品質(zhì)分析及綜合評價相關(guān)研究尚屬空白,在一定程度上限制了余甘子優(yōu)良品種的適應(yīng)性選擇,對余甘子開發(fā)利用效果有一定影響。為此,對滇西地區(qū)主栽的上述4 個良種9 個果實外觀性狀和8 個營養(yǎng)成分指標(biāo)進(jìn)行檢測、分析及綜合評價,以期為余甘子良種推廣應(yīng)用、果實品質(zhì)評價提供科學(xué)依據(jù)。
位于云南省保山市隆陽區(qū)潞江鎮(zhèn)孟柳村鐵廠坡,地處東經(jīng)99°3′30″、北緯24°58′14″,海拔800 m,屬南亞熱帶干熱河谷季風(fēng)性氣候,年平均氣溫21.3~22.6 ℃,年平均濕度70%~80%,平均年降水量845 mm。
試材采集地余甘子栽植面積20 hm2,7 年生,盛果期,主栽品種為高黎貢山、保山1 號、保山2號、保山3 號,平均樹高分別為3.6、2.9、3.2、3.9 m,地徑分別為9.4、6.7、9.1、11.0 cm,每平方米樹冠垂直投影果實產(chǎn)量分別為5.7、4.7、5.4、7.9 kg。選擇基地內(nèi)生長結(jié)果正常,樹冠大小、樹勢基本一致的植株作為樣株,于樣株樹冠中上部的東、南、西、北4 個方向采摘30 粒成熟度一致、生長正常、無病蟲害果實作樣品進(jìn)行測定。
樣果于采摘當(dāng)天完成外觀性狀測定后,置于-40 ℃冰箱凍存待用檢測營養(yǎng)成分指標(biāo)。
逐果稱重及測量,使用電子天平(精度0.001 g)稱重,電子游標(biāo)卡尺(精度0.01 mm)測量直徑。單個果實稱重,測量縱徑、橫徑后,用小刀將果肉及果核剝離,稱量單果果肉重和果核重,測量果肉厚度、果核縱徑、果核橫徑。計算果形指數(shù)。
果形指數(shù)=果實縱徑/果實橫徑
沒食子酸、總糖、還原糖、總酸、維生素C、水分、粗纖維、可溶性固形物含量分別按《中華人民共和國藥典》2015 年版一部[18]、GB 5009.8—2016[19]、GB 5009.7—2016[20]、GB 12456—2021[21]、GB 5009.86—2016[22]、GB 5009.3—2016[23]、GB/T 5009.10—2003[24]、GB/T 13867—1992[25]規(guī)定的方法進(jìn)行測定,重復(fù)測定3 次。
采用Excel 2016 及SPSS 22.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、相關(guān)性分析與LSD 多重比較。
LSD 多重比較結(jié)果表明(表1、表2),4 個余甘子品種的9 個果實外觀性狀間及8 個果實營養(yǎng)成分指標(biāo)間的變異基本達(dá)到顯著水平,說明不同品種間果實性狀具有顯著差異。外觀性狀以單果果核重變異系數(shù)(22.36%)最大,保山1 號、保山2 號單果果核重比保山3 號重42.3%。果實營養(yǎng)成分以沒食子酸含量變異系數(shù)(31.25%)最大,保山3 號沒食子酸含量比高黎貢山高175.0%。由此可見,單果果核重、沒食子酸含量對余甘子果實性狀具有顯著影響,在余甘子良種選育中應(yīng)作為關(guān)鍵指標(biāo)予以重點關(guān)注。
表1 4 個余甘子品種外觀性狀多重比較分析
表2 4 個余甘子品種果實營養(yǎng)成分多重比較分析
2.2.1 外觀性狀相關(guān)性
由表3 可知,果核縱徑與果形指數(shù),果核橫徑與果實縱徑,果肉厚度與果形指數(shù)、單果果核重、果核縱徑、果核橫徑相關(guān)性均不顯著,其他外觀性狀間相關(guān)性均達(dá)顯著或極顯著水平。
表3 果實外觀性狀間的Pearson 相關(guān)性分析
2.2.2 營養(yǎng)成分相關(guān)性
由表4 可知,沒食子酸含量與總糖、總酸、可溶性固形物含量均呈極顯著正相關(guān),與維生素C、粗纖維含量均呈極顯著負(fù)相關(guān);而維生素C 含量與還原糖含量呈極顯著正相關(guān),與總酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。說明余甘子果實中的2 個關(guān)鍵的成分指標(biāo)沒食子酸含量與維生素C 含量是一對矛盾體,可溶性固形物含量高的果實沒食子酸含量高但維生素C含量低,而可溶性固形物含量為野外可快速測定指標(biāo),這一點應(yīng)在野外資源調(diào)查中加以應(yīng)用。
表4 果實營養(yǎng)成分間的Pearson 相關(guān)性分析
2.2.3 外觀性狀與營養(yǎng)成分間相關(guān)性
除果核縱徑與水分含量顯著相關(guān)外,果實所有外觀性狀均與水分、沒食子酸、總糖、粗纖維、可溶性固形物含量無顯著相關(guān)性;維生素C 含量與單果重、單果果肉重均呈極顯著正相關(guān),說明較大果 實更具有培育高維生素C 含量品種的傾向(表5)。
表5 果實品質(zhì)指標(biāo)的Pearson 相關(guān)性分析
對4 個余甘子全部性狀指標(biāo)進(jìn)行主成分分析。結(jié)果顯示,有4 個主成分的特征值大于1,對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率分別為45.108%、19.228%、11.792%、8.365%,4 個主成分累計貢獻(xiàn)率達(dá)84.493%(表6)。第1 主成分中占權(quán)重較大的外觀性狀有單果重、果實縱徑、果實橫徑、果肉厚度和單果果肉重,營養(yǎng)成分有維生素C、還原糖含量;第2 主成分中占權(quán)重較大的指標(biāo)有總糖、可溶性固形物含量;第3 主成分中占權(quán)重較大的指標(biāo)有沒食子酸含量和果核橫徑;第4 主成分中占權(quán)重較大的指標(biāo)為粗纖維含量。
根據(jù)表6 結(jié)果,用各指標(biāo)變量對應(yīng)的主成分載荷矩陣值除以主成分相對應(yīng)的特征值開平方根,得到4 個主成分中每個指標(biāo)所對應(yīng)的系數(shù),構(gòu)建4 個主成分的評價公式:
表6 果實品質(zhì)指標(biāo)主成分載荷系數(shù)、特征值和貢獻(xiàn)率
式中X1~X17分別為各果實品質(zhì)指標(biāo)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值,Y1、Y2、Y3、Y4分別為第1主成分、第2 主成分、第3 主成分、第4 主成分的評分值。
以4 個主成分對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重,由主成分得分和對應(yīng)的權(quán)重線性加權(quán)求和,得出4 個余甘子品種的綜合評價模型:
以上述公式計算得到4個余甘子品種果實各主成分和綜合評價分?jǐn)?shù)(表7),第1 主成分果實大小、重量及維生素C、還原糖含量得分最高的為保山1號;第2 主成分果實總糖、可溶性固形物含量得分最高的為保山3 號;第3 主成分沒食子酸含量和果核橫徑得分最高的為保山2 號;第4 主成分粗纖維含量得分最高的為保山3 號。綜合評價得分最高的為保山3 號,綜合評價分值由高到低順序為保山3號>保山2 號>保山1 號>高黎貢山。
表7 4 個余甘子品種果實品質(zhì)指標(biāo)提取各主成分的得分
果實外觀性狀變異是物種遺傳變異的表現(xiàn)形式,也是基因型和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果[26]。外觀性狀多樣性研究是植物遺傳多樣性研究中最直觀和基礎(chǔ)的方法,能夠簡便、快捷地對遺傳資源作出評價[27]。研究結(jié)果顯示,4 個余甘子品種外觀性狀變異豐富,與王德源等[28]、瞿文林等[29]研究結(jié)果一致;果實水分含量80.97%~86.13%,略低于福建、廣東等地余甘子果實水分含量(88.45%)[11],說明云南省余甘子干物質(zhì)含量較高;總糖、還原糖含量之間差異顯著,與艾鋒[30]的研究結(jié)果一致;余甘子果實富含耐熱高穩(wěn)定性的維生素C[31-32],4 個品種維生素C 含量為3 700.96~4 369.38 mg/kg,低于福建省藍(lán)田粉甘果實維生素C含量[32];果實粗纖維含量為1.47%~2.61%,與趙瓊玲等[33]的研究結(jié)果相當(dāng)。
研究結(jié)果顯示,果形指數(shù)與單果重呈極顯著負(fù)相關(guān),與單果果肉重呈顯著負(fù)相關(guān),說明高樁長形果實的果肉率較高并易于選擇培育大果型品種。余甘子作為藥食同源、保健品及飼源利用為主的經(jīng)濟林果,沒食子酸含量和維生素C 含量是衡量品種優(yōu)良性狀的關(guān)鍵指標(biāo),研究結(jié)果顯示,沒食子酸含量與可溶性固形物含量呈極顯著正相關(guān),與維生素C含量呈極顯著負(fù)相關(guān),即沒食子酸含量高的果實其維生素C 含量低,反之亦然;而可溶性固形物含量為野外可快速測定指標(biāo),這一點應(yīng)在野外資源調(diào)查中加以靈活應(yīng)用。研究結(jié)果同時顯示,果實外觀性狀與營養(yǎng)成分指標(biāo)間相關(guān)性較小,說明果實外觀性狀對果實營養(yǎng)成分指標(biāo)基本不構(gòu)成影響,這與大量的資源調(diào)查及檢測分析結(jié)果是一致的。
對余甘子果實9 個外觀品質(zhì)指標(biāo)和8 個內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價,提取出4 個主成分,累計貢獻(xiàn)率84.493%,能夠較好地反映余甘子的品質(zhì)指標(biāo),得到各個品種余甘子果實的綜合評分順序為保山3號>保山2 號>保山1 號>高黎貢山。保山3 號得分值排名第一,其果形近圓形,沒食子酸、總糖、還原糖、可溶性固形物含量最高。