唐佳佳， 李秀珍， 彭秀， 周小舟， 馮大蘭

重慶市林業(yè)科學(xué)研究院，重慶 400036

核桃(JuglansregiaL.)屬于胡桃科(Juglandaceae)胡桃屬(Juglans)植物, 它與泡核桃(J.sigillataDode)、 核桃楸(J.mandshuricaMax.)、 河北核桃(J.hopeiensisHu)以及野核桃(J.cathayensisDode)同為我國原產(chǎn)的胡桃屬植物[1]． 我國是核桃的起源中心, 已有2 000多年的栽培歷史． 核桃在我國分布甚廣, 主要分布在云南、 陜西、 河北、 山西、 新疆等地區(qū)[2-3]．

重慶市核桃的栽培面積也較大, 截至2021年底, 總面積已達(dá)到7.53萬hm2, 核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況極大地影響著重慶經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)業(yè)的發(fā)展． 目前, 在重慶核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在很多問題, 其中產(chǎn)量和品質(zhì)問題較為突出． 多年來, 重慶核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要依靠外引品種, 而外引品種在本地多表現(xiàn)為產(chǎn)量不高、 品質(zhì)參差不齊、 病蟲害嚴(yán)重等, 因此從重慶鄉(xiāng)土核桃資源中選育良種進(jìn)行推廣更具現(xiàn)實(shí)意義． 核桃也是重慶的鄉(xiāng)土樹種, 在渝東北、 渝東南等高海拔地區(qū)存在較多的野生群體, 早在 2001年, 重慶城口縣就被國家林業(yè)局命名為中國“核桃之鄉(xiāng)”, 因此從重慶本地核桃資源中選育(培育)核桃新品種或核桃良種是可行的[4-5]．

核桃是一種集脂肪、 蛋白質(zhì)、 糖類、 纖維素、 維生素5大營養(yǎng)要素于一體的優(yōu)良干果類食物, 具有很高的營養(yǎng)價(jià)值[6], 其中脂肪和蛋白質(zhì)是核桃仁的主要營養(yǎng)成分． 核桃蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為15.00%, 最高可達(dá)29.70%, 其消化率達(dá)到87.20%, 被譽(yù)為優(yōu)質(zhì)蛋白[7]． 核桃仁脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為63.00%, 最高可達(dá)76.34%． 脂肪酸主要由棕櫚酸、 硬脂酸、 油酸、 亞油酸和α-亞麻酸組成, 其中不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)90.00%; 必需脂肪酸(亞油酸和亞麻酸)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)72.00%, 其對維持身體健康、 調(diào)節(jié)身體機(jī)能有著重要的作用, 是大腦組織細(xì)胞的主要結(jié)構(gòu)脂肪, 能軟化血管、 預(yù)防高血壓和心臟病, 具有“動(dòng)脈清道夫”的美譽(yù)[8-9]． 核桃的主要經(jīng)濟(jì)收入是堅(jiān)果, 堅(jiān)果的品質(zhì)和產(chǎn)量直接影響該品種的成效, 而堅(jiān)果品質(zhì)受核桃品種、 立地環(huán)境和栽培管理等多重因素的影響, 其中核桃品種是影響核桃品質(zhì)的最重要因素之一[10]．

重慶市林業(yè)科學(xué)研究院長期致力于重慶鄉(xiāng)土核桃實(shí)生選種工作, 經(jīng)過10多年的選育, 獲得了6個(gè)適應(yīng)重慶獨(dú)特氣候的鄉(xiāng)土核桃無性系． 本文對該6個(gè)鄉(xiāng)土核桃無性系的16個(gè)堅(jiān)果品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測試分析, 旨在探明重慶鄉(xiāng)土核桃無性系堅(jiān)果的形態(tài)特征、 內(nèi)含物營養(yǎng)成分組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù), 為這些無性系成為良種及其應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)．

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

YC-2, YC-3, YC-6, YC-8, YC-10, YC-12均為重慶市林業(yè)科學(xué)研究院核桃課題組前期依據(jù)生長勢、 病害情況、 產(chǎn)量等, 在重慶市范圍內(nèi)進(jìn)行綜合評價(jià)以后, 通過單株繁育而成的無性系． 所有材料定植于該研究院核桃實(shí)驗(yàn)基地——巫溪縣菱角鎮(zhèn)店子核桃基地, 為高接換種6年生樹, 于2020年9月果實(shí)成熟期采摘, 每個(gè)無性系設(shè)置3個(gè)重復(fù), 每個(gè)重復(fù)采摘果實(shí)30個(gè)． 樣品取好后帶回實(shí)驗(yàn)室, 進(jìn)行去青皮和烘干備用．

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

電子數(shù)顯游標(biāo)卡尺(0～150 mm), 螺旋測微儀(尖頭千分尺0～25 mm), 寧波得力工具有限公司; 電子天平, 昆山優(yōu)科維特電子科技有限公司; 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(DHG-9146A), 上海一恒科學(xué)儀器有限公司; 定氮儀(FOSS 2300), 丹麥福斯; 可見分光光度計(jì)(723N), 上海精科儀器有限公司; 氣相色譜儀(Agilent 7890), 美國安捷倫．

1.3 方法

烘干堅(jiān)果后用游標(biāo)卡尺測定堅(jiān)果三徑值(縱徑、 橫徑、 側(cè)徑), 堅(jiān)果殼厚; 用電子天平直接稱質(zhì)量法測定堅(jiān)果單果質(zhì)量、 果仁質(zhì)量, 計(jì)算出仁率(KR):

式中, MK為果仁質(zhì)量, MN為堅(jiān)果單果質(zhì)量．

脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》(GB 5009.6-2016), 蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》(GB 5009.5-2016), 可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定參照《蔬菜及其制品中可溶性糖的測定 銅還原碘量法》(NY/T 1278-2007), 單寧質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定參照《水果、蔬菜及其制品中單寧含量的測定 分光光度法》(NY/T 1600-2008), 脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪酸的測定》(GB 5009.168-2016)．

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用EXCEL 2017進(jìn)行處理, 用SPSS 24.0對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較、 主成分分析． 在主成分分析中, 根據(jù)主成分函數(shù)模型計(jì)算單項(xiàng)主成分得分[11]:

Fi=A1ZX1+A2ZX2+A3ZX3+…+AnZXn

式中,Fi代表第i個(gè)主成分表達(dá)式,A1, …,An代表特征向量矩陣,ZX1, …,ZXn為標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù), 最后以每個(gè)主成分所對應(yīng)的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權(quán)重計(jì)算綜合主成分(F)[12]:

F=(λ1F1+λ2F2+…+λnFn)/(λ1+λ2+…+λn)

式中,F1, …,Fn為提取的單一主成分,λ1, …,λn為主成分對應(yīng)的特征值．

2 結(jié)果與分析

2.1 堅(jiān)果外觀品質(zhì)分析

各參試無性系堅(jiān)果的三徑均值、 單果質(zhì)量、 殼厚、 出仁率存在一定的差異(表1)． YC-8和YC-3的三徑均值高于其他無性系, 其中YC-8的三徑均值最大, 為35.16 mm; YC-6的三徑均值最小, 為28.45 mm． YC-8的單果質(zhì)量最大, 為15.18 g, 高于其他無性系且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05); YC-6的單果質(zhì)量最小, 僅為6.85 g． YC-8的殼最厚, 為1.32 mm, 高于其他無性系且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05); YC-2的殼最薄, 僅為0.96 mm． YC-3的出仁率最高, 為60.25%; 其次是YC-12, 為55.75%, 二者均高于其他無性系; YC-6的出仁率最低, 僅為50.00%．

參照《核桃 第2部分: 核桃良種選育標(biāo)準(zhǔn)》所載[13], 從單果質(zhì)量來看, 除YC-6外, 其余5個(gè)無性系均達(dá)到鮮食和干食良種標(biāo)準(zhǔn)(≥10 g)． 從殼厚看, YC-8符合干食良種標(biāo)準(zhǔn)(0.80～1.50 mm), 但不符合鮮食良種標(biāo)準(zhǔn)(0.80～1.20 mm), 其余5個(gè)無性系均符合鮮食和干食良種標(biāo)準(zhǔn)． 從出仁率來看, 6個(gè)無性系均達(dá)到鮮食和干食良種標(biāo)準(zhǔn)(≥50%)． 結(jié)果表明, 6個(gè)無性系除YC-6外, 其余無性系的堅(jiān)果外觀品質(zhì)均較高．

2.2 堅(jiān)果種仁內(nèi)含物分析

各無性系堅(jiān)果種仁的脂肪、 蛋白質(zhì)、 可溶性糖和單寧質(zhì)量分?jǐn)?shù)均存在一定的差異(表2)． YC-10, YC-2和YC-8的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于其他無性系, 且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05), 其中YC-10最高(為24.23%), 較最低的YC-6(為17.07%)高出41.94%． YC-6, YC-3和YC-8的脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于其他無性系, 其中YC-6最高(為67.63%), 較最低的YC-10(為54.40%)高出24.32%． YC-3的單寧質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低, 為10.50 mg/g． YC-2, YC-10和YC-3的可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于其他無性系, 其中YC-2可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高(為7.95%), 較最低的YC-6(為4.47%)高出77.85%．

表2 堅(jiān)果種仁內(nèi)含物分析

參照《核桃 第2部分: 核桃良種選育標(biāo)準(zhǔn)》所載[13], 6個(gè)參試無性系的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)均達(dá)到良種標(biāo)準(zhǔn); YC-2和YC-10因其脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅符合鮮食良種標(biāo)準(zhǔn)(≥50%)而未達(dá)到干食良種標(biāo)準(zhǔn)(≥60%), YC-3和YC-12符合干食和鮮食良種標(biāo)準(zhǔn)．

2.3 堅(jiān)果種仁脂肪酸組成分析

各無性系堅(jiān)果種仁脂肪酸組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在一定的差異(表3)．

表3 堅(jiān)果種仁脂肪酸組成分析 /%

棕櫚酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于5.24%～6.16%之間, 其中YC-2, YC-6, YC-8和YC-12之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義, 它們均高于YC-3和YC-10且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05), 最高的YC-8較最低的YC-10 高出17.56%． 硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于2.20%～4.41%之間, 其中YC-3最高, 高于其他無性系且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05), 較最低的YC-10高出100.45%． 花生酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于0.07%～0.10%之間, 其中YC-3和 YC-6高于其他無性系, 且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)． 油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于17.13%～30.33%之間, 其中YC-2和YC-8高于其他無性系且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05), 油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的YC-2較最低的YC-12高出77.06%． 亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于54.30%～65.20%之間, 其中YC-12最高, 高于YC-2, YC-3, YC-6和YC-8, 且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05), 較最低的YC-2高出20.07%． α-亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于6.68%～9.07%之間, 其中YC-3, YC-6, YC-10, YC-12之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義, 它們高于YC-2 和YC-8, 最高的YC-3較最低的YC-8高出35.78%． YC-8和YC-12的棕櫚烯酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于其他無性系且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)． YC-2, YC-6, YC-8和YC-10的順-11-二十碳烯酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于YC-3和YC-12且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05), 其中最高的YC-2較最低的YC-3高出40.00%．

2.4 堅(jiān)果品質(zhì)主成分分析及綜合評價(jià)

主成分的特征值和方差貢獻(xiàn)率是選擇主成分的依據(jù), 由表4可以看出, 總方差94.94%的貢獻(xiàn)來自前4個(gè)主成分, 因此可以用這4個(gè)主成分代替16個(gè)指標(biāo)來評價(jià)參試核桃無性系堅(jiān)果的綜合性狀． 第1主成分(F1)與α-亞麻酸、 亞油酸、 棕櫚酸高度正相關(guān), 與單寧、 油酸和順-11-二十碳烯酸高度負(fù)相關(guān); 第2主成分(F2)與蛋白質(zhì)、 單果質(zhì)量高度正相關(guān), 與花生酸、 硬脂酸高度負(fù)相關(guān); 第3主成分(F3)與出仁率、 三徑均值高度正相關(guān); 第4主成分(F4)與棕櫚烯酸、 脂肪、 殼厚高度正相關(guān)．

表4 堅(jiān)果品質(zhì)主成分分析

根據(jù)前4個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率和主成分得分可建立重慶鄉(xiāng)土核桃無性系堅(jiān)果性狀綜合評價(jià)的數(shù)學(xué)模型:F=(0.417×F1+ 0.279×F2+ 0.159×F3+ 0.094×F4)/0.949 4, 綜合主成分F值越高, 綜合品質(zhì)表現(xiàn)越好． 各主成分得分及優(yōu)良度排序見表5, 各無性系堅(jiān)果性狀綜合得分由高到低依次為YC-8, YC-3, YC-10, YC-6, YC-12, YC-2． 結(jié)果顯示, YC-8的三徑均值最大, 單果最重, 殼最厚, 棕櫚酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高, 可作為選育綜合品質(zhì)優(yōu)良的干食核桃無性系; YC-3的出仁率最高, 單寧質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低, 硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)和α-亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高, 可作為選育高出仁率的干鮮兩用核桃無性系; YC-10的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高, 可作為選育專門加工核桃蛋白用途的高蛋白核桃無性系．

表5 無性系主成分得分及優(yōu)良度排名

3 討論與結(jié)論

核桃的單果質(zhì)量與產(chǎn)量有較大關(guān)系, 且是核桃堅(jiān)果外觀品質(zhì)的主要指標(biāo)． 本研究中6個(gè)核桃無性系中除YC-6的單果質(zhì)量較小外, 其余較為適中, YC-8單果質(zhì)量達(dá)到15.18 g, 超過其他大多數(shù)品種[14-15], 為大果型核桃． 核桃堅(jiān)果的出仁率、 種仁脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)、 蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)等是核桃選育種的重要指標(biāo)[16], 6個(gè)參試核桃無性系堅(jiān)果的出仁率、 蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)均達(dá)到國家良種標(biāo)準(zhǔn)[13]． 出仁率最高的YC-3達(dá)到了60.25%, 高于大多數(shù)核桃品種[17-20]; 3個(gè)無性系(YC-2, YC-8和YC-10)的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于20.00%, 與其他品種相比也較高[21-22]． 在核桃的不同資源類型中, 大多蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在15.00%～23.00%之間[1], 本研究中YC-10蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)24.23%, 已超過大多核桃資源類型． 對照《核桃 第2部分: 核桃良種選育標(biāo)準(zhǔn)》[13], YC-3和YC-12均滿足鮮食和干食良種標(biāo)準(zhǔn), YC-2和YC-10滿足鮮食良種標(biāo)準(zhǔn), YC-8滿足干食良種標(biāo)準(zhǔn), YC-6因單果質(zhì)量小不滿足良種標(biāo)準(zhǔn)． 除YC-6外, 其余5個(gè)可作為進(jìn)一步選育不同用途品種的優(yōu)良無性系． 核桃堅(jiān)果品質(zhì)性狀評價(jià)的指標(biāo)較多, 依據(jù)某個(gè)或少數(shù)幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)所得的結(jié)果并不可靠, 因此需利用多指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià), 主成分分析法是目前核桃品質(zhì)綜合評價(jià)的一種有效方法[23-26]． 依據(jù)主成分分析結(jié)果, YC-8可作為選育綜合品質(zhì)優(yōu)良的干食核桃無性系, YC-3可作為選育高出仁率的干鮮兩用核桃無性系, YC-10可作為選育專門加工核桃蛋白用途的高蛋白核桃無性系．

綜上所述, 本研究對重慶市6個(gè)鄉(xiāng)土核桃無性系的堅(jiān)果品質(zhì)進(jìn)行了分析, 為重慶優(yōu)良核桃品種選育提供了重要參考, 后續(xù)將繼續(xù)對其抗性、 早實(shí)性、 豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性等方面進(jìn)行評價(jià), 以期早日獲得重慶鄉(xiāng)土核桃優(yōu)質(zhì)品種．