張東為 趙鑫丹 戈素芬 阮成江 張海旺

摘 要：【目的】為深入挖掘遼西地區(qū)沙棘種質(zhì)資源，篩選出果實品質(zhì)好的沙棘優(yōu)良單株，為沙棘野外選種及果實加工利用提供依據(jù)?！痉椒ā恳赃|西地區(qū)18 個優(yōu)良沙棘單株為原材料，對其果實的百果質(zhì)量、橫徑、縱徑、可溶性糖含量、維生素E 含量等14 個主要性狀及成分進行測定，并采用相關性分析及主成分分析方法對其果實品質(zhì)進行綜合評價?！窘Y(jié)果】18 個優(yōu)株的百果質(zhì)量為11.38 ～ 26.99 g，橫徑長為6.21 ～ 8.35 mm，縱徑長為5.46 ～7.91 mm，兩徑均值為5.84 ～ 7.85 mm，果柄長度為1.39 ～ 2.24 mm，果糖、葡萄糖和可溶性糖含量分別為4.07 ～21.27、1.04 ～ 13.70 和36.82 ～ 78.65 mg·g-1 FW，維生素E 含量為42.43 ～ 145.61 μg·g-1 FW，可溶性固形物含量為8.83% ～ 18.23% FW，總酚含量為5.07 ～ 10.74 mg·g-1 FW，可滴定酸含量為1.65% ～ 3.63% FW，類胡蘿卜素含量為0.08 ～ 0.36 mg·g-1 FW，總黃酮含量為1.59 ～ 11.07 mg·g-1 FW。沙棘果實主要性狀及成分有明顯相關性，經(jīng)主成分分析將14 個品質(zhì)性狀綜合成4 個主成分因子，其累積貢獻率可達81.514%，第1 主成分（果形因子）的特征值為4.919，方差貢獻率為35.138%；第2 主成分（甜度因子）的特征值為2.755，方差貢獻率為19.679%；第3 主成分（營養(yǎng)因子）的特征值為2.149，方差貢獻率為15.349%；第4 主成分（活性因子）的特征值為1.589，方差貢獻率為11.346%。【結(jié)論】經(jīng)綜合評價篩選出6 個綜合得分高的沙棘優(yōu)株，即JP17、JP15、JP18、JP16、JP14 和JP10，可通過深入研究作為遼西地區(qū)推廣種植的中國沙棘優(yōu)良品種。

關鍵詞：沙棘；果實品質(zhì)；主成分分析；綜合評價

中圖分類號：S793.6 文獻標志碼：A 文章編號：1003—8981（2023）02—0001—10

沙棘Hippophae rhamnoides L. 是胡頹子科沙棘屬落葉灌木或小喬木[1]。沙棘屬植物分為6 個種12 個亞種，分布于全球52 個國家。我國分布有6個種8 個亞種，是世界上天然沙棘種質(zhì)資源最豐富的國家，也是人工種植沙棘面積最大的國家[2]。Luntraru 等[3] 研究發(fā)現(xiàn)沙棘果汁中含有多酚、黃酮、脂肪酸等成分，同時還含有Zn、Cu、Mn、Ca 和Fe 等礦物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)沙棘黃酮可通過調(diào)節(jié)Nrf2途徑防止酒精誘導的腸道屏障功能障礙[4]，并具有抗腫瘤活性[5]。張曉慧等[6] 研究發(fā)現(xiàn)沙棘果實多糖具有保肝和抗病毒的功能。葛亮等[7] 研究發(fā)現(xiàn)沙棘果實中的蘋果酸和奎寧酸有很強的抗氧化活性，可有效清除DPPH 自由基及ABTS 陽離子自由基。胡高爽等[8] 報道沙棘中的維生素E 具有防治胃潰瘍、延緩衰老、預防動脈硬化等作用。

隨著生活水平的不斷提高，人們對沙棘產(chǎn)品的加工利用需求日益增長[9]，篩選優(yōu)良品種對生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)沙棘以及沙棘產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展具有重要意義。范秀娟[10] 通過測定山西43 個沙棘品種的保存率及生長情況篩選出yy-01、yy-11 和yy-29 這3 個適合山西景尚林場選育的沙棘品種。陳漢鑫等[11]測定山西45 個沙棘單株的主要性狀及成分，結(jié)果表明采集于交城的27 號單株表現(xiàn)最優(yōu)，為沙棘資源的開發(fā)利用和良種培育提供了理論依據(jù)。唐克[12]通過測定不同品種沙棘葉片的茶多酚、咖啡因、蛋白質(zhì)、總黃酮等成分含量，篩選出株系TF2-27更適合作為沙棘茶葉用品種，為我國沙棘茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了品種參考。胡建忠等[13] 對采自西藏、新疆、青海、甘肅等地野生的8 個品種沙棘的果肉、籽和全果的總黃酮含量進行測定，結(jié)合我國目前人工種植沙棘的情況，篩選出適合不同地區(qū)種植的沙棘品種，推動沙棘種植地區(qū)經(jīng)濟社會的高質(zhì)量發(fā)展。張東為等[14] 和戈素芬等[15] 通過測定8個俄羅斯大果沙棘品種在遼西半干旱地區(qū)的植株保存率、生長狀況、果實性狀等指標，篩選出表現(xiàn)最好的兩個引進的俄羅斯大果沙棘品種201301和201308，該研究結(jié)果為豐富遼西地區(qū)沙棘良種資源、提高沙棘建園質(zhì)量和效益提供了重要參考。為深入挖掘遼西地區(qū)沙棘種質(zhì)資源，本研究采集遼寧省建平縣18 個中國沙棘的優(yōu)良單株（以下簡稱優(yōu)株），采用主成分分析方法，對其主要性狀及成分進行測定分析，并依據(jù)多個主成分構成的綜合指標評價沙棘果實品質(zhì)，為深入開發(fā)利用沙棘資源和沙棘新品種選育奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料均采自遼寧省建平縣。供試沙棘編號、位置及果實特性見表1。

1.2 沙棘果實采集和測定

果實樣品于2021 年10 月18—20 日采集，在野外選擇具有結(jié)實性狀優(yōu)良、生長健壯、果實干凈整潔無病蟲害的中國沙棘優(yōu)良單株，將果實連同枝條一并采集，并盡快帶回實驗室進行測定。對各優(yōu)株隨機選取300 粒健康果實，平均分成3 組，測定百果質(zhì)量，從每個單株中隨機抽取30 粒果實，測定果實縱徑、橫徑、果柄長，使用精度為0.01 g的電子天平測量果實質(zhì)量，使用精度為0.02 mm的電子游標卡尺測量果實的縱橫徑、果柄長。

采用蒽酮法測定樣品可溶性總糖、葡萄糖、果糖含量[16]；采用維生素E 試劑盒測定樣品維生素E 含量；采用折射儀法測定樣品可溶性固形物含量[17]；采用福林酚比色法測定樣品總酚含量[18]；采用酸堿滴定法測定樣品可滴定酸含量[19]；采用乙醇浸提，比色法測定樣品類胡蘿卜素含量[20]；采用硝酸鋁－亞硝酸鈉法測定樣品總黃酮含量[21]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 25.0 軟件進行相關性分析、差異顯著性分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同優(yōu)株沙棘果實主要性狀

18 個沙棘優(yōu)株果實的主要性狀見表2。由表2可知，不同優(yōu)株沙棘的百果質(zhì)量為11.38 ～ 26.99 g，其中8 個優(yōu)株百果質(zhì)量超過20 g，依次為JP15、JP04、JP17、JP08、JP14、JP16、JP07 和JP10；JP03 百果質(zhì)量最小，僅為11.38 g。不同優(yōu)株沙棘果實的橫徑長為6.21 ～ 8.35 mm， 其中JP15和JP17 的橫徑長超過8 mm；不同優(yōu)株沙棘果實的縱徑長為5.46 ～ 7.91 mm，其中JP10、JP15、JP01 和JP05 等4 個優(yōu)株的縱徑長超過7 mm；從兩徑均值來看，不同優(yōu)株果實兩徑均值均未超過8 mm， 超過7 mm 的有11 株， 其中JP15 兩徑均值最大，達到7.85 mm。不同優(yōu)株的果柄長度為1.39 ～ 2.24 mm，其中7 個優(yōu)株果柄長超過2 mm， 分別為JP07、JP03、JP09、JP06、JP04、JP10 和JP05。18 個優(yōu)株的果形指數(shù)為0.81 ～ 1.08，根據(jù)張建國等[22] 的劃分標準，果形指數(shù)＜ 0.90 為扁圓形，果形指數(shù)在0.91 ～ 1.10 為圓形。由此可知，優(yōu)株JP01、JP05、JP06、JP10、JP11 和JP18 沙棘果實為圓形，其余優(yōu)株沙棘果實為扁圓形。

2.2 不同優(yōu)株沙棘果實主要成分

不同優(yōu)株沙棘果實主要成分如表3 所示。從表3 中可看出，不同優(yōu)株果實主要成分含量差異顯著（P ＜ 0.05）?？扇苄蕴呛繛?6.82 ～78.65 mg·g-1 FW，其中JP02、JP03、JP11、JP09 這4 個單株可溶性糖含量超過70 mg·g-1 FW，分別為78.65、74.06、72.22、70.15 mg·g-1 FW。18 個優(yōu)株沙棘果實果糖含量和葡萄糖含量分別為4.07 ～21.27、1.04 ～ 13.70 mg·g-1 FW，各優(yōu)株果糖含量均高于其葡萄糖含量；果糖含量較高的5 個優(yōu)株分別為JP16、JP07、JP18、JP11、JP10，葡萄糖含量較高的5 個優(yōu)株分別為JP10、JP17、JP18、JP13、JP07，其中優(yōu)株JP07、JP10 和JP18 的兩種糖含量均較高。18 個優(yōu)株沙棘果實維生素E 含量為42.43 ～ 145.61 μg·g-1 FW，含量較高的5 個優(yōu)株為JP02、JP17、JP08、JP05、JP18，分別為145.61、121.46、116.90、110.00、88.91 μg·g-1 FW。18 個優(yōu)株沙棘果實可溶性固形物和可滴定酸含量分別為8.83% ～ 18.23%、1.65% ～ 3.63% FW，可溶性固形物含量較高的5 個優(yōu)株分別為JP16、JP18、JP11、JP13、JP07，其含量分別為18.23%、17.63%、17.27%、15.53%、15.33% FW；可滴定酸含量較高的5 個優(yōu)株分別為JP18、JP17、JP15、JP13、JP14，其含量分別為3.63%、3.45%、3.42%、3.09%、3.04% FW。18 個優(yōu)株沙棘果實總酚含量為5.07 ～ 10.74 mg·g-1 FW， 其中JP06、JP15、JP18、JP11、JP09 這5 個優(yōu)株總酚含量較高，分別為10.74、10.48、10.18、10.11、9.12 mg·g-1 FW。18 個優(yōu)株沙棘果實類胡蘿卜素和總黃酮含量分別為0.08 ～ 0.36、1.59 ～ 11.07 mg·g-1 FW，類胡蘿卜素含量較高的5 個優(yōu)株分別為JP05、JP17、JP08、JP02、JP18，其含量分別為0.36、0.34、0.27、0.26、0.23 mg·g-1 FW；總黃酮含量較高的5 個優(yōu)株分別為JP02、JP12、JP13、JP05、JP11，其含量分別為11.07、8.83、8.06、7.99、7.90 mg·g-1 FW。

2.3 不同優(yōu)株沙棘果實品質(zhì)相關性分析

采用Pearson 法對不同優(yōu)株沙棘果實主要性狀及成分進行相關性分析（表4）。由表4 可知，沙棘果實的百果質(zhì)量與橫徑、縱徑、兩徑均值呈現(xiàn)出極顯著的正相關性（P＜ 0.01），與可溶性糖含量、總黃酮含量呈現(xiàn)出極顯著的負相關性（P ＜ 0.01）；橫徑與縱徑、兩徑均值呈現(xiàn)出極顯著的正相關性（P ＜ 0.01），與可溶性糖含量呈現(xiàn)出顯著負相關性（P ＜ 0.05），與總黃酮含量呈現(xiàn)出極顯著的負相關性（P ＜ 0.01）；縱徑與兩徑均值呈現(xiàn)出極顯著的正相關性（P ＜ 0.01），與可溶性糖含量呈現(xiàn)出顯著負相關性（P ＜ 0.05）；兩徑均值與可溶性糖含量、總黃酮含量呈現(xiàn)出顯著負相關性（P ＜ 0.05）；果柄長與可滴定酸含量呈現(xiàn)出極顯著的負相關性（P ＜ 0.01）；果糖含量與可溶性糖含量、可溶性固形物含量呈現(xiàn)出極顯著的正相關性（P ＜ 0.01）；可溶性糖含量與可溶性固形物含量呈現(xiàn)出顯著的正相關性（P ＜ 0.05）；VE含量與類胡蘿卜素含量呈現(xiàn)出極顯著的正相關性（P ＜ 0.01）；總酚含量與可滴定酸含量呈現(xiàn)出極顯著的正相關性（P ＜ 0.01）；可滴定酸含量與總黃酮含量呈現(xiàn)出顯著的負相關性（P ＜ 0.05）。不同優(yōu)株沙棘果實各性狀及成分之間有明顯的相關性且相互影響。

從表4 可知，不同優(yōu)株果實主要性狀及成分之間有明顯的相關性，若直接利用相關指標對沙棘果實進行評價，會出現(xiàn)大量信息重疊，而主成分分析能夠?qū)⑾嚓P性較強的多種變量進行降維分析，用少量的因素詮釋多種指標間的關系。故采用主成分分析法對沙棘果實進行綜合評價。

2.4 不同優(yōu)株果實品質(zhì)主成分分析

根據(jù)方差初始特征值＞ 1 的原則提取主成分，對不同優(yōu)株果實14 個主要性狀及成分指標進行主成分分析（表5）。表5 結(jié)果表明，前4 個主成分特征值＞ 1，累計方差貢獻率為81.514%，說明這4 個因子可以代替原始的14 個指標，能夠較全面地反映沙棘果實的品質(zhì)。第1 主成分的特征值為4.919，方差貢獻率為35.138%，其中百果質(zhì)量、兩徑均值、橫徑及縱徑的因子載荷量最大（表6），這些指標均與果形有關，因此，稱其為果形因子；第2 主成分的特征值為2.755，決定第2 主成分大小的主要是可溶性固形物含量、果糖含量、可溶性糖含量和葡萄糖含量，其載荷值分別為0.942、0.925、0.562 和0.544，貢獻率為19.679％，糖含量與果實甜度有關，因此稱為甜度因子；第3 主成分的特征值為2.149，方差貢獻率為15.349%，其中維生素E 含量和類胡蘿卜素含量因子載荷量最大，維生素E 是果實重要的營養(yǎng)成分之一，故稱為營養(yǎng)因子；第4 主成分的特征值為1.589，方差貢獻率為11.346%，其中總酚含量因子載荷量最大，而抗氧化活性與總酚含量存在極顯著相關性[23]，因此第4 主成分稱為活性因子。

2.5 不同優(yōu)株果實品質(zhì)的綜合評價

根據(jù)主成分分析法，計算4 個主成分與原14項果實品質(zhì)指標的標準化數(shù)據(jù)的線性組合，即各主成分的表達式為：

Y1=0.42Z1+0.41Z2+0.34Z3+0.42Z4-0.26Z5-0.05Z6+0.06Z7-0.30Z8+0.03Z9+0.03Z10+0.07Z11+0.29Z12+0.07Z13-0.32Z14；

Y2=-0.06Z1-0.02Z2-0.05Z3-0.04Z4-0.13Z5+0.56Z6+0.33Z7+0.34Z8-0.11Z9+0.57Z10+0.18Z11+0.21Z12-0.04Z13-0.17Z14；

Y3=-0.12Z1+0-0.23Z3-0.13Z4-0.30Z5-0.15Z6+0.07Z7+0.06Z8+0.60Z9-0.03Z10+0.20Z11+0.27Z12+0.56Z13+0.12Z14；

Y4=0.07Z1+0.11Z2+0.23Z3+0.19Z4+0.23Z5+0.14Z6+0.44Z7+0.20Z8+0.20Z9-0.03Z10-0.57Z11-0.31Z12+0.34Z13+0.10Z14。

單一主成分難以對沙棘果實品質(zhì)做出全面地評價，因此，以主成分貢獻率為權，根據(jù)4 個主成分的貢獻率和主成分得分，建立果實品質(zhì)綜合評價數(shù)學模型，即：F=0.35138Y1+0.19679Y2+0.15349Y3+0.11346Y4根據(jù)4 個主成分的線性組合以及綜合得分公式，求得18 個不同優(yōu)株果實的主成分得分和綜合得分，如表7 所示。從表7 中可以看出各個指標在不同優(yōu)株中所處的位置與比重，從而較直觀地判斷某一優(yōu)株的優(yōu)劣。

由表7 可知，18 個不同優(yōu)株果實中，果形因子得分最高的6 個優(yōu)株分別為JP15、JP17、JP14、JP16、JP18、JP08； 甜度因子得分最高的6 個優(yōu)株分別為JP18、JP16、JP11、JP10、JP13、JP17；營養(yǎng)因子得分最高的6 個優(yōu)株分別為JP02、JP17、JP05、JP08、JP18、JP13；活性因子得分最高的6 個優(yōu)株分別為JP10、JP07、JP06、JP05、JP17、JP02。因此，可依據(jù)不同的應用目標對沙棘優(yōu)株進行定向選育，有針對性地開發(fā)利用。從綜合品質(zhì)來看，綜合主成分分值越高，綜合品質(zhì)表現(xiàn)越好，綜合得分排名前6 的優(yōu)株依次為：JP17、JP15、JP18、JP16、JP14、JP10。

3 討 論

通過對采自野外的18 個供試不同中國沙棘優(yōu)良單株的果實14 個主要性狀及成分的測定結(jié)果可以看出，不同優(yōu)株果實品質(zhì)存在較大差異，各品質(zhì)指標間具有明顯的相關性且相互影響。其中，沙棘果實的百果質(zhì)量與橫徑、縱徑、兩徑均值呈現(xiàn)出極顯著的正相關性（P ＜ 0.01），與可溶性糖含量、總黃酮含量呈現(xiàn)出極顯著的負相關性（P ＜ 0.01），說明沙棘果實越大，可溶性糖含量及黃酮含量反而越低，這與安雄韜[24]、鄧世榮等[25]的研究結(jié)果一致。安雄韜對山西5 個品種大果沙棘及中國沙棘果實品質(zhì)進行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)無刺豐和雜交3 號的百果質(zhì)量最大，而黃酮含量偏低，中國沙棘的百果質(zhì)量最小，而黃酮含量最高；鄧世榮對新疆大果沙棘果實品質(zhì)進行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)百果質(zhì)量最大的品種為深秋紅，其糖含量最低，而新棘2 號糖含量最高，其百果質(zhì)量最小。

通過主成分分析，將18 個優(yōu)株的果實的14個品質(zhì)性狀指標轉(zhuǎn)化為4 個主成分，代表主要沙棘品質(zhì)的81.514% 的信息量。4 個主成分包含了果實果形因子、甜度因子、營養(yǎng)因子、活性因子等沙棘果實品質(zhì)的多個方面，能比較客觀地反映沙棘果實的品質(zhì)。本研究分別篩選出不同因子得分最高的優(yōu)株及綜合得分最高的優(yōu)株，可根據(jù)不同需求對沙棘優(yōu)株有針對地進行培育。18 個優(yōu)株中，JP02、JP17、JP05 和JP08 為紅果沙棘，JP12 為橙紅果沙棘，其余13 個優(yōu)株均為黃果沙棘，本研究發(fā)現(xiàn)這4 個紅果沙棘在第三主成分（營養(yǎng)因子）的排名依次為第1、第2、第3 和第4，橙紅果沙棘在第三主成分排名為第7，研究結(jié)果表明紅果沙棘的營養(yǎng)價值更高，這為沙棘品種選育及果實加工利用方面提供了重要參考價值。運用主成分分析篩選優(yōu)株能夠簡化程序，避免性狀相關性的影響以及出現(xiàn)大量信息重疊。何小三等[26] 運用主成分分析法選育果用木通優(yōu)良家系，評價結(jié)果初步確定3 個優(yōu)良家系，分別為8 號（江西省崇義縣茶灘鄉(xiāng)黃鰍洞）、6 號（江西省上猶縣陡水鄉(xiāng)紅星村）和9 號（江西省永修縣燕山鄉(xiāng)長坑村）；郭學斌[27]運用主成分分析法評價山西省中國沙棘天然種群優(yōu)樹的綜合性狀，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隰縣種群優(yōu)樹的綜合性狀表現(xiàn)最好；張曉敏[28] 運用主成分分析法對園林綠化植物沙棘的耐鹽品種進行篩選，結(jié)果發(fā)現(xiàn)雜優(yōu)雄1 號耐鹽性最好。說明主成分分析法在一定程度上為不同品種沙棘的品質(zhì)鑒定、合理利用及品種選擇提供了重要的理論依據(jù)。

本研究僅對建平縣部分地區(qū)的中國沙棘優(yōu)株的果實的主要性狀和成分進行了測定分析，測定指標有限，后續(xù)的相關研究應補充測定果實的結(jié)實密度、維生素C 含量、氨基酸含量等更多指標，以期能更全面的反映沙棘不同品種的綜合特性，并對沙棘果實中所含多酚、黃酮類等物質(zhì)的單一組分進行定性定量分析，為沙棘資源的深度開發(fā)利用提供更多參考。

4 結(jié) 論

本研究采用主成分分析法綜合評價了遼西地區(qū)建平縣沙棘果實的品質(zhì)，結(jié)果表明18 個供試不同優(yōu)株中JP17、JP15、JP18、JP16、JP14、JP10是果實品質(zhì)較為優(yōu)良的品種，可通過后續(xù)的區(qū)域試驗、綜合評價等，篩選出適宜在遼西地區(qū)種植的中國沙棘優(yōu)良品種，并在生產(chǎn)中推廣應用。

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[ 本文編校：李義華]