摘 要：【目的】探究‘塞外紅’果實(shí)品質(zhì)的花粉直感效應(yīng)，為篩選‘塞外紅’最佳授粉品種提供參考。【方法】2022 年，在內(nèi)蒙古通遼市‘塞外紅’果園以‘龍冠’‘K9’‘山丁子’‘龍豐’‘紅肉’‘紫秋香’‘金紅’‘岳艷’‘秦冠’共9 個(gè)品種的花粉為9 年生‘塞外紅’進(jìn)行人工授粉，并對(duì)其果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析與評(píng)價(jià)。【結(jié)果】采用9 個(gè)品種的花粉為‘塞外紅’人工授粉對(duì)‘塞外紅’果實(shí)品質(zhì)均有不同程度影響，變異系數(shù)為5.37% ～ 72.29%；果實(shí)坐果率均高于自然授粉果實(shí)，且差異顯著；果實(shí)單果質(zhì)量均高于自然授粉果實(shí)，且差異顯著；果實(shí)可溶性固形物含量均低于自然授粉果實(shí)，除‘紫秋香’外，與自然授粉果實(shí)的差異顯著；除‘金紅’外，果實(shí)可溶性糖含量均高于自然授粉果實(shí)，且差異顯著；不同品種授粉的‘塞外紅’果實(shí)香氣成分中醛類、酯類、醇類、酮類（除‘山丁子’）、酸類和其他類的相對(duì)含量均高于自然授粉果實(shí)，其中‘龍豐’和‘紫秋香’授粉的‘塞外紅’果實(shí)中具有較濃果香味的酯類香氣成分含量顯著高于自然授粉果實(shí)。在9 個(gè)品種中‘紫秋香’授粉的‘塞外紅’果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的綜合評(píng)分最高。【結(jié)論】各授粉品種對(duì)‘塞外紅’蘋果果實(shí)的單果質(zhì)量、坐果率、可溶性糖含量、維生素C 含量及香氣成分相對(duì)含量的影響顯著，表現(xiàn)出明顯的花粉直感效應(yīng)，其中‘紫秋香’為‘塞外紅’的最佳授粉品種。

關(guān)鍵詞：‘塞外紅’；果實(shí)品質(zhì)；香氣成分；花粉直感；主成分分析；授粉品種

中圖分類號(hào)：S661.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1003—8981（2023）04—0022—09

‘塞外紅’Malus domesitca cv. Saiwaihong，又名“雞心果”“錦繡海棠”，是內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市林業(yè)和草原科學(xué)研究所選育的抗寒優(yōu)質(zhì)寒地特色小蘋果新品種，2012 年10 月通過(guò)內(nèi)蒙古自治區(qū)林木良種認(rèn)定，2018 年3 月通過(guò)國(guó)家林木品種審定，成為內(nèi)蒙古自治區(qū)唯一通過(guò)國(guó)家審定的寒地蘋果品種。該品種果實(shí)呈闊圓錐形，平均單果質(zhì)量58.3 g，果體全面著鮮紅色，色澤艷麗，上覆濃密果粉。果肉淡黃，肉質(zhì)緊脆，多汁，酸甜適口，并伴有濃郁的香味，品質(zhì)優(yōu)良[1-2]。隨著‘塞外紅’品種的育成，以科爾沁區(qū)、開魯縣、庫(kù)倫旗和科爾沁左翼中旗的科爾沁沙地栽培為主的產(chǎn)區(qū)栽培面積迅速擴(kuò)大至2 萬(wàn)多hm2，豐產(chǎn)期產(chǎn)量可達(dá)30 t/hm2 左右，效益達(dá)12 萬(wàn)元/hm2以上，優(yōu)質(zhì)果供不應(yīng)求，已經(jīng)形成了穩(wěn)定的市場(chǎng)?？茽柷呱车睾靥厣√O果‘塞外紅’產(chǎn)業(yè)的崛起，不但為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革注入了強(qiáng)勁活力，而且在科爾沁沙地防風(fēng)固沙中具有重要意義。

寒地特色小蘋果‘塞外紅’栽培多為粗放管理，尚未建立相應(yīng)的管理技術(shù)體系，出現(xiàn)了‘塞外紅’授粉品種混雜的現(xiàn)象。授粉品種對(duì)‘塞外紅’果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量的影響明顯，導(dǎo)致市場(chǎng)上‘塞外紅’果形多樣，果實(shí)品質(zhì)和儲(chǔ)藏性具有明顯差異，嚴(yán)重制約了‘塞外紅’產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。

花粉直感是父本花粉對(duì)果實(shí)和種子的直感效應(yīng)，花粉直感可影響果實(shí)的大小、質(zhì)地和風(fēng)味等性狀[3]。蘋果、梨、葡萄、柑橘和板栗等多種果樹都存在著花粉直感現(xiàn)象，花粉直接影響果實(shí)的果形指數(shù)、單果質(zhì)量、糖酸含量和香氣成分及含量等內(nèi)外品質(zhì)指標(biāo)[4-10]。目前，關(guān)于‘塞外紅’果實(shí)花粉直感效應(yīng)的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究中，通過(guò)選擇9 個(gè)品種花粉為‘塞外紅’進(jìn)行田間人工授粉，以自然授粉‘塞外紅’果實(shí)為對(duì)照，研究不同品種授粉對(duì)寒地特色小蘋果‘塞外紅’果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的影響，探究‘塞外紅’果實(shí)品質(zhì)的花粉直感效應(yīng)， 并采用主成分分析（principal componentanalysis，PCA）方法預(yù)測(cè)‘塞外紅’最佳授粉品種。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市科爾沁區(qū)大林鎮(zhèn)西歸力村（121°42′ ～ 123°02′E，43°22′ ～ 43°58′N）。基砧為‘山丁子’，9 年生，栽培密度2 m×5 m。果園土壤為風(fēng)沙土，管理?xiàng)l件良好。

1.2 試驗(yàn)材料

在通遼市林業(yè)和草原科學(xué)研究所及遼寧省果樹科學(xué)研究所，根據(jù)果形指數(shù)、單果質(zhì)量、果實(shí)硬度、果實(shí)風(fēng)味及果實(shí)香味等果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)選擇9 個(gè)蘋果品種（‘龍冠’‘K9’‘山丁子’‘龍豐’‘紅肉’‘紫秋香’‘金紅’‘岳艷’‘秦冠’）作為‘塞外紅’田間人工授粉品種，各授粉品種果實(shí)品質(zhì)情況見(jiàn)表1。在花朵氣球期采集花蕾，將花粉收集后，避光置于-20 ℃條件下保存?zhèn)溆?。以自然授粉果?shí)為對(duì)照（CK）。

主要儀器包括邁德施MDS-T9 全自動(dòng)電位滴定儀、ATAGO 愛(ài)拓DPH-2 糖度計(jì)、賽默飛Evolution One 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、賽默飛TSQQuantis plus 高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每個(gè)授粉處理選取長(zhǎng)勢(shì)一致、生長(zhǎng)健壯的5 株‘塞外紅’植株，每株選擇狀態(tài)基本一致且健康飽滿的20 個(gè)頂花芽花序，每花序保留2 朵燈籠花，去雄、授粉，套袋，10 d 后摘袋。各處理間田間管理保持一致，于授粉后130 d 時(shí)（‘塞外紅’果實(shí)成熟期）采集全部果實(shí)，進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

1.4.1 外在品質(zhì)及產(chǎn)量等指標(biāo)

使用游標(biāo)卡尺（日本Mitutoyo 三豐數(shù)顯內(nèi)溝槽）測(cè)量果實(shí)橫徑、縱徑，計(jì)算果形指數(shù)（果實(shí)縱徑和橫徑的比值）；使用電子天平（康斯坦特ES-120g）測(cè)定單果質(zhì)量；使用果實(shí)硬度計(jì)（浙江托普GY-3 型）測(cè)定果實(shí)硬度。測(cè)完果實(shí)外在品質(zhì)指標(biāo)后，切開果實(shí)，調(diào)查種子數(shù)量。計(jì)算果實(shí)坐果率（結(jié)果實(shí)數(shù)量占開花數(shù)量的百分比）。

1.4.2 內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)

使用手持糖度儀測(cè)定果實(shí)的可溶性固形物含量，參照文獻(xiàn)[11] 中的方法測(cè)定可溶性糖含量，參照文獻(xiàn)[12] 中的方法測(cè)定可滴定酸含量，采用2，6- 二氯靛酚溶液滴定法測(cè)定維生素C 含量。

1.4.3 香氣成分及其相對(duì)含量

采用頂空- 固相微萃取和氣相色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測(cè)定香氣成分[13]。每處理隨機(jī)取5 個(gè)果實(shí)，重復(fù)3 次，采用四分法取胴部果肉，研磨至勻漿。取8 mL 勻漿置于15 mL 的樣品瓶?jī)?nèi)，加入2.5 g NaCl后，放入轉(zhuǎn)子，橡膠隔片密封，在40 ℃水浴鍋中平衡10 min，于40 ℃萃取30 min，解吸附5 min。

氣相色譜- 質(zhì)譜條件：HP-5MS 色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）程序升溫（40 ℃保持2 min；以2 ℃ /min 升至140 ℃，保持2 min；以10 ℃ /min升至250 ℃，保持2 min），進(jìn)樣口溫度250 ℃，載氣為氦氣（＞ 99.999%），全掃描，質(zhì)量掃描范圍為35 ～ 500 u。

將未知化合物色譜圖與NIST14 標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)相匹配（報(bào)道匹配度大于80% 的化合物），并結(jié)合人工圖譜解析定性。按峰面積歸一化法計(jì)算各香氣成分的相對(duì)含量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

使用Excel 軟件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，使用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行差異顯著性分析、相關(guān)性分析和主成分分析。采用Kaiser 標(biāo)準(zhǔn)化的正交旋轉(zhuǎn)法進(jìn)行因子分析，提取因子特征值大于1，以因子所對(duì)應(yīng)的貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，計(jì)算果實(shí)品質(zhì)性狀的綜合得分[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 授粉品種對(duì)‘塞外紅’果實(shí)外在品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

由表2 可知：9 個(gè)品種授粉的‘塞外紅’果實(shí)坐果率均高于自然授粉果實(shí)坐果率，且差異顯著；‘紅肉’和‘紫秋香’授粉的‘塞外紅’果實(shí)的果形指數(shù)與自然授粉果實(shí)果形指數(shù)的差異顯著；9 個(gè)品種授粉的‘塞外紅’單果質(zhì)量均高于自然授粉的單果質(zhì)量，且差異顯著；除‘K9’和‘山丁子’外，其他品種授粉的‘塞外紅’果實(shí)種子數(shù)量均高于自然授粉果實(shí)種子數(shù)量，且差異顯著；9 個(gè)品種授粉的‘塞外紅’果實(shí)硬度均低于自然授粉果實(shí)硬度，除‘山丁子’外其他品種授粉的果實(shí)硬度與自然授粉果實(shí)硬度的差異均顯著。果實(shí)各指標(biāo)的變異系數(shù)表明授粉品種能夠影響‘塞外紅’果實(shí)外在品質(zhì)及產(chǎn)量，其中對(duì)坐果率、種子數(shù)量、單果質(zhì)量和硬度的影響較大。

2.2 授粉品種對(duì)‘塞外紅’果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響

由表3 可知：9 個(gè)品種授粉的‘塞外紅’果實(shí)可溶性固形物含量均低于自然授粉果實(shí)可溶性固形物含量，除‘紫秋香’外，均與自然授粉果實(shí)可溶性固形物含量的差異顯著；除‘金紅’外，其他品種授粉的‘塞外紅’果實(shí)可溶性糖含量均高于自然授粉果實(shí)可溶性糖含量，且差異顯著；9個(gè)品種授粉的‘塞外紅’果實(shí)維生素C 含量均低于自然授粉果實(shí)維生素C 含量，且差異顯著，特別是‘金紅’和‘秦冠’授粉的果實(shí)維生素C 含量顯著降低；除‘紫秋香’外，其他品種授粉的‘塞外紅’果實(shí)可滴定酸含量均低于自然授粉果實(shí)可滴定酸含量。各內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)根據(jù)其變異系數(shù)由高到低排序，依次為可溶性糖含量、維生素C 含量、可滴定酸含量、可溶性固形物含量。以上結(jié)果表明，授粉品種能夠影響‘塞外紅’果實(shí)的內(nèi)在品質(zhì)，且對(duì)可溶性糖含量、維生素C 含量的影響較大，花粉直感效應(yīng)明顯。

2.3 授粉品種對(duì)‘塞外紅’果實(shí)香氣成分及其含量的影響

在不同品種授粉的‘塞外紅’果實(shí)中檢測(cè)出醛類（8 種）、酯類（23 種）、醇類（9 種）、烴類（5 種）、酮類（6 種）、酸類（3 種）和其他類（2 種）共7 大類53 種揮發(fā)性成分，相對(duì)含量為5.90% ～ 72.29%，其中醛類、酯類、醇類、酮類（除‘山丁子’）、酸類和其他類揮發(fā)性成分的相對(duì)含量均高于在自然授粉果實(shí)中的相對(duì)含量，特別是‘龍豐’和‘紫秋香’授粉的‘塞外紅’果實(shí)中乙酸乙酯、2- 甲基丁酸己酯、2- 甲基丁基乙酸酯、乙酸己酯、己酸丁酯、丁酸己酯、丁酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸-2- 己烯酯等具有較濃果香味的酯類香氣成分含量顯著高于其在自然授粉果實(shí)中的相對(duì)含量（表4）。以上結(jié)果表明授粉品種能夠影響‘塞外紅’果實(shí)香氣成分及其含量，花粉直感效應(yīng)明顯。

2.4 不同品種授粉的‘塞外紅’果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

對(duì)9 個(gè)品種授粉的‘塞外紅’果實(shí)的坐果率、果形指數(shù)、單果質(zhì)量、種子數(shù)量、果實(shí)硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、維生素C 含量、可滴定酸含量以及果實(shí)香氣成分醛類、酯類、醇類、烴類、酮類、酸類和其他類的相對(duì)含量共16 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見(jiàn)表5。由表5 可知，有4 個(gè)主成分的特征值大于1，方差貢獻(xiàn)率分別為56.42%、22.23%、7.38%、6.90%，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)92.94%，表明此4 個(gè)主成分可被作為不同品種授粉的‘塞外紅’果實(shí)品質(zhì)影響的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。

由表5 可知：對(duì)第1 主成分貢獻(xiàn)率較大的為單果質(zhì)量（載荷0.928）、揮發(fā)性物質(zhì)醇類相對(duì)含量（載荷0.867）、揮發(fā)性物質(zhì)其他類相對(duì)含量（載荷0.860）和坐果率（載荷0.849）；第2 主成分中維生素C 含量貢獻(xiàn)最大（載荷0.700），其次為揮發(fā)性物質(zhì)酮類相對(duì)含量（載荷0.603）；第3 主成分中以維生素C 含量（載荷0.521）的影響為主；對(duì)第4 主成分貢獻(xiàn)率較大的為可溶性糖含量（載荷0.764）。根據(jù)各主成分的貢獻(xiàn)率，單果質(zhì)量、揮發(fā)性物質(zhì)醇類相對(duì)含量、揮發(fā)性物質(zhì)其他類相對(duì)含量、坐果率、維生素C 含量、可溶性糖含量、揮發(fā)性物質(zhì)酮類相對(duì)含量是對(duì)‘塞外紅’果實(shí)品質(zhì)影響較大的指標(biāo)。

以4 個(gè)主成分對(duì)應(yīng)的特征值占總特征值的比值為權(quán)重，得出果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)模型：

F=（0.564 2Y1+0.222 3Y2+0.073 8Y3+0.069Y4）/0.929 4。

式中：F 為綜合評(píng)分；Y1 為第1 主成分得分；Y2為第2 主成分得分；Y3 為第3 主成分得分；Y4 為第4 主成分得分。

不同品種授粉的‘塞外紅’果實(shí)品質(zhì)的綜合得分和排名見(jiàn)表6。由表6 可知，‘紫秋香’授粉果實(shí)品質(zhì)的綜合得分最高，其次為‘紅肉’授粉果實(shí)品質(zhì)，‘龍豐’‘龍冠’‘岳艷’等品種授粉果實(shí)品質(zhì)的綜合排名優(yōu)于‘塞外紅’自然授粉果實(shí)。

3 結(jié)論與討論

授粉品種對(duì)‘塞外紅’蘋果果實(shí)內(nèi)在和外在品質(zhì)均有一定影響，依據(jù)不同品種授粉的‘塞外紅’果實(shí)內(nèi)外品質(zhì)及香氣成分的綜合得分和排名可知，‘紫秋香’授粉的‘塞外紅’果實(shí)的單果質(zhì)量、揮發(fā)性物質(zhì)醇類相對(duì)含量、揮發(fā)性物質(zhì)其他類相對(duì)含量、坐果率、維生素C 含量、可溶性糖含量、揮發(fā)性物質(zhì)酮類相對(duì)含量的綜合評(píng)分較高。

‘塞外紅’蘋果的自花授粉結(jié)實(shí)率低，必須配置授粉樹，異花授粉的果樹普遍存在花粉直感現(xiàn)象，授粉品種影響果實(shí)產(chǎn)量、單果質(zhì)量、果形指數(shù)等果實(shí)的外在及內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)[15]。蘋果的果實(shí)大小、單果質(zhì)量、果形指數(shù)和果實(shí)硬度均存在明顯的花粉直感現(xiàn)象[16-17]。王延秀等[18] 認(rèn)為，授粉品種對(duì)‘阿斯’蘋果果實(shí)的單果質(zhì)量、種子數(shù)量、硬度、可溶性糖含量的影響顯著。宿夏菲[19]的試驗(yàn)結(jié)果表明，不同授粉組合對(duì)‘長(zhǎng)富2 號(hào)’蘋果果實(shí)的單果質(zhì)量、果形指數(shù)、硬度、可溶性糖含量、維生素C 含量這些果實(shí)內(nèi)外在品質(zhì)，存在著明顯的花粉直感現(xiàn)象，且適宜的授粉組合可改善果實(shí)品質(zhì)及風(fēng)味。張曼曼等[9] 的研究結(jié)果表明，不同的授粉品種條件下，‘富士’和‘新紅星’蘋果除可滴定酸含量外的各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)均優(yōu)于對(duì)照。本試驗(yàn)結(jié)果表明：9 個(gè)品種授粉的果實(shí)坐果率均高于自然授粉果實(shí)，且差異顯著；果實(shí)單果質(zhì)量均高于自然授粉，且差異顯著；除‘金紅’外，果實(shí)可溶性糖含量均高于自然授粉果實(shí)，且差異顯著；除‘紫秋香’外，果實(shí)可滴定酸含量均低于自然授粉果實(shí)，可見(jiàn)采用這9 個(gè)品種授粉可改變‘塞外紅’果實(shí)的糖酸含量，起到增糖降酸的作用，改善風(fēng)味品質(zhì)；這9 個(gè)品種授粉的‘塞外紅’果實(shí)在坐果率、單果質(zhì)量、可溶性糖含量、維生素C 含量等方面也表現(xiàn)出明顯的花粉直感效應(yīng)?？赡苁且?yàn)榛ǚ蹃?lái)源不同，其遺傳基礎(chǔ)不同，對(duì)不同授粉品種果實(shí)及種子內(nèi)源激素及生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生差異性影響，進(jìn)而改變了果實(shí)的外在及內(nèi)在品質(zhì)[20-22]。

香氣是蘋果品質(zhì)的重要組成部分，也是評(píng)價(jià)蘋果品質(zhì)的重要指標(biāo)。閆興凱等[23] 認(rèn)為果實(shí)香氣與香氣組分、濃度及特征香氣組分的貢獻(xiàn)值均有關(guān)。目前，在蘋果果肉中已檢測(cè)到350 多種揮發(fā)性物質(zhì)，主要包括酯類、醇類、醛類等。醛類和醇類物質(zhì)使果實(shí)呈清香味；酯類和烴類物質(zhì)分別使果實(shí)呈果香味和花香味，對(duì)改善果實(shí)香味具有重要作用。根據(jù)蘋果香氣成分及其含量，可將蘋果果實(shí)香型分為“酯香型”和“醇香型”[24-26]。李曉磊等[27] 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，酯類與醇類是海棠不同果實(shí)風(fēng)味的重要組成部分。王孝娣等[28] 認(rèn)為，醛類物質(zhì)是最重要的主導(dǎo)海棠風(fēng)味的揮發(fā)性物質(zhì)，其中2-己烯醛決定著蘋果果實(shí)的清香氣味。王安然等[29]的研究結(jié)果表明，酯類揮發(fā)性物質(zhì)是使蘋果果實(shí)具有果甜香的關(guān)鍵揮發(fā)性物質(zhì)。于立洋等[20] 的研究結(jié)果表明，異花授粉改變了新疆野蘋果果實(shí)的香氣成分，包括醛、醇、酸和酯的組分及占比，花粉直感現(xiàn)象明顯，與本研究結(jié)果基本一致。不同品種授粉的‘塞外紅’果實(shí)揮發(fā)性成分中，醛類、酯類、醇類、酮類（除‘山丁子’）、酸類和其他類的相對(duì)含量均高于在自然授粉果實(shí)中的相對(duì)含量，特別是‘龍豐’和‘紫秋香’授粉的‘塞外紅’果實(shí)中具有較濃果香味的酯類香氣成分（乙酸乙酯、2- 甲基丁酸己酯、2- 甲基丁基乙酸酯、乙酸己酯、己酸丁酯、丁酸己酯、丁酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸-2- 己烯酯等）的含量顯著高于在自然授粉果實(shí)中的相對(duì)含量。

本研究中對(duì)不同品種授粉的‘塞外紅’果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，并預(yù)測(cè)了‘塞外紅’的最佳授粉品種，但未分析不同品種花粉對(duì)‘塞外紅’的親和性以及花粉直感效應(yīng)機(jī)制，后期有待進(jìn)一步結(jié)合果實(shí)發(fā)育生物學(xué)特征進(jìn)行深入研究，從而為篩選‘塞外紅’最佳授粉品種及后續(xù)優(yōu)良品種選育提供參考。

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[ 本文編校：聞 麗]