關(guān)鍵詞：梨；果實(shí)品質(zhì)；主成分分析；綜合評(píng)價(jià)

梨Pyrusspp.植物學(xué)分類上屬薔薇科Rosaceae梨亞科Pomaceae梨屬PyrusL.喬木落葉果樹[1]。中國(guó)是世界梨生產(chǎn)大國(guó)，種植面積和產(chǎn)量均居世界首位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年種植面積約91萬hm2，產(chǎn)量1926.53萬t。因其果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富、味美多汁、酸甜適口，深受廣大消費(fèi)者喜愛。

梨果實(shí)品質(zhì)受諸多因素影響，其中品種遺傳特性是影響果實(shí)品質(zhì)的重要內(nèi)在因素。不同栽培梨類型或同一栽培梨類型不同品種間果實(shí)品質(zhì)水平均存在較大差異，直接影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民經(jīng)濟(jì)效益。因此，有關(guān)果實(shí)品質(zhì)提升及評(píng)價(jià)研究一直備受廣大學(xué)者關(guān)注。目前在果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)研究方面，常采用主成分分析、相關(guān)性分析等對(duì)產(chǎn)量、品質(zhì)等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析[2-3]，已在蘋果[4]、杧果[5]、金柑[6]等園藝作物上得到了廣泛應(yīng)用。在白梨、沙梨及西洋梨等栽培梨系統(tǒng)果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)上也常采用主成分分析、相關(guān)性分析等方法進(jìn)行品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)。殷益明等[7]在開展不同‘黃冠梨’梨園果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)體系建立研究時(shí)，對(duì)單果質(zhì)量、果形指數(shù)等13個(gè)指標(biāo)采用主成分分析及相應(yīng)權(quán)重計(jì)算綜合得分并排序，得出不同果園間果實(shí)品質(zhì)存在差異，不同品質(zhì)指標(biāo)間離散程度不同的結(jié)論。牟紅梅等[8]采用主成分分析法對(duì)煙臺(tái)地區(qū)西洋梨果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析，得出各指標(biāo)轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)后累計(jì)貢獻(xiàn)率為82.054%，‘好本號(hào)’‘康弗倫斯’‘盤克漢姆’‘阿巴特’綜合品質(zhì)性狀較優(yōu)，與田間測(cè)定結(jié)果一致的結(jié)論。該結(jié)果進(jìn)一步說明了主成分分析法在西洋梨果實(shí)品質(zhì)綜合分析上的可靠性，也為該區(qū)域西洋梨品種區(qū)劃提供了參考。而在我國(guó)北方寒冷地區(qū)梨產(chǎn)區(qū)梨品種果實(shí)綜合評(píng)價(jià)研究中，尚無基于差異性、相關(guān)性、主成分和聚類分析等相結(jié)合的方法對(duì)抗寒梨果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的報(bào)道。

本研究通過對(duì)吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院（中國(guó)農(nóng)業(yè)科技東北創(chuàng)新中心）果樹研究所梨生產(chǎn)示范園內(nèi)種植的22份抗寒梨品種果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，構(gòu)建抗寒梨果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)體系，為區(qū)域梨品種優(yōu)化升級(jí)及合理區(qū)劃提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料取自吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院（中國(guó)農(nóng)業(yè)科技東北創(chuàng)新中心）果樹研究所（124°02′E，43°11′N）梨品種試驗(yàn)園。該試驗(yàn)園屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，冬季嚴(yán)寒夏季高溫，年均氣溫5.6℃，年均降水量594.8mm，無霜期144d左右。地勢(shì)東南高、西北低，海拔高度180～220m。22份抗寒梨品種樹齡為10a左右，常規(guī)栽培管理。品種信息見表1。

1.2試驗(yàn)方法

1）采樣及保存

2022、2023年，在果實(shí)成熟期選取參試品種植株樹冠外圍中部東、南、西、北4個(gè)方位，共隨機(jī)采集無病蟲害果實(shí)30個(gè)，4℃冷庫(kù)內(nèi)貯藏備用。部分后熟梨品種（‘南果梨’‘延邊大香水’‘蘋香梨’‘龍園洋紅’‘寒香梨’‘紅南果’‘金香水’‘龍園洋梨’‘延香梨’‘吉香梨’‘大南果梨’），測(cè)定前先冷庫(kù)取出至室溫存放7～10d，待果實(shí)軟化后測(cè)量。

2）果實(shí)外觀品質(zhì)測(cè)定

參考《梨種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》，使用電子數(shù)顯卡尺測(cè)量20個(gè)果實(shí)的縱徑和橫徑。果形指數(shù)=果實(shí)縱徑/果實(shí)橫徑。

3）果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)測(cè)定

用手持糖度折光儀（AtagoPAL-1日本）測(cè)定可溶性固形物含量；可滴定酸含量測(cè)定參照GB/12293—1990果蔬中可滴定酸度測(cè)定方法；可溶性糖含量采用斐林試劑法測(cè)定。每次測(cè)量3個(gè)，重復(fù)3次。

固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量；糖酸比=可溶性糖含量/可滴定酸含量。

1.3數(shù)據(jù)分析

采用Excel2016軟件制表和計(jì)算，采用Duncan新復(fù)極差法計(jì)算差異顯著性，主成分及聚類分析采用SPSS27.0.5軟件進(jìn)行分析。果實(shí)品質(zhì)綜合得分（Dn）計(jì)算公式為Dn=ΣFjn×Ej。式中：Fjn為第n個(gè)品種第j個(gè)特征值（＞0.9）的主成分分值；n為特征值＞0.9的主成分的個(gè)數(shù)；Ej為第j個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率；i表示所測(cè)定的果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)。

2結(jié)果與分析

2.1果實(shí)主要品質(zhì)性狀差異及分析

通過連續(xù)2年調(diào)查和測(cè)定22份抗寒梨品種果實(shí)主要品質(zhì)指標(biāo)，計(jì)算出各指標(biāo)的平均值并進(jìn)行差異性分析（表2）。

結(jié)果表明，同一品質(zhì)指標(biāo)品種間存在明顯差異。果形指數(shù)分布在0.753（‘東寧5號(hào)’）～1.137（‘龍園洋梨’），變異系數(shù)為11%?？扇苄怨绦挝锖糠植荚?0.1%（‘晚香梨’）～17.1%（‘紅南果’），變異系數(shù)為13%；高可溶性固形物含量的有‘南果梨’‘寒香梨’‘紅南果’‘吉香梨’‘大南果梨’共5個(gè)品種，其中‘紅南果’最高?？傻味ㄋ岷糠植荚?.103%（‘寒酥梨’）～0.760%（‘大梨’），變異系數(shù)為44%?？扇苄蕴呛糠植荚?.5%（‘晚香梨’）～14.1%（‘寒香梨’），變異系數(shù)為25%。糖酸比分布在11.8（‘大梨’）～101.8（‘寒露梨’），變異系數(shù)為74%。固酸比分布在15.5（‘大梨’）～190.0（‘寒露梨’），變異系數(shù)為85%。

2.2果實(shí)主要品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析

通過對(duì)22份抗寒梨品種的果形指數(shù)、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、可溶性糖含量、糖酸比及固酸比等指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析（表3）。

結(jié)果表明，參試品種果實(shí)外觀品質(zhì)指標(biāo)中果形指數(shù)與果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)間相關(guān)性不顯著（P＞0.01）；內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)中可溶性固形物含量與可溶性糖含量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），可滴定酸含量與糖酸比、固酸比呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），糖酸比與固酸比呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。

2.3果實(shí)主要品質(zhì)指標(biāo)主成分分析

主成分分析是采用降維的方式，將多個(gè)變量簡(jiǎn)化為少數(shù)幾個(gè)綜合變量，來反映原有變量信息[7]。測(cè)試結(jié)果經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化后，剔除不滿足分析條件的指標(biāo)（可溶性糖KMO值＜0.6），選擇其他5項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析（表4）。

由表4可知，依據(jù)特征值＞1的原則共提取4個(gè)主成分，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)99.58%，綜合了5項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的大部分信息。其中，主成分1代表指標(biāo)為糖酸比、固酸比，貢獻(xiàn)率為41.92%，反映果實(shí)風(fēng)味及成熟程度；主成分2代表指標(biāo)為可溶性固形物含量，貢獻(xiàn)率為20.49%，反映果實(shí)成熟情況及內(nèi)在風(fēng)味等；主成分3代表指標(biāo)為果形指數(shù)，貢獻(xiàn)率為20.10%，反映果形及果實(shí)大小等；主成分4代表指標(biāo)為可滴定酸含量，貢獻(xiàn)率為17.08%，反映果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)等。

2.4果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

針對(duì)5項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)開展因子分析，提取前4個(gè)因子所對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重，計(jì)算出22份抗寒梨品種果實(shí)品質(zhì)性狀的綜合得分并排序（表5）。

由表5可知，在因子1中‘寒露梨’的得分最高（0.794），‘晚香梨’最低（-0.155）；在因子2中‘紅南果’得分最高（0.146），‘晚香梨’最低（-0.130）；在因子3中‘龍園洋梨’得分最高（0.172），‘東寧5號(hào)’最低（-0.119）；在因子4中‘延邊大香水’得分最高（0.141），‘蔗梨’最低（-0.063）。

根據(jù)綜合得分，由大到小排名前5的品種分別是‘寒露梨’‘寒酥梨’‘南果梨’‘寒香梨’‘紅南果’，綜合性狀較好。‘紅金秋’‘晚香梨’‘早梨18號(hào)’等品種排名靠后，說明其綜合性狀較差。

2.5聚類分析

基于5個(gè)品質(zhì)指標(biāo)對(duì)22份抗寒梨品種以平均歐氏距離進(jìn)行聚類分析（圖1）。在遺傳距離為9時(shí)，可將22份樣本分為5類群。類群Ⅰ包含‘紅南果’‘大南果梨’‘寒香梨’‘南果梨’‘吉香梨’‘金香水’‘延香梨’‘蘋香梨’‘延邊大香水’‘大梨’10個(gè)品種；這類梨品種多數(shù)為秋子梨或含秋子梨血緣的品種，果實(shí)可滴定酸含量偏高，口感偏酸。類群Ⅱ包含‘寒紅梨’‘寒雅梨’‘龍園洋紅’‘龍園洋梨’4個(gè)品種；這類梨品種混入血緣比較雜，多數(shù)品種含有西洋梨血緣，但果實(shí)果形指數(shù)排名靠前，果形整齊，外觀品質(zhì)突出。類群Ⅲ包括‘早梨18號(hào)’‘紅金秋’‘蘋果梨’‘東寧5號(hào)’‘晚香梨’5個(gè)品種。類群Ⅳ包含‘寒酥梨’‘蔗梨’。類群Ⅲ和類群Ⅳ的品種多含有蘋果梨血緣，但類群Ⅳ品種果實(shí)糖酸比與固酸比適中，類群Ⅳ果實(shí)更為酥脆。‘寒露梨’為類群Ⅴ，為秋子梨與沙梨的雜交種，其糖酸比與固酸比顯著高于其他品種，風(fēng)味甘甜。

3討論

3.1抗寒梨品種果實(shí)品質(zhì)差異及遺傳多樣性分析

吉林省栽培的抗寒梨品種較多，果實(shí)品質(zhì)差異較大。在影響果實(shí)品質(zhì)的諸多因素中，品種自身特征、特性一定程度上決定了品質(zhì)的固有表現(xiàn)。因此，通過分析品種間的遺傳多樣性對(duì)構(gòu)建核心的種質(zhì)資源庫(kù)，開展新品種選育具有重要意義。變異系數(shù)能夠反映品種間的個(gè)體差異，故常用于果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)分析中，其數(shù)值的大小直接反映了品種間的差異及遺傳多樣性。本研究發(fā)現(xiàn)，22份供試抗寒梨品種果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)中變異系數(shù)排序?yàn)楣趟岜龋?5%）＞糖酸比（74%）＞可滴定酸含量（44%）＞可溶性糖含量（25%）＞可溶性固形物含量（13%）＞果形指數(shù)（11%），說明供試品種間變異豐富[9-10]，各品質(zhì)指標(biāo)間存在較大差異，尤其是與梨果實(shí)風(fēng)味密切相關(guān)的可滴定酸含量、固酸比、糖酸比等指標(biāo)間差異更為明顯。郭欣欣等[11]以云南省14個(gè)砂梨品種（資源）為試材，對(duì)果實(shí)品質(zhì)開展綜合評(píng)價(jià)研究時(shí)發(fā)現(xiàn)品種間果實(shí)品質(zhì)差異較大，糖酸比、固酸比和平均單果質(zhì)量等指標(biāo)差異明顯，與本研究的結(jié)果基本一致。

因此，在梨新品種選育中固酸比、糖酸比、可滴定酸含量等可作為品質(zhì)評(píng)價(jià)分析的重要參考指標(biāo)。

3.2抗寒梨品種果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

目前，在多種水果品質(zhì)及適應(yīng)性綜合評(píng)價(jià)上相關(guān)性分析、主成分分析已被廣泛應(yīng)用[12-16]，通過系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)算法分析不同指標(biāo)間的緊密性。本研究結(jié)果顯示，可滴定酸含量與糖酸比、固酸比均呈極顯著負(fù)相關(guān)，糖酸比與固酸比呈極顯著正相關(guān)，說明糖酸比、固酸比兩個(gè)指標(biāo)對(duì)風(fēng)味的影響起到了至關(guān)重要的作用?！独妗奶撬岜龋?01.8）和固酸比（190.0）最大，口感以甘甜為主；‘大梨’糖酸比（11.8）和固酸比（15.5）最小，口感以酸甜為主。胡連昌等[17]在對(duì)8個(gè)砂梨品種果實(shí)品質(zhì)差異分析研究中發(fā)現(xiàn)固酸比和糖酸比變異系數(shù)大；糖酸比、固酸比對(duì)果實(shí)風(fēng)味的影響至關(guān)重要，糖酸比大的品種果實(shí)口感多甘甜，糖酸比小的品種果實(shí)口感多以酸甜或甜酸為主，與本研究結(jié)果基本一致。

本研究通過主成分分析法將22份抗寒梨品種6個(gè)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為4個(gè)互相獨(dú)立的綜合指標(biāo)，累計(jì)貢獻(xiàn)率可達(dá)到99.58%。前3個(gè)主成分為生產(chǎn)實(shí)際中重點(diǎn)關(guān)注的品質(zhì)指標(biāo)，涵蓋了梨果實(shí)糖酸、大小、風(fēng)味等方面。因試驗(yàn)品種的栽培環(huán)境和管理措施基本一致，因此品質(zhì)性狀試驗(yàn)結(jié)果基本上反映了品種固有的遺傳特性。篩選出‘寒露梨’‘寒酥梨’‘南果梨’‘寒香梨’‘紅南果’等5個(gè)排名靠前的品種，其中‘南果梨’‘寒香梨’‘紅南果’與實(shí)際觀測(cè)結(jié)果較一致?！独妗掷妗m然得分較高，但與實(shí)際觀測(cè)結(jié)果不一致。由此可知，雖然本研究中果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)分析采用多種數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析方法，但是綜合分值的高低并不能完全代表果實(shí)的實(shí)際綜合品質(zhì)。果實(shí)品質(zhì)分析與綜合評(píng)價(jià)中通常會(huì)選擇多個(gè)外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。楊柳等[6]在利用主成分分析法（PCA）對(duì)21份金柑種質(zhì)的果實(shí)品質(zhì)分析與綜合評(píng)價(jià)研究中，選擇了9個(gè)外觀品質(zhì)指標(biāo)和8個(gè)內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)。張淑文等[18]開展楊梅優(yōu)株果實(shí)品質(zhì)主成分分析研究中，選擇了23個(gè)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)。本研究中主要針對(duì)果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、糖酸比、固酸比等指標(biāo)開展抗寒梨品種果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)分析，還存在選擇指標(biāo)不全面的不足，沒有充分考慮到其他農(nóng)藝性狀對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響。篩選出綜合性狀表現(xiàn)突出的品種還不夠準(zhǔn)確，還需進(jìn)一步研究。

聚類分析可避免主成分分析在單因素分析上的不足，從果實(shí)性狀相似性來區(qū)分。在反映了品種間果實(shí)性狀差異的同時(shí)，也一定程度上反映了品種間的親緣關(guān)系。本研究中采用平均歐氏距離法對(duì)參試的抗寒梨品種進(jìn)行聚類分析，將22份品種分成5個(gè)類群，各類群中的品種遺傳背景基本一致。韓澤群等[19]結(jié)合17項(xiàng)農(nóng)藝指標(biāo)開展22個(gè)加工番茄品種多性狀綜合評(píng)價(jià)，通過Q型聚類分析法將品種進(jìn)行了分類，并按親緣關(guān)系進(jìn)行了區(qū)分，與本研究的結(jié)果基本一致。

適合區(qū)域栽培的品種及結(jié)構(gòu)是產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的保障。在優(yōu)良抗寒梨新品種示范推廣種植之前，為了確保品種的適地適栽，在果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上應(yīng)充分考慮豐產(chǎn)性、適應(yīng)性、抗逆性等因素對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響。

4結(jié)論

本研究通過測(cè)定22份抗寒梨品種果實(shí)6個(gè)主要品質(zhì)指標(biāo)，采用差異性、相關(guān)性、主成分及聚類等分析方法對(duì)果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得出結(jié)論：1）‘寒露梨’‘寒酥梨’‘南果梨’‘寒香梨’‘紅南果’為果實(shí)品種綜合得分排名前5的優(yōu)良品種；2）果形指數(shù)、可溶性固形物、糖酸比和固酸比可作為抗寒梨果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)的核心指標(biāo)；3）因子分析與聚類分析的結(jié)果基本一致，可對(duì)抗寒梨果實(shí)品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。