广西核桃优良种质分布情况及坚果品质差异性分析

赵志珩，蓝振岐，梁文汇，黄晓露，李开祥，廖健明，李宝财，刘 丹，覃晓斌

（1.广西壮族自治区林业科学研究院 广西特色经济林培育与利用重点实验室，南宁 530002；2.河池市金城江区大山塘林场，广西河池 547000；3.河池市林业科学研究院，广西河池 547000）

核桃（Juglans regia）又称胡桃、羌桃，为落叶乔木，奇数羽状复叶，雌雄同株，属胡桃科（Juglandaceae）核桃属植物[1]，与扁桃、腰果、榛子一起，并列为世界四大干果，也是我国重要的经济林树种之一。现阶段主要经济林树种是通过无性繁殖进行繁育的，其遗传背景比较单一且能保持品种的优良性状，但用于资源发掘的潜力不大。而野生居群与本地实生农家类型是通过异花授粉方式实生繁殖，积累了大量的遗传多样性，是主要的遗传资源库[2]。种质资源是林木遗传改良和相关基础研究的物质基础，直接影响着现代种业的可持续发展[3]，世界各国对种质资源的保护和利用十分重视[4-5]。合理保存核桃种质资源，分析种质资源遗传多样性，有利于优异种质资源的挖掘与创新，对核桃育种和生产具有重要指导意义[6]。

广西核桃主要分布在云贵高原的南部边缘地带，属于我国核桃栽培的一个独特区域（核桃分布的最南端），科学的调查、保护、合理并可持续的开发和利用这些丰富的种质资源对广西乃至我国核桃产业的长足发展具有重要意义。但目前对本地区核桃属植物缺乏全面了解，特别是对一些优良种质的研究、发掘和利用几乎仍是空白。本研究拟在对全区核桃种质资源前期调研的基础上，全面调查广西核桃优良种质的分布情况及其规模，对各类核桃优良种质的分布区域、果实表型性状及品质进行测定分析，为资源保护、育种的亲本选择和优良性状的早期鉴定提供参考，对于推广核桃优良品种系具有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 调查方法

2016年采用资料查询、知情人访谈、踏查、线路调查、样地调查、单株调查等方法对广西全区县级行政区域核桃种质资源进行调查每个区县选择3个重点乡镇，同时在重点乡镇选择3个具有代表性的区域，记录目的资源所处的植物群落、生境、分布、树体形态、花果形态等，填写调查表格，拍摄照片并采集标本及样品等。

1.2 试验材料

本研究以广西11个县（市、区）的核桃种质资源为研究对象，并参考《核桃坚果质量等级（GB/T 20398-2006）》、《核桃丰产与坚果品质（GB7907-87）》，将核桃坚果品质分为感官指标、物理指标及化学指标作为核桃质量分级标准，选取81株核桃优良种质作为研究对象。

表1 核桃分布地区基本概况Tab.1 General situation of walnut distribution areas

1.3 试验方法

1.3.1 坚果表型性状的测定

坚果干重：用电子天平（精确到0.01 g）称量已经风干的核桃坚果，对每一单个坚果进行称量，共称30个坚果，取其平均值。

纵径、横径、缝径：用游标卡尺（精确到0.01 mm）分别测量坚果三径，测30个坚果，取其平均值。

壳厚：用游标卡尺（精确到0.01 mm）测量，测30个坚果，取其平均值。

核仁重量：用电子天平（精确到0.01 g）称量去坚果壳的核仁，测量30个坚果，取它们平均值。

1.3.2 核桃内在品质测定

核仁脂肪含量测定，按照GB 2906-82的索氏提取法[7]，核仁蛋白质含量测定（凯氏定氮法）[8]。

1.4 数据处理

实验数据采用SPSS 16.0软件计算表型性状及内在品质平均值（X），标准差（S），方差分析与LSD多重比较。

2 结果与分析

2.1 核桃优良种质分布情况

2.1.1 水平分布

水平分布上，广西核桃资源野生资源较少，主要以泡核桃为主，占90%以上，全区资源主要分布在云贵高原南部边缘地带及红水河两岸的河池（凤山、南丹、天峨、大化、金城江区、环江、宜州、巴马）及百色（乐业、田林、隆林、凌云）等地区，核桃种质资源主要分布在105′10′06″～105′39′14″E，24°28′26″～25°31′10″N。

2.1.2 垂直分布

广西核桃优良种质分布的海拔范围为300～1 500 m。以200 m为分组距进行分组，分布数量最多的为海拔901～1 100 m（30株），其次是701～900 m（22株）、1 101～1 300 m（13株）和1 301～1 500 m（12株），核桃分布较少的海拔范围在301～500 m（3株），501～700 m（2株）（图1）。

2.1.3 地域分布情况

核桃优良种质分布数量最多的县区为隆林县（23株）和天峨县（21株），其次为乐业县（13株）、田林县（11株）和南丹县（8株），分布较少的为凌云县（2株）、东兰县（1株）、凤山县（1株）和金城江区（1株）（图1）。

2.1.4 树龄分布

本项目调查的核桃优良种质平均树龄为40.5年，其中树龄最大为130年，最小为10年。以15年为组距进行分组，频率最高的为21～35年（28株），其次为6～20年（19株）和36～50年（18株），频率较小的为51～65年（6株）、66～80年（4株）、96～110年（4株），81～95年（2株），126～140年（1株）图1。

1:东兰县；2:凤山县；3:金城江区；4:乐业县；5:凌云县；6:隆林县；7:南丹县；8:天峨县；9:田林县1:Donglan county；2:Fengshan county；3:Jinchengjiang district；4:Leye county；5:Lingyun county；6:Longlin county；7:Nandan county；8:Tian’e county；9:Tianlin county

2.2 气温、降水量、海拔、树龄及胸径与核桃品质的相关性分析

气温与青皮厚度、核壳厚度、亚油酸及硬脂酸呈负相关，其相关性皆达显著水平，其中硬脂酸达极显著水平，随着气温的升高，这几种指标逐渐下降；气温与亚油酸呈正相关，其相关性达显著水平，随着气温的升高，核桃亚油酸含量逐渐升高；总体来说，气温与核桃品质呈负相关。核桃品质与海拔总体呈正相关，即随着海拔的上升，整体果实品质呈上升的趋势。核桃品质与年均降水量、树龄及胸径皆呈线性相关，但相关性皆不显著（表2）。

2.3 海拔对核桃品质的影响

2.3.1 海拔和核桃果实表型性状差异性比较

对不同海拔之间核桃优良单株的青皮厚度、三径、单果重、出仁率和核壳厚度进行单因素方差分析（表3），其中单果重变异系数（CV）最大（0.18），平均值为11.55 g，单果重最高为海拔300～500 m （13.03 g），最低为1 301～1 500 m（11.09 g）；青皮厚度变异系数为0.17，平均值为13.20 mm，海拔（300～500 m）核桃青皮厚度最大（15.67 mm），501～700 m时最低（11.90 mm）；三径变异系数为0.09，平均值为45.68 mm，三径平均值最高的为501～700 m（48.52 mm），最低为300～500 m（44.72）；出仁率变异系数为0.10，

表2 相关性分析Tab.2 Correlation analysis

平均值为49.64%，出仁率最高为海拔701～900 m（51.90%），最低为1 301～1 500 m（47.75%）；核壳厚度变异系数为0.13，平均值为1.17 mm，核壳厚度最高为901～1 100 m和1 101～1 300 m，皆为1.20 mm，最低为701～900 m（1.12 mm）。

表3 不同海拔核桃果实形态的差异Tab.3 The difference of walnut fruit morphology at different altitudes

综合分析发现，单果重及青皮厚度皆在海拔300～500 m时达到最大值，而三径均值则在这个海拔最低。海拔间青皮厚度差异达到显著水平（P＜0.05），三径平均值、单果重、出仁率和核壳厚度差异不显著（表4）。

2.3.2 海拔与核桃果实品质差异性比较

表4 不同海拔核桃果实形态的差异方差分析Tab.4 Variance analysis of walnut fruit morphology at different elevations

对不同海拔之间核桃优良单株的核仁脂肪含量、核仁蛋白含量、油酸含量、亚油酸含量、亚麻酸含量、硬脂酸含量和棕榈酸含量进行单因素方差分析（表5），其中油酸含量的变异系数（CV）最大（0.33），平均值为21.57%；核仁蛋白含量变异系数为0.10，平均值为19.99%，含量最高为海拔1 301～1 500 m（21.24%），最低为海拔501～700 m（19.73%）；亚油酸含量变异系数为0.10，平均值为62.75%，含量最高为海拔1 301～1 500 m（63.88%），最低为海拔 501～700 m（57.91%）；硬脂酸含量变异系数为0.13，平均值为3.63%，含量最高为海拔1 101～1 300 m（3.91%），最低为海拔501～700 m（3.20%）；核仁脂肪含量变异系数为0.04，平均值为61.35%，含量最高为海拔300～500 m（63.03%），最低为海拔701～900 m（60.84%）；亚麻酸含量变异系数为0.12，平均值为8.78%，含量最高为海拔300～500 m（9.22%），最低为海拔501～700 m（8.19%）；棕榈酸含量变异系数为0.13，平均值为5.56%，含量最高为海拔901～1 100 m（5.87%），最低为501～700 m（4.95%）。

表5 不同海拔核桃果实品质的差异Tab.5 The difference of walnut fruit quality at different altitude

综合发现，核桃仁中核仁蛋白、亚油酸及硬脂酸含量皆在海拔1 301～1 500 m达到最高，核仁脂肪与亚麻酸含量均在海拔300～500 m达到最高。油酸含量、核仁蛋白含量、亚麻酸含量、硬脂酸含量和棕榈酸含量皆在不同海拔间达到显著差异（P＜0.05）（表6）。

表6 不同海拔核桃果实品质方差分析Tab.6 Variance analysis of walnut fruit quality at different altitudes

核仁脂肪含量最高为海拔300～500 m（63.03%），最低为海拔701～900 m（60.84%），随海拔上升呈先下降再上升趋势；亚油酸含量最高为海拔1 301～1 500 m（63.88%），最低为501～700 m（57.91%），随海拔上升呈先下降后上升趋势。但这3个指标含量的变化差异皆未达到显著水平。

2.4 年均气温变化对核桃品质的影响

气温＜18℃与18～20℃间的核壳厚度差异显著（图2），气温＜18℃与＞20℃间青皮厚度差异显著。不同气温对三径值、单果重及出仁率的影响皆差异不显著。

气温＜18℃与18～20℃间的亚油酸含量差异显著，气温＜18℃与＞20℃间的亚油酸含量差异显著，不同气温对亚油酸的含量有显著影响（图3）。气温＜18℃与＞20℃间的硬脂酸含量差异显著，气温18～20℃与＞20℃间的硬脂酸含量差异显著，由此得出不同气温对硬脂酸的含量有显著影响。不同气温对核仁脂肪、核仁蛋白、油酸、亚麻酸及棕榈酸的含量皆无显著差异。

图2 不同气温对核桃果实形态的差异Fig.2 Difference in walnut fruit morphology at different temperatures

图3 不同气温对核桃内在品质的差异Fig.3 Difference in walnut inner quality at different temperatures

3 讨论

广西核桃资源主要集中分布在凤山、南丹、天峨、大化、金城江区、环江、宜州、巴马、乐业、田林、隆林、凌云等县区，其中分布最多为隆林、天峨、乐业、田林、南丹等5县，核桃集中分布在海拔700～1 500 m，而核桃优良种质分布多的县海拔普遍在700 m以上，地处云贵高原南部边缘地带及红水河两岸。广西核桃种质资源分布格局相对狭窄，呈现集中性、独立性、单一性等特点。在调查中未见核桃野生群落及核桃古树资源，且气候条件类似的桂林、柳州并未发现核桃优良种质，因此可以推测，广西的核桃优良种质极有可能来自云南、贵州。

有研究表明，不同海拔对核桃的丰产性、数量性状如出仁率、仁质量、壳厚、果形指数、含油率及蛋白质含量均有影响[9-12]，与本研究的结果总体一致，但存在细微差异。本研究表明，温度、海拔与核桃青皮厚度、核壳厚度、亚油酸及硬脂酸有明显的相关性。对不同海拔的核桃优良种质的表型性状及内在品质进行分析发现，海拔300～500 m的单果重及青皮厚度达到最大值，三径均值则最低，不同海拔核桃果实形态遗传差异较大，油酸、核仁蛋白、亚油酸及硬脂酸含量皆在海拔1 301～1 500 m达到最高，核仁脂肪与亚麻酸含量均在海拔300～500 m达到最高。核仁脂肪含量随海拔上升呈先下降再上升趋势，亚油酸随海拔上升呈先下降后上升趋势。在此之前的研究中，核桃与气温之间的关系未见报道，本研究发现各地的平均气温与核桃品质成负相关，进一步对不同地区平均气温与核桃品质相关性进行分析发现，气温仅对核桃的壳厚、青皮厚度、亚油酸和硬脂酸呈现显著影响，对核仁脂肪、核仁蛋白、油酸、亚麻酸及棕榈酸的含量均无显著差异。综合以上可以得出，不同海拔及气温皆会对核桃品质产生一定的影响，这对今后核桃种植地选择具有指导意义，为筛选出高品质且耐寒的种质资源提供借鉴。