澳洲坚果种质果实品质性状的多样性分析

曾 辉，杨为海，张明楷，邹明宏，张汉周，陆超忠

（1.中国热带农业科学院南亚热带作物研究所，广东 湛江 524091；2.农业部热带果树生物学重点实验室，广东湛江 524091；3.海南大学 园艺园林学院，海南 儋州 571737）

澳洲坚果Macadamiaspp.原产于澳大利亚，是一种新兴的高档坚果类果树，已在中国云南、广西、广东等省（区）得到广泛的种植。澳洲坚果果实主要由果皮、种壳和种仁这三部分组织构成，其种仁富含不饱和脂肪酸、蛋白质、矿质元素及多种维生素，具有重要的营养价值和保健价值，享有“干果皇后”之美誉，深受消费者的青睐。

目前，有关澳洲坚果果实性状的研究主要集中在其形态性状的特征性描述[1-3]与遗传多样性研究[4-6]、部分品质性状的分析评价[5-7]与遗传参数研究[8]以及种仁营养成分[9-11]及其相关保健价值[12-13]等方面，但有关澳洲坚果品质性状的系统性研究报道却鲜见。本研究以28份澳洲坚果种质的果实为材料，对澳洲坚果品质性状的多样性进行了评价，以期为澳洲坚果优质栽培和新品种选育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试材料为2009～2010年两年采自于广东省湛江市中国热带农业科学院南亚热带作物研究所澳洲坚果种质资源圃的28份种质的正常成熟果实。这28份澳洲坚果种质包括引进品种H2、O.C.、DAD、NG18、Yonik、Winks、Own Venture、B3/74、HAES246、HAES333、HAES344、HAES695、HAES783、HAES788、HAES814、HAES922、特殊品种和自选品种南亚1号、南亚2号、南亚3号及自选优株A、B、D、10、24、74、114、116 号。

1.2 方 法

1.2.1 各项指标的测定方法

供试的各个种质的果实（带皮果）均为果实成熟期采自种质资源圃内发育正常的新鲜果实，分别随机选取60个具完整果柄的带皮果为样本，逐个测量带皮果的单粒鲜质量（X1，g）；把测量完的带皮果脱皮后，将其种子（带壳果）依次在38、45、60 ℃下分别干燥48 h，当种仁（果仁）含水量降至（1.5%±0.5%）时，逐个测量带壳果的单粒干质量（X2，g）；将上述带壳果小心脱壳后，再逐个测量其果壳厚度（即果壳内表面黑白交界处的平均厚度（X3，mm）和果仁单粒干质量（X4，g），并计算每个带壳果的出仁率（X5，%）和一级果仁率（X6，%）[5,7]。

将上述种仁样品粉碎后，分别采用索氏抽提法[14]、凯氏定氮法[15]和蒽酮比色法[16]测定其粗脂肪（X7，%）、粗蛋白（X8，%）和可溶性总糖（X9，%）含量，分别采用火焰分光光度法和钼锑抗显色法[15]测定其钾（X10，%）、磷（X11，%）元素含量，采用原子吸收分光光度法[17]测定镁（X12，%）、钙（X13，%）、锰（X14，mg/kg）、铁（X15，mg/kg）、锌（X16，mg/kg）、铜（X17，mg/kg）元素含量，采用气相色谱-质谱联用技术[19]测定不饱和脂肪酸含量（X18，%），将各不饱和脂肪酸组分含量求和即为不饱和脂肪酸含量。

1.2.2 数据分析

应用Excel 2003软件和SPSS 16.0软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 澳洲坚果品质性状的多样性分析

对28份澳洲坚果种质果实的18个品质性状的多样性进行了分析，结果如表1所示。表1 的数据表明，28份澳洲坚果种质的18个品质性状在不同种质之间表现出了不同程度的变异。其中，锰元素含量的变异幅度最大，变异系数为27.75%；其次为带壳果单粒干质量，变异系数为20.49%；带皮果单粒鲜质量、果壳厚度、果仁单粒干质量及铁、锌、铜元素含量的变异系数在17%～19%之间；可溶性总糖含量和钾、磷、镁、钙元素含量的变异系数在10%～13%之间，这表明这些性状具有较为丰富的遗传信息和利用潜力。出仁率、一级果仁率、粗脂肪含量、粗蛋白含量与不饱和脂肪酸含量等5个性状的变异系数均低于10%，其中以粗脂肪含量的变异系数最低，仅为1.43%，说明这些品质性状的遗传较为稳定。

2.2 澳洲坚果品质性状的相关性分析

澳洲坚果果实品质各性状间的相关性分析结果如表2所示。除果壳厚度（X3）与果仁单粒干质量（X4）之间的相关性不显著外，带皮果单粒鲜质量（X1）、带壳果单粒干质量（X2）、果壳厚度、果仁单粒干质量等4个性状之间互为极显著正相关，说明这些性状之间存在着明显的相互促进关系。出仁率（X5）和一级果仁率（X6）是衡量澳洲坚果种质优良与否的两个重要指标。文中测定结果表明，出仁率与带皮果单粒鲜质量、带壳果单粒干质量、果壳厚度等3个性状均呈显著或极显著负相关，一级果仁率与果仁单粒干质量、可溶性总糖含量（X9）分别呈显著正相关与极显著负相关。另外，粗脂肪含量（X7）与粗蛋白含量（X8）、可溶性总糖含量这2个性状之间均呈极显著负相关，而不饱和脂肪酸含量（X18）与果仁单粒干质量呈极显著正相关。

就矿质元素含量而言，仅有钾含量（X10）与其它性状的相关性不显著。磷含量（X11）与带皮果单粒鲜质量、带壳果单粒干质量、果壳厚度、粗蛋白含量、镁含量（X12）、铁含量（X15）等6个性状间均呈显著或极显著正相关，钙含量（X13）与一级果仁率呈极显著正相关，而磷含量与出仁率、锰含量（X14）与可溶性总糖含量、锌含量（X16）与粗蛋白含量、铜含量（X17）与出仁率等4对性状间均呈显著或极显著负相关，说明这些矿质元素与果实品质的形成关系密切。

表1 澳洲坚果果实品质性状的变异情况Table 1 Variation status of nut quality characters in macadamia

表2 澳洲坚果各果实品质性状间的相关分析结果†Table 2 Correlation analysis of nut quality characters in macadamia

2.3 澳洲坚果品质性状的主成分分析

对28份澳洲坚果种质果实的18个品质性状进行了主成分分析，结果如表3～5所示。从表3中可以看出，前8个主成分的累积方差贡献率只有86.575%，表明各性状的贡献率分散，累积贡献率增长不明显，说明性状变异具有多向性。其中，PC1、PC2、PC3和PC4的贡献率分别为21.395%、17.923%、12.267%和10.300%。

表3 各主成分的特征值及方差贡献率Table 3 The eigenvalues and variance contribution rates of every principal components

由表4中的因子载荷值可以看出，各性状的原始变量和前4个主成分的相关程度比较明晰。PC1主要代表带皮果单粒鲜质量、带壳果单粒干质量和果仁单粒干质量，其载荷值分别为0.837、0.875和0.872；PC2主要代表果壳厚度和出仁率，其载荷值分别为0.885和－0.839；PC3主要代表粗蛋白含量和锌含量，其载荷值分别为－0.753和0.792；PC4主要代表粗脂肪含量和可溶性总糖含量，其载荷值各为－0.927和0.743。

表4 澳洲坚果品质性状变量的因子载荷值Table 4 Factor loadings of nut quality character variables in macadamia

澳洲坚果种质主成分得分见表5。PC1较高的正值表明澳洲坚果带皮果单粒鲜质量、带壳果单粒干质量和果仁单粒干质量均较大，南亚1号、优株10号和优株114号等种质属于此类；PC2较高的正值表明澳洲坚果具有较厚的果壳和较低的出仁率，HAES333、优株24号和优株10号等种质属于此类；PC3较高的正值表明澳洲坚果的果仁粗蛋白含量较低，而锌含量则较高，如HAES922、HAES344、优株B和优株74号等种质；PC4较高的正值表明澳洲坚果的果仁粗脂肪含量较低，而可溶性总糖含量较高，如Own Venture、HAES344、HAES246和优株74号等种质。

表5 不同澳洲坚果种质的主成分分析因子分值Table 5 Factor scores of different macadamia germplasms in principal component analysis

3 结论与讨论

本试验从物理指标和化学指标2个方面对28份澳洲坚果种质果实品质性状多样性进行了研究，结果发现，澳洲坚果种质果实品质性状变异丰富，表现出不同程度的遗传多样性。18个品质性状中，锰含量和带壳果单粒干质量等13个性状的变异系数较大，充分反映了这些性状的遗传多样性；而粗脂肪含量等5个性状的变异系数较小，表明这些性状遗传稳定。

文中的试验数据表明，澳洲坚果各品质性状之间的关系较复杂。有些品质性状之间存在着显著或极显著的正相关，如带皮果单粒鲜质量与果仁单粒干质量、带壳果单粒干质量和果壳厚度、果仁单粒干质量与不饱和脂肪酸含量等14对性状之间表现为极显著或显著正相关；有些性状之间则呈显著或极显著负相关，如出仁率与果壳厚度、一级果仁率与可溶性总糖含量、粗脂肪含量与粗蛋白含量等10对性状之间呈极显著或显著负相关；但也有些性状之间相对独立，其相关性不显著，如钾含量与其它性状的相关性均不显著。

主成分分析方法已广泛应用于果实品质性状遗传多样性的研究中[18-20]。文中以连续两年对澳洲坚果果实品质性状的观测数据的平均值为基础，得出了各主成分的特征值和贡献率，结果表明，前4个主成分累积方差贡献率仅为61.885%，到第8个成分的累积方差贡献率才达86.575%，表明各性状的贡献率分散，累积贡献率增长不明显，说明性状变异具有多向性。依据同一指标在各成分中的最大载荷绝对值所处位置即为其所属主成分的原则，将不同指标进行了主成分划分，从而明确了前4个主成分所代表的生物学意义；并通过主成分得分值对各种质材料进行了归类，可为澳洲坚果品种选育提供一定的科学依据。

参考文献：

[1]岳 海,陈丽兰,陈国云,等.云南省澳洲坚果品种鉴别分析研究[J].西南农业学报,2008,21(5):1395－1400.

[2]UPOV．Macadamia:M integrifoliaMaiden et Betche,M tetraphyllaL A S Johnson. Guidelines for the conduct of tests for distinctness,homogeneity and stability [S]. Geneva: International Union for the Protection of New Varieties of Plant,1987.

[3]Domingo R M J,Gutierrez M A,Ramirez P,et al. Rescriptors for Macadamia (Macadamiaspp.) [J].Acta Horticulture,2004,634:203－208.

[4]贺熙勇,倪书邦,陈国云,等.澳洲坚果种质资源形态性状的遗传多样性分析[J].中国农学通报,2010,26(3):206－215.

[5]王 维,杨为海,张明楷,等.澳洲坚果种质资源果实性状研究[J].热带农业科学,2011,31(2):11－16.

[6]Simpson W A,Allan P. Revised key for identifying macadamia cultivars[J].The South African Macadamia Growers Association,1998,Yearbook: 47－56.

[7]杜丽清,曾 辉,邹明宏,等.澳洲坚果种质资源果实性状的评价指标[J].热带作物学报,2006,27(4):14－28.

[8]Hardner C,Winks C,Stephenson R,et al. Genetic parameters for nut and kernel traits in macadamia[J]. Euphytica,2001,117:151－161.

[9]杜丽清,邹明宏,曾 辉,等.澳洲坚果果仁营养成分分析[J].营养学报,2010,(1) :95－96.

[10]Maquire L S,O’Sullivan S M,Galvin K,et al. Fatty acid profile,tocopherol,squalene and phytosterol content of walnuts,almonds,peanuts,hazelnuts and the macadamia nut[J].International Journal of Food Science and Nutrition,2004,55(3):171－178.

[11]Venkatachalam M,Sathe S K. Chemical composition of selected edible nut seeds [J]. Journal of agricultural and food chemistry,2006,54:4705－4714.

[12]Curb J D,Wergowske G,Dobbs J C,et al. Serum lipid effects of high-monounsaturated fat diet based on macadamia nuts [J].Archives of Internal Medicine,2000,160(8):1154－1158.

[13]Garg M L,Blake R J,Wills R B. Macadamia nut consumption lowers plasma total and LDL cholesterol levels in hypercholesterolemic men[J].The Journal of nutrition,2003,133(4): 1060－1063.

[14]李 良,刘玉萍.饲料中粗脂肪的快速测定[J].饲料工业,2002,23(7):35－36.

[15]中国土壤学会编.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社,1999.

[16]李合生,孙 群,赵世杰.植物生理生化实验原理与技术[M].北京:高等教育出版社,2000:164-194.

[17]魏长宾,刘胜辉,臧小平,等.澳洲坚果油脂肪酸组成分析[J].中国油脂,2008,33(9):75－76.

[18]Azodanlou R,Darbellay C,Luisier J L,et al. Development of a model for quality assessment of tomatoes and apricots [J]. Food Science and Technology,2003,36:223－233.

[19]David R,Jose E. Phenotypic diversity and relationships of fruit quality traits in apricot (Prunus armeniacaL) germplasm[J].Euphytica,2008,163:143－158.

[20]Wu B,Quilot B,Kervella J,et al. Analysis of genotypic variation of sugar and acid contents in peaches and nectarines through the principle component analysis[J]. Euphytica,2003,132:375－384.