鞏雪峰 ，陳鑫 ，趙黎明 ，宋占鋒 ，李躍建

（1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，成都，610066；2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院）

為抵御低溫和潮濕的自然環(huán)境，四川人通過食辣來改善體內(nèi)血液循環(huán)，促進(jìn)新陳代謝，嗜辣習(xí)慣保留并延續(xù)至今。自古以來，四川就是辣椒消費大省，除了鮮食外，用于腌制、醬制和干制的加工型辣椒是長期消費的主要對象。聞名海內(nèi)外的川菜菜系，也離不開郫縣豆瓣醬、泡椒、干椒等辣椒制品[1]。隨著辣椒制品出口外銷的逐年增加，選材上對辣椒果實品質(zhì)的要求也越來越高。目前，隨著國內(nèi)飲食業(yè)的大發(fā)展，嗜辣人群已趨向低齡年輕化，辣椒伴隨美食給人的辛辣刺激感，深受青年人的歡迎，食辣演變成為一種時尚潮流，消費潛力巨大。四川除了是辣椒消費大省也是傳統(tǒng)辣椒生產(chǎn)大省，其辣椒栽培歷史悠久。本省生態(tài)環(huán)境復(fù)雜、地形地貌多變、土壤類型豐富、氣候差異顯著，經(jīng)過漫長的自然和人工選擇，形成適宜不同生態(tài)類型的地方特色辣椒種質(zhì)。開展四川省辣椒種質(zhì)資源及其果實品質(zhì)分析和研究，有利于發(fā)掘本地辣椒種質(zhì)的優(yōu)勢，對辣椒種質(zhì)創(chuàng)新、合理化利用及遺傳改良都具有重要意義。

四川省內(nèi)各區(qū)辣椒種質(zhì)資源是一代代科研人不懈努力和辛勤勞動收集獲得的[2，3]。在此基礎(chǔ)上，科研者對收集的辣椒種質(zhì)材料進(jìn)行了多年的自交、分離與純化工作。本研究在前人的科研積累之上，對109份高辣種質(zhì)資源進(jìn)行了果實品質(zhì)的生理生化分析，運(yùn)用了多元統(tǒng)計學(xué)和模糊數(shù)學(xué)原理，對種質(zhì)資源的品質(zhì)進(jìn)行分析與評估，試圖建立高辣高色價的加工型辣椒種質(zhì)資源的評價、評估體系，以期獲得對種質(zhì)資源更廣范圍、更深層次和更具有目的性的應(yīng)用，為培育更具有市場潛力的辣椒新品種打基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料源自四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所收集保存的高辣度、高色價含量的種質(zhì)資源，并多年自交、分離純化，共109份種質(zhì)資源材料（表1），均屬一年生辣椒（Capsicum annumL.）， 其中圓錐椒 10份 （C.annumvar.conoides Bailey）； 長椒類 （C.annumvar.longumBailey）99份，具體按果形又細(xì)分為牛角椒 （7份）、線椒（11份）和羊角椒（81份）。該試驗開展于四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所新都試驗基地，109份材料于2017年1月在連棟大棚內(nèi)進(jìn)行播種，采用穴盤育苗的方式，穴盤規(guī)格為50穴，每穴2粒種子，用基質(zhì)蓋種后，為保溫保濕，以塑料薄膜覆蓋其上，待種子發(fā)芽、子葉長出，再將薄膜揭開。4月定植于大棚，在定植前，每 667 m2施入復(fù)合肥50 kg、磷肥80 kg、有機(jī)肥100 kg，采用面施，廂面寬80 cm，溝寬60 cm。廂面雙行定植，每穴定植1株，株距40 cm，每個材料定植20株。8月采收，每份材料選取植株結(jié)果主枝的第4～6節(jié)位的果實為樣本。

表1 109份種質(zhì)資源編號與果實類型

表2 109份辣椒種質(zhì)資源果實品質(zhì)分析

1.2 試驗方法

①采樣與備樣 將每份種質(zhì)材料的紅果樣本均分為2份，一份鮮樣（10株辣椒紅果）稱重后按編號裝入牛皮紙袋，于65℃下烘至恒重，再稱重，并將果皮用小型粉碎機(jī)碎成粉末，過0.391 mm篩，用于色價和辣椒素的檢測；另一份鮮樣（10株辣椒紅果）用刀片切成薄片混勻，稱取3個0.100 0 g樣品于離心管內(nèi)，置于-20℃冰箱保存，用于總糖含量的檢測。試驗重復(fù)3次。

②測定項目與方法 a.辣椒色價。采用國標(biāo)（GB 10783-2008）測定辣椒色價，用乙醇取代丙酮浸提果實中的辣椒紅素。將樣品浸提液按序點樣在96孔酶標(biāo)板上，用多功能酶標(biāo)儀（賽默飛世爾）在460 nm處讀取吸光值，96孔板的通徑長度為0.58 cm。

b.辣椒素含量。采用GB/T 21266-2007，高效液相色譜儀（津島），以甲醇溶劑為萃取劑，單位為 mg/g。

c.總糖含量。采用蘇州銘科生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的總糖試劑盒，采用多功能酶標(biāo)儀（賽默飛世爾）在540 nm處讀取吸光值，按樣本鮮質(zhì)量對數(shù)值進(jìn)行計算（mg/g）。

d.干物質(zhì)含量。公式為干物質(zhì)含量（g/100 g）=m0/m1×100。 其中，m0為式樣的原始質(zhì)量（g）；m1為烘干后的試樣質(zhì)量（g）。

圖1 高辣高色價品質(zhì)聚類分析

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行統(tǒng)計。用SPSS數(shù)據(jù)分析軟件對109份種質(zhì)資源色價與辣椒素的測定結(jié)果采用多元統(tǒng)計學(xué)的系統(tǒng)聚類分析，并進(jìn)行差異顯著性檢驗，果實品質(zhì)指標(biāo)間的距離為歐式距離（D）。

辣椒品質(zhì)性狀綜合評價應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)值法[4～6]，對實驗獲得的辣椒素、色價、總糖、干物質(zhì)含量這4項果實品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價。

隸屬函數(shù)值計算公式：Zij=（Xij-Ximin）/（Ximax-Ximin），如果為負(fù)相關(guān)，則用反隸屬函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，計算公式為：Zij=1-（Xij-Ximin）/（Ximax-Ximin），其中：Zij表示i種質(zhì)j指標(biāo)的品質(zhì)隸屬函數(shù)值；Xij表示i品種j指標(biāo)的測定值；Ximax和Ximin分別表示各種質(zhì)中指標(biāo)的最大和最小的測定值。

2 結(jié)果與分析

2.1 109份辣椒種質(zhì)資源果實品質(zhì)分析

由表2可知，辣椒素含量分析結(jié)果表明，辣椒素極大值為圓錐椒類型的6.10 mg/g，極小值是羊角椒類型的 1.70 mg/g，均值為（3.05±0.75）mg/g；色價的分析表明，色價的極大值與極小值都出現(xiàn)在羊角椒類型中，分別為 28.81、2.05，均值為 9.29±4.82；總糖含量的分析表明，總糖含量極小值為牛角椒類型的13.03 mg/g，極大值為羊角椒類型的50.69 mg/g，均值為（22.82±6.51）mg/g；干物質(zhì)含量的分析結(jié)果表明，極大值為圓錐椒類型的25.02 g/100 g，極小值為牛角椒類型的6.79 g/100 g，均值為（13.10±3.89）g/100 g。

2.2 109份辣椒種質(zhì)資源高辣、高色價果實品質(zhì)的聚類分析

使用SPSS數(shù)據(jù)分析軟件，對這109份辣椒種質(zhì)資源的辣椒素含量和色價的測定結(jié)果采用歐式距離、最遠(yuǎn)鄰元素法進(jìn)行了系統(tǒng)聚類，聚類結(jié)果如圖1所示。在D=7.0 cM處，可將109份種質(zhì)資源根據(jù)遺傳距離劃分為4個類群（表3所示）。第Ⅰ類群包括 6 份材料，分別是 PC-5、PY-55、PY-16、PY-27、PY-67、PY-32，占 5.51%，其中 1 份為圓錐椒，5份為羊角椒類型；第Ⅱ類群包括21份材料，占19.27%；第Ⅲ類群包括67份材料，占61.47%；第Ⅳ類群包括15份材料，占13.76%。這4個類型群彼此之間辣椒素和色價差異均達(dá)到顯著水平。結(jié)合表3可知，第Ⅰ類群為極高型辣椒材料類群；其次為中間2個類群，第Ⅱ和第Ⅲ類群，其辣椒素含量區(qū)間也較為接近；第Ⅳ類群為果實品質(zhì)較低型辣椒材料類群，辣椒素含量和色價均處于相對較低水平。

表3 4個類群主要統(tǒng)計參數(shù)及方差分析

2.3 109份辣椒種質(zhì)資源果實品質(zhì)的隸屬函數(shù)分析

借助模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)分析法，對辣椒素含量、色價、總糖含量和干物質(zhì)含量這4項果實品質(zhì)的隸屬度進(jìn)行計算，然后取其算術(shù)平均數(shù)作為平均隸屬值。平均隸屬值綜合反映辣椒種質(zhì)材料的4項果實品質(zhì)高低的程度，排序前10位如表4所示，范圍在 0.48～0.66，依次為：PC-5＞PY-16＞PY-47＞PY-55＞PY-67＞PY-32＞PC-4＞PY-27＞PY-3＞PC-7，大于0.5的有9份，其中，PC-5的隸屬函數(shù)值為0.747，在種質(zhì)資源中綜合品質(zhì)最優(yōu)。

表4 不同種質(zhì)資源品質(zhì)的平均隸屬度值

3 討論與結(jié)論

高辣、高色價（即高辣椒素、高辣椒紅素）是辣椒最重要的2項果實品質(zhì)。本文通過對辣椒素和色價進(jìn)行聚類分析，將109份辣椒種質(zhì)資源劃分為4個類群，其中，第Ⅰ類群是培育高辣、高色價辣椒新品種的優(yōu)選種質(zhì)材料。

除了辣椒素和辣椒紅素外，總糖和干物質(zhì)含量為辣椒較重要的2項品質(zhì)指標(biāo)，是選育加工型辣椒新品種的重要品質(zhì)指標(biāo)[7，8]。本研究對109份辣椒種質(zhì)資源的4項果實品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行隸屬函數(shù)值的綜合分析和排序，并獲得排序前10位的種質(zhì)材料，平均隸屬值越大，種質(zhì)資源的綜合品質(zhì)就越高。在對高辣、高色價綜合聚類分析中，聚類為第Ⅰ類群的6個辣椒種質(zhì)材料 PC-5、PY-55、PY-16、PY-27、PY-67、PY-32的平均隸屬值也位于排名靠前的位置。

近年來，主要應(yīng)用多元統(tǒng)計學(xué)的聚類分析評價蔬菜作物種質(zhì)資源的品質(zhì)，而對辣椒種質(zhì)資源的園藝性狀和果實品質(zhì)等遺傳學(xué)分析也涉及到了聚類分析的方法[9～11]。模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)的應(yīng)用多見于對抗逆、脅迫等指標(biāo)特征的分析[4，6，12，13]，蓬桂華等[14]首次將隸屬函數(shù)應(yīng)用在對辣椒品質(zhì)性狀的分析中，綜合應(yīng)用2種分析方法更利于對辣椒種質(zhì)資源進(jìn)行篩選。

辣椒果實品質(zhì)包括許多方面，加工型辣椒的果實品質(zhì)包括風(fēng)味、營養(yǎng)和商品品質(zhì)3項[7]。風(fēng)味是果實的口感和味道，辣椒的風(fēng)味是其獨樹一幟的辛辣味，對風(fēng)味品質(zhì)辣椒素含量的分析是研究核心；商品品質(zhì)主要包括外觀性狀，可從感官上進(jìn)行判斷，其中果色由內(nèi)在的辣椒紅素含量決定，通過色價來反映，因此高辣、高色價是辣椒傳統(tǒng)的2個優(yōu)良品質(zhì)性狀。辣椒的營養(yǎng)品質(zhì)包括VC、糖分以及干物質(zhì)含量等，其中VC在加工中易流失，總糖和干物質(zhì)含量這2個指標(biāo)對加工型辣椒品質(zhì)具有提高作用。總體上，辣椒加工制品分為干制類、腌制類、罐頭類、油制品類、醬制類、深加工類等[15]。四川省主要涉及干制加工類、醬制類、腌制類以及提取辣椒化學(xué)成分的深加工類。無論是腌制的泡椒還是醬制辣豆瓣醬、辣椒醬，干物質(zhì)含量和總糖含量（或還原糖）在加工過程中對制品的品質(zhì)具有重要的作用[16～18]。因此，在加工專用型辣椒種質(zhì)資源篩選時，不但要考慮辣椒素含量和色價，還應(yīng)考慮總糖、干物質(zhì)含量。隨著辣椒新品種選育向品質(zhì)特色化和專用化的方向發(fā)展，不同栽培條件下專用型辣椒品種需求增加，培育四川當(dāng)?shù)丶庸Ｓ眯屠苯沸缕贩N是一種趨勢[8，19，20]。