常文君，秦金銘，包建平，王亞銅，王紹鵬，樊國全

(1.新疆生產(chǎn)建設兵團塔里木盆地生物資源保護利用重點實驗室，新疆阿拉爾 843300； 2.塔里木大學植物科學學院，新疆阿拉爾 843300；3.新疆農(nóng)業(yè)科學院輪臺果樹資源圃，新疆輪臺 841600)

0 引 言

【研究意義】梨是重要落葉果樹之一，按其起源演化，分為東方梨和西方梨兩大類。中國是東方梨重要原產(chǎn)地之一，種質(zhì)資源豐富[1-2]，新疆是我國主要梨產(chǎn)區(qū)之一，除了庫爾勒香梨，還有許多其它品種，優(yōu)良的梨品種應果實外觀品質(zhì)好、內(nèi)在品質(zhì)優(yōu)、抗逆性強、豐產(chǎn)性好和耐貯運[3]。新疆地方梨品種眾多，有必要對其進行綜合評價，選出外形、口感均優(yōu)良的品種?！厩叭搜芯窟M展】田路明等[4]對我國北方梨優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)56 個主栽品種105份果實樣品進行了外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)的鑒定評價。趙佳麗等[5]對河北省鴨梨主產(chǎn)區(qū)的梨果實內(nèi)在品質(zhì)進行了綜合評價。張四普等[6]對鄭州地區(qū)21個梨品種進行了分析。張起等[7]在貴州梨種質(zhì)果實品質(zhì)性狀多樣性分析中，采用方差分析、聚類分析等方法得出貴州地方梨種質(zhì)具有豐富的遺傳多樣性。阿依古麗·鐵木兒等[8]綜合評價了新疆地區(qū)主栽的5個品種：香梨、新梨7號、沙01、沙02、沙03的果實品質(zhì)。位杰等[9]分析了庫爾勒香梨及其5個雜交后代影響果實品質(zhì)的主要礦質(zhì)元素因子，不同梨品種的果實品質(zhì)和礦質(zhì)元素含量有一定差異。張琦等[10]分析了庫爾勒香梨和新梨7號在不同貯藏條件下存放5個月后果皮組織結(jié)構(gòu)的變化?！颈狙芯壳腥朦c】目前對新疆梨的報道主要集中于庫爾勒香梨，對本土品種的研究還相對較少。研究15個新疆果品種果實性狀?！緮M解決的關鍵問題】采用方差分析法和Q型聚類，對梨果實進行比較及分類，基于果實性狀進行主成分分析。研究通過對取自輪臺國家種質(zhì)資源圃的15個新疆地方梨品種分析總結(jié)其多樣性和特點，為新品種選育提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗地位于新疆巴音郭楞蒙古自治州輪臺縣輪臺果樹資源圃，供試樣株的樹齡均為33 a，株行距為3 m×4 m，樹體健康，樹勢中庸，采用常規(guī)管理。供試15個梨種質(zhì)均為新疆地區(qū)品種，在其果實生理成熟期，每個品種采集 30 個成熟果實帶回室內(nèi)保鮮貯藏用于分析。表1

表1 種質(zhì)名稱及來源地Table 1 Germplasm name and origin

1.2 方 法

參考《我國梨種質(zhì)資源研究概況及優(yōu)良品質(zhì)的綜合評價》[1],記錄果實形狀、色澤等特征。采用目測法觀察果實顏色和果實形狀；果點密集程度是取每個果實的柄端、胴部、萼部3部位各1 cm2，計量果點數(shù)量；游標卡尺測量果實、果柄和果心縱橫徑，以縱徑比橫徑的值表示果形指數(shù)，果心縱橫比大于1的為大，等于1的為中等，小于1的為?。?GY-1型果實硬度計測量果實帶皮與削皮后柄端、胴部、萼部的硬度；用精確度0.01的電子天平測定單果重；用手持式糖度儀測量可溶性固形物；冷凍法測石細胞含量[11]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel2019、SPSS24.0、DPS9.50進行數(shù)據(jù)整理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實感官性狀的評價

研究表明，15份梨品種果實的7個描述性狀共產(chǎn)生28個變異類型，平均變異類型為4個。變異類型最多的是果實形狀，有紡錘形、圓形、橢圓形、倒卵形、扁圓形和葫蘆形，為6個；其次是果皮顏色，有黃色、黃綠、綠色、綠黃和黃褐，為5個。

在果實形狀中以紡錘形居多，其次是圓形，二者占比分別為33.3%和26.7%，葫蘆形與扁圓形品種分別只有1份，為黑酸梨和綠梨；果皮顏色占比最多的是綠色，之后是黃綠色，分別占比33.3%和26.7%，黃褐色品種只有1份，為綠梨；果皮帶有紅暈的品種占比略高些，多數(shù)梨伴有淡香；果柄木質(zhì)化占比最高為60.0%，肉質(zhì)化果柄與半木質(zhì)半肉質(zhì)果柄占比相同，均為20.0%；40%的品種果心中等，果心大和小占比分別為33.3%、26.7%；果肉烘干后顏色占比差異不大，深褐色品種只有1個，為輪臺句句梨。圖1

表2 梨品種描述性狀及賦值Table 2 Description and assignment of pear varieties

注：數(shù)值與表2中各性狀各類型賦值一一對應

2.2 果實外觀指標

2.2.1 單果質(zhì)量、果形指數(shù)、果柄

研究表明，單果質(zhì)量范圍為82.65～194.85 g，黑酸梨平均單果質(zhì)量最高，為194.85 g，與霍城冬黃梨186.59 g無顯著差異，與其余品種呈顯著差異。褐色句句梨平均單果質(zhì)量最小，為82.65 g，與輪臺句句梨99.87 g、奎克阿木特84.09 g無顯著差異，與剩余12個種質(zhì)間呈顯著差異。果形指數(shù)變化范圍0.910 7～1.364 6，93.3%種質(zhì)的果形指數(shù)大于1，只有綠梨的果形指數(shù)小于1，即縱徑/橫徑<1，其果形指數(shù)與其它14個品種間均呈顯著差異；果形指數(shù)最大的是霍城冬黃梨，為1.364 6，與其余種質(zhì)均呈顯著差異。果柄長度最長的是耐西普特50.74 mm，和霍城冬黃梨48.13 mm無顯著差異，與剩余13個品種間呈顯著差異，最短的是霍城句句梨26.35 mm，和綠梨28.79 mm間無顯著差異，與其余品種間差異顯著。果柄寬度以黑酸梨最寬10.68 mm，與褐色句句梨10.44 mm、霍城冬黃梨10.20 mm間無顯著差異，與剩余的品種間呈顯著差異；果柄寬度最小的是綠梨2.68 mm，與其余品種間均呈顯著差異。表3

2.2.2 果點數(shù)量

研究表明，柄端果點最密集的是霍城句句梨46.33個/cm2和庫爾勒黃酸梨44.30個/cm2、輪臺句句梨44.53個/cm2、奎克阿木特46.00個/cm2，四者之間無顯著差異，與剩余種質(zhì)間差異顯著，最稀疏的是綠梨16.83個/cm2，與剩余14個品種均呈顯著差異；胴部果點最密集的是黃句句梨46.17個/cm2，與奎克阿木特41.70個/cm2無顯著差異，與剩余品種間差異顯著，最稀疏的是莎車耐西普特16.80個/cm2，與大果奎克阿木特19.80個/cm2、庫車阿木特21.27個/cm2間無顯著差異，與剩余品種間呈顯著差異；萼部果點數(shù)量最密集的是黃句句梨78.37個/cm2，與剩余種質(zhì)間均呈顯著差異，最稀疏的是莎車耐西普特9.10個/cm2，與庫車阿木特10.80個/cm2、塔西阿木特14.90個/cm2間無顯著差異，與剩余品種間呈顯著差異。

柄端、胴部、萼部的果點密集程度由大到小順序為黃句句梨>霍城句句梨>輪臺句句梨>奎克阿木特>伊犁句句梨>庫爾勒黃酸梨>霍城冬黃梨>黑酸梨>褐色句句梨>綠梨>大果奎克阿木特>耐西普特>塔西阿木特>庫車阿木特>莎車耐西普特；15個新疆地方梨品種柄端、胴部、萼部果點密集程度表現(xiàn)規(guī)律為萼部(42.13個/cm2)>柄端(36.57個/cm2)>胴部(32.19個/cm2)。表3

表3 果實外觀指標Table 3 Fruit appearance index

2.3 果實硬度

研究表明，柄端、胴部、萼部的帶皮硬度和削皮硬度范圍分別是5.16×105～14.50×105Pa、4.59×105～13.42×105Pa、5.22×105～13.70×105Pa、4.14×105～13.03×105Pa、3.81×105～12.17×105Pa、4.23×105～12.91×105Pa，6個最大硬度均屬于庫爾勒黃酸梨，且與剩余14個品種呈顯著差異。6個最小硬度均屬于奎克阿木特，其帶皮柄端硬度為5.16×105Pa， 和霍城句句梨、褐色句句梨、 輪臺句句梨、伊犁句句梨之間無顯著差異，與剩余10個品種呈顯著差異；其帶皮胴部硬度為4.59×105Pa ，和褐色句句梨、輪臺句句梨間無顯著差異，與剩余12個品種呈顯著差異；其帶皮萼部硬度為5.22×105Pa，和褐色句句梨、輪臺句句梨、伊犁句句梨間無顯著差異，與剩余11個品種呈顯著差異；其削皮柄部硬度為4.14×105Pa 和霍城句句梨、輪臺句句梨、伊犁句句梨無顯著差異，與剩余11個品種間呈顯著差異；其削皮胴部硬度為3.81×105Pa 與輪臺句句梨無顯著差異，和剩余13個品種呈顯著差異；其削皮萼部硬度為4.23×105Pa 和褐色句句梨、輪臺句句梨、伊犁句句梨無顯著差異，與剩余11個品種間呈顯著差異。

同一部位不同品種的硬度表現(xiàn)為，帶皮間：柄端9.25×105Pa、胴部8.89×105Pa、萼部9.50×105Pa，削皮間：柄端7.68×105Pa、胴部7.42×105Pa、萼部7.88×105Pa，可得萼部硬度>柄端硬度>胴部硬度。15個新疆地方梨品種硬度大小順序為庫爾勒黃酸梨>大果奎克阿木特>莎車耐西普特>塔西阿木特>庫車阿木特>綠梨>霍城冬黃梨>耐西普特>黃句句梨>黑酸梨>霍城句句梨>褐色句句梨>伊犁句句梨>輪臺句句梨>奎克阿木特。表4

表4 果實硬度差異Table 4 Hardness difference of fruits

2.4 果實內(nèi)部品質(zhì)

2.4.1 石細胞含量

研究表明，在0.20～0.45 mm，黑酸梨的皮石細胞含量最高為3.785%與霍城冬黃梨、綠梨、伊犁句句梨、莎車耐西普特、霍城句句梨、黃句句梨差異顯著，與其余品種差異不顯著；在0.20～0.45 mm果肉石細胞含量最高的是庫車阿木特0.46%與黃句句梨、庫爾勒黃酸梨、耐西普特、霍城冬黃梨、奎克阿木特間無顯著差異，與其余品種差異顯著。大于0.45 mm范圍內(nèi)果皮、果肉、果核的石細胞含量均是 庫爾勒黃酸梨最高6.63%與其余品種均呈顯著差異。表5

2.4.2 可溶性固形物、出汁率與干物質(zhì)含量

研究表明，可溶性固形物含量范圍9.86%～14.69%，最高的是庫車阿木特與綠梨無顯著性差異，與其它品種間差異顯著；最低的是庫爾勒黃酸梨，與黑酸梨間差異不顯著，與其余品種間差異顯著。

汁液含量最高的品種是奎克阿木特84.57%，與輪臺句句梨無顯著差異，與其余品種間差異顯著；汁液含量最低的是莎車耐西普特78.13%，與黑酸梨、霍城冬黃梨、耐西普特、庫車阿木特無顯著性差異，與其余品種間差異顯著。干物質(zhì)含量最高的是霍城冬黃梨15.20%，與黑酸梨、莎車耐西普特、塔西阿木特、伊犁句句梨、奎克阿木特、綠梨、大果奎克阿木特、庫車阿木特無顯著差異，與其余品種差異顯著。霍城句句梨、庫爾勒黃酸梨、褐色句句梨、輪臺句句梨、耐西普特、黃句句梨干物質(zhì)含量變化范圍12.60%～13.73%，彼此間無顯著性差異。表5

表5 果實內(nèi)部品質(zhì)Table 5 Internal quality of fruits

2.5 基于果實性狀的聚類

研究表明，將15個梨品種果實分為4組。A組為：莎車耐西普特、庫車阿木特、大果奎克阿木特、耐西普特、塔西阿木特、庫爾勒黃酸梨、伊犁句句梨；B組為：綠梨，與A組果實外形差別較大，單獨列為一組；C組為：霍城句句梨、黃句句梨、褐色句句梨、奎克阿木特、輪臺句句梨；D組為：黑酸梨、霍城冬黃梨。各組間未按地理位置遠近聚類。圖2，表6

A組特征：果實中等，平均單果質(zhì)量為140.01 g，平均果形指數(shù)1.11；果柄長度較長，粗度中等；果點較為稀疏，平均果點29.70個/cm2；組內(nèi)平均硬度較大10.26×105Pa，可溶性固形物較大，汁液含量較高，干物質(zhì)的量較大。

B組特征：果實較大，單果質(zhì)量為170.61 g，果形指數(shù)最小0.91，是唯一一個果形指數(shù)小于1的品種；果柄為短細型，長度28.79 mm、寬度2.68 mm；果點較為稀疏為34.02個/cm2；硬度、可溶性固形物、汁液含量、干物質(zhì)的量較大。

C組特征：果實較小，平均單果質(zhì)量最小為98.71 g，平均果形指數(shù)1.15；果柄長度、粗度中等；果點較為密集，平均果點46.82個/cm2；組內(nèi)平均硬度最小5.49×105Pa，汁液含量高，可溶性固形物、干物質(zhì)的量較小。

D組特征：果實較大，平均單果質(zhì)量、果實縱徑和平均果形指數(shù)均與其它3組呈顯著差異，數(shù)值分別為190.72 g、88.37 mm、1.28，果柄為長粗型，平均長度41.86 mm，平均粗度10.44 mm；果點較為密集，平均果點39.22個/cm2；組內(nèi)平均硬度中等8.45×105Pa，可溶性固形物、汁液含量、干物質(zhì)的量較小。表6

圖2 Q型聚類樹狀圖Fig.2 Q-cluster tree

表6 梨品種4個組果實數(shù)量性狀比較Table 6 Comparison of fruit quantitative characters among four groups of pear varieties

2.6 基于果實性狀的主成分

研究表明，前4個主成分值大于1，累計貢獻率可達到85.91%，各性狀貢獻率分散，累計貢獻率增長不明顯，性狀變異具有多向性。表7

表7 各性狀主成分的特征值、貢獻率和累計貢獻率Table 7 Characteristic value, contribution rate and cumulative contribution rate of principal components of each trait

研究表明，第1主成分(PC1)貢獻率34.88%， 特征向量絕對值最大的是果實橫徑(FTD)、單果質(zhì)量(WF)、果實縱徑(FL)、汁液含量(JC)，其絕對值都大于0.63，PC1正值表示果實橫徑、單果質(zhì)量、果實縱徑數(shù)值較高，主要代表果實外形，代表品種有黑酸梨(2)、霍城冬黃梨(10)，屬于Q型聚類中的D組；PC1負值表示汁液含量，代表品種有奎克阿木特(3)、輪臺句句梨(12)、褐色句句梨(5)，屬于Q型聚類的C組。第2主成分(PC2)貢獻率26.71%，特征向量絕對值都大于0.54，特征向量正值較大的是為果形指數(shù)(FSI)、果點平均值(FPA)，代表品種為霍城句句梨(11)，黃句句梨(6)，屬于Q型聚類中的C組；特征向量負值絕對值較大的是可溶性固形物(TSS)、干物質(zhì)(DA)，代表品種有莎車耐西普特(14)、塔西阿木特(9)，屬于Q型聚類中的A組。圖3

注：1.品種編號數(shù)值與表1中一一對應，下同。2.大寫字母為表格中各性狀英文縮寫

研究表明，第3主成分(PC3)貢獻率為13.15%，特征向量正值較大的是果柄長度(SL)、干物質(zhì)(DA)、可溶性固形物(TSS)，代表品種有耐西普特(7)、塔西阿木特(9)、綠梨(15)；特征向量負值絕對值較大的是果點平均值(FPA)、果形指數(shù)(FSI)、果柄寬度(SW)，代表品種有霍城句句梨(11)、黃句句梨(6)、黑酸梨(2)。第4主成分(PC4)貢獻率為11.17%，特征向量值較大的是果實橫徑(FTD)、單果質(zhì)量(WF)、果實縱經(jīng)(FL)，代表品種有霍城冬黃梨(10)。圖4

15個梨品種得分由高到低依次為霍城冬黃梨、伊犁句句梨、奎克阿木特、庫車阿木特、塔西阿木特、霍城句句梨、黑酸梨、大果奎克阿木特、黃句句梨、綠梨、庫爾勒黃酸梨、耐西普特、 莎車耐西普特、輪臺句句梨、褐色句句梨。表8

圖4 基于新疆地方梨品種的第3、4主成分果實性狀載荷Fig.4 Load chart of fruit characters of the 3rd and 4th principal components based on Xinjiang local pear varieties

表8 品種主成分得分與排名Table 8 Score and ranking of main components of varieties

3 討 論

研究中7個描述性狀共有28個變異類型，平均每個描述性狀有4個變異類型，變異類型最多的是果實形狀(6個)，其次是果皮顏色(5個)。這些品種中的21個數(shù)量性狀的變異系數(shù)范圍為8.83%～78.39%，果形指數(shù)的變異系數(shù)最小，果皮石細胞含量(>0.45 mm)的變異系數(shù)最大，變異系數(shù)的大小間接表明品種間性狀的差異程度[12]，變異系數(shù)越大，品種間性狀的差異也越大，即15個品種間性狀差異最大的是石細胞的含量。試驗中石細胞直徑在0.20～0.45 mm范圍內(nèi)果皮與果肉的變異系數(shù)分別為47.41%、32.73%，石細胞直徑大于0.45 mm的果皮、果肉、果核的變異系數(shù)分別為78.39%、66.66%、57.27%，與王紅寶等[13]在梨果肉石細胞含量分析中測定的88個梨品種果實石細胞含量的變異系數(shù)(76%)相比，此次的15個品種，除了石細胞直徑>0.45 mm的果皮石細胞含量的變異系數(shù)略>76%外，其余4個數(shù)值均<76%，即15個梨品種的石細胞含量差異不如王紅寶等試驗的88個品種間差異程度大，原因可能是試驗的15個梨品種均為新疆地方梨品種，部分梨的親緣關系較近，在石細胞層面差異表現(xiàn)不明顯?？扇苄怨绦挝锸枪麑嶏L味的評比中較為重要的元素，研究中可溶性固形物含量平均為12.36%，對比張起等[7]研究的34份貴州省種質(zhì)、張四普等[6]研究的21個鄭州地區(qū)梨品種、趙佳麗等[5]研究的30份河北省鴨梨，以及曾少敏等[14]研究的50份福建地方梨，資源的可溶性固形物含量均值7.70%±1.15%、11.43%、11.72%和11.81%來說總體較高。15個品種間含量最高的是庫車阿木特(14.69%)，可作為優(yōu)異種質(zhì)開發(fā)利用，其中只有庫爾勒黃酸梨(9.86%)小于10%。Q型聚類將15份新疆梨品種果實劃分為4個組，同一組內(nèi)較其它組總體特征更為親近且并按地域趨勢聚集，與曾少敏等[14]研究福建地方梨種質(zhì)資源中種質(zhì)并未發(fā)現(xiàn)按地域聚類的趨勢相同。

4 結(jié) 論

4.115個新疆梨品種中外形較為特殊的有綠梨、黑酸梨、霍城冬黃梨，三者單果質(zhì)量于其它品種相比較大，其中綠梨是唯一一個果形指數(shù)小于1的品種，其果柄、果點樣式、果實顏色也均與其它品種有著明顯區(qū)別；品種間柄端、胴部、萼部3個部位單位面積上平均果點密集程度最高的是黃句句梨，最低的是莎車耐西普特；帶皮與削皮品種間柄端、胴部、萼部3個部位平均硬度最大的是庫爾勒黃酸梨，最小的是奎克阿木特； 黑酸梨皮的石細胞含量最高，在0.20～0.45 mm范圍內(nèi)果肉石細胞含量最高的是庫車阿木特，>0.45 mm范圍內(nèi)果皮、果肉、果核的石細胞含量最高的均是庫爾勒黃酸梨；可溶性固形物含量最多的為庫車阿木特，最少的是庫爾勒黃酸梨；汁液含量最多的是奎克阿木特，最低的是莎車耐西普特。

4.2同一組內(nèi)品種間各項指標較其它組總體特征更為親近且并按地域趨勢聚集。主成分分析品種分類結(jié)果與Q型聚類基本一致，綜合評價得分前3名為霍城冬黃梨、伊犁句句梨、奎克阿木特。