關鍵詞：梨；果實品質；主成分分析；綜合評價

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

梨果實品質受諸多因素影響，其中品種遺傳特性是影響果實品質的重要內在因素。不同栽培梨類型或同一栽培梨類型不同品種間果實品質水平均存在較大差異，直接影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展和農民經(jīng)濟效益。因此，有關果實品質提升及評價研究一直備受廣大學者關注。目前在果實品質評價研究方面，常采用主成分分析、相關性分析等對產(chǎn)量、品質等指標進行評價分析[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用。在白梨、沙梨及西洋梨等栽培梨系統(tǒng)果實品質評價上也常采用主成分分析、相關性分析等方法進行品質綜合評價。殷益明等[7]在開展不同‘黃冠梨’梨園果實品質綜合評價體系建立研究時，對單果質量、果形指數(shù)等13個指標采用主成分分析及相應權重計算綜合得分并排序，得出不同果園間果實品質存在差異，不同品質指標間離散程度不同的結論。牟紅梅等[8]采用主成分分析法對煙臺地區(qū)西洋梨果實品質進行綜合評價分析，得出各指標轉化數(shù)據(jù)后累計貢獻率為82.054%，‘好本號’‘康弗倫斯’‘盤克漢姆’‘阿巴特’綜合品質性狀較優(yōu)，與田間測定結果一致的結論。該結果進一步說明了主成分分析法在西洋梨果實品質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。而在我國北方寒冷地區(qū)梨產(chǎn)區(qū)梨品種果實綜合評價研究中，尚無基于差異性、相關性、主成分和聚類分析等相結合的方法對抗寒梨果實品質綜合評價的報道。

本研究通過對吉林省農業(yè)科學院（中國農業(yè)科技東北創(chuàng)新中心）果樹研究所梨生產(chǎn)示范園內種植的22份抗寒梨品種果實品質進行綜合評價，構建抗寒梨果實品質綜合評價體系，為區(qū)域梨品種優(yōu)化升級及合理區(qū)劃提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗材料取自吉林省農業(yè)科學院（中國農業(yè)科技東北創(chuàng)新中心）果樹研究所（124°02′E，43°11′N）梨品種試驗園。該試驗園屬溫帶大陸性季風氣候，四季分明，冬季嚴寒夏季高溫，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試驗方法

1）采樣及保存

2022、2023年，在果實成熟期選取參試品種植株樹冠外圍中部東、南、西、北4個方位，共隨機采集無病蟲害果實30個，4℃冷庫內貯藏備用。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’），測定前先冷庫取出至室溫存放7～10d，待果實軟化后測量。

2）果實外觀品質測定

參考《梨種質資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》，使用電子數(shù)顯卡尺測量20個果實的縱徑和橫徑。果形指數(shù)=果實縱徑/果實橫徑。

3）果實內在品質測定

用手持糖度折光儀（AtagoPAL-1日本）測定可溶性固形物含量；可滴定酸含量測定參照GB/12293—1990果蔬中可滴定酸度測定方法；可溶性糖含量采用斐林試劑法測定。每次測量3個，重復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軟件制表和計算，采用Duncan新復極差法計算差異顯著性，主成分及聚類分析采用SPSS27.0.5軟件進行分析。果實品質綜合得分（Dn）計算公式為Dn=ΣFjn×Ej。式中：Fjn為第n個品種第j個特征值（＞0.9）的主成分分值；n為特征值＞0.9的主成分的個數(shù)；Ej為第j個主成分的貢獻率；i表示所測定的果實品質指標。

2結果與分析

2.1果實主要品質性狀差異及分析

通過連續(xù)2年調查和測定22份抗寒梨品種果實主要品質指標，計算出各指標的平均值并進行差異性分析（表2）。

結果表明，同一品質指標品種間存在明顯差異。果形指數(shù)分布在0.753（‘東寧5號’）～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個品種，其中‘紅南果’最高。可滴定酸含量分布在0.103%（‘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果實主要品質指標的相關性分析

通過對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進行相關性分析（表3）。

結果表明，參試品種果實外觀品質指標中果形指數(shù)與果實內在品質指標間相關性不顯著（P＞0.01）；內在品質指標中可溶性固形物含量與可溶性糖含量呈極顯著正相關（P＜0.01），可滴定酸含量與糖酸比、固酸比呈極顯著負相關（P＜0.01），糖酸比與固酸比呈極顯著正相關（P＜0.01）。

2.3果實主要品質指標主成分分析

主成分分析是采用降維的方式，將多個變量簡化為少數(shù)幾個綜合變量，來反映原有變量信息[7]。測試結果經(jīng)數(shù)據(jù)轉化后，剔除不滿足分析條件的指標（可溶性糖KMO值＜0.6），選擇其他5項指標進行主成分分析（表4）。

由表4可知，依據(jù)特征值＞1的原則共提取4個主成分，累計方差貢獻率達99.58%，綜合了5項品質指標的大部分信息。其中，主成分1代表指標為糖酸比、固酸比，貢獻率為41.92%，反映果實風味及成熟程度；主成分2代表指標為可溶性固形物含量，貢獻率為20.49%，反映果實成熟情況及內在風味等；主成分3代表指標為果形指數(shù)，貢獻率為20.10%，反映果形及果實大小等；主成分4代表指標為可滴定酸含量，貢獻率為17.08%，反映果實風味品質等。

2.4果實品質綜合評價

針對5項品質指標開展因子分析，提取前4個因子所對應的方差貢獻率為權重，計算出22份抗寒梨品種果實品質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’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’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個品質指標對22份抗寒梨品種以平均歐氏距離進行聚類分析（圖1）。在遺傳距離為9時，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，但果實果形指數(shù)排名靠前，果形整齊，外觀品質突出。類群Ⅲ包括‘早梨18號’‘紅金秋’‘蘋果梨’‘東寧5號’‘晚香梨’5個品種。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品種果實糖酸比與固酸比適中，類群Ⅳ果實更為酥脆?！独妗癁轭惾孩?，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，風味甘甜。

3討論

3.1抗寒梨品種果實品質差異及遺傳多樣性分析

吉林省栽培的抗寒梨品種較多，果實品質差異較大。在影響果實品質的諸多因素中，品種自身特征、特性一定程度上決定了品質的固有表現(xiàn)。因此，通過分析品種間的遺傳多樣性對構建核心的種質資源庫，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體差異，故常用于果實品質指標分析中，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品質指標中變異系數(shù)排序為固酸比（85%）＞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]，各品質指標間存在較大差異，尤其是與梨果實風味密切相關的可滴定酸含量、固酸比、糖酸比等指標間差異更為明顯。郭欣欣等[11]以云南省14個砂梨品種（資源）為試材，對果實品質開展綜合評價研究時發(fā)現(xiàn)品種間果實品質差異較大，糖酸比、固酸比和平均單果質量等指標差異明顯，與本研究的結果基本一致。

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評價分析的重要參考指標。

3.2抗寒梨品種果實品質綜合評價

目前，在多種水果品質及適應性綜合評價上相關性分析、主成分分析已被廣泛應用[12-16]，通過系統(tǒng)的統(tǒng)計學算法分析不同指標間的緊密性。本研究結果顯示，可滴定酸含量與糖酸比、固酸比均呈極顯著負相關，糖酸比與固酸比呈極顯著正相關，說明糖酸比、固酸比兩個指標對風味的影響起到了至關重要的作用。‘寒露梨’的糖酸比（101.8）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8個砂梨品種果實品質差異分析研究中發(fā)現(xiàn)固酸比和糖酸比變異系數(shù)大；糖酸比、固酸比對果實風味的影響至關重要，糖酸比大的品種果實口感多甘甜，糖酸比小的品種果實口感多以酸甜或甜酸為主，與本研究結果基本一致。

本研究通過主成分分析法將22份抗寒梨品種6個果實品質指標轉化為4個互相獨立的綜合指標，累計貢獻率可達到99.58%。前3個主成分為生產(chǎn)實際中重點關注的品質指標，涵蓋了梨果實糖酸、大小、風味等方面。因試驗品種的栽培環(huán)境和管理措施基本一致，因此品質性狀試驗結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個排名靠前的品種，其中‘南果梨’‘寒香梨’‘紅南果’與實際觀測結果較一致。‘寒露梨’‘寒酥梨’雖然得分較高，但與實際觀測結果不一致。由此可知，雖然本研究中果實品質綜合評價分析采用多種數(shù)學統(tǒng)計分析方法，但是綜合分值的高低并不能完全代表果實的實際綜合品質。果實品質分析與綜合評價中通常會選擇多個外觀品質和內在品質指標進行評價。楊柳等[6]在利用主成分分析法（PCA）對21份金柑種質的果實品質分析與綜合評價研究中，選擇了9個外觀品質指標和8個內在品質指標。張淑文等[18]開展楊梅優(yōu)株果實品質主成分分析研究中，選擇了23個果實品質指標。本研究中主要針對果實縱徑、果實橫徑、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、糖酸比、固酸比等指標開展抗寒梨品種果實品質綜合評價分析，還存在選擇指標不全面的不足，沒有充分考慮到其他農藝性狀對果實品質的影響。篩選出綜合性狀表現(xiàn)突出的品種還不夠準確，還需進一步研究。

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

適合區(qū)域栽培的品種及結構是產(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，在果實品質綜合評價的基礎上應充分考慮豐產(chǎn)性、適應性、抗逆性等因素對果實品質的影響。

4結論

本研究通過測定22份抗寒梨品種果實6個主要品質指標，采用差異性、相關性、主成分及聚類等分析方法對果實品質進行綜合評價，得出結論：1）‘寒露梨’‘寒酥梨’‘南果梨’‘寒香梨’‘紅南果’為果實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品質評價的核心指標；3）因子分析與聚類分析的結果基本一致，可對抗寒梨果實品種進行綜合評價。