0 引言
【研究意义】枸杞为茄科(Solanaceae)枸杞属(Lycium L.)多年生落叶灌木,具有很强的抗逆性,是改良盐碱地的先锋树种[1],也是中国重要的“药食两用”植物资源。中国枸杞资源丰富,自然分布有7种3变种,在诸多枸杞资源中,宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)已有500多年人工栽培历史,其干燥成熟的果实(即枸杞子),是中国药典收载的唯一药用枸杞植物[2]。近年来,随着枸杞果实保鲜技术改进,鲜食枸杞已成为消费者热捧的时令果品[3]。但由于目前枸杞鲜果品质缺乏有效地评价体系,鲜食枸杞种质资源的挖掘利用研究进展非常缓慢,研究建立枸杞鲜果品质性状评价体系,将为今后枸杞鲜果品质的综合评价提供科学依据。【前人研究进展】近年来,枸杞果实品质的研究渐增,主要集中在枸杞子品质研究上。其中,张晓煜等[4]选取6省(区)多点样品,筛选出对枸杞品质影响较大的8个因子,首次建立了宁夏枸杞子品质的综合评价体系,该体系可以反映枸杞子质量地域间的差异和同一地区季节间的波动;赵晓梅等[5]对比了不同采收期生态枸杞与非生态枸杞干果外观性状、营养品质和安全性的差异,发现10月份成熟的生态枸杞子的营养价值最好;张波等[6]研究3个产区的宁夏枸杞外在品质和内在活性成分,发现干果枸杞总糖、多糖、甜菜碱等含量因产区而异;刘俭等[7]通过对不同果色的外观品质和内在活性成分分析,发现宁夏枸杞(红果)品质优于白、黄和黑色果枸杞,且后者利用价值较低。【本研究切入点】目前,枸杞鲜果品质研究刚刚起步[3],科学规范的枸杞鲜果品质评价体系尚未建立,从而也制约着鲜食枸杞品种选育。【拟解决的关键问题】本研究以32份不同果色枸杞种质为试材,运用相关分析、主成分分析和层次分析,构建枸杞鲜果品质综合评价体系,以期为枸杞鲜食种质资源评价、挖掘提供参考。1 材料与方法
试验于2014—2015年在宁夏回族自治区银川市西夏区宁夏农林科学院国家枸杞工程技术研究中心试验基地进行。1.1 试验材料
参试32份枸杞种质均来自国家枸杞工程技术研究中心/枸杞国家林木种质资源库(38°380′N,106°9′E,海拔1 100 m),每份材料选取长势一致的3株树,树龄为3—5年,供试材料名称见表1。1.2 试验方法
1.2.1 产量性状测定 主要包括枸杞果实单果重(X1)、纵径(X2)、横径(X3)、果形指数(X4)、果柄长(X5)、果肉厚(X6)和种子数(X7),测定方法参考《枸杞种质资源描述规范和数据化标准》[8]。1.2.2 风味性状测定 主要包括糖和酸。(1)果糖(X8)、葡萄糖(X9)和蔗糖含量(X10)提取参考赵智中等[9]的方法,略有改动,测定采用高效液相色谱法(HPLC)。高效液相色谱仪为Agilent 1260(下同),折光示差检测器为Agilent 1260 RID,色谱柱为岛津(4.6 mm×250 mm,0.5 μm)的NH2柱,以乙腈﹕水= 7﹕3为流动相,流速为1.2 mL·min-1,等度洗脱,柱温为35℃,检测器温度40℃,进样时间15 min,进样体积15 μL。依据样品峰面积和糖分的标准曲线计算其含量。甜度值(X11)=蔗糖含量×1.00+果糖含量× 1.75+葡萄糖含量×0.70。(2)草酸(X12)、酒石酸(X13)、奎尼酸(X14)、苹果酸(X15)和柠檬酸(X16)含量测定参考ZHAO等[10]的方法;总酸含量(X17)为各组分之和。
1.2.3 功能活性测定 总糖(X19)和枸杞多糖含量(X20)测定参考赵建华等[11]的方法。
黄酮含量(X21)提取参考文献[12],略有改动,测定采用HPLC,色谱柱为美国生产Agilent Zorbax SB-C18反相柱;流动相A:50 mmol·L-1磷酸溶液(pH 2.5),流动相B:100%乙腈;洗脱程序:50 mmol·L-1磷酸﹕乙腈(80﹕20);流速1.0 mL·min-1,柱温35℃,检测波长为365 nm, 进样体积10 μL。
甜菜碱含量(X22)提取参考文献[13],略有改动,测定采用HPLC,色谱为PC HILIC柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相 A:水,流动相 B:乙腈,梯度洗脱程序:0—2 min,95%—90% B;2—3 min,90%—70% B;3—4 min,70%—50% B;4—9 min,50% B;9—10 min,50%—95%B;10—15 min,95%B。柱温25℃,流速1.0 mL·min-1,检测波长195 nm,进样体积为10 μL。
类胡萝卜素含量测定参考李浩霞等[14]的方法。总类胡萝卜素含量(X23)为各组分之和。
维生素C含量(X24)测定采用HPLC,光电二极
管阵列检测器(Agilent 1260 DAD)流动相:0.1 mol·L-1的磷酸氢二钾,0.08 mol·L-1的磷酸二氢钾,甲醇体积比为55﹕25:20,等度洗脱;色谱柱为Agilent(4.6 mm×250 mm,0.5 μm)的C18柱,柱温为25℃,流速为1.0 mL·min-1,检测波长为245 nm,进样量为25 μL。
Table 1
表1
表1供试枸杞材料的编号和名称
Table 1The code and name of the 32 genotypes of wolfberry used in the study
编号 Code | 名称 Name | 果实颜色 Fruit color | 编号 Code | 名称 Name | 果实颜色 Fruit color | |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | w-11-15 | 浅黄 Light yellow | 17 | 白条 Baitiao | 红 Red | |
2 | w-12-27 | 浅黄 Light yellow | 18 | 圆果 Yuanguo | 红 Red | |
3 | w-11-30 | 浅黄 Light yellow | 19 | 扁果 Bianguo | 红 Red | |
4 | 宁夏黄果 Ningxiahuangguo | 浅黄 Light yellow | 20 | 蒙杞1号 Mengqi NO.1 | 红 Red | |
5 | z-11-18 | 浅黄 Light yellow | 21 | 北方 Beifang | 红 Red | |
6 | 黄果 Huangguo | 黄 Yellow | 22 | 截萼 Jiee | 红 Red | |
7 | 宁杞1号 Ningqi NO.1 | 红 Red | 23 | 新疆 Xinjiang | 红 Red | |
8 | 宁杞2号 Ningqi NO.2 | 红 Red | 24 | 紫柄 Zibing | 红 Red | |
9 | 宁杞3号 Ningqi NO.3 | 红 Red | 25 | 柱筒 Zhutong | 红 Red | |
10 | 宁杞4号 Ningqi NO.4 | 红 Red | 26 | 云南 Yunnan | 红 Red | |
11 | 宁杞5号 Ningqi NO.5 | 红 Red | 27 | 红枝 Hongzhi | 红 Red | |
12 | 宁杞6号 Ningqi NO.6 | 红 Red | 28 | 中国 Zhongguo | 暗红 Dark red | |
13 | 宁杞7号 Ningqi NO.7 | 红 Red | 29 | 昌吉 Changji | 暗红 Dark red | |
14 | 大麻叶 Damaye | 红 Red | 30 | 株系0507 Zhuxi0507 | 紫色 Purple | |
15 | 小麻叶 Xiaomaye | 红 Red | 31 | 株系0508 Zhuxi0508 | 紫色 Purple | |
16 | 白花 Baihua | 红 Red | 32 | 黑果 Heiguo | 黑 Black |
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1.3 数据统计分析
以上收集2014、2015两年数据,采用Excel 2007和唐启义[15]的DPS数据处理系统进行相关性分析、因子分析和层次分析,利用因子分析所得主因子与层次分析的权重对枸杞果实品质进行综合评价。数据标准化处理公式:N(in)=(Xin-Xi最小值)/(Xi最大值-Xi最小值)。其中,N(in)指第n个样品第i主因子的原始数据经转化后的标准数据(0—1);Xin指第n个样品第i主因子的原始测定值。综合评价公式:D(n)=∑[N(in)×W(i)]。其中,D(n)指第n个样品的的综合评价值,W(i)指第i主因子的权重系数。
2 结果
2.1 不同果色枸杞鲜果品质性状的变异特征
对32份不同果色枸杞鲜果24项主要品质指标进行测定,结果如表2所示,各指标变异系数差异较大,变异系数范围为14.3%—113.4%。其中,变异系数较高指标有苹果酸含量、蔗糖含量和黄酮含量,其CV分别为113.4%、111.9%和92.3%;变异系数较低指标有横径、总糖含量和总酸含量,其CV分别为14.3 %、22.8%和22.8%。不同果色枸杞鲜果品质性状存在较大变异,可为筛选优质鲜食枸杞资源创造更大选择空间。Table 2
表2
表2枸杞鲜果品质指标的变异情况
Table 2Variation of wolfberry fresh fruit quality indices
性状 Traits | 最大值 Max value | 最小值 Min value | 平均值 Mean value | 标准差 SD | 变异系数 CV (%) |
---|---|---|---|---|---|
X1单果重 Fruit mass (g) | 1.23 | 0.23 | 0.64 | 0.26 | 41.0 |
X2纵径 Length diameter (mm) | 23.28 | 7.36 | 15.09 | 4.30 | 28.5 |
X3横径 Cheek diameter (mm) | 14.69 | 6.17 | 9.41 | 1.34 | 14.3 |
X4果形指数 Fruit shape index | 2.65 | 0.68 | 1.63 | 0.41 | 24.9 |
X5果柄长 Fruit stalk length (mm) | 24.70 | 4.29 | 16.13 | 4.45 | 27.6 |
X6果肉厚 Flesh thickness (mm) | 3.67 | 0.11 | 1.36 | 0.64 | 47.2 |
X7种子数 Seed number | 37.64 | 7.25 | 22.08 | 8.11 | 36.7 |
X8果糖含量 Fructose content (mg·g-1) | 95.33 | 5.05 | 43.93 | 16.80 | 38.2 |
X9葡萄糖含量 Glucose content (mg·g-1) | 108.45 | 15.44 | 56.71 | 17.77 | 31.3 |
X10蔗糖含量 Sucrose content (mg·g-1) | 30.82 | 0.68 | 3.36 | 3.76 | 111.9 |
X11甜度值 Sweetness value | 248.15 | 33.63 | 119.93 | 40.80 | 34.0 |
X12草酸含量 Oxalic acid content (mg·g-1) | 5.91 | 0.09 | 2.93 | 1.27 | 43.2 |
X13酒石酸含量 Tartaric acid content (mg·g-1) | 26.16 | 0.63 | 11.20 | 6.50 | 58.0 |
X14奎尼酸含量 Quinic acid content (mg·g-1) | 5.78 | 0.84 | 2.46 | 1.22 | 49.5 |
X15苹果酸含量 Malic acid content (mg·g-1) | 15.83 | 0.14 | 2.80 | 3.18 | 113.4 |
X16柠檬酸含量 Citric acid content (mg·g-1) | 40.92 | 2.26 | 13.64 | 9.73 | 71.3 |
X17总酸含量 Total acid content (mg·g-1) | 50.85 | 14.32 | 33.04 | 7.55 | 22.8 |
X18糖酸比 sugar/acid | 12.82 | 2.09 | 4.83 | 1.67 | 34.5 |
X19总糖含量 Total sugar content (mg·g-1) | 209.09 | 61.68 | 149.26 | 33.98 | 22.8 |
X20多糖含量 Polysaccharide content (mg·g-1) | 156.1 | 40.3 | 110.0 | 2.86 | 26.0 |
X21黄酮含量 Flavonoids content (μg·g-1) | 185.44 | 0.00 | 41.02 | 37.87 | 92.3 |
X22甜菜碱含量 Betaine content (μg·g-1) | 7.86 | 1.16 | 3.13 | 1.47 | 46.9 |
X23总类胡萝卜素含量 Total carotenoid content (μg·g-1) | 328.57 | 0.42 | 87.09 | 65.44 | 75.1 |
X24维生素C Vitamin C content (mg·g-1) | 4.48 | 0.03 | 1.96 | 0.84 | 42.8 |
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2.2 不同果色枸杞果实主要品质指标间的相关性分析
通过对不同果色枸杞24项鲜果性状指标相关性分析(表3),结果表明,(1)产量性状间大多数指标存在显著相关,单果重与纵径呈极显著相关(P<0.01),两者与多数指标存在显著相关性,且与横径、果形指数、果柄长、果肉厚、种子数等相关系数较高,表明果实质量大小与果实主要农艺性状密切相关。(2)风味指标间的相关性表现为:果糖含量与葡萄糖含量、甜度值、酒石酸含量、糖酸比、柠檬酸、奎尼酸、苹果酸等指标呈显著相关(P<0.05),且与前3个指标达到极显著正相关(P<0.01),与后2个指标极显著负相关(P<0.01);葡萄糖含量与甜度值、酒石酸含量极显著正相关(P<0.01),与苹果酸含量极显著负相关(P<0.01);蔗糖与酒石酸和柠檬酸含量极显著相关(P<0.01),且前者正相关后者负相关;甜度值与酒石酸、奎尼酸、苹果酸含量极显著相关(P<0.01),但与后2个指标呈负相关;草酸含量与其他酸指标均达到极显著相关(P<0.01),且与酒石酸、奎尼酸和柠檬酸含量相关系数较高;酒石酸与柠檬酸含量呈极显著负相关(P<0.01);总酸与草酸、奎尼酸、苹果酸、柠檬酸含量极显著相关(P<0.01)。(3)功能活性因子之间大多数没有显著性,唯有总糖与多糖、黄酮和胡萝卜素含量呈极显著相关(P<0.01);黄酮与甜菜碱和维生素C含量极显著相关(P<0.01)。可见,不同指标间相关系数差异较大,其中,果糖含量与甜度值相关性最高,相关系数为0.98,甜菜碱与总类胡萝卜素含量相关性最低,相关系数仅为0.01;但相比较而言,产量性状指标间相关系数值较高,功能活性指标间相关系数值较低。Table 3
表3
表3枸杞鲜果品质指标的相关性分析
Table 3Correlation analysis of wolfberry fresh fruit quality indices
X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | X6 | X7 | X8 | X9 | X10 | X11 | X12 | X13 | X14 | X15 | X16 | X17 | X18 | X19 | X20 | X21 | X22 | X23 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
X2 | 0.896 | ||||||||||||||||||||||
X3 | 0.610 | 0.465 | |||||||||||||||||||||
X4 | 0.682 | 0.892 | 0.071 | ||||||||||||||||||||
X5 | 0.456 | 0.618 | 0.209 | 0.579 | |||||||||||||||||||
X6 | 0.422 | 0.381 | 0.275 | 0.241 | 0.383 | ||||||||||||||||||
X7 | 0.510 | 0.530 | 0.393 | 0.381 | 0.528 | 0.464 | |||||||||||||||||
X8 | 0.414 | 0.480 | 0.231 | 0.416 | 0.499 | 0.448 | 0.348 | ||||||||||||||||
X9 | 0.076 | 0.059 | 0.186 | -0.030 | 0.165 | 0.330 | 0.068 | 0.811 | |||||||||||||||
X10 | 0.273 | 0.329 | 0.169 | 0.273 | 0.183 | 0.225 | 0.255 | 0.173 | 0.108 | ||||||||||||||
X11 | 0.345 | 0.392 | 0.238 | 0.314 | 0.425 | 0.443 | 0.294 | 0.980 | 0.897 | 0.250 | |||||||||||||
X12 | 0.359 | 0.224 | 0.143 | 0.159 | 0.124 | -0.011 | 0.083 | 0.166 | 0.043 | 0.162 | 0.147 | ||||||||||||
X13 | 0.433 | 0.346 | 0.296 | 0.203 | 0.262 | 0.286 | 0.352 | 0.391 | 0.271 | 0.424 | 0.402 | 0.739 | |||||||||||
X14 | -0.228 | -0.325 | -0.187 | -0.279 | -0.286 | -0.205 | -0.273 | -0.297 | -0.138 | -0.106 | -0.265 | 0.490 | 0.241 | ||||||||||
X15 | -0.016 | -0.132 | -0.166 | -0.068 | -0.307 | -0.235 | -0.380 | -0.385 | -0.322 | -0.153 | -0.389 | 0.401 | -0.054 | 0.449 | |||||||||
X16 | -0.456 | -0.365 | -0.418 | -0.206 | -0.169 | -0.354 | -0.253 | -0.240 | -0.167 | -0.294 | -0.251 | -0.481 | -0.666 | 0.003 | -0.165 | ||||||||
X17 | -0.177 | -0.222 | -0.329 | -0.127 | -0.137 | -0.316 | -0.196 | -0.143 | -0.121 | -0.058 | -0.145 | 0.419 | 0.150 | 0.611 | 0.289 | 0.508 | |||||||
X18 | 0.309 | 0.344 | 0.243 | 0.317 | 0.220 | 0.354 | 0.104 | 0.226 | 0.078 | -0.067 | 0.180 | -0.148 | -0.136 | -0.381 | -0.031 | -0.424 | -0.708 | ||||||
X19 | 0.231 | 0.238 | -0.054 | 0.323 | 0.109 | 0.134 | -0.138 | 0.207 | 0.053 | -0.184 | 0.147 | 0.269 | 0.016 | 0.086 | 0.363 | -0.204 | -0.030 | 0.646 | |||||
X20 | 0.224 | 0.181 | 0.068 | 0.180 | 0.140 | 0.103 | 0.239 | -0.068 | -0.135 | 0.124 | -0.079 | 0.175 | -0.022 | 0.114 | 0.345 | 0.043 | 0.215 | 0.069 | 0.286 | ||||
X21 | 0.161 | 0.144 | 0.212 | 0.018 | 0.118 | 0.412 | 0.226 | 0.167 | 0.150 | 0.656 | 0.227 | -0.077 | 0.337 | -0.142 | -0.160 | -0.322 | -0.208 | -0.051 | -0.294 | -0.003 | |||
X22 | 0.471 | 0.481 | 0.181 | 0.429 | 0.249 | 0.331 | 0.384 | 0.152 | -0.081 | 0.495 | 0.130 | 0.358 | 0.532 | -0.188 | -0.095 | -0.603 | -0.296 | 0.335 | 0.153 | 0.059 | 0.345 | ||
X23 | 0.307 | 0.485 | 0.025 | 0.527 | 0.359 | 0.275 | 0.165 | 0.309 | 0.043 | 0.027 | 0.237 | -0.240 | -0.216 | -0.355 | -0.083 | 0.099 | -0.183 | 0.332 | 0.326 | 0.161 | 0.012 | -0.001 | |
X24 | 0.203 | 0.374 | -0.094 | 0.419 | 0.560 | 0.226 | 0.397 | 0.274 | -0.029 | 0.518 | 0.235 | 0.218 | 0.372 | 0.095 | -0.214 | -0.039 | 0.219 | -0.214 | -0.151 | 0.085 | 0.431 | 0.264 | 0.174 |
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2.3 不同果色枸杞果实品质指标的因子分析
对24项枸杞鲜果品质指标进行因子分析(表4),前7个因子的累计贡献率为82.39%,即前7个因子所含信息量占总信息量的82.39%,且7个因子的特征值均超过1。表明前7个因子可以用于枸杞鲜果品质性状评价。因子1和6方差贡献率为17.35和8.24,代表性指标分别为果形指数、纵径和横径,可定义为产量因子;因子2、3和4方差贡献率分为13.31、12.48和12.26,代表性指标分别为葡萄糖、甜度值、果糖、草酸、酒石酸、糖/酸和总酸,可定义为风味因子;因子5和7方差贡献率为10.98和7.77,代表性指标为黄酮、多糖,可定义为功能活性因子。Table 4
表4
表4枸杞鲜果品质指标的因子分析
Table 4Factor analysis of wolfberry fresh fruit quality indices
性状 Traits | 因子权重 Component weight | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
因子1 Component 1 | 因子2 Component 2 | 因子3 Component 3 | 因子4 Component 4 | 因子5 Component 5 | 因子6 Component 6 | 因子7 Component 7 | |
单果重 Fruit mass | 0.6332 | 0.1027 | 0.3172 | 0.2077 | 0.0470 | 0.5221 | 0.1603 |
纵径 Length diameter | 0.8447 | 0.1072 | 0.1825 | 0.2064 | 0.0864 | 0.3265 | 0.0612 |
果形指数 Fruit shape index | 0.9128 | 0.0408 | 0.1112 | 0.1653 | 0.0419 | -0.0435 | 0.0647 |
果柄长 Fruit stalk length | 0.7346 | 0.2621 | -0.0030 | -0.0192 | 0.1341 | 0.1472 | -0.0626 |
横径 Cheek diameter | 0.0660 | 0.1368 | 0.1644 | 0.2146 | 0.0170 | 0.8486 | 0.0109 |
种子数 Seed number | 0.4952 | 0.1006 | 0.0091 | -0.0386 | 0.2853 | 0.5796 | -0.0713 |
果肉厚 Flesh thickness | 0.2121 | 0.4149 | -0.0326 | 0.3019 | 0.4180 | 0.2711 | 0.1792 |
果糖 Fructose | 0.3850 | 0.8864 | 0.0967 | 0.0776 | 0.0501 | 0.0699 | -0.0858 |
葡萄糖 Glucose | -0.1190 | 0.9554 | 0.0368 | 0.0400 | 0.0312 | 0.0640 | -0.0789 |
甜度值 Sweetness value | 0.2571 | 0.9316 | 0.0982 | 0.0665 | 0.1203 | 0.0723 | -0.0875 |
草酸 Oxalic acid | 0.1362 | 0.0691 | 0.8891 | -0.2243 | -0.0537 | 0.0303 | 0.2338 |
酒石酸 Tartaric acid | 0.1544 | 0.2719 | 0.8052 | -0.1180 | 0.3222 | 0.1948 | -0.0861 |
柠檬酸 Citric acid | -0.0348 | -0.1048 | -0.6776 | -0.5506 | -0.2579 | -0.2341 | -0.0042 |
奎尼酸 Quinic acid | -0.3075 | -0.1210 | 0.4738 | -0.4707 | -0.0832 | -0.2022 | 0.3367 |
总酸 Total acid | -0.0219 | -0.0430 | 0.1941 | -0.8520 | -0.1353 | -0.2270 | 0.2749 |
糖/酸 Sugar/Acid | 0.2278 | 0.1142 | -0.0450 | 0.8803 | -0.1093 | 0.0096 | 0.1791 |
蔗糖 Sucrose | 0.1932 | 0.0455 | 0.1900 | -0.0139 | 0.8045 | 0.0289 | -0.0204 |
黄酮 Flavonoids | -0.0624 | 0.1251 | 0.0109 | 0.0875 | 0.8929 | 0.1268 | -0.0259 |
甜菜碱 Betaine | 0.3617 | -0.1291 | 0.4985 | 0.4099 | 0.4398 | 0.0594 | -0.1060 |
总糖 Total sugar | 0.2545 | 0.1732 | 0.2143 | 0.4437 | -0.3304 | -0.3117 | 0.5678 |
多糖 Polysaccharide | 0.1784 | -0.1001 | -0.0865 | -0.1367 | 0.1245 | 0.2190 | 0.8039 |
苹果酸 Malic acid | -0.1971 | -0.3294 | 0.3360 | 0.0148 | -0.1722 | -0.2012 | 0.6573 |
总胡萝卜素 Total carotenoid | 0.5949 | 0.1699 | -0.4179 | 0.2174 | -0.0077 | -0.1104 | 0.2611 |
维生素C VitaminC | 0.5493 | 0.0669 | 0.1118 | -0.3855 | 0.5735 | -0.1603 | -0.0735 |
特征值 Eigenvalue | 4.16 | 3.20 | 2.99 | 2.94 | 2.64 | 1.98 | 1.87 |
累计贡献 Percent of vaiance (%) | 17.35 | 30.66 | 43.14 | 55.40 | 66.38 | 74.62 | 82.39 |
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在产量因子的3项指标中,果形指数因子权重最高,而果形指数为纵横径比,为导出指标,且与纵径呈极显著关系(r=0.892),故选用纵径和横径指标即可代表产量因子。在7项风味因子中,甜度值、总酸和糖/酸都是导出指标,同时,甜度值与果糖、葡萄糖呈极显著相关(r=0.980、0.897),总酸与草酸呈极显著相关(r=0.419),此外,糖/酸与果糖也呈极显著相关(r=0.226),因此,选用果糖、葡萄糖、草酸和酒石酸等指标代表风味因子。
基于上述分析,确定纵径、横径、果糖、葡萄糖、草酸、酒石酸、黄酮、多糖等8项指标为枸杞鲜果品质综合评价指标。
根据相关性分析和因子分析,获得影响枸杞果实品质的8项主要因子,将其指标结合生产实践,采用1—9标度法[15]构造出层次结构关系(表5)中较低层因素相对于各自对应的高层因素的判断矩阵(表6)。层次总排序和判断矩阵的一致性比列(CR)分别为0,低于0.10,说明构造的判断矩阵中各因素的相互关系比较一致,接受层次总排序结果,从而得到纵径、横径、果糖、葡萄糖、草酸、酒石酸、黄酮、多糖等8项指标的权重分别为17.74%、17.74%、10.75%、10.75%、5.38%、5.38%、10.75%、21.51%;产量因子、风味因子和功能活性因子的权重分别为35.48%、32.26%和32.26%。可见,多糖对枸杞果实品质贡献最大,其次为纵径和横径,然后为黄酮、果糖、葡萄糖,而草酸和酒石酸对枸杞果实品质的影响较小。
Table 5
表5
表5枸杞鲜果品质指标的层次结构
Table 5Hierarchical structure of wolfberry fresh fruit quality indices
枸杞鲜果品质(A) Wolfberry Fresh fruit quality | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
产量因子(B1)Yield factors | 风味因子(B2) Flavor factors | 功能活性因子(B3)Functional active factors | |||||||
纵径(C1) Length diameter | 横径(C2) Cheek diameter | 果糖(C3) Fructose | 葡萄糖(C4) Glucose | 草酸(C5) Oxalic acid | 酒石酸(C6) Tartaric acid | 黄酮(C7) Flavonoids | 多糖(C8) Polysaccharide |
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Table 6
表6
表6判别矩阵及其一致性检测
Table 6Discriminant matrix and its consistency checking
A | B1 | B2 | B3 | B1 | C1 | C2 | B2 | C3 | C4 | C5 | C6 | B3 | C7 | C8 | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
B1 | 1 | 1.1 | 1.1 | C1 | 1 | 1 | C3 | 1 | 1 | 2 | 2 | C7 | 1 | 0.5 | |||
B2 | 1 | 1 | C2 | 1 | C4 | 1 | 2 | 2 | C8 | 1 | |||||||
B3 | 1 | C5 | 1 | 1 | |||||||||||||
C6 | 1 | ||||||||||||||||
CR=0.0000 | CR=0.0000 | CR=0.0000 | CR=0.0000 |
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2.4 不同果色枸杞果实主要品质的综合评价
通过对枸杞鲜果品质指标数据标准化后的数值乘以各因子的权重,计算出每个样品的综合得分,用得分的高低进行枸杞鲜果品质排序(表7)。结果表明,不同果实枸杞鲜果综合品质存在较大差异。在供试的红色果枸杞中,大部分材料的综合排名较高,其中,‘宁杞2号’‘蒙杞1号’‘宁杞7号’‘宁杞6号’‘扁果’和‘宁杞1号’排名为前6,这些枸杞主要特征为长椭圆果,平均单果重640 mg以上,果形指数大于1.7,果实糖含量较高,且‘宁杞1号’和‘宁杞7号’是当前的主栽品种,其他品种在生产上也有一定种植面积;‘新疆’和‘红枝’是红色果枸杞中排名较后的种质材料,该材料均为引进种质,其生长习性表现出半野生化状态,果实较小,口感较差,但其抗逆性较强。在供试黄色果枸杞中,综合排名较高为‘w-11-30’,较低为‘z-11-18’,得分值分别为0.484和0.343,黄色果枸杞平均值为0.383,低于红色果枸杞和紫色果枸杞的得分(其平均值分别为0.511和0.0.428),但高于暗红色果和黑色果的得分(其平均值分别为0.312和0.235)可见,不同果色枸杞鲜果品质综合排名为:红色果>紫色果>黄色果>暗红色果>黑色果。Table 7
表7
表7枸杞鲜果品质的综合评价
Table 7Comprehensive evaluation of wolfberry fresh fruits quality
名称 Name | 综合得分 Comprehensive score | 排序 Sequence | 名称 Name | 综合得分 Comprehensive score | 排序 Sequence | |
---|---|---|---|---|---|---|
w-11-15 | 0.368 | 24 | 白条 Baitiao | 0.444 | 19 | |
w-12-27 | 0.382 | 23 | 圆果 Yuanguo | 0.448 | 18 | |
w-11-30 | 0.484 | 12 | 扁果 Bianguo | 0.595 | 5 | |
宁夏黄果 Ningxiahuangguo | 0.363 | 25 | 蒙杞1号 Mengqi NO.1 | 0.689 | 2 | |
z-11-18 | 0.343 | 27 | 北方 Beifang | 0.479 | 14 | |
黄果 Huangguo | 0.359 | 26 | 截萼 Jiee | 0.475 | 15 | |
宁杞1号 Ningqi NO.1 | 0.585 | 6 | 新疆 Xinjiang | 0.32 | 30 | |
宁杞2号 Ningqi NO.2 | 0.718 | 1 | 紫柄 Zibing | 0.389 | 22 | |
宁杞3号 Ningqi NO.3 | 0.504 | 9 | 柱筒 Zhutong | 0.46 | 17 | |
宁杞4号 Ningqi NO.4 | 0.539 | 8 | 云南 Yunnan | 0.481 | 13 | |
宁杞5号 Ningqi NO.5 | 0.495 | 10 | 红枝 Hongzhi | 0.335 | 28 | |
宁杞6号 Ningqi NO.6 | 0.605 | 4 | 中国 Zhongguo | 0.325 | 29 | |
宁杞7号 Ningqi NO.7 | 0.669 | 3 | 昌吉 Changji | 0.299 | 31 | |
大麻叶 Damaye | 0.417 | 20 | 株系0507 Zhuxi0507 | 0.389 | 21 | |
小麻叶 Xiaomaye | 0.493 | 11 | 株系0508 Zhuxi0508 | 0.466 | 16 | |
白花 Baihua | 0.553 | 7 | 黑果 Heiguo | 0.235 | 32 |
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3 讨论
安巍等[16]对60份枸杞种质果实的6个数量性状分析,发现果实性状的变异系数达18.7%—55.5%,材料间差异较大;安巍等[17]利用SRAP标记,对29份枸杞种质进行亲缘关系分析,发现供试材料遗传多样性非常丰富;ZHAO等[18]利用18条SSR标记,对139份枸杞进行多样性研究,供试枸杞平均杂合度为0.4394,存在3个亚型种群;袁海静等[19]对33份枸杞种质资源的主要形态学性状进行调查分析,结果表明,枸杞资源形态差异较大,遗传多样性程度较高。本研究选取的32份枸杞种质资源,既有生产中大面积种植的主栽品种,又有收集的全国各地农家品种和野生种,还有人工杂交获得特异种质。从测定的不同果色枸杞24项变异系数来看,其变化变异范围为14.3%—113.4%,反映出材料间差异较大,遗传多样性丰富。因子分析方法用于研究相关矩阵的内部依赖关系,它将多个变量综合为少数几个“因子”,但仍可再现原始变量与“因子”之间的相关关系,实际上起着数据降维的作用[15]。因子分析已在桃[20]、枣[21]、芒果[22]、甘蔗[23]、苹果[24-25]、甘薯[26]、葡萄[27]、杏[28]等品质性状综合评价上得到应用,利用确立出的主因子,简化评价指标用于综合评价。本研究利用因子分析,将24项枸杞鲜果品质指标归纳为3类因子,分别为产量因子、风味因子和功能活性因子,在同类因子指标中,结合指标间的相关系数,筛选出8项指标(纵径、横径、果糖、葡萄糖、草酸、酒石酸、黄酮、多糖)为枸杞鲜果品质评价的代表性指标。张波等[6]同样也利用因子分析对3个产区3个品种枸杞子进行综合评价,从5项指标中筛选出权重较高因子为胡萝卜素、多糖和百粒重,这与本研究确立主因子存在一定差异,其原因一方面是张波等[6]未将5项指标进行相关性分析,筛选出的因子没做过滤分析,另一方面可能是干鲜枸杞的品质评价体系的确存在差异,但还有待进一步研究。
层次分析是对一些较为复杂、模糊的问题,通过主观经验来判断的定性问题半定量化,构建有序的递阶层次模型,确立层次判断矩阵中各指标的权重,是将定性分析与定量分析有机结合的综合评价方法[15,29],其方法用于梨[30]、枸杞[4]、菊花[31]、葡萄[27]品质评价研究。本研究利用层次分析,确定了枸杞鲜果品质评价指标的权重,量化8项指标对枸杞鲜果品质的影响程度,筛选出8项指标可归纳为3个方面的作用因子,依次为产量因子、风味因子和功效因子。鲜食枸杞作为近年发展起的新兴枸杞产业,目前,在鲜果市场中深受大家喜爱的是以果大、味甜和汁多的枸杞鲜果为主。因此,本研究在确立评价指标权重时,必须兼顾鲜食枸杞市场需求,也要考虑枸杞“药食两用”的特性。在确立的8项指标中,功能活性因子中多糖权重高,接下来为产量因子中纵径与横径;但就3大因子而言,产量因子权重高于风味因子与功能活性因子,而风味因子与功能活性因子权重基本相当,从而使得本研究确立指标不同于张晓煜等[4]筛选出的宁夏枸杞子评价指标。
本研究通过建立枸杞鲜果综合品质评价体系,得出32材料综合得分及优良度排序。综合评价值较高材料为‘宁杞2号’‘蒙杞1号’‘宁杞7号’‘宁杞6号’‘扁果’‘宁杞4号’和‘宁杞1号’,这些品种(系)综合表现优良,其种植面积占到全国枸杞总面积90%以上;而‘昌吉’‘中国’和‘黑果’综合评价值较低,其果实的果粒小、营养物质含量较低,唯有富含花色苷类物质的‘黑果’枸杞[32]在生产上零星种植,其他两个枸杞均为野生分布;此外,‘w-11-15’和‘w-12-27’是‘宁杞1号’与‘黄果’的杂交后代,果色为浅黄色,‘株系0507’和‘株系0508’是‘黑果’与‘宁杞1号’的杂交后代,果色为紫色,这4份株系单果重、风味物质含量较亲本‘黄果’和‘黑果’有大幅提高,但综合品质尚未超过‘宁杞1号’(部分功效物质高于‘宁杞1号’),其株系的表现一般,下一步可通过筛选淘汰或作为选育果色品种的授粉亲本。可见,本研究所获得的不同果色枸杞材料综合性状表现,与生产利用的实际表现基本相符。说明本研究通过因子分析和层次分析选出的8项指标具有代表性,可完全进行枸杞鲜果品质综合评价。此外,目前枸杞品质评价研究主要集中在枸杞子方面,而枸杞鲜果在制干过程中会发生物质转化或积累[33],传统枸杞子测定评价技术已经不能适应枸杞鲜果市场发展需求。因此,本研究建立的枸杞鲜果品质评价方法,还可作为枸杞鲜果品质测定方法的参考标准。
本研究利用因子分析和层次分析,首次建立了枸杞鲜果品质综合评价方法,为枸杞鲜果品质规范化评价奠定了基础,将以往人们经验型的枸杞鲜果评议向半定量化转变,从而克服了人为因素造成评价差异。但需要说明的是,层次分析是一种半定量方法,很大程度上依赖于人们的经验,要求构建判别矩阵时不能带有主观臆断性,有时会使结果的可信度下降[26]。因此,在以后的研究中需要进一步完善探讨评价指标的选取,力求选取指标更具有代表性和实效性,为鲜食枸杞品种选育提供强有力的理论基础。
4 结论
不同果色枸杞鲜果品质指标表现出较大的差异,枸杞鲜果品质可用果实纵径、横径、果糖、葡萄糖、草酸、酒石酸、黄酮和多糖8项指标进行综合评价;不同果色枸杞鲜果综合品质呈现出明显差异,红色枸杞鲜果综合品质表现较优,黑色枸杞鲜果综合品质表现较差,其他果色枸杞鲜果综合品质表现居中;影响枸杞鲜果实品质评价的关键因子依次为产量因子、风味因子和功能活性因子;采用因子分析与层次分析相结合方法可用于枸杞鲜果的综合评价。The authors have declared that no competing interests exist.