甜仁仁用杏果实形态主要评价指标的选择

刘梦培，杜红岩，朱高浦，赵 罕，乌云塔娜

（中国林业科学研究院 经济林研究开发中心；国家林业局 泡桐研究开发中心，河南 郑州 450003）

仁用杏为我国六大木本粮油战略性树种之一，是三北地区适应性最强、发展潜力最大的重要生态经济树种之一，被誉为“铁杆庄稼”，蕴藏着巨大的产品开发潜力。甜仁仁用杏是我国特有的经济林树种[1]，其果核薄、杏仁大、含油率高、油质上乘，出口产品居我国土特产创汇率的第一位。杏仁油的不饱和脂肪酸含率95%左右，其中单不饱和脂肪酸—油酸的含量在70%以上，与橄榄油相近，而且杏仁油还含有一定的异油酸，更显杏仁油的珍贵，已成为高级功能性食用油，具有降血脂、调节血压，辅助治疗心脑血管疾病的功效，应用前景十分广阔。

种质资源是人类赖以生存和发展的物质基础，品种更新和优异基因资源的挖掘及利用均离不开种质的调查、评价及保存[2]，课题组前期对甜仁仁用杏种质资源研究发现，良种化程度低是阻碍其发展的瓶颈[3-4]。现已获得的甜仁仁用杏良种均是实生选育。果实性状作为实生选育的重要指标[5-13]，甜仁仁用杏果实性状相关的研究鲜见报道。出核率和出仁率的大小是决定甜仁仁用杏产量的关键因素，但影响其因素很多，各因素之间存在密切相关性或相对独立性，且大量指标的测定比较繁琐，寻求一种简便评价果实形态指标的方法是当前的一项关键任务。文章分析了147份甜仁仁用杏优株23个果实形态性状的相关性，并结合回归分析探讨了影响出核率和出仁率的因素，通过主成分分析及聚类分析对23个果实形态性状进行了主要性状的筛选，以期为甜仁仁用杏种质资源下一步的DUS测试和新品种选育提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2011年在国家林业局泡桐研究开发中心重点实验室进行。供试材料为来自河北省张家口市、承德市，山西省晋中市，河南省新乡市、洛阳市、三门峡市等地的147份甜仁仁用杏优株，编号为11Z001-11Z147。所有果实均在最佳成熟度时采样，每份优株随机测定50个果实，每个果实测定23个形态指标。

1.2 试验方法

（1）果重、核重、仁重用电子天平称取，精确到0.01g；（2）果最大径、果横径、果腹横径、果纵径、果侧径、核纵径、核横径、核腹横径1、核腹横径2、核侧径、仁横径、仁纵径、仁侧径用游标卡尺测定，精确到0.001 mm；（3）果（核）型指数=果（核）纵径/果（核）横径；（4）出核率由核重与果重的比值得出，即出核率%=核重×100/果重，出仁率由仁重与核重的比值得出，即出仁率%=仁重×100/核重；（5）果肉厚有果侧径与核侧径之间的差均值得出，即果肉厚=（果侧径-核侧径）/2，精确到0.01 mm；（6）肉重=果重-核重，壳重=核重-仁重，精确到0.01 g。其中果最大径为果实圆周的最大长度；果腹横径为果实缝合线到果实边缘的长度；核腹横径1、核腹横径2分别为核横径减去核上下面核翼的长度；纵径、横径和侧径分别为果/核/仁的长、宽、厚。

1.3 数据分析

数据处理用分析软件Spss Statistics 17.0完成。23个果实形态性状的关联性研究利用相关分析；出核率和出仁率的影响因素研究通过相关分析和回归分析；简化研究通过主成分分析和类平均法(UPGMA)[14]聚类分析。

2 结果与分析

2.1 甜仁仁用杏果实形态性状相关性分析

甜仁仁用杏23个果实形态性状的相关分析结果见表1。从表1看出，果最大径与果纵径、果横径和果侧径呈显著正相关，相关系数分别是0.987、0.945和0.877，表明果最大径往往与果纵径最接近；果横径与果腹横径、核横径与核腹横径1、核腹横径2正相关系数均在0.98以上，表明腹横径是与横径显著相关的，并随横径增大而增大的；果型指数与核型指数呈显著的正相关，相关系数0.773，表明果型指数愈大，核型指数愈大；果重与肉重、果肉厚呈显著正相关，相关系数依次为0.996和0.928，表明仁用杏果实越重，果肉越重，果肉越厚，反之果实越轻，果肉越轻，果肉越薄；核重与壳重呈显著正相关，相关系数达0.988，说明核愈重，壳愈重，反之核愈轻，壳越轻；仁重与果重、核重也呈显著的正相关，但与核重的相关系数0.741大于与果重的相关系数数0.380，表明核重对仁重的影响大于果重对仁重的影响。综合来看，甜仁仁用杏多数果实形态性状之间存在显著或极显著的相关性。

2.2 影响出核率和出仁率的因素分析

由表2可知，出核率与仁侧径、果型指数呈极显著的正相关关系（0.231和0.310），与果侧径、果重、肉重、果肉厚呈极显著的负相关（-0.752、-0.701、-0.752和-0.833），负相关系数远大于正相关系数，影响出核率的大小依次为果肉厚＞果侧径和肉重＞果重＞果型指数＞仁侧径。另外我们也对影响出核率的因素进行了回归分析，得到出核率（Y1）与果肉厚（X1）、核重（X2）、果最大径（X3）、果型指数（X4）和果重（X5）的回归方程为Y1=-9.229X1+5.408X2-5.067X3+5.060X4-0.310X5，复相关系数达到0.893。回归方程显著性检验结果表明，偏回归系数均具有显著意义。逐步回归结果表明，影响出核率的大小依次为果肉厚＞核重＞果最大径＞果型指数＞果重。综合以上两种分析结果，果肉厚、果重和果型指数对出核率的影响最大，鉴于果肉厚和果重相关系数高达0.928，因此可以将低果重和高果型指数作为选育高出核率甜仁仁用杏品种的主要指标。

表1 甜仁仁用杏23个果实形态性状的相关性Table 1 Correlation of 23 fruit morphology characters of sweet kernel-apricot

表2 出核率、出仁率与仁侧径、核侧径、果型指数等的相关关系Table 2 Correlativity of nucleus rate and kernel rate to kernel side diameter, nucleus side diameter etc

出仁率与果肉厚、仁侧径、核型指数呈极显著的正相关（0.429、0.627和0.401），与核重、核横径、核腹横径1、核腹横径2和壳重呈极显著的负相关（-0.706、-0.723、-0.706、-0.706和-0.759），因此影响出仁率的大小依次为壳重＞核横径＞核重、核腹横径1和核腹横径2＞仁侧径＞果肉厚＞核型指数。另外我们也对影响出仁率的因素进行了回归分析，出仁率（Y2）与壳重（X6）、核重（X2）、仁侧径（X7）、核型指数（X8）的回归方程为Y2=-28.416X6+19.358X2+14.293X8+17.997X9+12.696，复相关系数达到0.911。回归方程显著性检验结果表明，偏回归系数均具有显著意义。逐步回归结果表明影响出仁率的4个关键因素是核重、仁侧径、核型指数、壳重。对出仁率的影响大小依次为壳重＞核重＞仁侧径＞核型指数。综合以上两种分析结果，壳重、核重、仁侧径和核型指数对出核率的影响最大，鉴于核重与壳重相关系数高达0.988，因此我们可以将低核重、高仁侧径和高核型指数作为选育高出仁率甜仁仁用杏品种的主要指标。

2.3 仁用杏果实主要性状的筛选

由于仁用杏果实形态性状间存在大量的相关性，因此可以用主成分分析将23个指标转化为代表各类信息的综合指标，从而进一步分析。从表3和图1中我们可以看出，前4个主成分的特征向量最大，依次为14.105、3.908、2.171和1.644，累计贡献率达到了94.91%，其中第1主成分贡献率最大，为61.33%，决定其大小的主要是除了出核率、核型指数、果型指数和仁侧径之外的19个果实形态指标；第2主成分贡献率为16.99%，决定其大小的主要是出核率、果肉厚、仁横径和核型指数；第3主成分贡献率为9.44%，决定其大小的主要是果型指数、仁侧径、核纵径和核型指数；第4主成分的贡献率为7.15%，决定其大小的主要是仁侧径、出仁率、仁重和核型指数。核型指数同时出现在第2、3、4主成分中，仁侧径同时出现在第3、4主成分中，这表明核型指数和仁侧径是决定果实形态性状的主要因素。

表3 4个主成分中的23个果实形态性状指标的特征向量Table 3 Feature vectors of 23 fruit morphology characters index in four principal components

图1 甜仁仁用杏23个果实形态性状基于类平均法(UPGMA)的系统聚类（左1～23为表3编号代表的指标）Fig.1 Hierarchical clustering of 23 sweet kernel–apricot fruit morphology characters based on group average method (UPGMA) (The left 1～23 represents the index of table 3)

3 结论与讨论

中国是甜仁仁用杏资源的起源地和主产地，其分布广泛，遗传变异较大。果实形态更是存在丰富的遗传多样性，这就为甜仁仁用杏种质资源的评价增加了难度。本研究首次对甜仁仁用杏种质资源开展果实形态性状的综合评价，以期为其良种筛选和新品种选育提供依据。

Skinner等认为相关系数大于0.707 或小于-0.707才具有生物学意义，相当于一个性状占另一个性状变异的50%以上，可以用一个性状描述另一个性状，若知道相关性极显著的表型性状中的一个，就可以推测另一个性状的变异情况[15-16]。在收集、保存和评价种质资源时，就可以选择某一性状作为参数，优先考虑或预测该性状的选择可能对其他性状产生的压力和影响[17]。本研究对甜仁仁用杏23个果实形态性状指标进行相关性研究发现，23个果实形态性状存在高度的相关性，如最大径与果纵径，果横径与腹横径，果重与肉重、果侧径和果肉厚，壳重与核重，核横径、腹横径1与腹横径2相关系数均在0.98以上，这就为甜仁仁用杏果实形态性状的简化及主要性状的选择奠定了基础。

高产和仁大是甜仁仁用杏表型性状的主要选育标准。研究发现，果愈重，往往核越重，仁愈重，但是核重对仁重的影响大于果重，因此选择仁大的品种我们可以重点从高核重这个指标出发。果重和果型指数是影响出核率的主要因子，选育高出核率的品种，可以从低果重和高果型指数出发，且果重为首要选择因子；核重、仁侧径和核型指数是影响出仁率的关键因子，选育高出仁率的品种我们从低核重、高仁侧径、高核型指数出发，且核重为首要选择因子。

主成分分析能将许多相关的随机变量压缩成少量的综合指标，但又能反映原来较多因素的信息[18]。甜仁仁用杏果实形态性状主成分分析中前四个主成分的累计贡献率已达到了94.91%，即已经满足前r个主成分的累积贡献率达到了85%原则，已经能够代表果实形态性状的全部信息。由此综合相关分析、主成分分析及聚类分析，我们从甜仁仁用杏23个果实形态性状（即果最大径、果纵径、果横径、果腹横径、果侧径、果重、核重、肉重、果肉厚、核纵径、核横径、核腹横径1、核腹横径、2核侧径、仁纵径、仁横径、仁侧径、仁重、壳重、果型指数、核型指数、出核率和出仁率）中筛选出了能够代表甜仁仁用杏果实形态性状信息的9个主要性状，依次是果重、核重、仁重、仁纵径、仁侧径、出仁率、出核率、果型指数和核型指数。该研究结果为甜仁仁用杏资源评价、新品种选育及新种质的创造提供了参考依据。

本研究最终选取的9个评价因子，可以对不同种源的甜仁仁用杏种质资源进行综合评价，大大简化了资源描述中需要的评价指标，降低了评价工作的难度。但本研究的不足之处是未结合果实的品质性状加以评价，这一方面的工作有待进一步开展，为甜仁仁用杏种质资源的系统、合理评价提供最确切的资料。

[1] 楚燕杰,张景宝.仁用杏丰产栽培[M].北京:中国农业出版社,1994:10-40.

[2] Moreno S, Martin J P, Oritiz J M. Inter-simple sequence repeats PCR for characterization of closely related Grapevine germplasm [J].Euphytica,1998,101:117-125.

[3] 赵 锋,刘威生,刘 宁,等.我国杏种质资源及遗传育种研究新进展[J].果树学报,2005,25(6):687-690.

[4] 侯智霞,翟明普,蔡秀芝,等.我国仁用杏生产现状分析[J].北方园艺,2008,(2):39-41.

[5] 常 君,杨水平,姚小华,等.美国山核桃果实性状变异规律研究[J].林业科学研究,2008,21(1):44-48.

[6] 侯元凯,黄 琳,周忠惠.文冠果果实性状相关性研究[J].林业科学研究,2011,24(3):395-398.

[7] 董月菊,张玉刚,梁美霞,等.苹果果实品质主要评价指标的选择[J].华北农学报,2011,26:74-79.

[8] 樊保国,李月梅,李登科.鲜食枣品质性状的综合评价[J].西北林学院学报,2012,27(2):79-82.

[9] 赵献民,龚榜初,吴开云,等.浙江省农家柿品种数量分类研究[J].林业科学研究,2012,25(1):77-87.

[10] 李相梅,许向阳,张 贺,等.番茄果实中番茄红素含量与主要数量性状相关性及通径分析[J].东北农业大学学报,2011,42(10): 62-65.

[11] 郑彦超,沐先运,李研南.卫矛属刺果卫矛组的数量分类学分析[J].植物分类与资学报,2012,34(3):271-286.

[12] 温江波,孙 坤,晏民生,等.青藏高原东缘西藏沙棘(Hippophae tibetana)果实性状变异[J].植物研究,2010,30(2): -169.

[13] 侯元凯,黄 琳,杨超伟,等.文冠果种子性状与果实性状的相关性研究[J].中南林业科技大学学报,2011,31(9):24-27.

[14] 聂继云,张红军,马智勇,等.聚类分析在我国果树研究中的应用及问题分析[J].果树学报,2000,17(2):128-130.

[15] Skinner D Z, Bauchan G R, Auricht G, et al. A method for the efficient management and utilization of large germplasm collections[J]. Crop Sci,1999,39:1237-1242.

[16] Snedecor G W,Cochran W G. Statistical methods[M]. Ames:Iowa State University Press, 1980.

[17] 张龙进,李桂双,白成科,等.山茱萸种质资源数量性状评价及相关性分析[J].植物遗传资源学报,2012,13(4):655-659.

[18] Guo B L, Yang J X, Li Y C, et al. The application of principal component analysis on mainly economic characters and superior variety selection of apricot for nucleolus using[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2000,36(6):53-56.