不同芒果种质果实品质性状多样性分析

石胜友等

摘 要 对保存于中国热带农业科学院南亚热带作物研究所芒果种质圃的33份种质，采用方差分析、相关性分析和主成分分析方法，研究了芒果果实13个品质性状（可溶性固形物、可滴定酸、类胡萝卜素、果糖、葡萄糖、蔗糖、总糖、总酚、抗氧化能力、钾、钙、镁、铁）的多样性。结果表明，芒果果实品质性状变异非常丰富，变异系数在16.05%～70.24%之间，变异幅度以铁含量最小、蔗糖含量最大。一些果实品质性状之间存在显著或极显著的相关性，但多数品质性状具有相对独立性。主成分分析表明，13个品质性状可综合为6个主成分，累积贡献率达86.63%。其中，葡萄糖、果糖、总酚、DPPH、钙、铁、钾、镁8个性状是果实内在品质的主要性状。

关键词 芒果；果实品质；变异；相关性；主成分分析

中图分类号 S667.7 文献标识码 A

Abstract Thirteen fruit quality characters（soluble solids content， titratable acidity， carotenoid， fructose， glucose， sucrose， total sugar， total phenolic， antioxidant capacity， K， Ca， Mg， Fe）of 33 accessions of mango germplasm，preserved in South Subtropical Crops Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences，China，were studied. Variance，correlation and principal component analysis（PCA）were used to evaluate the experimental results. The results showed that the wide variation were among the fruit quality characters of mango with variation efficient of 16.05%-70.24%， the largest coefficient of variation was sucrose while the smallest was iron. Significant correlations were found among the quality attributes， but more quality characters were relatively independent. Principal component analysis suggested that thirteen quality characters could be simplified to six principal components， and their accumulative contribution ration amounted to 86.63%. Glucose， fructose， total phenolic， antioxidant capacity， Ca， Fe， K， Mg were the main characters， which could be used to analize mango fruit quality.

Key words Mango；Fruit quality；Variation；Correlation；Principal component analysis

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.11.012

果实品质直接决定果实的商业价值。除了果形、大小、色泽等数量和外观性状外，糖酸含量、营养元素含量等传统品质，以及果实中与次生代谢相关的多酚含量、色素含量和抗氧化能力等营养保健品质常常也成为左右消费者购买的重要因素[1]。中国是仅次于印度的第二大芒果生产国，其主要分布于海南、广西、广东、云南和四川的金沙江干热河谷区域。芒果肉质细嫩、风味浓郁，是消费者非常喜爱的热带亚热带著名水果，素有“热带果王”之美誉。芒果果实内在品质包括糖、酸、风味等多种因素，不同品质因素间既存在相对的独立性，又有一定的相关性。随着芒果栽培面积不断扩大，品种越来越多，如何选择合适的指标评价芒果果实内在品质的优劣，是育种者和栽培者需要解决的问题。前期有关芒果果实品质的评价多存在分析样本少、研究指标单一、人为设置性强的问题[2-3]。本文拟采用方差分析法、相关性分析法和主成分分析法对33份芒果种质果实的可溶性固形物、可滴定酸、糖、多酚、类胡萝卜素、营养元素等内在品质的多样性及其相互关系进行全面、客观的分析，其目的是为优质芒果新品种的选育和利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

33份芒果种质（见表1）材料取自南亚热带作物研究所芒果种质资源圃。根据生产经验和果实发育时间，于2013年在各品种的成熟期采摘。每个品种选择长势中等的3株树，在每株树冠外围不同方向随机选取10个大小一致、无病害的果实用于各指标测定。

1.2 实验方法

1.2.1 pH值、可溶性固形物、可滴定酸、糖含量分析 利用Sartorius酸度计测定果实pH值；手持折光仪测定果肉可溶性固形物含量；NaOH滴定法测定可滴定酸含量（以柠檬酸为标准计算）；单糖含量分析采用高效液相色谱法（HPLC），色谱条件为，流动相：乙腈 ∶ 水为72 ∶ 28（V/V），色谱柱：氨基柱，流速：1.0 mL/min，柱温：27 °C，进样量10 μL，测定时间为15 min。根据样品峰面积和各种糖的标准曲线计算含量；总糖为各单糖含量之和。

1.2.2 类胡萝卜素含量、多酚含量、抗氧化能力分析 总类胡萝卜素含量测定参考张金云[5]的方法。总酚含量测定使用福林-肖卡法测定[6]。将0.5 mL提取液和0.5 mL FC试剂充分摇匀，1 min之后，加入20%的饱和Na2CO3溶液，避光反应2 h，用分光光度计在765 nm波长下比色，结果以没食子酸等价值（mg/100 g FW）表示。抗氧化能力分析（DPPH法）参考Brandwilliams等[7]的方法。30 μL样品提取液加到2 mL DPPH甲醇溶液中，避光反应20 min后在517 nm处测定吸光值，最终结果以μmol/L Trolox等量抗氧化能力表示。

1.2.3 营养元素（K、 Ca、 Mg、 Fe）含量分析 钙、镁、铁采用干灰化-酸溶-原子吸收分光光度法；钾含量用浓H2SO4-H2O2消化-原子吸收分光光度法；具体测定方法参照《土壤农化分析》[8]。

1.3 数据统计分析

方差分析的极差、标准差和变异系数以及相关性分析采用SPSS13.0软件处理，主成分分析的特征向量、贡献率以及累计贡献率和前两个主成分的二维散点图采用XLStat软件包做处理。

2 结果与分析

2.1 不同芒果种质果实品质的变化情况

从表2可以看出，33份芒果果实品质变异幅度比较大，13个品质指标的变异系数为12.11%～70.24%。其中变异系数最大的是蔗糖和可滴定酸，分别为70.24%和66.28%；其次为葡萄糖（53.66%）、类胡萝卜素（48.23%）和总酚（41.83%）；说明这些品质指标具有较为丰富的遗传多样性和可利用性。PH、Fe和可溶性固形物变异系数较小，为12.11%～19.05%，说明这3个品质指标具有一定的遗传稳定性，供选择利用的潜力较小。

2.2 芒果果实品质指标之间的相关性

从表3可以看出13个芒果果实品质指标之间的相关性：可溶性固形物、糖和酸是评价果实品质的3个传统指标，可溶性固形物与总糖和总酚呈显著的正相关，与果实Ca含量显著负相关。可滴定酸与果糖和葡萄糖成显著正相关，与蔗糖成显著负相关。果糖与葡萄糖之间表现出显著的正相关；而蔗糖与果糖和葡萄糖之间表现出显著的负相关。葡萄糖与总酚和抗氧化能力（DPPH）之间成显著的正相关。胡萝卜素与果糖和葡萄糖成显著正相关。总酚与抗氧化能力之间成显著的正相关。K与Mg之间存在显著的正相关。

2.3 果实品质主成分分析

利用主成分分析法分析了33个品种的13个品质性状。由表4可以看出，前6个主成分的累计贡献率达到86.625%（达到85%以上，符合要求），说明芒果种质品质性状变异的丰富性，不同性状的贡献率比较分散，累积贡献率增长不明显。由表5可以看出原始变量与前6个主成分之间的相关性。在第1主成分中，葡萄糖和果糖具有较大的正系数，分别为0.945和0.883；第2主成分中，总糖和蔗糖具有较大的正系数，分别为0.813和0.732；表明主成分1、2反映了果实糖含量。第3主成分中，总酚和DPPH自由基清除能力具有较大正系数，分别为0.639和0.638，反映果实的抗氧化能力。第4主成分中，果实Ca含量具有较大正系数（0.739）；第5主成分中，果实Fe和K含量具有较大正系数，分别为0.477和0.449；第6主成分中，果实Mg含量具有较大正系数（0.397）；表明主成分4、5、6反映了果实中矿质元素含量。综合分析，13个果实内在品质性状中，葡萄糖、果糖、总酚、DPPH、Ca、Fe、K、总糖8个性状是主要性状。果实糖含量、抗氧化能力和矿质元素含量3个指标可以准确评价芒果果实的内在品质。

由图1可知，PC1较高的正值表示芒果的葡萄糖、果糖和可滴定酸的含量都较高，吕宋、Kensinton和1030属于此类的代表品种；PC1较低的负值表示蔗糖和类胡萝卜素含量较高，Lippens、热农1号、Tommy和Lilly等属于此类的代表品种；PC2较高的正值表示芒果的蔗糖、总糖和可溶性固形物含量较高，这一类的代表品种有柬芒、Nandomai、Edward、广西4号和Saigon等；PC2较低的负值表示芒果的Mg、K、Ca营养元素含量加高，这一类代表品种有金穗、紫花、桂香和粤西1号等。

3 讨论

成熟果实品质一般由外观品质（果实大小、性状、色泽等）和内在品质（糖、酸、香气等）两部分组成。种质资源是作物遗传育种的物质基础，优良芒果品种的培育需要加深对芒果种质资源的研究，发掘优异的基因资源[9]。由于果实生长发育的复杂性，果实内在品质各性状之间存在着错综复杂的关联。品种及评价指标的选择是否合理，在某种程度上决定着芒果品种多样性综合评价工作的成败。关于芒果果实内在品质的评价工作已有开展。赵家桔[10]、李丽[11]分别比较研究了广东、广西、四川、海南主产区芒果果实的糖、酸、类胡萝卜素和抗氧化能力，但他们没有考虑不同产区栽培农艺措施和自然环境对果实品质的影响；石胜友[4]、Vásquez-Caicedo等[3]分别对不同品种芒果果实品质性状进行了评价，但有关糖、香气、风味的性状参数是人为设定的，增加了评价的主观性。本文所利用的33个芒果品种生长在相同的自然环境条件下，并采用统一的栽培管理技术，因此13个果实品质的多样性充分反映了其遗传背景的多样性。

果实风味在很大程度上取决于甜度和酸度，可溶性糖和有机酸的组分、含量及其配比与果实甜酸风味密切相关[12]。本文研究结果表明芒果果实的可滴定酸、果糖、葡萄糖、蔗糖都存在较大的变异系数，这为培育具有合适糖酸度比例的高品质芒果商业品种提供了材料保障。相关性分析表明，芒果种质有些品质性状之间存在显著的正相关，但也有些品质性状之间存在显著的负相关，如可溶性固形物与总糖和总酚呈显著的正相关，说明糖是可溶性固形物的主要成分；而可滴定酸与蔗糖之间的存在显著的负相关。总体来说，芒果种质多数品质性状之间虽存在一定的相关性，但均没达到显著关系。关于水果和蔬菜中矿质元素含量的分析已有大量报道，然而对于矿质元素含量和抗氧化能力之间关系的研究很少。相反的，Tewari等[13]研究表明，Mg缺失突变体桑果的抗氧化能力（SOD活性）高于正常桑果。本文的研究结果表明芒果果实的抗氧化能力与矿质元素含量之间不存在显著的相关性。

因性状之间的关联性，通过相关性分析可以加速具有优良营养品质的种质选育。然而，相关性分析考虑了同一时间两个性状之间的关系，并没有给出所有品质性状之间内在的联系，也不清楚这些性状对果实品质的贡献大小。主成分分析是通过降维思想把全部数据信息集中到少数几个指标上[14]。本研究结果表明，前6个主成分的累计贡献率才达到86.625%，说明各性状贡献率分散，累积贡献率不明显。可见，芒果品质受多个性状的共同影响，这与Pradeepkumar等[15]的研究结果相似。

参考文献

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