长山核桃优株坚果性状主成分分析及综合评价

周米生，肖正东，季琳琳，蔡新玲

（安徽省林业科学研究院，合肥 230031）

长山核桃优株坚果性状主成分分析及综合评价

周米生，肖正东*，季琳琳，蔡新玲

（安徽省林业科学研究院，合肥 230031）

滁州市是安徽省最早引种长山核桃地区之一，现保存一批大树资源。为解决长山核桃良种缺乏的困境，在全面调查滁州市大树资源的基础上，收集了13株优良单株的果实，并对其坚果性状进行分析，采用相关性分析、主成分分析等方法筛选出了目标优株，为后续的无性系测定奠定了基础。

长山核桃；滁州市；主成分分析；相关性分析

长山核桃（Carya illinoensis）又名薄壳山核桃、美国山核桃，原产美国墨西哥湾，是世界上著名的干果之一。长山核桃与胡桃科的核桃及山核桃相比较，具有壳薄易取仁、适合于机械加工、适合于低海拔地区种植的特点[1]。长山核桃不仅能生产美味可口、营养价值极高的坚果，而且其材质优良，具有绿化美化环境的生态效益，是集经济、生态、社会效益于一身的优良树种[2]。

我国引种长山核桃始于19世纪末20世纪初。1901年英国传教士在安徽省舒城县城关镇传教，栽下1株长山核桃苗，现在胸径达到89 cm，并且还在结果；黄山市博村林场1949年栽的1株长山核桃目前胸径78 cm，高25 m，单株材积7 m3。滁州市较早引种长山核桃，现保存近百株大树（树龄在30 a以上）资源，这些实生大树目前生长旺盛，大部分仍在结果。但在生产上良种资源相对匮乏。长山核桃实生树10 a以上才开始开花结果，15～20 a进入盛果期，结实后大、小果各异、成熟期不一致，坚果品质差，产量低而不稳，株间差异悬殊，大小年现象明显。随着人们对长山核桃综合效益认识的提高，安徽、江苏、浙江、江西、湖北、云南、河南等省发展速度加快，良种缺乏成了制约长山核桃产业规模化发展的瓶颈。为此，安徽省林业科学研究院于2011～2014年对滁州市长山核桃种质资源进行了清查，从发掘现有实生资源、筛选优良单株目的出发，通过踏查、调查、评价并选定采种单株，共计调查了71株，通过筛选收集了13个优良单株。

笔者将13个优良单株种子进行考果分析，采用主成分分析、相关分析对取得的各相关性状指标值进行综合研究，筛选出目标优良单株，以期充分挖掘长山核桃良种资源，为全省长山核桃优良无性系品种选育提供参考。

1 试验地概况

滁州市地处华中湿润带向华北半干旱温和带的过渡地区，属亚热带北缘区。气侯温和，四季分明，光照充足，雨量适中，季风交替明显，冬季受冷气团控制，多西北风；夏季受来自海洋的暖气团控制，多东南风，6～7月份出现的“梅雨”是南北季风交替的结果。年平均气温15.2℃，极端最高气温41.2℃，极端最低气温-23.8℃，年平均日照数2 217.6 h，年平均降雨量1 024 mm，无霜期217 d。

土壤多为普通黄棕壤和石灰土，pH值6.5～7.5，呈微酸性至中性反应。土壤较紧实，质地黏重，通透性较差，蓄水能力和肥力低。区域森林植被属亚热带常绿阔叶林向暖温带阔叶林过渡地带，天然植被主要有栎类、朴树、黄檀、黄连木、山槐、苦楝等。

2 材料与方法

2.1 试验材料

供试种子于2014年10月3日至11月10日采集于13株优株上。于室内进行考果分析。13株单株样品采集地、编号、树龄见表1。

表1 样品的来源和树龄

2.2 方法

将采集的种子室内晾干一周后，用游标卡尺测量果实纵径、横径、壳厚度；用电子天平测出坚果果重、仁重；每个单株测定30个果实。

2.3 数据处理

试验数据采用Excel及SPSS 19.0进行相关性分析、主成分分析。

3 结果分析

3.1 坚果品质指标相关性分析

表2 待选优株核仁感官指标

由表2可以看出，各单株之间种仁饱满度、色泽、口感（多人评判）、取仁难易之间存在明显差异。绝大多数单株种仁饱满度较好，仅11号种仁饱满度明显较差；11号为孤立木，自花结实，表现出饱满度差、口感差、取仁不易等特点；用11号种子育苗，出苗率低，苗木长势弱。Patrick J.Conner研究表明自花结实，坚果品质也会下降，并且种子的生活力很低。这是长山核桃避免自花结实以保证其种苗具有杂交活力的进化模式[5]。从取仁难易程度上看，3号表现出易取整仁，表明3号在脱仁加工方面很有潜力。结合感官指标来看，3号、8号、10号这3个优株具有较高的开发价值。

由表3可知，纵径变幅为28.53～41.92 mm，平均值为33.45 mm，有5个超出平均值；横径变幅为15.96～22.76 mm，平均值为18.31 mm，有5个超出平均值；纵横径比变幅为1.33～2.24 mm，平均值为1.85 mm，有6个超出平均值；壳厚度变幅为0.70～1.17 mm，平均值为0.94 mm，有7个低于平均值；单粒重变幅为3.87～6.70 g，平均值为5.01 g，有6个超出平均值；仁重变幅为1.93～3.60 g，平均值为2.68 g，有7个超出平均值；出仁率变幅为44.37%～61.02%，平均值为53.40%，有6个超出平均值。

表3 待选优株坚果性状指标

单株间各品质性状之间变异较大，各品质间变异系数为仁重＞单粒重＞壳厚度＞纵横径比＞纵径＞出仁率＞横径。变异系数最大的为单仁重，变异系数最小的为横径。表明长山核桃优株品质性状存在较大变异，遗传变异丰富，变异范围广，选择潜力大。

对13株长山核桃优株中的7个坚果品质指标进行相关性分析。由表4可知，部分指标间相关性达到显著水平或极显著性水平。其中，纵径与单粒重、仁重均有显著相关性；横径与仁重均有显著相关性，与单粒重达到极显著相关；壳厚度与出仁率达到极显著相关；单粒重与仁重达到极显著相关。其他指标之间具有一定的相关性，但没有达到显著性相关水平。

3.2 坚果品质指标主成分分析及综合评判

由于各品种之间存在较强的相关性，若直接利用品质性状指标对各待选优株进行评价会导致大量的信息重叠，评价结果不理想，因此需要对其指标进行综合评价[6]。主成分分析的目的之一就是利用原变量间具有较强的相关性的特点，对原变量进行降维分析，用少量的因素来描述多种指标或因素之间的关系[7]。对7个指标进行方差最大旋转法主成分分析[8]，各主成分对原始指标的总体描述情况见表5。由表5可以看出，前3个主成分的累计百

第三主成分特征值为为 1.605，百分率为22.931%，主要反映纵径和纵横径比的影响，其次是仁重和横径。

根据林海明[10-11]等人的研究，在对各品种坚果品质进行综合评判时，要以主成分贡献率为权重，根据前4个主成分的贡献率和主成分得分Fi，可建立坚果品质综合评判数学模型。F=(43.245F1＋26.818F2＋22.931F3)/92.994。综合主成分分值F越高，综合品质表现越好（见表6）。

表6 各主成分得分及优良度排名

4 结论

3号与8号总得分排在前两位，结合感官认知3号、8号口感佳、易取仁的特点，我们认定3号与8号为目标单株。接下来将对这两个单株进行无性系扩繁研究，并结合抗性指标及产量稳定性等方面进行测试，以期最终筛选出适宜江淮地区发展的优良无性系。

[1]吴国良.美国山核桃及其品种性状研究进展[J].果树学报，2003，20(5)：404-409．

[2]王亚荣，唐永臻.长山核桃引种育苗技术[J].陕西林业科技，2010(5)：80-81．

[3]李永荣，吴文龙，刘永芝.薄壳山核桃种质资源的开发利用[M].安徽农业科学，2009，37（27）：306-308．

[4]彭方仁，李永荣，郝灼明，等.我国薄壳山核桃生产现状与发展策略[M].林业科技开发，2012，26（4）：1-5．

[5]Ray E.Worley,Sue K.Dove,Ben G.Mullinix,etc.Long-term dichogamy of 80 pecan cultivars[J].Scientia Horiculturae, 1992(49):93-101.

[6]蒋珊珊，吕芳德，蒋瑶，等.核桃待选优株坚果品质主成分分析及综合评价[M].经济林研究，2015，33（3）：7-12．

[7]郝艳宾，王克建，王淑兰，等.几种早实核桃坚果中蛋白质、脂肪酸组成成分分析 [J].食品科学，2002，23（10）：123-125．

[8]张文彤.SPSS高级教程[M].北京：希望电子出版社，2002.

[9]雷加荣，于敖，任勇，等.小麦品质性状的主成分分析[J].大麦与谷类科学，2015（2）：46-47．

[10]林海明，张文霖.主成分分析与因子分析的异同和SPSS软件[J]．统计研究，2005（3）：65-68．

[11]张静，常培培，梁燕，等．樱桃番茄主要品质性状的主成分分析与综合评价[J]．北方园艺，2014(21)：1-7.

（责任编辑：杨婷婷）

Principal Component Analysis and Comprehensive Evaluation of Nut Properties of Carya illinoensis Superior Trees

ZHOU Misheng,XIAO Zhengdong*,JI Linlin,CAI Xinling
(Anhui Academy of Forestry,Hefei 230031,China)

Chuzhou City is one of the areas first introducing Carya illinoensis in Anhui Province,with preserved resources of many big trees.To overcome the dilemma in finding enough improved Carya illinoensis varieties,fruits of 13 superior individual trees were collected based on a comprehensive survey of the resources of the big trees in Chuzhou City and an analysis was made on the nut properties.Target superior individual trees were selected with methods including correlation analysis and principal component analysis, laying the foundation for subsequent clonal tests.

Carya illinoensis;Chuzhou City;Principal component analysis;Correlation analysis

S664.1

A

2095-0152（2016）06-0009-04

2016-08-31

2016-10-23

中央财政林业科技推广示范——长山核桃良种丰产栽培技术推广示范（编号：2014GT01）。

周米生（1986-），研究实习员，主要从事木本油料树种相关研究，主攻长山核桃、大别山山核桃。E-mail：1711476450@qq.com

*通讯作者：肖正东，研究员。E-mail：xiaozhd@yeah.net