广西优良核桃单株果实品质差异及综合评价研究

黄晓露，赵志珩，李开祥，廖健明，蓝金宣，陈晓明，梁文汇

(广西林业科学研究院 广西特色经济林培育与利用重点实验室，广西 南宁 530001)

【研究意义】核桃(JuglansregiaLinn.)为胡桃科胡桃属落叶乔木，是重要的食用干果和油料树种，在我国粮油安全和新能源战略中有重要地位[1]。核桃是广西发展山区经济、开展生态扶贫的重要经济树种，也是石漠化治理和村屯绿化的先锋树种[2]。过去对广西核桃的研究主要侧重栽培技术及产品加工方面，有关良种尤其是当地品种选育的研究较少，种植苗木大部分从外省购买，导致栽培品种混杂，适应性下降，果小、壳厚、产量低以及品质退化等现象[3]，严重制约了广西核桃产业的良性发展[4]。进行广西本地核桃种质资源的调查、收集和经济性状评价对广西核桃产业良性发展具有重要意义。【前人研究进展】国内对核桃种质资源的普查、收集和保存始于20世纪60年代，1996年出版的《中国果树志—核桃》已记载了872份核桃品种(系)[5]。其中中国西部和西南部，特别是新疆、四川、云南等产区核桃选育研究起步较早，邓凤彬等[6]将单果质量、单果仁质量、果形指数等果实形态作为新疆野核桃坚果品质评价和良种选育的参考标准，并将其划分为8个类群。甄知娅等[4]根据壳厚、单果质量、核仁质量、出仁率、三径、粗蛋白、粗脂肪等品质性状筛选出川早2号、旺核2号等西南地区品质优良的核桃品种。【本研究切入点】对广西核桃遗传资源进行全面和系统的调查，在初步筛选出81个优良单株的基础上，分析果实品质差异，并采用相关性分析、主成分分析等统计学方法对品质性状进行综合评价和排序。【拟解决的关键问题】筛选出单项性状优异和综合性状优良的本地核桃单株，为广西核桃优良品种选育及遗传改良提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

根据广西核桃资源的分布现状，对金城江区、宜州市、天峨县、南丹县、环江县、东兰县、巴马县、乐业县、田林县、隆林县和凌云县共计11个县(市、区)进行初步走访、实地踏勘以及群众荐优，掌握核桃主要分布地区和优树的基本情况。选取历年产量较高、果皮薄、果核端正、核壳薄和风味好的优良单株，进行采样测定。

1.2 试验方法

(1)果实性状的测定。坚果干重：用电子天平(精确到0.01 g)称量已经风干的核桃坚果，对每一单个坚果进行称量，共称30个坚果，取其平均值。三径、核壳厚度：用游标卡尺(精确到0.01 mm)测量坚果三径(纵径、横径、侧径)和核壳厚度，共称30个坚果，分别取其平均值。核仁重量：用电子天平(精确到0.01 g)称量去坚果壳的核仁，测量30个坚果，取其平均值。

(2)核仁脂肪含量的测定采用索氏抽提法，参照GB/T 5009.6-2016[7]；核仁蛋白质含量的测定采用凯氏定氮法，参照GB/T 5009.5-2016[8]。

(3)脂肪酸的测定：将提取的核桃脂肪加入苯石油醚进行甲酯化，取上层清液做气相分析[9]，各组分的相对含量采用峰面积归一法进行定量分析。不饱和脂肪酸为油酸、亚油酸和亚麻酸含量之和，饱和脂肪酸为硬脂酸和棕榈酸含量之和[10-11]。

1.3 统计分析

采用IBM SPSS v20.0软件对试验数据进行统计处理、方差分析、LSD多重比较和主成分分析。首先对逆指标核壳厚度和饱和脂肪酸做正向处理，再对果实性状(三径、单果重、出仁率和核壳厚度)和营养成分(脂肪含量、蛋白含量、不饱和脂肪酸含量和饱和脂肪酸含量)等8个品质性状数据标准化处理，进行主成分分析、综合评分及排序[12]。

2 结果与分析

2.1 广西核桃单株果实主要性状变异分析

对81株核桃单株的果实性状差异性分析结果(表1)表明，变异系数在10.00 %以上的为单果重(18.13 %)和核壳厚度(13.49 %)，其遗传变异相对较大。其中单果重平均值为11.55 g，变化范围为5.70～17.40 g；核壳厚度平均值为1.17 mm，变化范围为0.80～1.91 mm。三径和出仁率的变异系数相对较小，分别为9.35 %和9.67 %，遗传变异相对较小。其中三径平均值为45.68 mm，变化范围为26.27～57.30 mm；出仁率平均值为49.64 %，变化范围为36.90 %～65.70 %。果实性状变异系数由大至小依次为单果重、核壳厚度、出仁率和三径。

表1 核桃单株果实性状的差异分析

表2 核桃单株种仁营养成分含量的差异分析

2.2 广西核桃单株种仁营养成分含量差异分析

对81株核桃单株的种仁营养成分含量进行差异性分析(表2)，油酸含量变异系数最大(22.77 %)，平均值为20.51 %，变化范围为10.57 %～33.67 %。另外变异系数达到10.00 %以上的还有硬脂酸含量(17.07 %)和棕榈酸含量(13.92 %)，其中硬脂酸含量平均值为3.69 %，变化范围为3.14 %～5.06 %；棕榈酸含量平均值为5.57 %，变化范围为2.72 %～8.36 %。种仁营养成分含量变异系数由大至小依次为油酸含量、硬脂酸含量、棕榈酸含量、亚油酸含量、核仁蛋白含量、亚麻酸含量和核仁脂肪含量。

2.3 果实性状和种仁营养成分含量的相关性分析

对81株广西核桃单株4项果实性状和7项种仁营养成分含量进行相关性分析。结果如表3所示，单果重与三径呈极显著正相关(P<0.01，下同)，与核壳厚度呈显著正相关(P<0.05，下同)，与出仁率呈极显著负相关(P<0.01，下同)；出仁率与核壳厚度呈极显著负相关。核仁脂肪含量和蛋白含量呈显著负相关(P<0.05，下同)；核仁蛋白与油酸含量呈显著负相关，与亚油酸含量、硬脂酸含量呈显著正相关；油酸含量与亚油酸含量、棕榈酸含量呈极显著负相关；亚油酸含量与棕榈酸呈显著正相关。

表3 Pearson相关性分析

注：**表示相关性达到极显著水平(P<0.01);*表示相关性达到显著水平(P<0.05)。

Note: ** means extremely significant correlation (P<0.01); * means significant correlation (P<0.05).

表4 果实性状排名前10位的单株

注：不同小写字母表示差异达到显著水平(P<0.05)，每列括号内数字表示单株号，下同。

Note: Different lowercases in the same column indicate the significant difference (P<0.05), and numbers in brackets within each column represent individual plant numbers. The same as below.

此外果实主要性状与种仁营养成分之间相关性未达到显著水平(P>0.05)，说明果实主要性状与种仁营养成分含量在核桃选优评价中同样重要，并且无法彼此取代[10]。

2.4 单项性状优株分析

在81株野生核桃单株中，4项果实性状和7项种仁营养成分含量排名前10位单株号如表4～5所示。三径达到50.00 mm以上的有7个单株，最大的为8号单株(57.30 mm)；出仁率达到60.00 %以上的只有75号1个单株(65.70 %)；核壳厚度小于1.00 mm的有3个单株，最薄的为75号单株(0.80 mm)，以上3个单株的果实性状与其他单株差异达到显著水平(P<0.05，下同)；单果重15.00 g以上的有5个单株，最大的为8号单株(17.40 g)，但与其他单株差异不显著。

核仁蛋白含量达到25.00 %以上的仅有49号单株(27.90 %)，油酸含量达到35.00 %以上的有53号(37.80 %)和5号(36.68 %)单株，亚油酸含量达到70.00 %以上的仅有60号单株(70.26 %)，棕榈酸含量低于4.00 %的仅有25号单株(2.72%)，以上4个单株的种仁营养养分含量与其他单株差异达到显著水平；核仁脂肪含量达到65.00 %以上的有8个单株，最高为21号单株(66.60 %)，亚麻酸含量最高为25号(12.06 %)，硬脂酸含量低于3.00 %的有5个单株，其中最低的为65号(2.10 %)，3个单株的营养成分含量与其他单株差异未到达显著水平。

表5 种仁营养成分含量排名前10位的单株

表6 主成分分析结果

表7 综合得分及排序

2.5 主成分分析和综合评价

对果实性状(三径、单果重、出仁率和核壳厚度)和种仁营养成分(脂肪含量、蛋白含量、不饱和脂肪酸含量和饱和脂肪酸含量)的8个品质性状进行主成分分析和综合评价(表6～7)。前4个主成分累计贡献率达到81.536 %，涵盖了大部分的信息，表明前4个主成分能够代表8个品质性状来分析核桃的综合品质。其中第1主成分的决定指标为三径、单果重、不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸含量；第2主成分的决定指标为出仁率、核壳厚度、不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸含量；第3主成分的决定指标为三径、单果重和核壳厚度；第4主成分的决定指标为三径、壳核厚度和脂肪含量。从各指标特征向量来看，评价权重以不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸含量为主，以三径、单果重等果实性状为辅。

按果实性状和种仁营养成分含量分析，综合主成分综合得分越高，综合品质表现越好[1]。结果表明81个核桃单株前10名依次为：25、65、72、53、24、80、64、21、79和58号单株。其中25、65、72、53、80、79和58号单株的特点是不饱和脂肪酸含量高，饱和脂肪酸相对偏小。单项性状中25、72和64号单株的亚油酸含量较高，65、53、80、79和58号单株油酸含量较高，25和65号单株亚麻酸含量较高；24号单株特点为三径和单果重较大，脂肪含量较高；21号单株特点为单果重、出仁率、脂肪和蛋白含量较高。

3 讨 论

广西核桃单株果实品质变异系数范围为3.94 %～22.77 %，其中单果重、核壳厚度、油酸含量、亚油酸含量、硬脂酸含量和棕榈酸含量等有较大的差异，具有明显的选择改良潜力[13]。核仁脂肪含量差异较小，在果实品质变异中改良潜力较小。

果实主要性状有核桃三径、单果重、出仁率和核壳厚度。81个单株的平均三径为45.68 mm，平均核壳厚度为1.17 mm，出仁率平均值为49.64 %，平均单果重为11.55 g，高于杜天宇等[12]研究的核桃三径平均值(35.51 mm)。核壳厚度较薄(均值为1.23 mm)，但出仁率(53.62 %)、单果重(13.19 g)相比较低。种仁营养成分主要有蛋白质和脂肪，81个单株果实种仁蛋白质含量平均值为19.99 %，脂肪含量为61.26 %，张亭等[14]和李俊南等[15]报道核桃仁蛋白质含量一般为15.00 %，最高可达29.70 %，脂肪含量范围60.00 %～70.00 %，本研究结果与其基本相同。核桃中不饱和脂肪酸成分由油酸、亚油酸和亚麻酸组成，相关研究证明，不饱和脂肪酸对促进人体健康有重要作用。其中油酸可维持和促进人体生长发育，亚油酸参与生理代谢中磷脂和细胞膜质的合成，对预防心脑血管疾病和高血压有重要的作用。所以不饱和脂肪酸是评价核桃脂肪品质的重要性状。81个单株种仁不饱和脂肪酸平均含量占脂肪含量的90.74 %，其中亚油酸平均含量较高，占61.48 %，与张亭等[14]和李俊南等[15]报道不饱和脂肪酸90 %以上，岳琳[16]等报道核桃亚油酸含量62.96 %的结论基本一致。

本研究表明，不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸含量、三径和单果重是评价核桃品质最主要的性状，且脂肪酸含量的贡献率大于果实性状。果实性状和种仁蛋白质、脂肪和脂肪酸含量之间相关性较低，因此在综合评价和性状选育中主要以不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸含量为主要品质性状，辅以三径、单果重等果实性状。81个核桃单株中，主成分分析排名前10位的25、65、72、53、80、79和58号单株的不饱和脂肪酸含量较高，饱和脂肪酸相对偏小，果实性状虽不突出，但处于平均以上水平；24号单株三径和单果重较大，脂肪含量较高，21号单株为单果重、出仁率、脂肪和蛋白含量较高，这两个单株为果实性状和蛋白质、脂肪和脂肪酸含量综合品质较好的品种。

4 结 论

果大、壳薄、出仁率高、种仁蛋白质、高脂肪和高脂肪酸含量是目前核桃选种和育种时的主要目标。在单项性状中，8号单株三径最大，单果重最高，75号单株出仁率最高、核壳厚度最薄，25号单株亚麻酸含量最高、棕榈酸含量最低，可作为遗传资源进行品种改良研究，综合性状较好的25、65、72、53、24、80、64、21、79和58号单株可作为良种进行扩繁和应用。