果用木通优良家系选育技术

何小三，占志勇，左继林，李 进，王玉娟

（江西省林业科学院，江西 南昌 330013）

木通科Lardizabalaceae 植物多为木质藤本，稀灌木[1]。共7 属，约50 种，主产亚洲东部，2属分布于南美智利。我国5 属，39 种、8 变种、5 变型。木通科植物主要分布在长江流域及以南各省（区），具有药用价值[2-4]、食用价值及观赏价值。近年来，随着大众对绿色、天然、无污染、具有保健功能水果的喜爱和重视程度日益增强，木通果实逐步走进人们的视野，并被广泛研究、开发利用。本研究旨在初步选育出果用木通优良家系，将在一定程度上弥补国内外研究的空白，为木通的人工栽培与推广提供物质保证。木通科植物作为新型保健水果[5-6]，相关研究集中在野生资源评价[7]、果实营养价值[8-9]、人工驯化栽培[10-11]、枝条果实（种子）加工利用等方面，也有少量关于生理生化、育种方面[12]的报道，但对木通科植物果用良种选育还没有相关研究，仅有三叶木通、白木通等木通属植物有少量驯化育种、栽培报道。以木通种质资源库31 份6年生木通家系为试验材料，完成了不同家系果实基本性状和果肉营养成分的测定。为选育出果用木通优良家系，本研究采用主成分分析法对31 个木通家系的果实基本性状和果肉营养成分进行综合评价，根据每个主成分筛选出可作为木通食用性综合评价及鉴定的指标，并根据每个家系的综合得分初步筛选出果用木通优良家系。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于江西省南昌市植物园（115°45′～115°49′E，28°44′～28°46′N），距离南昌市区6 km；属中亚热带季风湿润气候，雨量充沛，地处亚热带中部，日照充足，年平均温度17.3℃，年降水量1 713.5 mm，年平均相对湿度82%，年平均日照时数为1 778.6 h，年平均无霜期249 d。土壤疏松多孔，有机质含量高，通透性好，为第四纪红黏土和花岗岩风化而成的红壤和山地黄红壤，深度在80 cm 以上。

1.2 试验材料

本研究中的试验材料指木通科木通属的三叶木通Akebia trifoliata(Thunb.)Koidz.及野木瓜属的倒卵叶野木瓜Stauntonia obovata和尾叶那藤Stauntonia obovatifoliola subsp.urophylla，均为木通种质资源库收集保存的31 份木通家系（表1），其中三叶木通2 份（36 号和81 号），倒卵叶野木瓜6 份（11 号、30 号、32 号、46 号、80 号 和89号），尾叶那藤23 份（1 号、2 号、3 号、4 号、5 号、6 号、8 号、9 号、12 号、13 号、15 号、26 号、28 号、37 号、40 号、42 号、45 号、49 号、56 号、60 号、87 号、88 号和94 号）。31 份木通家系均于2015年春季采用1年生实生苗造林，2018年开始陆续挂果。本试验的木通果实采样标准均为成熟时采摘，其中三叶木通果实一般于8月底至10月初成熟，成熟时果实为紫色，裂开或微裂开；尾叶那藤和倒卵叶野木瓜果实一般于11月份成熟，成熟时果实为黄色，不裂开，但摸起来较软。

表1 木通家系一览表Table 1 List of Akebia families

1.3 果实基本性状测定

2020年10—11月，分别采集31 个家系的成熟果实10 个，用1/100 天平分别称其单果质量、单果果肉质量、单果皮质量、种子质量；用游标卡尺分别测量其果皮厚度，果实纵、横径；每千克鲜果数（个/kg）=1 000 g/单果质量（g）；出籽率（%）= 种子质量（g）/ 单果质量（g）×100%；可食率（%）=单果果肉质量（g）/单果质量（g）×100。

1.4 果肉营养成分测定

对采集的31 个家系的成熟果实去皮后滤去种子，剩余果肉用于测定营养成分。采用蒽酮比色法[13]测定果肉中总糖含量；高效液相色谱法[14]测定维生素C 含量；凯氏定氮法[15]测定蛋白质含量；用酸碱滴定法[16]测定其总酸含量；用高锰酸钾滴定法[17]测定其还原糖含量。

1.5 数据处理

采用Excel 2010 软件对数据进行处理，采用SPSS 18.0 软件进行方差分析与主成分分析，其中主成分的选择可以先根据碎石图比较平缓时对应的主成分数，然后再结合累积贡献率（70%～90%）及特征根（＞1）以确定合适的主成分数量，最后通过综合得分对木通家系进行排序[18]。

2 结果与分析

2.1 果实基本性状

不同家系果实基本性状调查结果及多重比较结果结果（表2）表明：31个不同家系之间的单果质量、单果皮质量、单果果肉质量、种子质量、果实纵横径、果皮厚度、每千克鲜果数、出籽率及可食率均存在显著性差异。6 号可食率最高，达到54.63%；果实大，每千克鲜果数5.60 个，排第2；出籽率少，为9.38%，排第3；果皮较薄，为0.43 cm，排第4。37 号果实最大，每千克鲜果数4.96 个；可食率为43.29%，排第2；出籽率较少为12.65%；果皮较薄，为0.44 cm，排第5。87 号出籽率最少，仅为9.21%；但其果皮也最厚，达到0.85 cm；可食率较低，为29.05%，排第5；每千克鲜果数8.86 个，处于中下水平。60 号果皮最薄，为0.29 cm；可食率为38.36%，排第5；出籽率为13.79%，处于中等水平；但果实小，每千克鲜果数20.05 个，排第2。

表2 31 个木通家系果实基本性状†Table 2 Fruit characters of 31 Akebia families

2.2 果肉营养成分测定

不同家系果肉营养成分测定结果及多重比较结果（表3）表明：31 个木通家系之间的维生素C、总糖、总酸、还原糖和蛋白质含量及糖酸比均存在显著性差异。81 号糖酸比为851.00，显著高于其他30 个家系；还原糖含量为20.73 g/100 g，排第5；蛋白质含量1.81%，排第6；维生素C 含量偏低，仅为8.4 mg/100 g。88号维生素C含量最高，为19.9 mg/100 g，显著高于其他29 个家系；糖酸比为387.36，排第3；还原糖含量为18.95 g/100 g，排第6；蛋白质含量处于中上等水平。42 号还原糖含量最高，达到25.70 g/100 g，显著高于其他30 个家系；糖酸比为277.82，排第6；但维生素C 含量较低，仅为7.6 mg/100 g，排倒数第3；蛋白质含量也较低，为0.58%，排倒数第3。11 号蛋白质含量最高，达到2.31%，显著高于其他27 个家系；糖酸比为225.47，排第8；维生素C 含量为9.9 mg/100 g，处于中等水平；还原糖含量18.74 g/100 g，处于中上等水平。

2.3 优良家系综合评价

参考谢国芳等[19-21]的相关研究，利用SPSS 23.0 软件对31 个木通家系果实的食用性进行主成分分析及综合评价，对单果质量、果实纵径、每千克鲜果数、可食率、出籽率、总糖、总酸、糖酸比及维生素C 含量等16 个食用性指标进行了主成分分析，各主成分的特征值、方差贡献率、累积方差贡献率等见表4。由表4可知，前5 个主成分的贡献率分别为39.61%、17.81%、14.01%、8.26%和7.10%，累积贡献率达86.79%，说明此5 个主成分能够反映16 项指标的86.79%的信息。

表4 成分矩阵及贡献率Table 4 Component matrix and contribution rate

续表4Continuation of table 4

在第1 主成分的矩阵中，第1、5、2 项的系数较大（大于0.90），分别代表单果质量、果实纵径和单果皮质量，可概括为果实的基本指标。经计算，第1 主成分的表达式为：

y1=0.389x1+0.363x2+0.341x3+0.323x4+0.366x5+0.348x6+0.152x7-0.372x8-0.061x9+0.115x10-0.076x11-0.125x12-0.085x13-0.162x14+0.010x15-0.089x16。

在第2 主成分的矩阵中，第12 项的系数较大（0.835），代表果肉总糖含量，可概括为果实的营养指标。经计算，第2 主成分的表达式为：

y2=0.069x1+0.073x2+0.011x3+0.188x4-0.006x5+0.130x6+0.064x7-0.097x8+0.211x9-0.079x10+0.267x11+0.495x12-0.181x13+0.466x14-0.336x15+0.440x16。

在第3 主成分的矩阵中，第10 项的系数较大（0.831），代表果实的可食率，可概括为果实的基本指标。经计算，第3 主成分的表达式为：

y3=0.040x1-0.200x2+0.250x3+0.162x4-0.017x5-0.114x6-0.573x7+0.015x8+0.331x9+0.555x10-0.014x11+0.020x12-0.237x13-0.005x14+0.219x15+0.074x16。

在第4 主成分的矩阵中，第13 项的系数较大（0.774），代表果肉总酸含量，可概括为果实的营养指标。经计算，第4 主成分的表达式为：

y4=0.050x1-0.066x2+0.119x3+0.184x4+0.137x5-0.074x6-0.118x7+0.120x8+0.178x9+0.130x10+0.039x11+0.156x12+0.673x13+0.091x14-0.427x15-0.417x16。

在第5 主成分的矩阵中，第11 项的系数较大（0.491），代表果实的维生素C 含量，可概括为果实的营养指标。经计算，第5 主成分的表达式为：

y5=0.096x1+0.043x2+0.239x3-0.256x4+0.113x5-0.133x6-0.064x7+0.050x8-0.670x9+0.279x10+0.460x11+0.203x12+0.122x13+0.114x14+0.144x15+0.046x16。

上述分析表明，果实基本性状（单果质量、果实纵径、单果皮质量和可食率）和果实营养性状（果肉中总糖、总酸和维生素C 含量）共7 个指标均可作为木通食用性的综合评价及鉴定指标。

将31 个木通家系果实的16 个指标数值进行标准化处理后代入各主成分表达式中计算各家系的前5 个主成分得分，分别记为y1、y2、y3、y4、y5，并根据各主成分的权重计算出各家系的总得分（y）及得分排序，结果见表5。

表5 各家系主成分分数及得分排序Table 5 The scores of principal components and the ranking of scores in different families

各家系主成分得分计算公式为y=0.40y1+0.18y2+0.14y3+0.08y4+0.07y5。

由结果可知，排在前几位的分别是8 号、6 号、9 号、4 号、3 号及37 号家系，排在后面几位的分别是42 号、13 号、81 号、80 号、26 号、60 号、56 号及40 号家系。

3 结论与讨论

3.1 讨 论

木通产自亚洲东部，在中国、日本、韩国均有分布。相关学者对木通化学成分的研究较为深入，主要集中在其药用成分、药理等方面，亦有少量关于木通资源调查、分类、营养元素含量等方面的研究。

尾叶那藤和倒卵叶野木瓜为木通科野木瓜属植物，其果实可食用，种子可榨油，全株可药用，目前尚未被人工引种栽培，相关研究也较少。三叶木通（俗称八月瓜，因每年农历八月果实成熟而得名），是木通科木通属藤本植物，具有食用、药用、油用及观赏用等价值，其果实是一种新型水果，具有很高的营养价值（特别是游离氨基酸含量很高），是第一种基于氨基酸含量而开发的新型食疗保健水果。我国对三叶木通的研究较广泛且深入，主要集中在藤茎、根、果、果皮等药用成分及其药效、药理作用方面；近年来在果肉、果皮、籽油等加工利用，遗传多样性、生物学特性、栽培驯化、良种选育及繁育等方面的研究逐渐增加但是深度不够，大多数研究仍停留在定性描述上面，缺乏深入的果用木通良种选育及高效栽培技术、产品深加工技术研发和技术推广；在叶斑病、褐斑病等病害、贮藏保鲜、诱变育种、新品种选育、基因工程等方面也有少量研究，相对比较滞后。

三叶木通根、茎、叶、花、果全身是宝，可食用、药用、加工、观赏，具有较高的经济价值和开发价值。目前，我国是全世界唯一同时开发利用三叶木通食用、药用、果用和观赏价值的国家。在长江流域的省市如重庆、贵州、湖南、湖北、江西、云南均有较大的种植面积，当前其种植范围已延伸至黄河流域和珠江流域。四川、贵州、湖北以及江西省是我国三叶木通的主要种植区域，其中部分地区率先建立国内外先进的示范种植基地。四川省牵头率先制订了《四川省食品安全地方标准—八月瓜》，标志着八月瓜系列产品的产业开发已经得到国家层面的认可和省市主管部门的支持和推广。

我国木通种质资源丰富，果实基本性状差异较大，便于选择食用性强的优良家系或种源。但是，木通果实作为新型保健水果开发尚在起步阶段，缺乏优良品种和规模化栽培种植，相对于较大的市场需求量，目前对木通引种驯化、区域化试验及高效栽培技术等方面的研究较为滞后，这将是今后研究的重点方向。

本研究以木通种质资源库现有资源开展果用木通选育，存在一定的局限性，仅能说明31 份木通资源的优劣，家系数量相对较少，尤其是三叶木通只有2个家系，后期将扩大种质资源收集范围，增加收集数量，为果用木通优良种质资源的筛选奠定基础。

3.2 结 论

本研究以木通种质资源库31 份6年生木通家系为材料，通过比较分析木通果实基本性状和果肉营养成分，发现不同家系之间果实基本性状（单果质量、单果皮质量、单果果肉质量、种子质量、果实纵横径、果皮厚度、每千克鲜果数、出籽率及可食率）和果肉营养成分（维生素C、总糖、总酸、还原糖和蛋白质含量及糖酸比）均存在显著性差异。可见，木通果实的食用性与其基本性状指标和果肉营养成分指标之间存在不同程度的相关性，故采用主成分分析法对不同木通家系的食用性进行综合评价，评价结果初步确定3 个优良家系，分别为8 号（江西省崇义县茶滩乡黄鳅洞）、6 号（江西省上犹县陡水乡红星村）和9 号（江西省永修县燕山乡长坑村）。