贵阳地区8个葡萄品种果实品质的综合评价

江旭升，李庆宏，杨勇胜，魏椿，唐洪毅

（贵阳市农业试验中心，贵州贵阳 550002）

关键字：葡萄；果实品质；主成分分析；聚类分析

葡萄是世界上重要的鲜食水果和酿酒、制干原料，由于味美多汁、营养价值丰富，历来备受世人喜爱。随着人们生活水平的提高，膳食结构发生了巨大变化，鲜食葡萄的需要量逐年倍增，种植葡萄已成为果农增收致富的主要途径之一[1]。目前，我国的葡萄种植面积约72.51万 hm2，产量约1419.54万 t，种植区域主要集中在新疆、河北、陕西、山东、云南、辽宁、江苏和河南等地。贵州地区葡萄种植面积仅为2.87万 hm2，主栽品种为‘水晶’。该品种穗小粒小、含糖量低，口感差，经济效益较低，制约了当地葡萄产业的健康发展。由于葡萄种植受气候与地域环境影响较大，尤其是西南山地气候特殊，盲目引种会带来重大的经济损失[2]。因此筛选适应贵州自然条件、果实品质综合评价优异的葡萄品种尤为重要。

目前针对果实品质综合评价的方法很多，如主成分分析法、因子分析法、隶属函数法、聚类分析法等，其中主成分分析的综合性评价方法最为普遍，评价结果也比较接近真实情况，并已经在苹果、果桑、猕猴桃等[3-5]作物上得到应用，在葡萄果实品质评价方面也有涉及[6]，但是对贵阳地区乃至贵州地区的葡萄品种果实的评价鲜有报道。

本团队以引入贵阳的8个优质葡萄新品种为试材，进行果穗经济性状、果实内在品质等方面的观测，利用相关性分析、主成分分析、聚类分析等方法进行研究，建立贵阳地区葡萄果实品质综合评价体系，为筛选出适应贵州地区气候的优质稳产、耐贮运的鲜食品种提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验以贵阳市乌当区农业试验中心精品葡萄园内的8个品种为试材，分别为‘醉金香’‘阳光玫瑰’‘巨玫瑰’‘夏黑’‘早夏黑’‘维多利亚’‘金手指’‘甬优1号’，均为5年生，采用T形架拱棚式（顶高3.0 m）避雨设施栽培，株行距1.5 m×2.0 m，起垄栽培，适当修花定穗，矮干Y形整形。

1.2 方法

1.2.1 果穗性状观察

2021年，每个品种选择长势相对一致、挂果正常的植株作为调查对象，参照《葡萄种植资源描述规范和数据标准》对供试品种果穗经济性状开展详细观察记载[7]。

1.2.2 果实内在品质测定

试验分别随机采摘8个品种的成熟果穗15穗，每穗随机选取2粒，共30粒，进行果实品质的测定，3次重复。电子天平测定单穗质量；数显折光仪测定可溶性固形物含量；数显水果硬度计（上海思为仪器制造有限公司，GY-4）进行测定果实硬度。还原性糖采用比色法测定；可滴定酸采用滴定法测定；多酚含量采用Folin-ciocalteu法测定；类黄酮采用Al3+比色法测定；可溶性蛋白采用考马斯亮蓝比色法测定；Vc含量采用2,6-二氯靛酚法测定；花色苷采用pH值示差法测定。

1.3 数据分析

采用Excel 2021进行数据整理、图表绘制及相关性分析，采用SPSS 19.0进行单因素方差分析、主成分分析及聚类分析等进行相关数据分析。

2 结果与分析

2.1 果穗经济性状比较

引入的8个葡萄品种穗形均为圆锥形。由表1可见，果皮颜色以黄绿-绿黄居多，‘早夏黑’和‘夏黑’为蓝黑色；穗粒数最多的为‘夏黑’，高达91.3个，最少的为‘甬优1号’，仅为35.7个；果穗由大到小的顺序为：夏黑＞早夏黑＞甬优1号＞维多利亚＞巨玫瑰＞阳光玫瑰＞醉金香＞金手指；穗质量500 g以上的有两个品种，分别是‘夏黑’和‘早夏黑’，穗质量最小的为‘醉金香’，仅为253.85 g；供试品种中，株产范围在2.20～4.13 kg。

表1 不同葡萄品种果穗性状情况表Table1 The characteristics of the ear of different grape varieties

2.2 果实主要内在品质比较

由表2所示，各品种中还原性糖在20%以上的有两个品种，分别为‘甬优1号’（22.4%）和‘金手指’（21.6%），最低的品种是‘维多利亚’，仅为11.7%；Vc含量差别偏大，最大值（早夏黑）和最小值（阳光玫瑰）相差258.2 mg·kg-1；可滴定酸集中在0.60%左右，其中最大值为‘甬优1号’0.72%，最小值为‘醉金香’0.42%；可溶性固形物含量高于20%的品种共有5个，分别为‘醉金香’‘甬优1号’‘阳光玫瑰’‘巨玫瑰’‘金手指’，含量最低的为‘维多利亚’，仅为15.76%；各葡萄品种的果实硬度相差不大，为1.31～1.94 kg·cm-2。

表2 不同葡萄品种果实主要内在品质Table 2 Main intrinsic qualities of fruits of different grape varieties

2.3 果实其他内在品质比较

由图1可见，多酚含量最高的为‘甬优1号’和‘早夏黑’，分别为488.6 mg·kg-1和471.5 mg·kg-1，最低的为‘阳光玫瑰’，仅为69.3 mg·kg-1；‘甬优1号’的类黄酮含量超过200 mg·kg-1，‘醉金香’和‘阳光玫瑰’类黄酮含量均低于40 mg·kg-1；各品种花色苷含量最高的为‘早夏黑’，达159.29 mg·kg-1，含量最低的为‘阳光玫瑰’，仅为0.42 mg·kg-1；8个葡萄品种可溶性蛋白含量介于435～1125 mg·kg-1。

图1 各品种的多酚、类黄酮、花色苷、可溶性蛋白含量Figure 1 Comparison of the contents of polyphenols, flavonoids, anthocyanins and soluble proteins in different varieties

2.4 果实各性状相关系数

由表3可见，穗果数与还原性糖和可溶性固形物呈极显著负相关，与穗宽呈极显著正相关；穗长与穗宽、多酚、类黄酮、可溶性蛋白及花色苷呈极显著正相关，与穗质量、株产、Vc和可滴定酸含量呈显著正相关；穗宽与穗质量、株产、可溶性蛋白及花色苷呈显著正相关；穗质量与株产、类黄酮呈极显著正相关，与可滴定酸和多酚呈显著正相关；还原性糖与可溶性固形物呈极显著正相关；Vc含量与多酚、类黄酮、可溶性蛋白、花色苷呈极显著正相关；可滴定酸与类黄酮呈极显著正相关，与多酚呈显著正相关；多酚与类黄酮、可溶性蛋白及花色苷呈极显著正相关；类黄酮与可溶性蛋白呈极显著正相关，与花色苷呈显著正相关；可溶性蛋白和花色苷呈极显著正相关。

表3 不同葡萄品种果实各性状相关性分析Table 3 Correlation analysis of fruit characters of different grape varieties

2.5 果实品质主成分分析

将引入贵阳的8份葡萄品种进行主成分分析，基于特征值大于1进行抽取，遵循主成分累计贡献率≥80%的原则，选择前4个主成分累计贡献率为89.899%，可见前4个成分足以说明该数据的变化趋势，完全符合主成分分析的要求，故取前4个主成分作为数据分析的有效成分[8]。其中，第1主成分特征值为7.509，贡献率为53.639%，贡献率最大的是穗长，其次是可溶性蛋白含量，因此第1主成分为穗长因子；第2主成分特征值为2.550，贡献率为18.212%，贡献率最大的是还原性糖，其次是可溶性固形物，因此第2主成分称之为糖分因子；第3主成分特征值为1.506，贡献率为10.758%，贡献率最大的是果实硬度、Vc、总多酚和花色苷等，次生代谢产物居多，因此第3主成分称之为部分次生代谢产物因子；第4主成分特征值为1.021，贡献率为7.291%，硬度的贡献率明显高于其他指标，因此第4主成分称之为硬度因子。

2.6 果实品质综合评价

根据主成分及其贡献率构建出综合评价模型后进行综合得分的计算，最终得到8个果实品质综合得分，并结合二维排序图（图2、图3），将各品种果实品质按分数高低进行排名（表4），综合评分越高说明该品种在测量的多个指标中综合品质越佳[9]。由此可以看出，8个葡萄新品种‘早夏黑’得分最高，为2.247，其次为‘夏黑’‘甬优1号’‘巨玫瑰’，得分分别为1.354、1.262、0.146，其余品种得分均为负值，说明在贵阳地区综合品质表现较差。

图2 主成分二维排序图Figure 2 Two-dimensional ranking of principal components

图3 Q-聚类分析树状图Figure 3 Q-cluster analysis dendrogram

表4 主成分得分、综合得分及排序Table 4 Principal component scores, comprehensive scores and ranking

2.6 Q-聚类分析

对8份葡萄品种进行Q-聚类分析（图3）。在L=8.0处，可以分为3类，其中‘阳光玫瑰’‘醉金香’和‘巨玫瑰’为第I类；‘金手指’‘维多利亚’‘甬优1号’为第II类；‘夏黑’和‘早夏黑’为第III类。其中第I类和第II类具有突出的特点，其可溶性固形物偏高，可滴定酸偏低，即固酸比偏高；第III类中两个品种的株产量偏高，花色苷、可溶性蛋白含量最高。

2.7 R-聚类分析

图4为8份葡萄品种R-聚类分析结果。在L=9.5处，可以将葡萄的数据性指标聚为5组，其中A组为与产量有关的两个指标，为穗质量和株产；B组有多酚含量、类黄酮含量、Vc含量等7个指标；C组是两个与果穗有关的指标，为穗果数和穗宽；D组仅有硬度一个指标；E组有两个指标，为还原性糖和可溶性固形物。该结果与2.4的结果基本吻合，即A组的穗质量和株产呈极显著正相关，B组中各指标存在极显著或显著正相关的作用，C组中的两个指标呈显著正相关，硬度在相关系数表中与各指标都不存在显著相关性，E组中的还原性糖和可溶性固形物存在极显著正相关。

3 讨论

果树生物学性状的相关性既受多基因遗传控制，又与外界环境条件有重要关系[10]。从8个供试葡萄品种的相关性分析可以看出，穗粒数与还原性糖和可溶性固形物呈极显著负相关；Vc、多酚、类黄酮、可溶性蛋白、花色苷相互之间呈极显著正相关或显著正相关；穗长、穗宽、穗质量、株产相互之间极显著正相关或显著正相关；还原性糖与可溶性固形物呈极显著正相关，该结果为研究葡萄果实各性状、品质指标之间的联系提供了有效的理论依据；通过R-聚类分析，将13个果实性状分为5组，相关性较强的性状聚为同类，该结果与相关性分析的结果完全吻合，为今后葡萄育种的生物学研究提供了重要依据，同时为今后进行性状观测和取舍提供了定量化的依据。

8 个供试葡萄品种丰产性最好的品种是‘夏黑’，其次是‘甬优1号’和‘早夏黑’；而‘醉金香’的产量在供试品种中偏低。主要内在品质方面，可溶性固形物含量较高，可滴定酸含量较低的品种为‘阳光玫瑰’和‘醉金香’，口味浓甜；可溶性固形物和还原性糖含量最低的是‘维多利亚’，口味偏淡。硬度的大小一定程度上反映了果实的耐贮性，影响到果实供应期的长短和耐贮运性，进而影响经济效益的提高[11]。相关研究表明，供试品种中‘阳光玫瑰’硬度最高，耐贮性好；而‘醉金香’最低，耐贮性较差[12-14]。

果实其他内在品质主要测定了多酚、类黄酮、可溶性蛋白及花色苷的含量。多酚是葡萄重要的次生代谢产物，具有较强的抗氧化活性，是一种很好的自由基清除剂和脂质过氧化抑制剂[15]；类黄酮物质是最多的酚类物质，不仅能保护葡萄免受紫外线、病虫等伤害，还对葡萄和葡萄酒色泽、风味品质以及营养价值起着决定性作用[16-17]。8个供试的葡萄品种中，多酚和类黄酮含量最高的均为‘甬优1号’，其次为‘早夏黑’，最低的为‘阳光玫瑰’，两个指标的含量变化相似，与相关性分析结果吻合，即两者呈极显著正相关；花色苷是植物色素中最重要的一类，它存在于高等植物的器官当中，主要将红、橙、蓝、紫等不同的颜色呈现出来，这些天然的花色苷是合成食品色素的理想替代品，具有巨大的潜力[18]。8个供试品种中，果皮为蓝黑色的‘早夏黑’和‘夏黑’花色苷含量最多，果皮为黄绿-绿黄的4份供试品种花色苷含量几乎为零，该结果与Christophe等[19]研究结果相同，即花色苷只在有色葡萄品种中检测到，且在黑色品种的果实中花色苷占总酚含量的42%～51%，占主导地位，红色品种的果实中花色苷约占总酚含量的21%左右；可溶性蛋白在植物抗逆性方面起到重要作用，它作为调控蛋白，可以使植物细胞的持水力增强，减轻植物体内因原生质结冰而造成的伤害，其含量越高，说明低温胁迫对植物体造成伤害的几率越小[20]。8个供试品种中，可溶性蛋白含量最高的为‘早夏黑’‘夏黑’和‘甬优1号’，含量最低的是‘醉金香’和‘金手指’，从而看出抗逆性较好的供试品种为‘早夏黑’和‘甬优1号’，抗逆性较差的品种是‘醉金香’和‘金手指’。

品种对水果产业的提质增效至关重要，本研究通过8个葡萄品种果实品种的主成分分析，并将14项品质指标降维成了4项综合评价指标，通过计算综合得分，表现较突出的是‘早夏黑’‘夏黑’和‘甬优1号’，得分较低的是‘醉金香’和‘阳光玫瑰’，该研究结果与Q-聚类分析结果基本吻合。在Q-聚类分析中，综合排名最高的两个品种‘夏黑’和‘早夏黑’聚在一类，即第III类，综合排名较低的基本聚在第I类，表明在本研究中建立的综合品质评价模型对果实品质进行评价是可行且可信的，与张芳的研究结果相似[4]。

4 结论

本文综合8个供试葡萄品种的果穗经济性状和内在品质等指标，采用相关性分析、主成分分析及聚类分析，初步筛选出了适合贵阳地区的优质葡萄品种‘早夏黑’，具有产量较高，口味甜酸，抗逆性好的特点，其次为‘夏黑’和‘甬优1号’。需要特别指出的是‘阳光玫瑰’，虽然在综合排名和产量上偏低，但是具有口感好、香味浓、耐贮存、抗逆性较好、经济价值高的特点，可以作为该地区重点关注品种。