不同加工番茄品种的农艺性状比较分析

摘"要：【目的】""筛选适合新疆阿拉尔市栽培的加工番茄品种。

【方法】""以9个加工番茄品种为材料，测定各加工番茄品种的株高、茎粗、叶面积、叶绿素相对含量、果形指数、单果重、可溶性固形物、可溶性糖含量、VC含量、番茄红素、总黄酮含量和可溶性蛋白含量等12项性状指标，进行主成分、隶属函数和聚类分析。

【结果】""提取加工番茄株高、可溶性固形物、VC含量、可溶性糖含量4个主成分，12个性状主成分因子的综合得分由高至低为Q020gt;早得gt;佳义200gt;新引98-1gt;美国世纪红gt;红宝石gt;红果三号gt;麒麟钻石gt;佳禾红运。其中Q020品种综合评价值最大，为0.770。佳禾红运品种的综合评价值最小，为0.329。

【结论】""Q020品种各项生长指标表现较好，品质较优，可作为新疆阿拉尔市加工番茄的主要栽培品种。

关键词：""加工番茄；主成分；隶属函数；农艺性状

中图分类号："S641.2""""文献标志码："A""""文章编号："1001-4330（2024）11-2676-08

0"引 言

【研究意义】加工番茄含有丰富的黄酮、可溶性糖、可溶性蛋白和番茄红素等营养物质，是番茄酱、番茄籽油等制品的原材料［1］。新疆光热资源丰富，是我国番茄以及加工番茄的主产之一［2］。目前加工番茄品种较多，筛选适合当地栽培且优质高产的加工番茄品种至关重要。【前人研究进展】杨进等［3］研究了11种加工番茄11项农艺性状，认为不同加工番茄品种的成熟期各农艺性状差异显著；王亮等［4］认为加工番茄种植应根据株高和株型等设置合理的栽培密度，进而获得理想产量；李永清等［5］通过株高、叶长等8个性状对27份加工番茄种质资源进行聚类分析，划分为3个类群。【本研究切入点】前人对不同加工番茄品种的农艺性状进行了比较，但针对新疆阿拉尔市不同加工番茄生长和果实品质的研究文献较少。需筛选适合新疆阿拉尔市栽培的加工番茄品种。【拟解决的关键问题】结合隶属函数和主成分分析，比较9种加工番茄品种的果实品质和生长指标，为新疆阿拉尔市及周边加工番茄品种的选样提供理论依据。

1"材料与方法

1.1"材 料

选取佳禾红运、Q020、早得、美国世纪红、新引198-1、红宝石、红果三号、麒麟钻石、佳义2009个加工番茄品种为材料品种，来源分别为佳禾红运（新疆石河子佳禾农业有限公司）、Q020（新疆乌鲁木齐玉麒麟公司）、早得（新疆石河子农资种子公司）、美国世纪红（山东省寿光市富华种业）、新引198-1（新疆昌吉市农业技术推广站）、红宝石（新疆天地禾种业有限公司）、红果三号（新疆天地禾种业有限公司）、麒麟钻石（新疆乌鲁木齐玉麒麟公司）和佳义200（新疆新昊农业科技有限公司）。"

1.2"方 法

1.2.1"试验设计

试验于2020年3～7月在塔里木大学园艺试验站新型日光温室进行。2020年3月17日将9个加工番茄品种种子浸种催芽后分别播种在72孔的穴盘中，于5月22日将具有6叶1心的番茄幼苗进行单行种植，每个品种各种植3行，株距30 cm，行距1.5 m，每行种植30株。

1.2.2"测定指标

1.2.2.1"生长指标

盛果期每个品种选取10株长势一致的加工番茄植株测定生长指标。其中，使用卷尺测定基质表面与植株自然生长高度之间的距离为株高；使用数显游标卡尺测定植株第1片叶基部下1 cm处茎秆粗度为茎粗；直尺测量最大叶长和最大叶宽，并计算叶面积，叶面积=最大叶长×最大叶宽×0.546 8［6］；SPAD-502型手持便携式叶绿素仪测量叶绿素相对含量（SPAD值）。

1.2.2.2"外观品质

盛果期每个品种随机选取10个成熟度相似的加工番茄。使用电子天平称取果实重量，计算平均单果重；使用游标卡尺测定果实横径、纵径，计算果形指数，果形指数=果实纵径/果实横径。

1.2.2.3"内在品质

盛果期各品种随机选取10个成熟度相似的加工番茄果实测定内在品质。使用手持式折光仪测量可溶性固形物［6］；蒽酮-浓硫酸比色法测定可溶性糖含量［7］；紫外分光法测定番茄红素含量［7］；草酸-EDTA比色法测定VC含量［8］；考马斯亮蓝G-250染色法测定可溶性蛋白含量［9］；亚硝酸钠-硝酸铝比色法测定总黄酮含量［10］。

1.3"数据处理

对9个加工番茄品种各项指标均进行3次重复测定，通过Excel软件对数据进行整理、隶属函数分析、综合评价处理及排序等，利用软件SPSS 19.0进行数据标准化处理、主成分分析及Duncan多重比较和聚类分析，采用 Graph Pad Prism 8 作图软件制图。

（1）隶属函数值

U"Fi"="Fi－Fmin"Fmax－Fmin"，i=1，2，3，…，n."（1）

式中，U"Fi"为隶属函数值，Fi为9个加工番茄第i个因子的各个得分，Fmax、Fmin分别为9个加工番茄第i个因子得分的最大值和最小值［11］。"

（2）权重

Wi=Pi/∑ni=1Pi，i=1，2，3，…，n."（2）

式中，Wi为权重，Pi表示9个加工番茄第i个公因子的方差贡献率［12］。

（3）综合评价D值

D值=∑ni=1"U"Fi"×Wi"."（3）

不同加工番茄综合指标评价结果加权得到的各指标的综合评价D值［13］。

2"结果与分析

2.1"不同加工番茄品种生长指标比较

研究表明，不同加工番茄品种的株高、茎粗、叶面积、叶绿素相对含量有一定差异。各加工番茄品种株高为61.11～136.61 cm，茎粗为9.63～15.37 mm，叶面积为35.71～61.14 cm2，叶绿素相对含量为29.67～40.03。其中，新引98-1株高最高，为136.61 cm，与其他品种均差异显著；美国世纪红茎粗最粗，为15.37 mm，与其他品种均差异显著；Q020叶面积较大，为61.14cm2，与红宝石和佳义200差异不显著，与其它品种差异显著；佳义200叶绿素相对含量较多，为40.03，与Q020差异不显著，与其它品种差异显著。图1

2.2"不同加工番茄品种果实品质比较

研究表明，9个加工番茄品种果形指数均在1～1.5，9个加工番茄品种的果形接近于圆形或椭圆形，其中Q020和麒麟钻石果形指数在1左右，该2种果形近圆形，其他品种果形指数均在1.5左右，其中新引98-1果形指数较大，为1.35，与佳禾红运和美国世纪红差异不显著，与其它品种差异显著；佳禾红运单果重最重，为129.70 g，与其它品种均差异显著，早得品种的单果重最轻，为75.45 g。图2

各加工番茄品种可溶性固形物为4.03%～5.07%，可溶性糖含量为1.10%～2.37%，VC含量为61.51～114.58 mg/kg，番茄红素含量为10.87～18.36 μg/g，总黄酮含量为10.04～22.20 mg/g，可溶性蛋白含量为10.33～13.41 mg/g。其中早得可溶性固形物最高，为5.07%，与其它品种均差异显著，佳禾红运可溶性固形物最低，为4.03%，与早得相比可溶性固形物降低25.62%；早得可溶性糖含量最高，为2.37%，与其它品种均差异显著，其次为美国世纪红，可溶性糖含量为2.18%，与早得相比可溶性糖含量降低8.56%；Q020VC含量最高，为114.58 mg/kg，与其他品种均差异显著，其次为新引98-1，VC含量为107.87 mg/kg，与Q020相比VC含量降低6.22%；佳义200番茄红素含量最高，为18.36 μg/g，与其他品种均差异显著，其次为新引98-1，番茄红素含量为17.30 μg/g，与佳义200相比番茄红素含量降低6.09%；早得总黄酮含量最高，为22.20 mg/g，与其他品种均差异显著，其次为红宝石，总黄酮含量为19.97 mg/g，与早得相比总黄酮含量降低11.19%；麒麟钻石可溶性蛋白含量较高，为13.41 mg/g，除Q020品种外，与其它品种均差异显著，佳义200可溶性蛋白含量最低，为10.33 mg/g，与麒麟钻石相比可溶性蛋白含量降低29.89%。图3

2.3"主成分与特征向量对比

研究表明，共提取4个主要成分。其特征值分别是4.225、2.551、2.117和1.436，4个主成分的贡献率分别是35.208%、21.261%、17.638%和11.968%，累计贡献率为86.076%，即前4个主成分可以将12项农艺性状表示出86.076%。各主成分载荷向量与其对应特征值的算术平方根的比值为特征向量，第1主成分中株高的系数较大，为0.449；第2主成分中可溶性固形物的系数较大，为0.478；第3主成分中VC含量的系数较大，为0.460；第4主成分中可溶性糖含量的系数较大，为0.520。即4个主成分因子分别为株高、可溶性固形物、VC含量、可溶性糖含量。根据特征向量得到4个主成分的函数式如下：

第1主成分：

F1 = - 0.449X1 - 0.259X2 + 0.311X3 + 0.394X4 - 0.384X5 - 0.333X6 + 0.104X7 + 0.015X8 + 0.228X9 + 0.283X10 + 0.232X11 + 0.156X12."

第2主成分：

F2 = 0.016X1 + 0.248X2 - 0.282X3 - 0.183X4 + 0.149X5 - 0.334X6 + 0.478X7 + 0.475X8 + 0.152X9 - 0.131X10 + 0.359X11 + 0.262X12 .

第3主成分：

F3 = 0.074X1 + 0.326X2 + 0.181X3 + 0.016X4 + 0.354X5 - 0.255X6 + 0.169X7 - 0.108X8 + 0.460X9 + 0.410X10 - 0.304X11 - 0.389X12 .

第4主成分：

F4 = -0.229X1 + 0.219X2 - 0.411X3 + 0.338X4 - 0.002X5 + 0.068X6 - 0.438X7 + 0.520X8 - 0.001X9 + 0.238X10 - 0.296X11 + 0.066X12 .

其中，X1表示株高、X2表示茎粗、X3表示叶面积、X4表示叶绿素相对含量、X5表示果形指数、X6表示单果重、X7表示可溶性固形物、X8表示可溶性糖含量、X9表示VC含量、X10表示番茄红素、X11表示总黄酮含量、X12表示可溶性蛋白含量。F1表示主成分1农艺性状得分、F2表示主成分2农艺性状得分、F3表示主成分3农艺性状得分、F4表示主成分4农艺性状得分。表1

Q020品种的U（F1）值最大，为1.000，佳禾红运品种的U（F1）最小，为0.000，Q020品种相较其他品种株高较高，佳禾红运品种相较其他品种株高较矮；早得品种的U（F2）值最大，为1.000，佳义200品种的U（F2）最小，为0.000，早得品种相较其他品种可溶性固形物较高，佳义200品种相较其他品种可溶性固形物较低；新引98-1品种的U（F3）值最大，为1.000，麒麟钻石品种的U（F3）最小，为0.000，新引98-1品种相较其他品种VC含量较高，麒麟钻石品种相较其他品种VC含量较低；佳禾红运品种的U（F4）值最大，为1.000，红宝石品种的U（F4）最小，为0.000，佳禾红运品种相较其他品种可溶性糖含量较高，红宝石品种相较其他品种可溶性糖含量较低。按照D值大小将各品种进行排序，由高到低排名为Q020gt;早得gt;佳义200gt;新引98-1gt;美国世纪红gt;红宝石gt;红果三号gt;麒麟钻石gt;佳禾红运，Q020品种在阿拉尔市周边生长各项农艺性状相较其它品种表现较好。表2

2.4"聚类分析

研究表明，当欧氏距离为15时，其被划分为4个类群。第Ⅰ类为红宝石、红果三号、新引98-1、佳禾红运和美国世纪红5个品种的组合，该类群共同特点为株高较高，果形指数较大，产量较高；第Ⅱ类为麒麟钻石品种，该品种茎粗较细，VC含量较少，可溶性蛋白含量较多；第Ⅲ类为Q020和早得2个品种的组合，该类群共同特点为可溶性糖含量、VC含量、番茄红素含量、可溶性蛋白含量较高；第Ⅳ类为佳义200品种，该类群可溶性糖含量较低，番茄红素含量较高，可溶性蛋白含量较少。图4

3"讨 论

按照特征值gt;1、累计贡献率gt;85%的准则［14］，番茄的生长指标和果实品质有多种评价方法，如主成分分析、隶属函数法、聚类分析法等，目前研究人员常将多种评价方法结合。程远等［15］采用相关性分析和比较分析研究发现，可溶性固形物、可溶性糖含量、VC等是影响番茄品质的重要因素，与试验的主要影响因素基本一致。黄敏等［16］采用聚类分析法和主成分分析对9个加工番茄的13个农艺性状进行研究，有株高、可溶性固形物、番茄红素等8个主要性状，与研究中的2个主要性状一致。李有福等［17］采用相关性分析、主成分分析和聚类分析方法对河西荒漠绿洲区的14份番茄品系进行综合评价，认为不同加工番茄品系间果实品质性状差异较大，提取可溶性糖含量、VC、番茄红素等5个主成分，与2个主成分一致。

4"结 论

各品种间各项指标均具有一定差异。共提取4个主成分，分别为株高、可溶性固形物、VC含量、可溶性糖含量，累计贡献率共为86.076%，即可以采用前4个主成分代替12个指标进行综合分析，其中Q020品种的综合评价值最大，为0.770。将9个加工番茄品种进行系统聚类分析，被划分为4个类群，其中第Ⅰ类群，单果重较重，外观品质较好，第Ⅱ类、第Ⅲ类和第Ⅳ类群内在品质综合性状较好。Q020品种各项指标表现较好（其叶面积为61.14 cm2，叶绿素相对含量为39.91，可溶性固形物为4.73%，可溶性糖含量为1.71%，VC含量为114.58 mg/kg，番茄红素为15.95 μg/g，可溶性蛋白含量为13.04 mg/g），可作为阿拉尔市加工番茄的主要栽培品种。

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Comparative analysis of agronomic traits of ""different processing tomato varieties

LI Chunyu1， TAN Zhanming2， CHENG Yunxia2， SHU Sheng3，"""MA Quanhui2， HE Miao2， DUAN Yifan1， WU Hui4

（1. College of Information Engineering， Tarim University， Aral Xinjiang 843300， China；2. College of Horticulture and Forestry/South Xinjiang Facility Agriculture Brigade Key Laboratory， Tarim University， Aral Xinjiang 843300，China；3. College of Horticulture， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095，China；4. College of Horticulture， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China）

Abstract：【Objective】 ""Select suitable processing tomato varieties suitable for cultivation in Aral，Xinjiang.

【Methods】 ""Nine processing tomato varieties were used as experimental materials.Twelve traits including plant height， stem diameter， leaf area， chlorophyll content， fruit shape index， single fruit weight， soluble solids， soluble sugar content， VC content， lycopene， total flavonoids content and soluble protein content of each variety were measured.Meanwhile， principal component analysis， membership function and cluster analysis were carried out.

【Results】 ""Four principal components including plant height， soluble solids， VC content and soluble sugar were extracted.The comprehensive scores of principal component factors of 12 traits were calculated by weighting the eigenvalues of principal components.The order from high to low was Q020 gt; Zaode gt; Jiayi 200 gt; Xinyin 98-1 gt; American Century Red gt; Ruby gt; Hongguo No.3 gt; Qilin Diamond gt; Jiahehongyun.Among them， the comprehensive evaluation value of Q020 was the highest， which was 0.770.The comprehensive evaluation value of Jiahehongyun was the smallest， which was 0.329.

【Conclusion】 ""Q020 has good growth indexes and good quality， which can be used as the main cultivar of processing tomato in Aral，Xinjiang.

Key words：""processing tomato; principal component; membership function; agronomic traits

Fund projects：""Agricultural Key Core Technology Research Project of XPCC （NYHXGG2023AA311）; 2021 Tarim University College Students Innovation and Entrepreneurship Training Plan Project （2021131）; The Third Division Tumushuke City Science and Technology Program Project （KY2022GG05）

Correspondence author：""TAN Zhanming （1991-）， male， from Inner Mongolia，associate professor， master's degree， research direction：efficient cultivation and resistance physiology of protected vegetables， （E-mail）tlmdxtzm@taru.edu.cn

收稿日期（Received）：

2024-04-28

基金项目：

新疆生产建设兵团农业关键核心技术攻关项目（NYHXGG2023AA311）；塔里木大学大学生创新创业训练计划项目（2021131）；第三师图木舒克市科技计划项目（KY2022GG05）

作者简介：

李春雨（1992-），女，黑龙江齐齐哈尔人，讲师，硕士研究生，研究方向为农业信息化，（E-mail）1871916786@qq.com

通讯作者：

谭占明（1991-），男，内蒙古人，副教授，硕士，研究方向为设施蔬菜高效栽培及抗逆性生理，（E-mail）tlmdxtzm@taru.edu.cn