22份抗寒梨品种果实品质综合评价

关键词：梨；果实品质；主成分分析；综合评价

梨Pyrusspp.植物学分类上属蔷薇科Rosaceae梨亚科Pomaceae梨属PyrusL.乔木落叶果树[1]。中国是世界梨生产大国，种植面积和产量均居世界首位。据统计，2022年种植面积约91万hm2，产量1926.53万t。因其果实营养丰富、味美多汁、酸甜适口，深受广大消费者喜爱。

梨果实品质受诸多因素影响，其中品种遗传特性是影响果实品质的重要内在因素。不同栽培梨类型或同一栽培梨类型不同品种间果实品质水平均存在较大差异，直接影响产业发展和农民经济效益。因此，有关果实品质提升及评价研究一直备受广大学者关注。目前在果实品质评价研究方面，常采用主成分分析、相关性分析等对产量、品质等指标进行评价分析[2-3]，已在苹果[4]、杧果[5]、金柑[6]等园艺作物上得到了广泛应用。在白梨、沙梨及西洋梨等栽培梨系统果实品质评价上也常采用主成分分析、相关性分析等方法进行品质综合评价。殷益明等[7]在开展不同‘黄冠梨’梨园果实品质综合评价体系建立研究时，对单果质量、果形指数等13个指标采用主成分分析及相应权重计算综合得分并排序，得出不同果园间果实品质存在差异，不同品质指标间离散程度不同的结论。牟红梅等[8]采用主成分分析法对烟台地区西洋梨果实品质进行综合评价分析，得出各指标转化数据后累计贡献率为82.054%，‘好本号’‘康弗伦斯’‘盘克汉姆’‘阿巴特’综合品质性状较优，与田间测定结果一致的结论。该结果进一步说明了主成分分析法在西洋梨果实品质综合分析上的可靠性，也为该区域西洋梨品种区划提供了参考。而在我国北方寒冷地区梨产区梨品种果实综合评价研究中，尚无基于差异性、相关性、主成分和聚类分析等相结合的方法对抗寒梨果实品质综合评价的报道。

本研究通过对吉林省农业科学院（中国农业科技东北创新中心）果树研究所梨生产示范园内种植的22份抗寒梨品种果实品质进行综合评价，构建抗寒梨果实品质综合评价体系，为区域梨品种优化升级及合理区划提供参考依据。

1材料与方法

1.1试验材料

试验材料取自吉林省农业科学院（中国农业科技东北创新中心）果树研究所（124°02′E，43°11′N）梨品种试验园。该试验园属温带大陆性季风气候，四季分明，冬季严寒夏季高温，年均气温5.6℃，年均降水量594.8mm，无霜期144d左右。地势东南高、西北低，海拔高度180～220m。22份抗寒梨品种树龄为10a左右，常规栽培管理。品种信息见表1。

1.2试验方法

1）采样及保存

2022、2023年，在果实成熟期选取参试品种植株树冠外围中部东、南、西、北4个方位，共随机采集无病虫害果实30个，4℃冷库内贮藏备用。部分后熟梨品种（‘南果梨’‘延边大香水’‘苹香梨’‘龙园洋红’‘寒香梨’‘红南果’‘金香水’‘龙园洋梨’‘延香梨’‘吉香梨’‘大南果梨’），测定前先冷库取出至室温存放7～10d，待果实软化后测量。

2）果实外观品质测定

参考《梨种质资源描述规范和数据标准》，使用电子数显卡尺测量20个果实的纵径和横径。果形指数=果实纵径/果实横径。

3）果实内在品质测定

用手持糖度折光仪（AtagoPAL-1日本）测定可溶性固形物含量；可滴定酸含量测定参照GB/12293—1990果蔬中可滴定酸度测定方法；可溶性糖含量采用斐林试剂法测定。每次测量3个，重复3次。

固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量；糖酸比=可溶性糖含量/可滴定酸含量。

1.3数据分析

采用Excel2016软件制表和计算，采用Duncan新复极差法计算差异显著性，主成分及聚类分析采用SPSS27.0.5软件进行分析。果实品质综合得分（Dn）计算公式为Dn=ΣFjn×Ej。式中：Fjn为第n个品种第j个特征值（＞0.9）的主成分分值；n为特征值＞0.9的主成分的个数；Ej为第j个主成分的贡献率；i表示所测定的果实品质指标。

2结果与分析

2.1果实主要品质性状差异及分析

通过连续2年调查和测定22份抗寒梨品种果实主要品质指标，计算出各指标的平均值并进行差异性分析（表2）。

结果表明，同一品质指标品种间存在明显差异。果形指数分布在0.753（‘东宁5号’）～1.137（‘龙园洋梨’），变异系数为11%。可溶性固形物含量分布在10.1%（‘晚香梨’）～17.1%（‘红南果’），变异系数为13%；高可溶性固形物含量的有‘南果梨’‘寒香梨’‘红南果’‘吉香梨’‘大南果梨’共5个品种，其中‘红南果’最高。可滴定酸含量分布在0.103%（‘寒酥梨’）～0.760%（‘大梨’），变异系数为44%。可溶性糖含量分布在6.5%（‘晚香梨’）～14.1%（‘寒香梨’），变异系数为25%。糖酸比分布在11.8（‘大梨’）～101.8（‘寒露梨’），变异系数为74%。固酸比分布在15.5（‘大梨’）～190.0（‘寒露梨’），变异系数为85%。

2.2果实主要品质指标的相关性分析

通过对22份抗寒梨品种的果形指数、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、可溶性糖含量、糖酸比及固酸比等指标进行相关性分析（表3）。

结果表明，参试品种果实外观品质指标中果形指数与果实内在品质指标间相关性不显著（P＞0.01）；内在品质指标中可溶性固形物含量与可溶性糖含量呈极显著正相关（P＜0.01），可滴定酸含量与糖酸比、固酸比呈极显著负相关（P＜0.01），糖酸比与固酸比呈极显著正相关（P＜0.01）。

2.3果实主要品质指标主成分分析

主成分分析是采用降维的方式，将多个变量简化为少数几个综合变量，来反映原有变量信息[7]。测试结果经数据转化后，剔除不满足分析条件的指标（可溶性糖KMO值＜0.6），选择其他5项指标进行主成分分析（表4）。

由表4可知，依据特征值＞1的原则共提取4个主成分，累计方差贡献率达99.58%，综合了5项品质指标的大部分信息。其中，主成分1代表指标为糖酸比、固酸比，贡献率为41.92%，反映果实风味及成熟程度；主成分2代表指标为可溶性固形物含量，贡献率为20.49%，反映果实成熟情况及内在风味等；主成分3代表指标为果形指数，贡献率为20.10%，反映果形及果实大小等；主成分4代表指标为可滴定酸含量，贡献率为17.08%，反映果实风味品质等。

2.4果实品质综合评价

针对5项品质指标开展因子分析，提取前4个因子所对应的方差贡献率为权重，计算出22份抗寒梨品种果实品质性状的综合得分并排序（表5）。

由表5可知，在因子1中‘寒露梨’的得分最高（0.794），‘晚香梨’最低（-0.155）；在因子2中‘红南果’得分最高（0.146），‘晚香梨’最低（-0.130）；在因子3中‘龙园洋梨’得分最高（0.172），‘东宁5号’最低（-0.119）；在因子4中‘延边大香水’得分最高（0.141），‘蔗梨’最低（-0.063）。

根据综合得分，由大到小排名前5的品种分别是‘寒露梨’‘寒酥梨’‘南果梨’‘寒香梨’‘红南果’，综合性状较好。‘红金秋’‘晚香梨’‘早梨18号’等品种排名靠后，说明其综合性状较差。

2.5聚类分析

基于5个品质指标对22份抗寒梨品种以平均欧氏距离进行聚类分析（图1）。在遗传距离为9时，可将22份样本分为5类群。类群Ⅰ包含‘红南果’‘大南果梨’‘寒香梨’‘南果梨’‘吉香梨’‘金香水’‘延香梨’‘苹香梨’‘延边大香水’‘大梨’10个品种；这类梨品种多数为秋子梨或含秋子梨血缘的品种，果实可滴定酸含量偏高，口感偏酸。类群Ⅱ包含‘寒红梨’‘寒雅梨’‘龙园洋红’‘龙园洋梨’4个品种；这类梨品种混入血缘比较杂，多数品种含有西洋梨血缘，但果实果形指数排名靠前，果形整齐，外观品质突出。类群Ⅲ包括‘早梨18号’‘红金秋’‘苹果梨’‘东宁5号’‘晚香梨’5个品种。类群Ⅳ包含‘寒酥梨’‘蔗梨’。类群Ⅲ和类群Ⅳ的品种多含有苹果梨血缘，但类群Ⅳ品种果实糖酸比与固酸比适中，类群Ⅳ果实更为酥脆。‘寒露梨’为类群Ⅴ，为秋子梨与沙梨的杂交种，其糖酸比与固酸比显著高于其他品种，风味甘甜。

3讨论

3.1抗寒梨品种果实品质差异及遗传多样性分析

吉林省栽培的抗寒梨品种较多，果实品质差异较大。在影响果实品质的诸多因素中，品种自身特征、特性一定程度上决定了品质的固有表现。因此，通过分析品种间的遗传多样性对构建核心的种质资源库，开展新品种选育具有重要意义。变异系数能够反映品种间的个体差异，故常用于果实品质指标分析中，其数值的大小直接反映了品种间的差异及遗传多样性。本研究发现，22份供试抗寒梨品种果实品质指标中变异系数排序为固酸比（85%）＞糖酸比（74%）＞可滴定酸含量（44%）＞可溶性糖含量（25%）＞可溶性固形物含量（13%）＞果形指数（11%），说明供试品种间变异丰富[9-10]，各品质指标间存在较大差异，尤其是与梨果实风味密切相关的可滴定酸含量、固酸比、糖酸比等指标间差异更为明显。郭欣欣等[11]以云南省14个砂梨品种（资源）为试材，对果实品质开展综合评价研究时发现品种间果实品质差异较大，糖酸比、固酸比和平均单果质量等指标差异明显，与本研究的结果基本一致。

因此，在梨新品种选育中固酸比、糖酸比、可滴定酸含量等可作为品质评价分析的重要参考指标。

3.2抗寒梨品种果实品质综合评价

目前，在多种水果品质及适应性综合评价上相关性分析、主成分分析已被广泛应用[12-16]，通过系统的统计学算法分析不同指标间的紧密性。本研究结果显示，可滴定酸含量与糖酸比、固酸比均呈极显著负相关，糖酸比与固酸比呈极显著正相关，说明糖酸比、固酸比两个指标对风味的影响起到了至关重要的作用。‘寒露梨’的糖酸比（101.8）和固酸比（190.0）最大，口感以甘甜为主；‘大梨’糖酸比（11.8）和固酸比（15.5）最小，口感以酸甜为主。胡连昌等[17]在对8个砂梨品种果实品质差异分析研究中发现固酸比和糖酸比变异系数大；糖酸比、固酸比对果实风味的影响至关重要，糖酸比大的品种果实口感多甘甜，糖酸比小的品种果实口感多以酸甜或甜酸为主，与本研究结果基本一致。

本研究通过主成分分析法将22份抗寒梨品种6个果实品质指标转化为4个互相独立的综合指标，累计贡献率可达到99.58%。前3个主成分为生产实际中重点关注的品质指标，涵盖了梨果实糖酸、大小、风味等方面。因试验品种的栽培环境和管理措施基本一致，因此品质性状试验结果基本上反映了品种固有的遗传特性。筛选出‘寒露梨’‘寒酥梨’‘南果梨’‘寒香梨’‘红南果’等5个排名靠前的品种，其中‘南果梨’‘寒香梨’‘红南果’与实际观测结果较一致。‘寒露梨’‘寒酥梨’虽然得分较高，但与实际观测结果不一致。由此可知，虽然本研究中果实品质综合评价分析采用多种数学统计分析方法，但是综合分值的高低并不能完全代表果实的实际综合品质。果实品质分析与综合评价中通常会选择多个外观品质和内在品质指标进行评价。杨柳等[6]在利用主成分分析法（PCA）对21份金柑种质的果实品质分析与综合评价研究中，选择了9个外观品质指标和8个内在品质指标。张淑文等[18]开展杨梅优株果实品质主成分分析研究中，选择了23个果实品质指标。本研究中主要针对果实纵径、果实横径、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、糖酸比、固酸比等指标开展抗寒梨品种果实品质综合评价分析，还存在选择指标不全面的不足，没有充分考虑到其他农艺性状对果实品质的影响。筛选出综合性状表现突出的品种还不够准确，还需进一步研究。

聚类分析可避免主成分分析在单因素分析上的不足，从果实性状相似性来区分。在反映了品种间果实性状差异的同时，也一定程度上反映了品种间的亲缘关系。本研究中采用平均欧氏距离法对参试的抗寒梨品种进行聚类分析，将22份品种分成5个类群，各类群中的品种遗传背景基本一致。韩泽群等[19]结合17项农艺指标开展22个加工番茄品种多性状综合评价，通过Q型聚类分析法将品种进行了分类，并按亲缘关系进行了区分，与本研究的结果基本一致。

适合区域栽培的品种及结构是产业可持续发展的保障。在优良抗寒梨新品种示范推广种植之前，为了确保品种的适地适栽，在果实品质综合评价的基础上应充分考虑丰产性、适应性、抗逆性等因素对果实品质的影响。

4结论

本研究通过测定22份抗寒梨品种果实6个主要品质指标，采用差异性、相关性、主成分及聚类等分析方法对果实品质进行综合评价，得出结论：1）‘寒露梨’‘寒酥梨’‘南果梨’‘寒香梨’‘红南果’为果实品种综合得分排名前5的优良品种；2）果形指数、可溶性固形物、糖酸比和固酸比可作为抗寒梨果实品质评价的核心指标；3）因子分析与聚类分析的结果基本一致，可对抗寒梨果实品种进行综合评价。