游曉商,周小娟,林妗蓓,鐘八蓮,2,彭 婷,2
(1 贛南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,江西贛州341000)(2 國家臍橙工程技術(shù)研究中心)
臍橙‘晚棱’又名‘倫晚’,系澳大利亞從華盛頓臍橙的芽變中選育而成[1]。南瓜狀臍橙為‘晚棱’芽變材料,其外果皮形態(tài)特異,主要表現(xiàn)為沿縱徑方向有多條不規(guī)則排列的棱狀突起,這與目前市場銷售的臍橙品種存在著較大差異。同時(shí),南瓜狀臍橙果實(shí)成熟期略晚于‘晚棱’[2]。目前,世界各地均以中熟臍橙為主,所以,選育早熟和晚熟品種可以改善臍橙品種結(jié)構(gòu),提高市場競爭力[3]。
柑橘果實(shí)因其富含對人體健康有益的營養(yǎng)元素而深受消費(fèi)者的喜愛[4],果實(shí)品質(zhì)直接影響商品價(jià)值[5]。果實(shí)品質(zhì)是一種由多因素構(gòu)成的復(fù)合體,它包括外觀品質(zhì)、風(fēng)味品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)、加工品質(zhì)和貯藏品質(zhì)等[6],對于不同品種間對比評價(jià)指標(biāo)較為復(fù)雜且難分主次。主成分分析(PCA)是將多個(gè)相關(guān)性變量降維組合成相對較少的幾個(gè)綜合變量來反映原變量的指標(biāo)[7],該方法可以達(dá)到科學(xué)客觀地綜合評價(jià)果實(shí)品質(zhì)的目的而被廣泛應(yīng)用。近年來已有關(guān)于獼猴桃[8-10]、棗[11-13]、芒果[14-16]、葡萄[17-19]、柑橘[20-22]等果實(shí)品質(zhì)評價(jià)的報(bào)道。本研究以‘晚棱’及南瓜狀臍橙為試材,連續(xù)3 年(2016—2018 年)采集花后(140~320 d)果實(shí)進(jìn)行品質(zhì)測定,應(yīng)用主成分分析法對品質(zhì)進(jìn)行綜合分析,以評價(jià)南瓜狀臍橙的綜合品質(zhì),為臍橙新品種選育提供參考。
供試臍橙‘晚棱’及其芽變材料南瓜狀臍橙果實(shí)采自江西省贛州市信豐縣安西鎮(zhèn)柑橘園,果樹于2009 年定植。2016—2018 年連續(xù)3 年在開花后140~320 d,每隔20 d 取樣1 次,共10 次,在樹冠東南西北4 個(gè)方位,每個(gè)方位隨機(jī)采集具有代表性的果實(shí)2 個(gè),立即帶回實(shí)驗(yàn)室,測定品質(zhì)。
采集的果實(shí)樣品用電子天平(精確到0.01 g)稱重;用游標(biāo)卡尺(精確到0.01 mm)測量縱橫徑;橫切果實(shí),用游標(biāo)卡尺(精確到0.01 mm)測量果皮厚度后,測定可食率,將可食部分榨汁,果汁用于測定可溶性固形物含量等相關(guān)指標(biāo)[23]。可溶性固形物含量用數(shù)顯糖度計(jì)(PAL-1,ATAGO 公司,日本)測定,可滴定酸及維生素C 含量的測定方法參照《出口柑橘鮮果檢驗(yàn)方法》(GB 8210—2011)[24],每個(gè)指標(biāo)重復(fù)測定3 次,取平均值。
數(shù)據(jù)處理采用Excel 2010,采用DPS 軟件進(jìn)行方差分析,采用SPSS 17.0 進(jìn)行主成分分析。
由表1 可知,隨著果實(shí)成熟,‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實(shí)橫徑、縱徑、單果重均呈上升趨勢。2個(gè)品種橫徑無明顯差異,南瓜狀臍橙縱徑略小。2個(gè)品種果形指數(shù)以及果實(shí)外形差異較為明顯,‘晚棱’果形指數(shù)在0.987~1.046,果實(shí)圓球形;而南瓜狀臍橙果形指數(shù)在0.941~0.974,果實(shí)扁圓形。‘晚棱’和南瓜狀臍橙在果實(shí)成熟后期果形均較為整齊。在開花后300~320 d,南瓜狀臍橙與‘晚棱’果皮厚度差異顯著,南瓜狀臍橙果皮較薄,更易剝皮,符合市場對鮮食臍橙的要求。
表1 ‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實(shí)發(fā)育期外觀品質(zhì)
由表2 可知,‘晚棱’和南瓜狀臍橙在生長期果實(shí)可食率、可溶性固形物含量、固酸比均呈上升趨勢。在成熟后期(開花后260~300 d),南瓜狀臍橙可食率顯著高于‘晚棱’。在開花后320 d,南瓜狀臍橙可溶性固形物含量達(dá)到峰值,為13.62%,‘晚棱’為12.88%;同期的南瓜狀臍橙固酸比為16.41,而‘晚棱’為15.71,差異顯著。‘晚棱’和南瓜狀臍橙在生長期果實(shí)可滴定酸含量均呈逐步下降趨勢,南瓜狀臍橙由果實(shí)發(fā)育初期的3.63%下降至0.83%,‘晚棱’則由3.56%下降至0.82%;開花后200、220、260 d,南瓜狀臍橙與‘晚棱’可滴定酸含量差異顯著?!砝狻湍瞎蠣钅毘裙麑?shí)維生素C 含量在成熟期呈先上升后下降的趨勢,‘晚棱’變化范圍為424.4~489.3 mg/kg,南瓜狀臍橙為501.3~556.4 mg/kg,二者維生素C 含量差異顯著。
表2 ‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實(shí)發(fā)育期內(nèi)在品質(zhì)
2.3.1 果實(shí)品質(zhì)生理指標(biāo)的主成分因子分析
對表1 和表2 中的果實(shí)品質(zhì)生理指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后進(jìn)行主成分分析,以特征值大于1 為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行主成分提取,可提取2 個(gè)主成分,其累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)85.843%(>80%),符合主成分分析要求,可以反映‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實(shí)綜合品質(zhì)信息。其中,主成分1 的特征值為7.056,方差貢獻(xiàn)率為70.559%;主成分2 的特征值為1.528,方差貢獻(xiàn)率為15.285%,將以上2 個(gè)主成分作為‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實(shí)品質(zhì)數(shù)據(jù)分析的有效成分(表3)。
由表4 可知,主成分1 按成分得分絕對值由高到低進(jìn)行排列依次為橫徑、單果重、可滴定酸含量、縱徑、可食率、可溶性固形物含量、固酸比、果形指數(shù)、維生素C 含量、果皮厚度,其中果形指數(shù)、果皮厚度和可滴定酸含量得分系數(shù)為負(fù)值;主成分2 得分絕對值的排列依次為果皮厚度、維生素C 含量、果形指數(shù)、固酸比、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、縱徑、單果重、可食率、橫徑,其中橫徑、單果重、可食率得分系數(shù)為負(fù)值。
表3 主成分分析法獲得的‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實(shí)指標(biāo)特征值
表4 主成分分析法獲得的‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實(shí)指標(biāo)特征向量
2.3.2 ‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實(shí)綜合品質(zhì)的確定
根據(jù)特征向量和標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)得出2 個(gè)主成分得分的函數(shù)表達(dá)式為:
Y為綜合評價(jià)指標(biāo),利用該表達(dá)式計(jì)算出‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實(shí)在發(fā)育期各階段得分。
由表5 可知,‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實(shí)在成熟過程中綜合得分均呈逐步上升趨勢。在果實(shí)發(fā)育初期,南瓜狀臍橙果實(shí)綜合得分低于‘晚棱’,但在果實(shí)成熟中后期,南瓜狀臍橙果實(shí)得分逐漸高于‘晚棱’,說明完全成熟的南瓜狀臍橙果實(shí)品質(zhì)優(yōu)于‘晚棱’。
表5 ‘晚棱’和南瓜狀臍橙果實(shí)綜合評價(jià)
柑橘果實(shí)品質(zhì)對其商品價(jià)值影響極大,因此果實(shí)品質(zhì)評價(jià)具有重要意義。前人對柑橘果實(shí)品質(zhì)的研究中,單果重、可溶性固形物含量、果形指數(shù)、維生素C 含量是品質(zhì)評價(jià)的重要指標(biāo)。通過連續(xù)3年觀察,南瓜狀臍橙與‘晚棱’單果重?zé)o顯著差異,其平均株產(chǎn)量均為60~75 kg;果實(shí)成熟前期,南瓜狀臍橙與‘晚棱’的外觀品質(zhì)及內(nèi)在品質(zhì)幾乎無顯著差異,但果實(shí)成熟中后期,南瓜狀臍橙果皮厚度顯著小于‘晚棱’,可溶性固形物含量顯著高于‘晚棱’;果實(shí)成熟過程中南瓜狀臍橙維生素C 含量均顯著高于‘晚棱’,說明南瓜狀臍橙易剝皮、風(fēng)味濃郁,且維生素C 含量高。
柑橘果實(shí)品質(zhì)是一個(gè)多成分復(fù)合體,其組成因素較多,且各因素間存在著相關(guān)性和獨(dú)立性,相關(guān)性會(huì)造成信息獲取的重復(fù),在一定程度上影響果實(shí)品質(zhì)綜合評價(jià)的準(zhǔn)確性,主成分分析可在盡量減少原有信息損失的前提下避免重復(fù)信息的干擾。本研究中,X8(維生素C 含量)、X6(果皮厚度)、X10(固酸比)、X7(可溶性固形物含量)、X2(縱徑)、X3(果形指數(shù))6 個(gè)果實(shí)品質(zhì)生理指標(biāo)對‘晚棱’及南瓜狀臍橙果實(shí)品質(zhì)綜合評價(jià)影響較大,有效地從果實(shí)外觀品質(zhì)及果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)兩方面提高了2 個(gè)臍橙品種(系)評價(jià)指標(biāo)的針對性,但與雷瑩等[25]利用多元統(tǒng)計(jì)法簡化‘夏橙’果實(shí)品質(zhì)的評價(jià)指標(biāo)中提取出的果形指數(shù)、可溶性固形物含量、囊瓣數(shù)、維生素C 含量、果肉色調(diào)角及可溶性糖含量6 個(gè)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo),以及鮑江峰等[26]用主成分分析法選擇‘紐荷爾’臍橙品質(zhì)的評價(jià)因素提取的可溶性固形物含量或果皮紅色度、可滴定酸含量、維生素C 含量、出汁率、果皮亮度值或果皮黃色度、單果重或果形指數(shù)或果皮厚度6 個(gè)評價(jià)因子的研究結(jié)果略有差異,可能原因?yàn)楸狙芯课磳δ毘裙麑?shí)的果皮及果肉色澤進(jìn)行測定。開花后300~320 d,南瓜狀臍橙果實(shí)品質(zhì)綜合評價(jià)指數(shù)Y明顯高于‘晚棱’,說明完全成熟的南瓜狀臍橙果實(shí)品質(zhì)優(yōu)于‘晚棱’,與實(shí)際表現(xiàn)基本一致,因此,南瓜狀臍橙可以為選育晚熟臍橙新品種提供優(yōu)質(zhì)材料。