百色杧果栽培種質(zhì)果實品質(zhì)多樣性分析

李曦　王燁熔　黃慧俐　鐘勇　楊謹瑛　蔣強　陳千付

摘? 要：廣西的杧果（Mangifea indicaL.）以百色右江干熱河谷為重要栽培地區(qū)，百色地區(qū)的杧果栽培品種仍然以傳統(tǒng)品種為主，伴隨著新興杧果產(chǎn)區(qū)的崛起，急需選育適宜百色的杧果新品種，以提升百色杧果的競爭力。目前，在廣西以外的其他地區(qū)已經(jīng)開展了不同杧果品種性狀評價的研究，而針對廣西百色地區(qū)杧果栽培種質(zhì)的多樣性分析評價鮮有報道。為了提高百色地區(qū)杧果新品種的選育效率，以百色地區(qū)栽培的17份杧果種質(zhì)資源為對象，對23個重要的質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀進行鑒定，應(yīng)用相關(guān)性分析、主成分分析和聚類分析等方法分析其多樣性，研究杧果果實16個重要性狀（果形指數(shù)、單果重、可食率、可溶性固形物、總酸、固酸比、多酚、維生素C、鐵、鈣、鎂、葉黃素、玉米黃素、番茄紅素、α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素）的多樣性。結(jié)果表明：杧果果實質(zhì)量性狀的遺傳多樣性指數(shù)為0.65～1.50，成熟果皮顏色的遺傳多樣性指數(shù)最高為1.50，果皮與果肉黏著的遺傳多樣性指數(shù)最低為0.65;杧果果實數(shù)量性狀變異非常豐富，供試種質(zhì)數(shù)量性狀的變異系數(shù)為12%～96%，變異幅度以可食率最小，鐵元素最大?？墒陈逝c果實重呈顯著正相關(guān)，與β-胡蘿卜素呈顯著負相關(guān);鐵元素與果形指數(shù)呈顯著正相關(guān)，與可食率呈顯著負相關(guān);維生素C與葉黃素和番茄紅素呈顯著正相關(guān);固酸比與總酸呈顯著負相關(guān);鎂元素與果形指數(shù)呈顯著負相關(guān)。主成分分析表明，果實單果重、可溶性固形物、固酸比、維生素C、鐵、鈣、α-胡蘿卜素、番茄紅素和葉黃素9個性狀為果實數(shù)量性狀的主要性狀。通過聚類分析表明，杧果種質(zhì)分成3個類群，第1類群的果實橫切面為橢圓形，果實有松香味，可溶性固形物、葉黃素和α-胡蘿卜素含量高;第2類群的果實剖面多為橢圓形，有松香味，固酸比相對低，多酚含量、番茄紅素含量相對較低;第3類群果實完熟果皮顏色較深，無松香味，固酸比偏小，多酚、鐵元素、番茄紅素和α-胡蘿卜素含量較低。本研究通過對百色杧果種質(zhì)果實品質(zhì)性狀的遺傳多樣性進行分析，為百色杧果的遺傳改良、種質(zhì)創(chuàng)新和應(yīng)用提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：杧果;種質(zhì);果實品質(zhì);多樣性分析;百色中圖分類號：S667.7 ?????文獻標識碼：A

Diversity Analysis of Fruit Quality in Germplasm Resources of Mango in Baise， Guangxi， China

LI Xi WANG Yerong HUANG Huili ZHONG Yong YANG Jinying JIANG Qiang CHEN Qianfu

1. Modern Agricultural Technology Research and Extension Center， Baise， Guangxi 533612， China; 2. Guangxi Key Laboratory of Biology for Mango / Industrial College of Subtropical Characterisitic Agriculture / College of Agriculture and Food Engineering， Baise University， Baise， Guangxi 533000， China; 3. Tropical Crops Genetic Resources Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Haikou， Hainan 571101， China

Abstract： Mango （Mangifea indicaL.） is an important fruit crop cultivated along Youjiang River dry-hot valley area in Baise. Now， with the increasing in mango new producing areas， new varieties are widely cultivated. However， traditional varieties are still widely cultivated in Baise. In order to enhance the competitiveness of ‘Baise mango， it is urgent to breed new varieties which are suitable for Youjiang River dry-hot valley. At present， many studies have been carried out on the evaluation of different mango traits outside Guangxi， but there are few reports on the diversity of mango germplasm in Baise. 17 mango germplasm resources cultivated in Baise were used to identify 23 qualitative and quantitative traits. Correlation analysis， principal component analysis and cluster analysis were used to analyze the diversity. The diversity of 16 mass traits （fruit shape index， fruit weight， edible rate， total soluble solid， total acid， sugar-acid ratio， polyphenols， vitamin C， ferrum， calcium， magnesium， lutein， zeaxanthin， lycopene， α-carotene， β-carotene） in mango fruits was studied. The results showed that the variation of qualitative and quantitative traits was very rich in different mango varieties. The genetic diversity index ranged from 0.65 to 1.50， which was the smallest genetic diversity index in stickness between peel and pulp and the largest genetic diversity index in peel color. The variation coefficient of quantitative traits ranged from 12% to 96%， which was the smallest variation in edible rate and the largest variation in ferrum. Edible rate was positively correlated with fruit weight， was negatively correlated with β-carotene. Ferrum was positively correlated with fruit shape index， negatively correlated with edible rate. Vitamin C was positively correlated with lutein and lycopene. Sugar-acid ratio was negatively correlated with total acid. Magnesium was negatively correlated with fruit shape index. Principal component analysis showed that fruit weight， soluble solids， vitamin C， sugar-acid ratio， ferrum， calcium， α-carotene， lutein and lycopene were the main quantitative traits. Cluster analysis showed that the germplasm resources were divided into three groups. In the first group， the shape of fruit cross section was ovate oblique， with pine flavor， high content of soluble solid， lutein and α-carotene. In the second group， the shape of fruit cross section was ovate oblique， with pine flavor， relatively low content of solid-acid ratio， polyphenol and lycopene. In the third group， peel color was dark， without pine flavor， lower content of sugar-acid ratio and polyphenols， ferrum， lycopene and α-carotene. This study would provide a theoretical basis for genetic improvement， germplasm innovation and application of mango breeding in Baise.

Keywords： Mangifea indica; germplasm resources; fruit quality; diversity analysis; Baise

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.04.008

杧果（Mangifea indicaL.）屬于漆樹科（Anacardiaceae）杧果屬（Mangifera），是常綠喬木，廣泛分布于熱帶、亞熱帶國家和地區(qū)。杧果在中國的栽培歷史超過1300?a。在中國，杧果主要分布在海南、云南、四川、廣西、廣東、福建、貴州等?。▍^(qū)）^[1]。廣西的杧果種植歷史悠久，以百色右江干熱河谷為主要栽培地區(qū)，其栽培總面積和總產(chǎn)量均位于國內(nèi)首位。但是，近年來隨著新興杧果栽培產(chǎn)區(qū)的崛起，對百色杧果產(chǎn)業(yè)帶來巨大的沖擊^[2]。百色杧果上市時間主要集于6—8月，這個階段是夏季水果上市的主要時期，給百色杧果帶來巨大的市場競爭壓力。另一方面，百色杧果主要以傳統(tǒng)品種為主，如‘臺農(nóng)1號‘貴妃‘金煌和‘桂七，品種過于單一不能滿足市場的需求，急需通過選育優(yōu)良性狀品種進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整^[3]。因此，在百色地區(qū)選育適宜當?shù)氐男缕贩N，以及選育百色地區(qū)的優(yōu)勢品種，對于推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有非常重要的意義。

柳覲等^[4]在云南干熱河谷對60份引種杧果品種性狀進行評價，為云南地區(qū)杧果品種選育和栽培提供了重要的理論依據(jù)。秦達逵等^[5]在四川攀枝花通過引種試種后建議推廣‘吉祿‘愛文‘臺農(nóng)1號‘呂宋和‘海頓等5個品種。康專苗等^[6]以貴州主栽7份杧果種質(zhì)的外觀性狀指標和品質(zhì)進行了觀測和分析。周立等^[1]對在廣西杧果種植區(qū)收集的實生杧果種質(zhì)進行了表型性狀評價。而以上評價內(nèi)容僅限于果實性狀，針對百色地區(qū)杧果種質(zhì)的果實品質(zhì)相關(guān)的數(shù)量性狀的評價鮮有報道。本研究選取栽培于百色國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)的17份杧果種質(zhì)資源作為供試材料，對16個重要品質(zhì)數(shù)據(jù)進行相關(guān)性和變異性分析，以期為百色地區(qū)杧果新品種的選育提供數(shù)據(jù)支持。

1 ?材料與方法

1.1材料

供試的17份杧果種質(zhì)材料（表1）取自百色國家農(nóng)業(yè)科技園杧果種質(zhì)資源圃。選擇長勢均一的植株，每個品種3株，在每株樹冠外圍不同方向隨機選取10個大小一致、無病蟲害的果實。果實采后置于實驗室常溫下密閉紙箱中進行后熟，10?kg杧果使用6?g氣體熏蒸型乙烯控制劑（廣西桂林創(chuàng)優(yōu)保鮮科技有限公司），每天檢查后熟狀況，待后熟完成后將果實進行品質(zhì)性狀指標的測定。

1.2? 方法

1.2.1? 果實性狀調(diào)查? 每個品種隨機選取10個果實，參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T 2440—2013《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南 芒果》，于2020年在各品種成熟期觀察描述各種質(zhì)果實的性狀。觀察橫切面形狀、完熟果皮顏色、果肉顏色、松香味、剖面形狀、果皮與果肉黏著等性狀表現(xiàn)，并參考其表達狀態(tài)進行賦值，分析各性狀的頻率分布和遺傳多樣性指數(shù)。

1.2.2 ?果實品質(zhì)性狀的調(diào)查 ?每個品種隨機選取10個果實進行稱重，以其平均值作為單果重量;以果實的縱徑和橫徑的比值作為果形指數(shù);以可食部分與單果質(zhì)量的比值作為可食率;可溶性固形物和總酸使用Pal-Bx/Acid 15（日本ATAGO公司）進行測定;以可溶性固形物與總酸的比值作為固酸比。維生素C含量的測定參照GB 5009.86—2016《食品安全國家標準食品中抗壞血酸的測定》;鐵、鈣、鎂含量的測定參照GB 5009.268—2016《食品安全國家標準食品中多元素的測定》。

總酚含量測定：取0.5 g果肉，加入80%乙醇，超聲30 min，8000 r/min離心10 min，取上清液，重復(fù)提取1次，合并上清液混勻，過0.22 nm濾膜，稀釋4倍。液相儀器條件：色譜柱子為Agilent LC-C18（2）（4.6 mm×250 mm， 5 μm）;流動相為甲醇和0.2%磷酸;流速為1 min/mL;柱溫為30℃。根據(jù)標準曲線計算含量。

類葉黃素、玉米黃素、番茄紅素、α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素含量測定：取1.0 g果肉粉末，加入3.0 mL三氯甲烷∶無水乙醇（V∶V=1∶1）提取液置于50℃水浴鍋避光反應(yīng)60 min，溶液超聲提取后，再用2 mL三氯甲烷∶無水乙醇（V∶V=1∶1）溶液提取1次，合并2次上清液。取出2 mL氮至吹干，將提取液復(fù)溶，過0.22 μm有機膜濾液待測。液相儀器條件：色譜柱子為Agilent LC-C18（4.6 mm×250 mm， 5 μm）;流動相為乙腈和異丙醇;流速為1.0 mL/min，柱溫為35℃，檢測波長為450 nm，進樣量為10 μL。根據(jù)類葉黃素、玉米黃素、番茄紅素、α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜的標準曲線計算含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

對所得數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析、主成分分析和系統(tǒng)聚類分析。試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件記錄、整理，采用SPSS19.0和Origin 2021軟件進行數(shù)據(jù)分析。為了便于數(shù)量化和統(tǒng)計分析，將數(shù)量性狀進行分級，質(zhì)量性狀進行賦值。不同品種間性狀的差異用變異系數(shù)表示，遺傳多樣性指數(shù)（H'）的計算采用Shannon-Weaver信息指數(shù)。通過公式：H'=-∑P_ilnP_i，計算各性狀的多樣性指數(shù)（H'），其中P_i為某一性狀第i個級別出現(xiàn)的頻率。

2? 結(jié)果與分析

2.1不同杧果種質(zhì)質(zhì)量性狀的多樣性分析

對百色地區(qū)17個杧果品種6個果實質(zhì)量性狀的多樣性進行分析，結(jié)果見表2。橫切面形狀以橢圓形為主，成熟果皮顏色以黃色和橙黃色為主，果肉顏色以淺橙黃色和橙色為主（圖1），無松香味和有松香味品質(zhì)各占50%，剖面形狀以長橢圓形和腎形為主，果肉黏度高的品種占78%。在6個果實性狀中，成熟果皮顏色的遺傳多樣性指數(shù)最高為1.5，果肉顏色和果汁含量的遺傳多樣性指數(shù)大于1，分別為1.29和1.09，剖面形狀、剖面形狀、橫切面形狀、松香味和果肉黏度的遺傳多樣性指數(shù)均小于1，分別為0.85、0.78、0.69、0.65。

2.2? 不同杧果種質(zhì)數(shù)量性狀的多樣性分析

對供試杧果種質(zhì)16個果實品質(zhì)性狀的統(tǒng)計結(jié)果分析表明（表3），β-胡蘿卜素的多樣性指數(shù)最高為1.51，其他依次為可溶性固形物>鈣>單果重>可食率=鎂>玉米黃素>果形指數(shù)>葉黃素>總酸>α-胡蘿卜素>多酚>番茄紅素>固酸比>鐵。不同品種間變異系數(shù)存在較大差異：鐵含量、α-胡蘿卜素含量和維生素C含量的變異系數(shù)較大，分別為95.53%、88.56%和88.21%，變幅分別為0.83～25.40、1.84～70.76、1.35～23.29 mg/kg;其次為玉米黃素含量、葉黃素含量、番茄紅素含量、固酸比、總酸、β-胡蘿卜素含量、單果重，變異系數(shù)分別為77.03%、70.67%、64.85%、63.34%、54.80%、51.91%、51.08%;鎂含量、果形指數(shù)、可溶性固形物、可食率的變異系數(shù)較低，分別為25.39%、22.93%、19.49%、12.44%，變幅分別為52.5～208.00 mg/kg、0.93～2.75、8.90～24.20、41.43%～85.39%。16個果實品質(zhì)性狀的變異系數(shù)均大于10%，結(jié)果表明，這些性狀均具有遺傳多樣性。

2.3不同杧果種質(zhì)數(shù)量性狀相關(guān)性分析

不同杧果種質(zhì)果實品質(zhì)性狀間的相關(guān)性分析結(jié)果如圖2所示。結(jié)果表明，可食率與β-胡蘿卜素呈顯著負相關(guān)，與果實重呈顯著正相關(guān)。固酸比與總酸呈顯著負相關(guān)。鐵元素與果形指數(shù)呈顯著正相關(guān)，與可食率呈顯著負相關(guān)。鎂元素與果形指數(shù)呈顯著負相關(guān)。維生素C與葉黃素和番茄紅素呈顯著正相關(guān)。

2.4 杧果種質(zhì)綜合性狀表型的主成分分析

以特征值大于1為標準，提取PC1、PC2、PC3、PC4、PC5、PC6共6個主成分，6個主成分的累積貢獻率為80.908%（表4）。6個主成分的特征值分別為3.442、2.796、2.240、1.985、1.351、1.132;貢獻率分別為21.514%、17.472%、14.000%、12.406%、8.442%、7.074%。通過分析不同性狀對主成分的貢獻度可知（圖3），主成分PC1中特征向量所凝聚的生物學(xué)信息主要是鐵含量和葉黃素;主成分PC2中特征向量所凝聚的生物學(xué)信息主要是鈣含量與固酸比;主成分PC3中特征向量所凝聚的生物學(xué)信息主要是α-胡蘿卜素與番茄紅素;主成分PC4中特征向量所凝聚的生物學(xué)信息主要是維生素C;主成分PC5中特征向量所凝聚的生物學(xué)信息可溶性固形物;主成分PC6中特征向量所凝聚的生物學(xué)信息是單果重。綜上所述，可將6個主成分命名如下：主成分1為鐵含量和葉黃素構(gòu)成的相關(guān)因子;主成分2為固酸比和鈣構(gòu)成的相關(guān)因子;主成分3為α-胡蘿卜素與番茄紅素構(gòu)成的相關(guān)因子;主成分4為維生素C構(gòu)成的相關(guān)因子;主成分5為可溶性固形物構(gòu)成的相關(guān)因子;主成分6為單果重構(gòu)成的相關(guān)因子。

2.5 不同杧果種質(zhì)的聚類分析

根據(jù)Euclidean法進行聚類分析，將17個杧果種質(zhì)分成3個類群（圖4），第1類群包括‘紅玉‘帕拉瑛達‘水瑛達‘桂七，此類果實橫切面為橢圓形，果實有松香味，果實的剖面形狀多為橢圓形，可溶性固形物、葉黃素和α-胡蘿卜素含量高，番茄紅素含量中等;第2類群包括‘紅象牙‘南逗麥4號‘玉文‘四季蜜‘桂熱10號‘紅杉林，果實的剖面多為橢圓形，果皮顏色多為綠色和黃綠色，果肉顏色多為黃色，有松香味，果實剖面為橢圓形，固酸比、多酚含量和番茄紅素含量相對較低，α-胡蘿卜素含量中等;第3類群包括‘金興‘澳杧‘熱農(nóng)1號‘貴妃‘金煌‘臺農(nóng)‘新世紀，這類果實完熟果皮顏色較深，有橙黃色、黃色帶紅色、黃色帶紫色，無松香味，果實剖面形狀多為腎形，果皮與果肉黏著性強，果形指數(shù)值偏小，固酸比偏小，多酚、鐵元素、番茄紅素和α-胡蘿卜素含量較低，鈣和鎂含量中等。

3? 討論

杧果果實的經(jīng)濟價值主要由外觀性狀和品質(zhì)性狀共同決定的^[6-7]，果實的外觀性狀表型易受外界自然環(huán)境變化的影響，同一杧果品種在不同地域種植其果實性狀存在差異。廣西百色地區(qū)是全國重要的杧果產(chǎn)區(qū)，杧果栽培歷史悠久，而針對百色地區(qū)栽培杧果的品質(zhì)多樣性評價研究尚不系統(tǒng)。前人對海南、云南、四川等地收集保存的杧果種質(zhì)資源的果實性狀（主要針對果喙、果窩、果頂和果洼）進行了調(diào)查^{[4， 6-8]}，而針對芒果香氣的調(diào)查尚不足。本研究對不同品種杧果果實散發(fā)的獨特松香味性狀進行了調(diào)查，松香味的多樣性指數(shù)（H'）為0.69。研究結(jié)果豐富了廣西杧果種質(zhì)資源果實性狀研究的內(nèi)容。杧果受栽培環(huán)境的不同，其表現(xiàn)性狀也不同，本研究充分考慮百色杧果果實品質(zhì)性狀的表現(xiàn)進行了性狀評價和分級，更加適合百色杧果產(chǎn)區(qū)品質(zhì)性狀的精確評價。

品質(zhì)性狀與前人報道^[6]的相比，本研究測定的杧果果實單果重整體較高，但可食率較低，造成這種現(xiàn)象的原因可能與當?shù)氐脑耘嗨接兄苯拥年P(guān)系，因此需要整體改進百色杧果的栽培水平。另外，本研究中的可溶性固形物較高，其原因可能與當年降水量較少有關(guān)，發(fā)生干旱后可以適當?shù)靥岣呖扇苄怨绦挝锖?。單果重、可食率和可溶性固形物是鮮果銷售市場最關(guān)注的果實性狀。本研究測定的‘玉文果實單果重可達1280 g。百色是杧果的重要產(chǎn)地，百色杧果產(chǎn)業(yè)需要根據(jù)當?shù)仄贩N特征進行合理的市場定位。

果樹的新品種選育主要包括雜交育種、實生選中、輻射育種、芽變育種等方法。柑橘^[9]、蘋果^[10]、葡萄^[11]等果樹的育種方法主要有雜交育種、輻射育種和芽變育種。杧果的授粉困難，落花落果嚴重導(dǎo)致杧果的人工雜交育種進展緩慢，實生選種是運用最為廣泛的杧果育種方法，通過該方法已選育出很多杧果優(yōu)良品種^[12]。因此，杧果種質(zhì)資源果實品質(zhì)的綜合評價是杧果新品種選育的最基礎(chǔ)的工作。本研究通過對供試杧果種質(zhì)的23項果實性狀進行評價發(fā)現(xiàn)，鐵、維生素C和α-胡蘿卜素3項性狀的變異系數(shù)分別為96%、88%和89%，可見這3項性狀的遺傳變異較大。可食率的變異系數(shù)最小，僅為12%，遺傳相對穩(wěn)定。而周立等^[1]的研究中，可食率的變異系數(shù)僅為7.24%。

通過Euclidean法進行聚類分析將17個杧果種質(zhì)分成3類。其中，‘貴妃與‘金煌，‘帕拉瑛達與‘水瑛達的果實品質(zhì)表現(xiàn)一致性高。周立等^[13]通過開發(fā)EST-SSR分子標記對43個杧果品種的親緣關(guān)系進行分析，結(jié)果顯示‘金煌和‘貴妃作為‘凱特的子代，它們共聚在亞組Ⅱ-2組，‘帕拉瑛達和‘水瑛達均來自緬甸，共同屬于亞組Ⅱ-4。說明‘金煌和‘貴妃，‘帕拉瑛達和‘水瑛達有緊密的親緣關(guān)系，因此，它們的果實品質(zhì)相似性較高。分子標記技術(shù)被廣泛應(yīng)用于杧果遺傳多樣性研究，本研究結(jié)果為今后利用分子標記技術(shù)研究果實遺傳多樣性和親緣關(guān)系提供科學(xué)參考。

本研究中，果形指數(shù)與鐵元素、鎂元素呈顯著相關(guān)。RUBIO等^[14]研究表明，在辣椒栽培基質(zhì)中加入不同濃度Ca²⁺后，對果實的形態(tài)指數(shù)發(fā)生了顯著變化，說明中量元素的對果形指數(shù)有影響。鐵元素和鎂元素等中量元素與果形指數(shù)的相關(guān)性研究還需進一步展開。

前人已開展了杧果果實內(nèi)在品質(zhì)的評價研究，分別研究了廣東、廣西、四川、海南等主產(chǎn)區(qū)杧果的可溶性固形物、維生素C、類胡蘿卜素和抗氧化能力^[1-4]。本研究測定了17份杧果種質(zhì)的葉黃素、玉米黃素、番茄紅素、α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素，從次級代謝產(chǎn)物的多角度進行遺傳背景的多樣性分析，研究結(jié)果為加速選育具有優(yōu)良營養(yǎng)品質(zhì)的杧果種質(zhì)提供數(shù)據(jù)支持。

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