28份薄殼山核桃種質(zhì)資源果實(shí)性狀綜合評價(jià)

摘要：以28份薄殼山核桃種質(zhì)資源為研究對象，探究薄殼山核桃果實(shí)性狀的遺傳多樣性并進(jìn)行綜合評價(jià)，為薄殼山核桃優(yōu)良資源選育和開發(fā)利用提供支撐。利用差異性分析、變異分析、聚類分析、相關(guān)性分析及綜合評價(jià)等方法，對薄殼山核桃果實(shí)表型及經(jīng)濟(jì)性狀的8個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析評價(jià)。結(jié)果表明，28份供試薄殼山核桃材料的果形指數(shù)介于1.414～2.397之間、單果重介于4.963～10.592 g之間，其中單果重大于9 g的品種有Oconee（10.592 g）、YL105（10.229 g）、Pawnee（9.849 g）、Mahan（9.480 g）、YL25（9.301 g）、Kiowa（9.155 g），單仁重大于5.5 g的品種有Oconee（5.817 g）、YL105（5.810 g）、Pawnee（5.558 g）；28份供試薄殼山核桃材料的出仁率為43%～57%，品種Schley（57%）、YL105（57%）、Pawnee（56%）、YL20（56%）、Caddo（56%）的出仁率均大于55%，顯著高于Shawnee、YL25、Kiowa等18個(gè)品種。不同薄殼山核桃種質(zhì)資源果實(shí)性狀間差異較大，變異系數(shù)介于9.43%～26.55%之間，其中殼厚變異系數(shù)最大（26.55%），品種Candy和YL54的殼厚顯著低于其他品種；出仁率變異系數(shù)最小（9.43%）。由系統(tǒng)聚類分析可知，在歐氏平方距離為15處可將28份種質(zhì)資源分成5類，其中第Ⅲ類群（Oconee、Mahan、Pawnee、YL105）優(yōu)勢最明顯，其特點(diǎn)是果實(shí)縱徑最長，橫徑較大，果形指數(shù)最大，單果重最高，出仁率最大。通過主成分分析，提取出2個(gè)主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率為78.165%，可代表果實(shí)性狀的大部分信息，綜合得分排名前五的品種由高到低依次是Oconee、YL105、Mahan、Pawnee、Maramec。

關(guān)鍵詞：薄殼山核桃；種質(zhì)資源；果實(shí)性狀；聚類分析；綜合評價(jià)

中圖分類號：S664.102 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）17-0149-07

收稿日期：2023-09-25

基金項(xiàng)目：江蘇省林業(yè)科技創(chuàng)新與推廣項(xiàng)目（編號：LYKJ［2020］25、LYKJ-豐縣［2021］001）；江蘇省富民強(qiáng)村科技幫促項(xiàng)目（編號：SNBC202202）。

作者簡介：張 濤（1996—），男，江蘇宜興人，碩士，研究實(shí)習(xí)員，主要從事薄殼山核桃種質(zhì)資源收集保存、鑒定評價(jià)工作。E-mail：1291193145@qq.com。

作者單位：（１．江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，江蘇南京２１００１４；２．江蘇國林潤寧實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司，江蘇徐州２２１０００）

通信作者：朱海軍，博士，副研究員，主要從事薄殼山核桃育種與栽培技術(shù)研究。E-mail：20070016@jaas.ac.cn。

薄殼山核桃（Carya illinoinensis）是胡桃科山核桃屬植物，別稱碧根果、長山核桃等，原產(chǎn)于美國密西西比河流域，19世紀(jì)初我國從美國引入薄殼山核桃，作為重要的木本油料樹種在國內(nèi)推廣，目前在全國20多個(gè)?。ㄊ校┚蟹N植。薄殼山核桃果實(shí)營養(yǎng)豐富，是著名的休閑干果和高檔食用油原料；木材通直、堅(jiān)硬耐用，是優(yōu)質(zhì)硬質(zhì)闊葉木材；樹體高大、樹形優(yōu)美，是很好的園林綠化和造林樹種［1-2］。通過對薄殼山核桃果實(shí)的表型性狀及經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行聚類分析、主成分分析、綜合評價(jià)，可以將種質(zhì)資源劃分為不同類別，應(yīng)對不同生產(chǎn)需求，且有利于種質(zhì)篩選、質(zhì)量評價(jià)及市場分級標(biāo)準(zhǔn)的制定等［3-6］。

近年來關(guān)于薄殼山核桃種質(zhì)資源的研究主要集中在遺傳多樣性、親緣關(guān)系分析及優(yōu)良種質(zhì)篩選等方面［7-10］。果實(shí)綜合性狀是果用薄殼山核桃品種選育的重要依據(jù)，王藝穎等通過相關(guān)性分析探索4個(gè)國外薄殼山核桃品種果實(shí)表型生長與果實(shí)內(nèi)含物的變化規(guī)律，以此確定不同品種的最佳采收時(shí)期［11］；張計(jì)育等研究了33份國外薄殼山核桃資源的果實(shí)性狀［12］；李健對31個(gè)薄殼山核桃優(yōu)良單株的果實(shí)性狀進(jìn)行調(diào)查研究，其中國外品種占比較少［13］。由于我國薄殼山核桃種質(zhì)資源絕大多數(shù)是從國外引進(jìn)，本土種質(zhì)資源數(shù)量相對較少，限制了遺傳多樣性的研究，本研究利用聚類分析、主成分分析等方法對28份國內(nèi)外薄殼山核桃種質(zhì)果實(shí)性狀進(jìn)行綜合評價(jià)，以補(bǔ)充關(guān)于薄殼山核桃種質(zhì)資源的研究，旨在為遺傳多樣性研究提供數(shù)據(jù)支撐，為進(jìn)一步開展育種工作奠定基礎(chǔ)，同時(shí)擬篩選出南京及周邊地區(qū)表現(xiàn)優(yōu)異的薄殼山核桃品種資源。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于江蘇省南京市六合區(qū)江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院薄殼山核桃種質(zhì)資源庫，現(xiàn)保存種質(zhì)資源104份，地處118°37′24.88″～118°37′46.57″E、32°28′57.41″～32°28′59.50″N，屬北亞熱帶季風(fēng)溫濕氣候區(qū)，氣候適宜，2022年3—11月平均氣溫為 21.2 ℃，其間極端最低氣溫為-1.5 ℃，極端最高氣溫為40.5 ℃，分別出現(xiàn)在11月30日和8月14日，3—11月總降水量為676.5 mm。

1.2 試驗(yàn)材料與方法

1.2.1 試驗(yàn)材料

供試的28份薄殼山核桃種質(zhì)資源分別為Elliott、Choctaw、Candy、Mahan、YL35、Oconee、Pawnee、Baker、Caddo、Sioux、Kanza、Cape Fear、Shawnee、Mohawk、Kiowa、Desirable、Maramec、Schley、YL9、YL41、YL105、YL29、YL52、YL25、YL45、YL20、YL54、YL1203（表1），2013年定植，株行距為 8 m×10 m，由專人定期進(jìn)行精細(xì)化水肥管理，生長良好。

1.2.2 試驗(yàn)方法

參照LY/T 1941—2021《薄殼山核桃》，在2022年10月上旬至11月上旬，每個(gè)品種選擇3株長勢相近的樹作為樣樹，分別在每棵樹東、南、西、北4個(gè)方向，距地面同一高度處隨機(jī)采收3粒果實(shí)，單株混合后測定果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑1（正對縫合線）、果實(shí)橫徑2（圖1）、果形指數(shù)、單果重、單仁重、出仁率、殼厚（縫合線1/2處），3次重復(fù)。果實(shí)縱徑、橫徑、殼厚用精度為0.01 mm的游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量，果實(shí)單果重、單仁重用精度為0.01 g的電子天平進(jìn)行稱量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

果形指數(shù)=果實(shí)縱徑/果實(shí)橫徑1；

出仁率=（單仁重/單果重）×100%；

變異系數(shù)=（標(biāo)準(zhǔn)差/平均值）×100%。

采用WPS Office和SPSS 20進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 薄殼山核桃果實(shí)表型性狀差異性分析

由表2可知，28份供試薄殼山核桃材料的縱徑介于32.04～56.72 mm之間，其中縱徑最長的為Mahan（56.72 mm），最短的為Shawnee（32.04 mm）；橫徑1介于17.50～27.07 mm之間，橫徑2介于17.47～25.84 mm之間，其中品種YL35的果實(shí)橫徑1和橫徑2都顯著高于除Kiowa以外的其他品種，分別為27.07 mm和25.84 mm，品種Schley的橫徑1和橫徑2顯著低于其他品種，分別為 17.50 mm 和17.47 mm；果形指數(shù)介于1.412～2.396之間，其中果形指數(shù)較大的品種為Maramec（2.397）、Mahan（2.346）、Schley（2.278）、Sioux（2.260），較小的品種為YL41（1.543）、Shawnee（1.476）、YL35（1.412）。

2.2 薄殼山核桃果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀差異性分析

由表3可知，28份供試薄殼山核桃材料的單果重介于4.963～10.592 g之間，其中單果重最大的品種為Oconee（10.592 g），最小的是Schley（4.963 g）；單仁重最大的品種為Oconee（5.817 g），最小的品種為Shawnee（2.365 g）；品種Oconee的單果重及單仁重都顯著大于除YL105和Pawnee以外的其他品種，Pawnee（5.558 g）、YL105（5.810 g）的單仁重顯著高于其他25個(gè)品種。出仁率最高的品種為Schley（57%）和YL105（57%），最低的品種為Shawnee（43%），同時(shí)品種YL54（55%）、YL20（56%）、Maramec（55%）、Caddo（56%）、Pawnee（56%）、Oconee（55%）、Candy（55%）的出仁率都達(dá)到了55%及以上；殼厚度介于0.36～0.98 mm之間，其中殼最厚的品種為YL41（0.98 mm），較薄的品種為Maramec（0.46 mm）、Candy（0.37 mm）、YL54（0.36 mm），殼厚度最大值比殼厚度最小值大172%，其中Candy和YL54的殼厚顯著低于其他品種。

2.3 薄殼山核桃果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)變異分析及聚類分析

由表4可知，8個(gè)果實(shí)性狀的平均變異系數(shù)為16.37%，變異系數(shù)范圍為9.43%～26.55%，其中變異系數(shù)最大的為殼厚（26.55%），變異系數(shù)最小的為出仁率（9.43%），其他性狀變異系數(shù)排序依次為單仁重（25.15%）＞單果重（21.52%）＞果形指數(shù)（14.54%）＞果實(shí)縱徑（12.90%）＞果實(shí)橫徑1（10.60%）＞果實(shí)橫徑2（10.28%）。

對28份薄殼山核桃種質(zhì)資源的果實(shí)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，結(jié)果如圖2所示，在歐氏平方距離為15處可將28份種質(zhì)資源分成5類，第Ⅰ類群包括Elliott、Desirable、Shawnee、YL41，特點(diǎn)是果實(shí)縱徑最短，果形指數(shù)最小，單果重及單仁重均最低，果殼較厚；第Ⅱ類群包括Candy、Schley、Baker、YL20、Sioux、Maramec，特點(diǎn)是果殼最薄，果實(shí)橫徑最小，果形指數(shù)較大，但單果重和單仁重都較低；第Ⅲ類群包括Oconee、Mahan、Pawnee、YL105，特點(diǎn)是果實(shí)縱徑最長，橫徑較大，果形指數(shù)最大，單果重最高，出仁率最高；第Ⅳ類群包括YL25，特點(diǎn)是果實(shí)縱徑長，橫徑較小，果形指數(shù)很大，但是果殼厚，出仁率低；第Ⅴ類群包括YL45、YL35、Kiowa、Choctaw、YL54、YL29、Caddo、YL52、Mohawk、YL1203、Kanza、YL9、Cape Fear，特點(diǎn)是果實(shí)果形指數(shù)較大，出仁率較高，殼厚度中等，單果重及單仁重較大。

2.4 薄殼山核桃果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析及綜合評價(jià)

對28份薄殼山核桃種質(zhì)資源的表型性狀及經(jīng)濟(jì)性狀共計(jì)8個(gè)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表5所示，其中果實(shí)橫徑1和果實(shí)橫徑2呈極顯著正相關(guān)，單果重和單仁重呈極顯著正相關(guān)，果實(shí)縱徑與果形指數(shù)呈顯著正相關(guān)。

通過方差顯著性分析及相關(guān)性分析可以看出，28份薄殼山核桃種質(zhì)資源之間的各個(gè)指標(biāo)都存在顯著差異，遺傳變異豐富，很難就此對28份種質(zhì)資源進(jìn)行比較， 因此通過主成分分析提取具有代表性

的成分，以便對28份種質(zhì)資源進(jìn)行綜合評價(jià)。

對28份薄殼山核桃種質(zhì)資源的8個(gè)性狀進(jìn)行主成分分析，主成分對原始指標(biāo)的貢獻(xiàn)率見表6。由表6可知，前2個(gè)成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率為78.165%，因此可以用2個(gè)主成分來代替8個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析評價(jià)。

由表7可知，與第一主成分呈正相關(guān)的是單果重、單仁重、果實(shí)橫徑1、果實(shí)橫徑2、果實(shí)縱徑、殼厚、出仁率，呈負(fù)相關(guān)的是果形指數(shù)。與主成分2呈正相關(guān)的是單果重、單仁重、果形指數(shù)、果實(shí)縱徑、出仁率，呈負(fù)相關(guān)的是果實(shí)橫徑1、果實(shí)橫徑2、殼厚。

由SPSS軟件分析可得：第一主成分的計(jì)算公式為y1=0.265 7x1+0.460 5x2+0.456 2x3-0.097 9x4+0.505 7x5+0.485 7x6+0.089 5x7+0.014 7x8，第二主成分的計(jì)算公式為y2=0.446 7x1-0.214 7x2-0.220 9x3+0.550 0x4+0.044 3x5+0.165 5x6+0.430 7x7-0.434 4x8，綜合評分計(jì)算公式為Y=0.451 4y1+0.330 3y2，其中x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8分別表示果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑1、果實(shí)橫徑2、果形指數(shù)、單果重、單仁重、出仁率、殼厚。

28份薄殼山核桃種質(zhì)資源綜合評價(jià)得分見表8，綜合得分越高，說明該品種在本研究中的8個(gè)指標(biāo)上表現(xiàn)越優(yōu)良，排名前5的品種由高到低依次是Oconee、YL105、Mahan、Pawnee、Maramec。

3 討論與結(jié)論

3.1 薄殼山核桃果實(shí)指標(biāo)差異性分析及變異分析

差異性分析結(jié)果表明，Mahan的果實(shí)縱徑顯著高于其他品種，YL35的果實(shí)橫徑1和果實(shí)橫徑2均顯著高于除Kiowa以外的其他品種，可作為大果型品種選育的優(yōu)異親本，這與常君等的研究結(jié)果［14-16］一致。本研究中28份薄殼山核桃種質(zhì)資源的果形指數(shù)為1.414～2.397，與羅會婷（1.85～2.46）、宋思瓊等（1.67～2.24）的研究結(jié)果［17-18］一致。28份種質(zhì)資源的單果重為4.963～10.592 g，9 g以上的品種有Oconee、YL105、Pawnee、Mahan、YL25、Kiowa，其中Oconee的單果重顯著高于除Pawnee和YL105以外的其他品種。單仁重超過5.5 g的品種有Oconee、YL105、Pawnee，顯著高于其他品種。單果重及單仁重是評價(jià)引種栽培表現(xiàn)的2個(gè)重要指標(biāo)，Pawnee在單果重及單仁重方面的表現(xiàn)均較為優(yōu)異，是山東、安徽、江蘇等地的主栽品種［19-21］。Oconee的單果重（10.592 g）和單仁重（5.817 g）在2022年表現(xiàn)最佳，且出仁率達(dá)到55%，相較于黃國帥研究中的測定結(jié)果（單果重8.50 g、出仁率4.96%）有很大提高，原因可能是該品種大小年現(xiàn)象比較嚴(yán)重，在光照充足、降水充沛時(shí)表現(xiàn)非常優(yōu)異，需進(jìn)一步跟蹤觀察［22］。

28份薄殼山核桃種質(zhì)資源的出仁率為43%～57%，大于55%的品種有Schley、YL105、Pawnee、YL20、Caddo、Candy，顯著高于Shawnee、YL25、Kiowa等18個(gè)品種；殼厚度為0.36～0.98 mm，其中Candy和YL54的殼厚顯著低于其他品種，與羅會婷等的研究結(jié)論［17］基本一致。28份薄殼山核桃種質(zhì)資源的果實(shí)性狀變異系數(shù)為9.43%～26.55%，說明不同種質(zhì)資源果實(shí)外觀差異明顯。單果重、單仁重和殼厚的變異系數(shù)均大于21%，表明不同種質(zhì)資源的果實(shí)品質(zhì)存在顯著差異，遺傳變異豐富。何的明等的研究表明，不同品種薄殼山核桃開花物候期也存在顯著差異［23］；Jia等的研究表明CFhvWdvge4uKJ7DlbWKIpQ==，不同薄殼山核桃品種間存在豐富的基因變異，最終體現(xiàn)在果實(shí)外觀及品質(zhì)指標(biāo)上［24］，本研究所得結(jié)論與之一致。

3.2 薄殼山核桃果實(shí)指標(biāo)聚類分析及相關(guān)性分析

由相關(guān)性分析結(jié)果可知，果實(shí)橫徑1與果實(shí)橫徑2、單果重與單仁重、縱徑與果形指數(shù)之間均呈顯著或極顯著正相關(guān)。王藝穎等研究發(fā)現(xiàn)，果實(shí)橫徑與果實(shí)出油率呈顯著正相關(guān)［11］。李川等的研究結(jié)果表明，核徑和核高與核質(zhì)量都呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.84和0.85［25］。本研究結(jié)果表明，果實(shí)縱徑與單果重、單仁重的相關(guān)系數(shù)分別為0.574、0.591，未達(dá)到顯著水平，一方面可能是因?yàn)楣┰嚻贩N的差異，另一方面可能是由于2022年7—8月長期干旱導(dǎo)致的。

通過聚類分析，可以將綜合評價(jià)結(jié)果以樹狀圖形直觀地展示出來［26-27］。系統(tǒng)聚類分析結(jié)果表明，在歐氏平方距離為15處可將28份種質(zhì)資源分成5類，其中第Ⅲ類群的果實(shí)縱徑、橫徑、果形指數(shù)、單果重、出仁率表現(xiàn)優(yōu)異，包括品種Oconee、Mahan、Pawnee、YL105；第Ⅴ類群表現(xiàn)次之，包括品種YL45、YL35、Kiowa、Choctaw、YL54、YL29、Caddo、YL52、Mohawk、YL1203、Kanza、YL9、Cape Fear。

3.3 薄殼山核桃果實(shí)指標(biāo)主成分分析及綜合評價(jià)

主成分分析是果實(shí)品質(zhì)綜合評價(jià)中的常用方法［27］，本研究提取出2個(gè)主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率為78.165%，代表了果實(shí)性狀的大部分信息，據(jù)此進(jìn)行綜合評價(jià)，排名前5的品種由高到低依次是Oconee、YL105、Mahan、Pawnee、Maramec。本研究的不足之處在于對28份薄殼山核桃種質(zhì)資源測定的性狀較少，在后續(xù)研究中應(yīng)增加果實(shí)內(nèi)部品質(zhì)指標(biāo)，使綜合評價(jià)更加完善。

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