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板栗(Castanea mollissima BL.)是我国重要的经济林树种之一[1-2]。据2013年统计栽培面积111万hm2,年产量165万t,占全球产量70%以上[3-4]。种质资源是蕴藏在生物中各水平上遗传变异的总合,任何遗传改良技术或新品种的培育都离不开最基本的遗传资源[5]。因此,优良的种质资源是板栗高产稳产的基础,对种质资源收集与筛选意义重大。我国板栗资源丰富且实生变异类型多,选种潜力极大[6]。充分挖掘我国优良板栗种质资源,比较其品质差异,是板栗资源保护、选育和开发利用的重要保障。
品质综合评价是板栗种质资源筛选的重要手段。目前,板栗品质评价中最常用的指标有单果鲜质量、含水量、淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白等,其中,单果鲜质量对于板栗产量至关重要,含水量影响贮存效果,而淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白又是衡量板栗果实营养价值的重要指标[7-9]。在品质分析的基础上,可应用多种方法对不同板栗种质或品种进行品质综合评价。如朱灿灿等对34个不同板栗品种应用模糊数学法进行了隶属函数模糊评价其果实品质[7];阚黎娜等采用SPSS 软件对38 个不同产地、品种板栗进行了主成分分析和聚类分析 [8];路超等采用因子分析与隶属函数相结合的方法对河北迁西16个板栗种质资源进行了综合评价[9]。
燕山北部是我国板栗的传统主产区,栽培历史悠久,且燕山独特的自然环境造就了燕山板栗具有香、甜、糯、肉质细腻等独特风味,在国内外享有盛誉[10-11]。然而,近年来,市场上对早熟品种的板栗需求量大,价格高,导致大面积板栗树被嫁接为早熟品种,这不仅导致栽培品种较单一,容易发生病害,还会造成大量优良种质资源的丢失或破坏。因此,收集、保存和选育新的燕山板栗良种具有重要意义。基于此,本文以主栽的燕山早丰品种为参照,对在燕山北部山区收集到的63个优良单株或农家种板栗种质进行分析,记录果实成熟时期,测定单果鲜质量、含水量、淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白等指标,采用等级划分法和因子分析法相结合的手段对收集的优良种质资源进行品质评价。
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以河北省板栗主产区迁西县为中心,在县域境内及周边收集63个优良单株,并以燕山早丰的母树为对照,其位于迁西县汉儿庄乡杨家峪村,树高约12 m,胸径80.6 cm,树龄约120 a。具体采集信息如下(表1):
表 1 燕山山区北部搜集优良单株地点信息
Table 1. Location information of elite chestnut individuals collected in northern Yanshan Mountains
代号
Code地点
Location纬度(N)
Latitude经度(E)
Longitude代号
Code地点
Location纬度(N)
Latitude经度(E)
LongitudeQX1 汉儿庄乡小龙湾村 40°23'20" 118°11'42" QX33 抚宁县旧县村 39°52'34" 119°12'39" QX2 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'23" 118°13'24" QX34 抚宁县旧县村 39°52'39" 119°13'21" QX3 汉儿庄乡鸽子峪村 40°21'00" 118°14'28" QX35 抚宁县旧县村 39°51'28" 119°12'26" QX4 汉儿庄乡杨家峪村 40°24'35" 118°13'44" QX36 太平寨镇擦岩子村 40°14'53" 118°34'35" QX5 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'53" 118°13'36" QX37 太平寨镇擦岩子村 40°16'36" 118°20'60" QX6 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'45" 118°13'26" QX38 太平寨镇擦岩子村 40°16'36" 118°20'61" QX7 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'33" 118°13'34" QX39 太平寨镇擦岩子村 40°16'36" 118°20'62" QX8 汉儿庄乡杨家峪村 40°24'25" 118°13'48" QX40 太平寨镇大岭寨村 40°17'07" 118°31'46" QX9 汉儿庄乡杨家峪村 40°24'28" 118°13'42" QX41 太平寨镇王家峪村 40°14'44" 118°33'42" QX10 汉儿庄乡杨家峪村 40°24'43" 118°13'55" QX42 滦阳镇石梯子村 40°16'36" 118°20'59" QX11 汉儿庄乡杨家峪村 40°24'48" 118°13'51" QX43 滦阳镇苇子峪村 40°24'04" 118°22'56" QX12 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'43" 118°13'29" QX44 滦阳镇黄石哨一村 40°22'47" 118°16'15" QX13 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'39" 118°13'31" QX45 滦阳镇黄石哨一村 40°22'47" 118°16'15" QX14 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'41" 118°13'28" QX46 渔户寨镇白草洼村 40°16'36" 118°20'59" QX15 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'31" 118°13'32" QX47 渔户寨镇东水峪村 40°16'52" 118°25'08" QX16 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'30" 118°13'32" QX48 渔户寨镇青山口村 40°18'03" 118°24'44" QX17 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'23" 118°13'24" QX49 渔户寨镇东水峪村 40°18'27" 118°20'48" QX18 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'06" 118°13'23" QX50 渔户寨镇东水峪村 40°18'18" 118°20'48" QX19 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'50" 118°13'27" QX51 渔户寨镇东水峪村 40°18'21" 118°20'37" QX20 汉儿庄乡尖山峪村 40°23'23" 118°14'35" QX52 渔户寨镇东水峪村 40°18'23" 118°20'59" QX21 汉儿庄乡尖山峪村 40°22'50" 118°14'14" QX53 洒河镇长河峪村 40°19'27" 118°14'42" QX22 汉儿庄乡尖山峪村 40°22'31" 118°14'24" QX54 洒河镇长烈马峪村 40°19'27" 118°14'42" QX23 汉儿庄乡脑峪村 40°25'01" 118°13'35" QX55 旧城乡粳子峪村 40°10'53" 118°22'33" QX24 汉儿庄乡脑峪村 40°24'35" 118°14'52" QX56 旧城乡粳子峪村 40°10'51" 118°22'51" QX25 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'46" 118°13'37" QX57 金厂峪镇刘存寨村 40°17'28" 118°26'54" QX26 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'23" 118°13'24" QX58 尹庄镇樊庄村 40°07'09" 118°29'43" QX27 汉儿庄乡尖山峪村 40°22'57" 118°14'30" QX59 罗家屯镇西寨村 40°09'33" 118°26'28" QX28 汉儿庄乡尖山峪村 40°22'40" 118°14'52" QX60 罗家屯镇西寨村 40°09'33" 118°26'27" QX29 汉儿庄乡鸽子峪村 40°21'35" 118°14'28" QX61 青龙县温杖子村 40°16'43" 118°49'17" QX30 汉儿庄乡杨家峪村 40°24'57" 118°13'56" QX62 兴隆镇三道河村 40°22'27" 118°29'18" QX31 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'23" 118°13'24" QX63 渔户寨镇东水峪村 40°18'18" 118°20'50" QX32 抚宁县旧县村 39°51'44" 119°10'35" 燕山早丰 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'03" 118°13'18" 注:未注明所在县的均采集于迁西县境内。
Note: All the counties that are not indicated were collected in Qianxi County. -
通过走访和调查,在燕山北部山区收集农家种和优良单株种质63个,记录每棵树的生长和结实情况及所处环境。在8月底至10月上旬期间,当选定单株开始自然落果2~3 d后,采集板栗种子,立即置于4°C冰箱短暂保存,然后分批带回实验室测定鲜质量或烘干保存。每个种质随机采集300粒,测定单果鲜质量、含水量、淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白等指标(每个处理3个重复,每个重复随机选取20粒),并对各品质指标进行综合评价。
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单果鲜质量和含水量测定:参照GB/T5009.3‒2003《食品中水分的测定》进行,首先测定单质量,然后持续烘干至衡质量,计算含水量。
可溶性糖和淀粉含量测定:板栗烘干后,利用蒽酮比色法[12]测定,具体方法参照各自试剂盒(苏州科铭生物技术有限公司)。可溶性糖标准条件下测定的回归方程为:y=4.275x−0.07( 式中,x 为标准品浓度(mg·mL−1), y 为吸光值)。可溶性糖含量(mg·g−1,干质量)= [(ΔA +0.07) ÷4.275× V1]÷(W × V1÷ V2)=2.34×(ΔA +0.07) ÷ W (式中,ΔA :测定样品吸光值; V1:加入样本体积0.04 mL;V2:加入提取液体积,W:样本干质量(g))。
淀粉标准条件下测定的回归方程为:y=2.936x−0.029 5 (式中,x 为标准品浓度(mg·mL−1),y 为吸光值)。淀粉含量(mg·g-1,干质量)=[(A+0.029 5)×V1]÷2.936÷(W×V1÷V2)=0.578×(A+0.029 5)÷W (式中,A:样品吸光值;V1:加入反应体系中样本体积0.05 mL;V2:加入提取液体积1.7 mL;W:样本干质量(g)) 。
可溶性蛋白测定:参照考马斯亮蓝法[13]。称取鲜样,利用改良型Bradford蛋白浓度测定试剂盒(上海生工)测定不同种质板栗的可溶性蛋白含量。
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利用Excel和SPSS 软件对原始数据进行方差分析和主成分分析。
评价方法1(等级评价法):通过对各个品质指标划分为4个等级,4个等级设定为100、80、60、40分,通过查阅文献和专家咨询确定各个指标权重,最终加权求总分数。
综合得分M1=∑(Xn×An)
式中:X为各个品质指标根据等级划分所得分数,A为品质指标所对应的权重,n为品质指标个数。
评价方法2(因子评价法):
$ {F_N}{\rm{ = }}\sum {\left( {{X_n}{\rm{ \times }}{C_n}} \right)} $
(1) $ {\text{综合得分}}{M_{\rm{2}}}{\rm{ = }}\sum {\left( {{F_N}{\rm{ \times }}{B_N}} \right)} $
(2) 式(1~2)中:FN为第N个提取主成分的成绩,BN为提取主成分N对应方差贡献率的比重,Cn为n品质指标在主成分N下的载荷向量/主成分N特征值的算术平方根,X为各个品质指标的标准化值,N为主成分数,n为品质指标数。
综合排名=0.5×方法1排名 + 0.5×方法2排名
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通过对收集到的板栗单果鲜质量分析(图1)显示:当地主栽品种燕山早丰平均单果鲜质量为9.1 g;收集的63个优良单株和农家种的单果鲜质量可划分4个等级,从高到低排列依次为:等级Ⅰ(15个)、等级Ⅱ(15个)、等级Ⅲ(15个)、等级Ⅳ(18个)。等级Ⅰ包括QX63、QX55、QX42、QX61、QX41、QX43、QX8、QX6、QX22、QX50、QX4、QX2、QX25、QX35、QX7,其中,最大值13.6 g,最小值9.4 g,平均值10.4 g(图1 A)。等级Ⅱ包括QX53、QX37、QX56、QX5、QX48、QX30、QX14、QX34、QX11、QX24、QX57、QX12、QX47、QX49、QX58,其中,最大值9.3 g,最小值8.8 g,平均值9.1 g(图1 B)。等级Ⅲ包括QX21、QX46、QX15、QX62、QX1、QX27、QX13、QX32、QX52、QX60、QX33、QX31、QX17、QX44、QX28,其中,最大值8.7 g,最小值7.9 g,平均值8.3 g(图1 C)。等级Ⅳ包括QX16、QX23、QX3、QX54、QX9、QX26、QX51、QX40、QX45、QX20、QX29、QX39、QX18、QX38、QX36、QX19、QX10、QX59,其中,最大值7.8 g,最小值6.5 g,平均值7.3 g(图1 D)。
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燕山早丰的含水量为40.9%(图2)。等级Ⅰ包括QX61、QX33、QX49、QX22、QX8、QX48、QX42、QX52、QX34、QX36、QX35、QX18、QX30、QX40,其中,最大值50.7%,最小值44.7%,平均值47.1%(图2 A)。等级Ⅱ包括QX58、QX56、QX7、QX53、QX41、QX25、QX62、QX45、QX16、QX3、QX57、QX54、QX26、QX43、QX4,其中,最大值44.6%,最小值42.8%,平均值43.5%(图2 B)。等级Ⅲ包括QX6、QX21、QX10、QX47、QX14、QX9、QX51、QX15、QX23、QX12、QX60、QX5、QX28、QX11、QX24,其中,最大值42.7%,最小值41.2%,平均值42.0%(图2 C)。等级Ⅳ包括QX31、QX13、QX20、QX29、QX2、QX19、QX50、QX27、QX46、QX39、QX32、QX1、QX63、QX17、QX37、QX44、QX59、QX38,其中,最大值41.0%,最小值37.6%,平均值39.7%(图2 D)。
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燕山早丰的淀粉含量为49.1%(图3)。等级Ⅰ包括QX62、QX52、QX61、QX54、QX57、QX59、QX33、QX34、QX56、QX48、QX55、QX51、QX49、QX50、QX47,其中,最大值58.6%,最小值46.5%,平均值50.8%(图3 A)。等级Ⅱ包括QX60、QX39、QX35、QX38、QX12、QX63、QX42、QX46、QX11、QX58、QX43、QX24、QX17、QX15、QX20;其中,最大值41.8%,最小值32.4%,平均值36%(图3 B)。等级Ⅲ包括QX23、QX53、QX40、QX29、QX41、QX36、QX44、QX13、QX32、QX37、QX10、QX21、QX45、QX31、QX8,其中,最大值32.3%,最小值26.9%,平均值29.7%(图3 C)。等级Ⅳ包括QX1、QX16、QX25、QX27、QX6、QX28、QX9、QX18、QX14、QX26、QX22、QX2、QX4、QX30、QX7、QX19、QX3、QX5;其中,最大值26.4%,最小值17.4%,平均值22.2%(图3 D)。
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燕山早丰的可溶性糖含量为6.9%(图4)。等级Ⅰ包括QX6、QX2、QX7、QX5、QX40、QX34、QX3、QX11、QX15、QX8、QX1、QX12、QX43、QX10、QX42,其中,最大值17.1%,最小值12.2%,平均值12.4%(图4A)。等级Ⅱ包括QX16、QX36、QX38、QX27、QX18、QX26、QX35、QX44、QX24、QX31、QX4、QX29、QX21、QX41、QX28,其中,最大值11.8%,最小值9.8%,平均值10.8%(图4B)。等级Ⅲ包括QX37、QX33、QX39、QX30、QX45、QX17、QX46、QX51、QX47、QX20、QX32、QX9、QX23、QX52、QX13,其中,最大值9.4%,最小值7.7%,平均值8.4%(图4C)。等级Ⅳ包括QX25、QX14、QX62、QX61、QX60、QX50、QX19、QX63、QX59、QX57、QX48、QX22、QX54、QX49、QX55、QX56、QX58、QX53,其中,最大值7.6%,最小值4.8%,平均值6.5%(图4D)。
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燕山早丰的可溶性蛋白含量为0.80%(图5)。等级Ⅰ包括QX39、QX33、QX32、QX57、QX36、QX59、QX25、QX45、QX8、QX1、QX15、QX40、QX14、QX53、QX46,其中,最大值1.10%,最小值0.70%,平均值0.83%(图5 A)。等级Ⅱ包括QX4、QX17、QX60、QX62、QX35、QX27、QX31、QX61、QX37、QX50、QX9、QX51、QX13、QX2、QX22,其中,最大值0.69%,最小值0.56%,平均值0.62%(图5 B)。等级Ⅲ包括QX48、QX21、QX38、QX34、QX6、QX23、QX55、QX20、QX44、QX49、QX18、QX3、QX16、QX56、QX26,其中,最大值0.53%,最小值0.43%,平均值0.49%(图5 C)。等级Ⅳ包括QX29、QX10、QX12、QX11、QX19、QX42、QX63、QX24、QX47、QX30、QX41、QX58、QX54、QX43、QX28、QX5、QX7、QX52,其中,最大值0.42%,最小值0.16%,平均平均值0.31%(图5 D)。
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等级Ⅰ、等级Ⅱ、等级Ⅲ、等级Ⅳ 4个等级依次设定分数为100、80、60、40,然后依照品质综合评价方法对板栗各个品质指标赋予权重,单果鲜质量、含水量、可溶性糖均为0.25,淀粉和可溶性蛋白均为0.125[7,14],等级评价法计算结果及前20名见表2。
表 2 板栗种质品质的等级评价法排名
Table 2. Chestnut germplasms quality evaluation ranking by rank evaluation method
代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking QX8 1 QX36 17 QX11 33 QX27 49 QX35 2 QX15 18 QX1 34 QX26 50 QX61 3 QX7 19 QX60 35 QX18 51 QX34 4 QX62 20 QX51 36 QX16 52 QX33 5 QX6 21 QX47 37 QX13 53 QX57 6 QX56 22 QX37 38 QX9 54 QX55 7 QX50 23 QX32 39 QX54 55 QX42 8 QX41 24 QX24 40 QX44 56 QX40 9 QX2 25 QX59 41 QX38 57 QX4 10 QX58 26 QX5 42 QX28 58 QX25 11 QX52 27 QX39 43 QX23 59 QX22 12 QX45 28 QX31 44 QX10 60 QX53 13 QX14 29 QX3 45 QX20 61 QX49 14 QX46 30 QX21 46 QX29 62 QX48 15 QX30 31 QX17 47 QX19 63 QX43 16 QX12 32 QX63 48 -
板栗品质指标间的相关性分析可以了解其内在联系,为筛选优良品种提供依据。通过对淀粉、可溶性糖、含水量、单果鲜质量、可溶性蛋白进行相关性分析发现:淀粉和可溶性糖呈负相关(R=−0.446,P<0.01),单果鲜质量和含水量呈正相关(R=0.292,P<0.05),淀粉和含水量呈正相关(R=0.255,P<0.05),但相关程度都很弱(表3)。
表 3 单果鲜质量、含水量、淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白的相关性分析
Table 3. Correlation analysis between single seed fresh, water content, starch, soluble sugars, and soluble proteins
品质指标
Quality parameters单果鲜质量
Single seed fresh含水量
Water content淀粉
Starch可溶性糖
Soluble sugars可溶性蛋白
Soluble proteins单果鲜质量Single seed fresh 1 0.292* 0.078 −0.015 −0.196 含水量Water content 0.292* 1 0.255* −0.081 −0.037 淀粉Starch 0.078 0.255* 1 −0.446** 0.094 可溶性糖Soluble sugars −0.015 −0.081 −0.446** 1 −0.141 可溶性蛋白Soluble proteins −0.196 −0.037 0.094 −0.141 1 注:相关性分析结果为主成分分析计算,*显著水平为0.05,**显著水平为0.01。
Notes: Correlation results for principal component analysis. *Significance is 0.05, ** Significance is 0.01 -
通过主成分分析得到各个主成分的方差贡献率(表4)和主成分载荷矩阵(表5)。从表4可以看出,第1主成分方差贡献率为32.37%,第2主成分方差贡献率为26.82%。前2个主成分方差贡献率累计为59.19%,说明前2个主成分可代替评价板栗的品质质量,能够反映原数据的大部分信息。
表 4 板栗品质指标主成分的方差贡献率
Table 4. Variance contribution rates of the principal components to the quality al index characteristics of Chinese chestnuts
主成分
Principal component初始特征值Initial eigenvalue 提取平方和载入Extract square sum loading 特征值
Eigenvalues方差贡献率
Variance contribution
rate %累积贡献率
Cumulative contribution
rate %特征值
Eigenvalues方差贡献率
Variance contribution
rate %累积贡献率
Cumulative contribution
rate %1 1.619 32.37 32.37 1.619 32.372 32.372 2 1.341 26.82 59.19 1.341 26.817 59.189 3 0.846 16.93 76.12 4 0.682 13.64 89.76 5 0.512 10.24 100.00 表 5 板栗品质质量指标的主成分载荷矩阵
Table 5. Loading matrix of two principal components to the quality al quality characteristics of Chinese chestnuts
主成分1Principal component 主成分2Principal component 单果鲜质量Single seed fresh 0.349 0.712 含水量Water content 0.582 0.452 淀粉Starch 0.808 −0.187 可溶性糖Soluble sugar −0.698 0.385 可溶性蛋白Soluble protein 0.137 −0.668 主成分载荷矩阵能够表示某个品质成分对主成分的影响大小和影响方向。第1主成分中,载荷较高的质量指标为淀粉、可溶性糖和含水量,载荷权数分别为0.808、−0.698、0.582,能够说明第1主成分主要反映了淀粉、可溶性糖和含水量的信息,而且淀粉和含水量产生正影响,可溶性糖产生负影响。第2主成分中载荷较高的为单果鲜质量和可溶性蛋白,分别为0.712和−0.668,说明第2主成分主要反映了可溶性糖和含水量的信息,单果鲜质量产生正影响,可溶性蛋白产生负影响,而其他品质成分影响较小。根据主成分分析结果,综合各个主成分求出板栗种质资源因子评价排名(表6)。
表 6 板栗种质品质的因子评价法排名
Table 6. Evaluation of Quality Evaluation of Chestnut Germplasm by Factor Evaluation Method
代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking QX7 1 QX8 17 QX40 33 QX14 49 QX5 2 QX16 18 QX44 34 QX25 50 QX43 3 QX22 19 QX15 35 QX51 51 QX42 4 QX58 20 QX56 36 QX53 52 QX6 5 QX26 21 QX27 37 QX46 53 QX41 6 QX47 22 QX48 38 QX17 54 QX63 7 QX10 23 QX19 39 QX62 55 QX30 8 QX55 24 QX31 40 QX36 56 QX2 9 QX21 25 QX37 41 QX60 57 QX11 10 QX18 26 QX23 42 QX45 58 QX28 11 QX4 27 QX9 43 QX33 59 QX3 12 QX35 28 QX1 44 QX57 60 QX34 13 QX61 29 QX13 45 QX32 61 QX12 14 QX49 30 QX20 46 QX39 62 QX52 15 QX29 31 QX38 47 QX59 63 QX24 16 QX54 32 QX50 48 -
通过方法1等级划分法和方法2因子分析法的排名,分别赋予权重0.5,求出综合排名(表7)。前20名可做为优良种质的待选种质,按照名次分别为QX42、QX34、QX8、QX43、QX7、QX6、QX41、QX35、QX55、QX22、QX61、QX2、QX4、QX30、QX52、QX40、QX11、QX5、QX49、QX58。
表 7 板栗种质品质评价的综合排名
Table 7. Comprehensive ranking of chestnut germplasm quality evaluation
代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking QX42 1 QX11 17 QX28 33 QX54 49 QX34 2 QX5 18 QX16 34 QX51 50 QX8 3 QX49 19 QX50 35 QX44 51 QX43 4 QX58 20 QX26 36 QX60 52 QX7 5 QX12 21 QX21 37 QX29 53 QX6 6 QX48 22 QX36 38 QX9 54 QX41 7 QX15 23 QX62 39 QX13 55 QX35 8 QX63 24 QX18 40 QX32 56 QX55 9 QX24 25 QX14 41 QX23 57 QX22 10 QX3 26 QX1 42 QX17 58 QX61 11 QX56 27 QX37 43 QX19 59 QX2 12 QX47 28 QX46 44 QX59 60 QX4 13 QX25 29 QX10 45 QX38 61 QX30 14 QX33 30 QX31 46 QX39 62 QX52 15 QX53 31 QX45 47 QX20 63 QX40 16 QX57 32 QX27 48 在品质评价前20名的板栗种质中(图6),8月下旬成熟的QX42,9月上旬成熟有QX8、QX43、QX6、QX41、QX55、QX22、QX61、QX2、QX4、QX30、QX52、QX11、QX5、QX58。9月中旬的有QX7、QX40、QX49。10月上旬成熟的有QX34、QX35。
燕山北部山区板栗优良种质资源收集及其品质评价
Collection and Quality Evaluation of Elite Chestnut Germplasm Resources in Northern Yanshan Mountains
-
摘要:
目的 通过等级评分和因子分析相结合的方法筛选优良种质,为板栗优良种质资源收集和选育提供借鉴。 方法 在燕山北部山区收集板栗农家种和优良单株种质63个,以燕山早丰为对照,通过测定不同种质种子的单果鲜质量、含水量、淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白的含量,并且利用等级评价法和因子评价法综合求出各种质品质评价的排名。 结果 在63个种质中,单果鲜质量QX63的最大,为13.6 g,QX59的最小,为6.5 g,平均值8.7 g;含水量QX61的最大,为50.7%,QX38的最小,为37.6%,平均值为42.9%;可溶性糖QX6的最大,为17.1%,QX53的最小,为4.8%,平均值9.8%;淀粉含量QX62的最大,为58.6%,QX5的最小,为17.4%,平均值为34.3%;可溶性蛋白QX39的最大,为1.1%,QX52的最小,为0.16%,平均值0.56%。品质综合评价前20名依次为QX42、QX34、QX8、QX43、QX7、QX6、QX41、QX35、QX55、QX22、QX61、QX2、QX4、QX30、QX52、QX40、QX11、QX5、QX49、QX58。 结论 不同板栗种质之间单果鲜质量、含水量、淀粉、可溶性糖以及可溶性蛋白的含量存在显著差异,这些品质指标可作为优良种质资源的评价指标。QX42可以作为早熟种质,并且为最优种质;QX34(第2)、QX35(第8)可作为晚熟种质。 Abstract:Objective To select the elite germplasms with the method combining both grade and factor evaluating so as to provide references for the collection and breeding of elite chestnut germlasms. Method Sixty-three germplasms, including local varieties and elite individuals, were collected in NorthernYanshan Mountains and taking the chestnut cultivar ‘Yanshanzaofeng’ sample as the control. The ranking of quality assessments for different germplasms was determined by grade evaluating method and the factor evaluating method with the following physiological indexes: fresh weight, water content, starch, soluble sugars and soluble proteins, compared with those in ‘Yanshanzaofeng’. Result Among these germplasms, the average weight of single fresh seed was 8.7 g, while the maximum was 13.6 g and the minimum was 6.5 g. The average water content was 42.9%, while the maximum was 50.7% and the minimum was 37.6%. The average soluble sugar content was 9.8%, while the maximum was 17.1%and the minimum was 4.8%. The average starch content was 34.3%, while the maximum was 58.6% and the minimum was 17.4%. The average soluble protein content was 0.56%, while the maximum was 1.1% and the minimum was 0.16%. Conclusion There are significant differences in fresh seed weight, water content, starch, soluble sugars and soluble proteins among the seeds from different chestnut germplasms. These quality indexs could be used as indicators for the evaluation of the elite germplasms. The elite germplasms estimated through the combination of the graded scores and the factor analysis in this study will provide references for the collection and selection of the elite chestnut germplasms. -
Key words:
- Castanea mollissima
- / germplasm
- / quality evaluation
- / factor evaluation
- / grade evaluation
-
表 1 燕山山区北部搜集优良单株地点信息
Table 1. Location information of elite chestnut individuals collected in northern Yanshan Mountains
代号
Code地点
Location纬度(N)
Latitude经度(E)
Longitude代号
Code地点
Location纬度(N)
Latitude经度(E)
LongitudeQX1 汉儿庄乡小龙湾村 40°23'20" 118°11'42" QX33 抚宁县旧县村 39°52'34" 119°12'39" QX2 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'23" 118°13'24" QX34 抚宁县旧县村 39°52'39" 119°13'21" QX3 汉儿庄乡鸽子峪村 40°21'00" 118°14'28" QX35 抚宁县旧县村 39°51'28" 119°12'26" QX4 汉儿庄乡杨家峪村 40°24'35" 118°13'44" QX36 太平寨镇擦岩子村 40°14'53" 118°34'35" QX5 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'53" 118°13'36" QX37 太平寨镇擦岩子村 40°16'36" 118°20'60" QX6 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'45" 118°13'26" QX38 太平寨镇擦岩子村 40°16'36" 118°20'61" QX7 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'33" 118°13'34" QX39 太平寨镇擦岩子村 40°16'36" 118°20'62" QX8 汉儿庄乡杨家峪村 40°24'25" 118°13'48" QX40 太平寨镇大岭寨村 40°17'07" 118°31'46" QX9 汉儿庄乡杨家峪村 40°24'28" 118°13'42" QX41 太平寨镇王家峪村 40°14'44" 118°33'42" QX10 汉儿庄乡杨家峪村 40°24'43" 118°13'55" QX42 滦阳镇石梯子村 40°16'36" 118°20'59" QX11 汉儿庄乡杨家峪村 40°24'48" 118°13'51" QX43 滦阳镇苇子峪村 40°24'04" 118°22'56" QX12 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'43" 118°13'29" QX44 滦阳镇黄石哨一村 40°22'47" 118°16'15" QX13 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'39" 118°13'31" QX45 滦阳镇黄石哨一村 40°22'47" 118°16'15" QX14 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'41" 118°13'28" QX46 渔户寨镇白草洼村 40°16'36" 118°20'59" QX15 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'31" 118°13'32" QX47 渔户寨镇东水峪村 40°16'52" 118°25'08" QX16 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'30" 118°13'32" QX48 渔户寨镇青山口村 40°18'03" 118°24'44" QX17 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'23" 118°13'24" QX49 渔户寨镇东水峪村 40°18'27" 118°20'48" QX18 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'06" 118°13'23" QX50 渔户寨镇东水峪村 40°18'18" 118°20'48" QX19 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'50" 118°13'27" QX51 渔户寨镇东水峪村 40°18'21" 118°20'37" QX20 汉儿庄乡尖山峪村 40°23'23" 118°14'35" QX52 渔户寨镇东水峪村 40°18'23" 118°20'59" QX21 汉儿庄乡尖山峪村 40°22'50" 118°14'14" QX53 洒河镇长河峪村 40°19'27" 118°14'42" QX22 汉儿庄乡尖山峪村 40°22'31" 118°14'24" QX54 洒河镇长烈马峪村 40°19'27" 118°14'42" QX23 汉儿庄乡脑峪村 40°25'01" 118°13'35" QX55 旧城乡粳子峪村 40°10'53" 118°22'33" QX24 汉儿庄乡脑峪村 40°24'35" 118°14'52" QX56 旧城乡粳子峪村 40°10'51" 118°22'51" QX25 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'46" 118°13'37" QX57 金厂峪镇刘存寨村 40°17'28" 118°26'54" QX26 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'23" 118°13'24" QX58 尹庄镇樊庄村 40°07'09" 118°29'43" QX27 汉儿庄乡尖山峪村 40°22'57" 118°14'30" QX59 罗家屯镇西寨村 40°09'33" 118°26'28" QX28 汉儿庄乡尖山峪村 40°22'40" 118°14'52" QX60 罗家屯镇西寨村 40°09'33" 118°26'27" QX29 汉儿庄乡鸽子峪村 40°21'35" 118°14'28" QX61 青龙县温杖子村 40°16'43" 118°49'17" QX30 汉儿庄乡杨家峪村 40°24'57" 118°13'56" QX62 兴隆镇三道河村 40°22'27" 118°29'18" QX31 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'23" 118°13'24" QX63 渔户寨镇东水峪村 40°18'18" 118°20'50" QX32 抚宁县旧县村 39°51'44" 119°10'35" 燕山早丰 汉儿庄乡杨家峪村 40°23'03" 118°13'18" 注:未注明所在县的均采集于迁西县境内。
Note: All the counties that are not indicated were collected in Qianxi County.表 2 板栗种质品质的等级评价法排名
Table 2. Chestnut germplasms quality evaluation ranking by rank evaluation method
代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking QX8 1 QX36 17 QX11 33 QX27 49 QX35 2 QX15 18 QX1 34 QX26 50 QX61 3 QX7 19 QX60 35 QX18 51 QX34 4 QX62 20 QX51 36 QX16 52 QX33 5 QX6 21 QX47 37 QX13 53 QX57 6 QX56 22 QX37 38 QX9 54 QX55 7 QX50 23 QX32 39 QX54 55 QX42 8 QX41 24 QX24 40 QX44 56 QX40 9 QX2 25 QX59 41 QX38 57 QX4 10 QX58 26 QX5 42 QX28 58 QX25 11 QX52 27 QX39 43 QX23 59 QX22 12 QX45 28 QX31 44 QX10 60 QX53 13 QX14 29 QX3 45 QX20 61 QX49 14 QX46 30 QX21 46 QX29 62 QX48 15 QX30 31 QX17 47 QX19 63 QX43 16 QX12 32 QX63 48 表 3 单果鲜质量、含水量、淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白的相关性分析
Table 3. Correlation analysis between single seed fresh, water content, starch, soluble sugars, and soluble proteins
品质指标
Quality parameters单果鲜质量
Single seed fresh含水量
Water content淀粉
Starch可溶性糖
Soluble sugars可溶性蛋白
Soluble proteins单果鲜质量Single seed fresh 1 0.292* 0.078 −0.015 −0.196 含水量Water content 0.292* 1 0.255* −0.081 −0.037 淀粉Starch 0.078 0.255* 1 −0.446** 0.094 可溶性糖Soluble sugars −0.015 −0.081 −0.446** 1 −0.141 可溶性蛋白Soluble proteins −0.196 −0.037 0.094 −0.141 1 注:相关性分析结果为主成分分析计算,*显著水平为0.05,**显著水平为0.01。
Notes: Correlation results for principal component analysis. *Significance is 0.05, ** Significance is 0.01表 4 板栗品质指标主成分的方差贡献率
Table 4. Variance contribution rates of the principal components to the quality al index characteristics of Chinese chestnuts
主成分
Principal component初始特征值Initial eigenvalue 提取平方和载入Extract square sum loading 特征值
Eigenvalues方差贡献率
Variance contribution
rate %累积贡献率
Cumulative contribution
rate %特征值
Eigenvalues方差贡献率
Variance contribution
rate %累积贡献率
Cumulative contribution
rate %1 1.619 32.37 32.37 1.619 32.372 32.372 2 1.341 26.82 59.19 1.341 26.817 59.189 3 0.846 16.93 76.12 4 0.682 13.64 89.76 5 0.512 10.24 100.00 表 5 板栗品质质量指标的主成分载荷矩阵
Table 5. Loading matrix of two principal components to the quality al quality characteristics of Chinese chestnuts
主成分1Principal component 主成分2Principal component 单果鲜质量Single seed fresh 0.349 0.712 含水量Water content 0.582 0.452 淀粉Starch 0.808 −0.187 可溶性糖Soluble sugar −0.698 0.385 可溶性蛋白Soluble protein 0.137 −0.668 表 6 板栗种质品质的因子评价法排名
Table 6. Evaluation of Quality Evaluation of Chestnut Germplasm by Factor Evaluation Method
代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking QX7 1 QX8 17 QX40 33 QX14 49 QX5 2 QX16 18 QX44 34 QX25 50 QX43 3 QX22 19 QX15 35 QX51 51 QX42 4 QX58 20 QX56 36 QX53 52 QX6 5 QX26 21 QX27 37 QX46 53 QX41 6 QX47 22 QX48 38 QX17 54 QX63 7 QX10 23 QX19 39 QX62 55 QX30 8 QX55 24 QX31 40 QX36 56 QX2 9 QX21 25 QX37 41 QX60 57 QX11 10 QX18 26 QX23 42 QX45 58 QX28 11 QX4 27 QX9 43 QX33 59 QX3 12 QX35 28 QX1 44 QX57 60 QX34 13 QX61 29 QX13 45 QX32 61 QX12 14 QX49 30 QX20 46 QX39 62 QX52 15 QX29 31 QX38 47 QX59 63 QX24 16 QX54 32 QX50 48 表 7 板栗种质品质评价的综合排名
Table 7. Comprehensive ranking of chestnut germplasm quality evaluation
代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking 代号Code 名次Ranking QX42 1 QX11 17 QX28 33 QX54 49 QX34 2 QX5 18 QX16 34 QX51 50 QX8 3 QX49 19 QX50 35 QX44 51 QX43 4 QX58 20 QX26 36 QX60 52 QX7 5 QX12 21 QX21 37 QX29 53 QX6 6 QX48 22 QX36 38 QX9 54 QX41 7 QX15 23 QX62 39 QX13 55 QX35 8 QX63 24 QX18 40 QX32 56 QX55 9 QX24 25 QX14 41 QX23 57 QX22 10 QX3 26 QX1 42 QX17 58 QX61 11 QX56 27 QX37 43 QX19 59 QX2 12 QX47 28 QX46 44 QX59 60 QX4 13 QX25 29 QX10 45 QX38 61 QX30 14 QX33 30 QX31 46 QX39 62 QX52 15 QX53 31 QX45 47 QX20 63 QX40 16 QX57 32 QX27 48 -
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