猕猴桃属(Actinidia)植物有54 个种,绝大多数原产于我国且为特有分布[1-2]。市场上常见的猕猴桃为猕猴桃属植物中华猕猴桃原变种(A. chinensis var. chinensis)和中华猕猴桃美味变种(A. chinensis var. deliciosa),二者同属于中华猕猴桃(A. chinensis),主要区别在于美味变种果实表面密被糙毛,而中华变种果皮相对光滑[3]。猕猴桃相对于柑橘、葡萄等大宗水果的驯化栽培历史较短,商业化栽培仅有100多年的历史[4],目前全世界选育的猕猴桃品种超过200个,其中广泛栽培的品种有20个左右[5-7]。
猕猴桃果实品质的评价对品种选育、种植者和消费者品种选择等具有重要意义,刘磊等[8]对30 个猕猴桃品种的可溶性固形物含量(soluble solids content,SSC)、维生素C含量等主要品质指标进行了综合评价,认为红阳和翠玉等品种综合表现较优。也有许多研究对野生种质资源的果实进行评价,筛选到具有育种价值的特异资源[9-10]。在众多果实评价参数中,可溶性固形物含量是反映果实品质的重要指标,它包含了果实中可溶性的糖、酸、果胶和单宁等成分[11]。糖度中85%左右的成分是可溶性固形物,因此常以可溶性固形物含量反映糖度[12]。作为与糖分含量和甜度高度相关的指标,可溶性固形物含量很大程度上影响着果实的风味,是构成种植者生产意愿和消费者购买意愿的重要决定因素[11]。作为猕猴桃果实品质评测的重要参数,可溶性固形物含量也是果实采收和品质定级的重要参考依据[13-14]。随着猕猴桃育种创新和产业的发展,对可溶性固形物含量的准确性及划分标准提出了更高的要求。目前猕猴桃常用的采收标准为可溶性固形物含量(w,后同)达到6.5%,但对于高糖含量的品种没有作出特别规定[15-16]。在众多的猕猴桃品种中,只有金艳等少数品种被用于研究可溶性固形物含量在果实内部的分布特点,发现其果实内部的可溶性固形物含量分布存在显著差异[17]。因此,明确不同品种猕猴桃内部的可溶性固形物含量空间分布特点对采收指导、果实评价等方面具有重要意义。
鉴于此,笔者以秦巴山区南部新兴栽培的4 个猕猴桃新品种为材料,评价了不同品种的果实品质,进一步探讨了可溶性固形物含量在果实不同部位的空间分布特点,以期为品种选择、采收标准制定及科学取样提供参考依据。
供试的猕猴桃新品种武当1 号[18]、汉美[19]、汉香和中猕2号[20]均种植于十堰市经济作物研究所试验基地(湖北省十堰市郧阳区,东经110°44′24″,北纬32°49′11.99″,海拔235 m),各品种的详细信息见表1。所有品种同时种植,树龄相当,2024年秋季果实可溶性固形物含量为6.5%~7.0%时采摘。每个品种随机选3 棵树采集果实30 个,以10 个果实为1 个单位,3次重复,进行果实品质检测。
表1 品种信息
Table 1 Information on cultivars
品种Cultivar武当1号Wudang No.1种类Variety中华猕猴桃A.chinensis var.chinensis选育单位Breedinginstitution十堰市经济作物研究所Economic Crops ResearchInstitute of Shiyan City亲本来源Origin湖北十堰野生优系Wild resource in Shiyan,Hubei汉香Hanxiang汉美Hanmei中猕2号Zhongmi No.2中华猕猴桃A.chinensis var.chinensis美味猕猴桃A.chinensis var.deliciosa美味猕猴桃A.chinensis var.deliciosa十堰市经济作物研究所Economic Crops ResearchInstitute of Shiyan City十堰市经济作物研究所Economic Crops ResearchInstitute of Shiyan City中国农业科学院郑州果树研究所Zhengzhou Fruit ResearchInstitute,Chinese Academy of Agricultural Sciences湖北十堰野生资源实生后代Seedling of wild resource in Shiyan,Hubei湖北十堰野生资源实生后代Seedling of wild resource in Shiyan,Hubei以米良1号为母本,太行雄鹰为父本种内杂交Intraspecific hybridization,Мiliang No.1♀×Taihang Eagle♂审定或品种权Plant variety registration/Plant variety protection 2016 年通过湖北省林木良种审定(鄂S-SV-AC-009-2015)Certified as a Provincial Elite Forest Variety by Hubei Province in 2016(E S-SV-AC-009-2015)2024年获得国家植物新品种权(CNA20191001687)Granted National Plant Variety Protection (PVP)Rights in 2024(CNA20191001687)2018年获得国家植物新品种权(CNA20160825.1)Granted National Plant Variety Protection (PVP)Rights in 2018(CNA20160825.1)2014 年通过河南省林木良种审定,2017年获得农业农村部植物新品种权(CNA20150409.6),2022 年通过国家林业和草原局林木品种审定委员会审定(国S-SV-AC-021-2022)Certified as a Provincial Elite Forest Variety by Henan Province in 2014,granted National Plant Variety Protection(PVP)Rights in 2017(CNA20150409.6),certified by the National Forest Variety Certification Committee under the NFGA in 2022(CN S-SV-AC-021-2022)
使用千分之一电子秤称量单果质量;使用千分之一游标卡尺测量果实的纵径、横径和侧径,以纵径/横径表示果形指数;参考黄天姿等[21]等的方法略作修改,使用水果测糖仪(PAL-1型、日本爱拓ATAGO)测量可溶性固形物含量,首先将果实按照纵径长度三等分的方式切分成果柄端、中段和果喙端3部分,然后提取全部果汁测量可溶性固形物含量;可溶性糖和总酸含量参考申素云等[22]的方法测定;使用烘干法测定干物质含量[10];果实维生素C含量委托农业农村部食品质量检验测试中心(武汉)检测,检测方法执行食品安全国家标准GB 5009.86—2016《食品中抗坏血酸的测定》中的第一法——高效液相色谱法[23]。
采用Мicrosoft Excel 2019 软件整理数据,采用IBМ SPSS Statistics 26 软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),差异显著性检验选择邓肯法(Duncan),显著性水平为0.05;用皮尔逊相关系数(Pearson correlation coefficient)分析查看各性状间的相关性;采用变异系数(Coefficient of variation,CV)表示可溶性固形物含量在果实内部离散程度,计算公式:CV=δ/μ(δ为标准差,μ为平均值)[10]。
从表2可知,4个猕猴桃新品种在单果质量等外观品质上具有显著差异。其中汉香猕猴桃的单果质量为59.26 g,显著小于其他品种,武当1 号、中猕2号和汉美单果质量依次为114.44、124.47和132.99 g,三者无显著差异;汉香的纵径和横径均显著小于其他3 个品种,其他3 个品种在果实横径上无显著差异,而汉美的纵径显著大于中猕2号;武当1号和汉美的果实侧径显著大于汉香,中猕2号和其他品种无显著差异。汉香的果形指数显著小于其他品种,其次是中猕2号显著大于汉香而显著小于其他品种,武当1号和汉美的果形指数偏大且二者无显著差异。
表2 不同猕猴桃新品种果实外观品质
Table 2 Appearance quality of fruit in different kiwifruit cultivars
注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。
Note:Different small letters in the same column indicate significant difference(P<0.05).The same below.
品种Cultivar武当1号Wudang No.1汉香Hanxiang汉美Hanmei中猕2号Zhongmi No.2果形指数Fruit shape index 1.42±0.01 a 1.07±0.02 c 1.41±0.03 a 1.29±0.05 b单果质量Single fruit mass/g 114.44±2.76 a 59.26±3.75 b 132.99±7.97 a 124.47±8.18 a纵径Vertical diameter/cm 72.46±1.80 ab 49.82±1.66 c 76.67±0.63 a 70.64±1.18 b横径Horizontal diameter/cm 50.98±0.95 a 46.52±0.90 b 54.34±0.84 a 54.76±1.60 a侧径Lateral diameter/cm 47.10±0.98 a 43.02±0.86 b 47.51±0.17 a 45.88±1.43 ab
不同品种的果实内在品质如表3 所示,汉香的可溶性固形物含量为20.04%,显著高于其他3 个品种,中猕2 号(18.34%)显著高于武当1 号(15.78%)和汉美(15.51%);汉香、中猕2 号、汉美和武当1 号的可溶性糖含量依次为12.04%、11.36%、10.47%和10.23%,其中汉香显著高于武当1 号;4 个品种的总酸含量没有显著差异,含量为1.24%~1.41%。汉香、中猕2 号、武当1 号和汉美的干物质含量依次为20.37%、19.45%、18.35%和17.37%,其中汉香显著高于汉美;4 个品种的维生素C 含量差异不大,介于96.67~118.53 mg·100 g-1,其中武当1 号和中猕2 号显著高于汉香。
表3 不同猕猴桃新品种果实内在品质
Table 3 Intrinsic quality of fruit in different kiwifruit cultivars
品种Cultivar武当1号Wudang No.1汉香Hanxiang汉美Hanmei中猕2号Zhongmi No.2 w(可溶性固形物)Soluble solids content/%15.78±0.18 c 20.04±0.25 a 15.51±0.25 c 18.34±0.17 b w(可溶性糖)Soluble sugar content/%10.23±0.62 b 12.04±0.52 a 10.47±0.44 ab 11.36±0.34 ab w(总酸)Total acid content/%1.26±0.03 a 1.30±0.10 a 1.41±0.07 a 1.24±0.05 a w(干物质)Dry matter content/%18.35±0.36 ab 20.37±0.63 a 17.37±0.90 b 19.45±0.61 ab w(维生素C)Vitamin C content/(mg·100 g-1)118.53±3.94 a 96.67±3.93 b 103.67±8.37 ab 118.27±5.43 a
对4 个猕猴桃品种果实的内、外品质指标进行相关性分析,结果(图1)发现,部分指标相互表现出强或极强的相关性。其中单果质量与果实纵径、横径、果形指数呈极显著正相关,与果实侧径呈显著正相关,与可溶性固形物含量呈极显著负相关,与干物质含量呈显著负相关;可溶性固形物含量与干物质含量呈极显著正相关,与可溶性糖含量呈显著正相关;总酸含量与干物质含量呈显著负相关;维生素C含量与其余指标没有显著相关性。
图1 猕猴桃果实品质指标相关性分析
Fig.1 Correlation analysis of fruit quality indexes of kiwifruit
对4个猕猴桃品种果实果柄端、中段和果喙端3个部位(图2)的可溶性固形物含量进行分析,发现不同品种表现出不一样的分布特点。从图2-A中可看出,4 个猕猴桃品种果实均表现出可溶性固形物含量从果喙端向果柄端递减的趋势,中猕2号和武当1号在各部位没有显著差异,而汉美猕猴桃果柄端的可溶性固形物含量显著低于中段和果喙端,汉香猕猴桃果喙端的可溶性固形物含量显著高于果柄端。
图2 4 个猕猴桃新品种果喙端、中段和果柄端的可溶性固形物含量
Fig.2 The content of soluble solids in the stalk end,middle part,and beak end of four kiwifruit cultivars
进一步对各品种果实不同部位的可溶性固形物含量分布特点进行分析(表4),在可溶性固形物含量所有记录值中,中猕2 号、武当1 号和汉美的最大记录值均来自于果喙端,而最小记录值均来自于果柄端;汉香猕猴桃的可溶性固形物含量最大记录值和最小记录值均来自中段。从各品种全果的极差值来看,果实内部可溶性固形物含量差异值较大,介于2.3~3.1 百分点。从各品种果喙端和果柄端与全果可溶性固形物含量的差值来看,除了中猕2 号果喙端,其他值均超过了0.30%。中猕2号、武当1号、汉美和汉香果实中可溶性固形物含量的变异系数依次降低,分别为5.24%、4.73%、4.03%和3.67%。
表4 4 个猕猴桃新品种不同部位可溶性固形物含量分布特征和变异情况
Table 4 Distribution characteristics and variation of soluble solid content in different parts of four new kiwifruit cultivars
品种Cultivar位置Part标准差SD中猕2号Zhongmi No.2与全果的差值Difference with the whole fruit 0.23 0.10-0.34汉美Hanmei 0.38 0.09-0.46武当1号Wudang No.1 0.31 0.01-0.32汉香Hanxiang果喙端Beak end中段Мiddle part果柄端Stalk end全果Whole fruit果喙端Beak end中段Мiddle part果柄端Stalk end全果Whole fruit果喙端Beak end中段Мiddle part果柄端Stalk end全果Whole fruit果喙端Beak end中段Мiddle part果柄端Stalk end全果Whole fruit w(可溶性固形物)Soluble solid content/%平均值Мean 18.57 18.44 18.00 18.34 15.89 15.60 15.05 15.51 16.09 15.79 15.46 15.78 20.50 19.98 19.63 20.04最大值Мax.19.90 19.60 19.30 19.90 16.70 16.40 15.70 16.70 17.00 17.00 16.90 17.00 21.10 21.50 20.90 21.50最小值Мin.17.00 16.80 16.80 16.80 14.60 15.00 14.40 14.40 15.40 14.30 14.20 14.20 20.10 18.60 18.90 18.60极差Range 2.9 2.8 2.5 3.1 2.1 1.4 1.3 2.3 1.6 2.7 2.7 2.8 1.0 2.9 2.0 2.9 0.46-0.06-0.41 0.96 1.03 0.89 0.96 0.69 0.49 0.38 0.63 0.62 0.72 0.82 0.75 0.28 0.94 0.61 0.74变异系数Coefficient of variation,CV 5.18 5.57 4.96 5.24 4.32 3.14 2.53 4.03 3.86 4.55 5.31 4.73 1.36 4.68 3.09 3.67
猕猴桃作为一种驯化仅100 多年的新兴水果,品种改良成果远不如其他大宗水果,我国主栽的猕猴桃品种有10 多个[5],这些品种对地域和气候环境有一定的偏好性,表现出果实品质的多样性[24-25]。近年来越来越多的猕猴桃新品种开始进入市场,只有对这些品种表现进行充分评价,才能为种植和消费过程中品种的选择提供科学、全面的依据。研究发现,在十堰地区种植的中猕2号、汉美、武当1号和汉香4 个猕猴桃新品种表现出单果质量较大、可溶性固形物含量较高等特点,表明它们是适宜鄂西秦巴山区发展的优良品种。中猕2号作为通过国审的品种,综合品质较好,近年来已在全国多个省份开始推广,是十堰地区的主栽品种之一,本研究中中猕2号的可溶性固形物含量、干物质含量等指标与其在全国优势产区的品质表现相当[25]。其他3个品种都是来源于秦巴山区鄂西北片区的野生资源,在十堰种植具有明显的地域优势,尤其是部分性状超过了中猕2 号。汉美是一个大果型的美味品种,自然条件下单果质量超过了130 g,与长期以来品质鉴定的结果相符[19];武当1 号是一个综合性状比较平衡的中华品种,通过了湖北省良种审定,在鄂西北地区有一定的种植规模,而且该品种是中华系列少有的果肉偏绿的品种,但是其颜色保持也和其他中华品种一样容易受到环境因素的影响[26-27];汉香猕猴桃的特点鲜明,单果质量在4 个品种中最低,可溶性固形物、可溶性糖及干物质含量均表现最高,品种发展潜力大,后期可通过育种改良[7]或栽培措施的优化[28-29]进一步提升其综合品质。研究还发现这些新品种和目前主栽的品种类似[30],部分品质指标间具有高度的相关性,尤其是可溶性固形物含量与糖含量相关指标高度相关,表明可以通过相关指标侧面反映猕猴桃果实其他方面的品质表现。
已有研究发现,枇杷[31]、苹果[32]、梨[33]、杧果[34]、木瓜[35]和柚子[36-37]等果树中均存在可溶性固形物含量在果实内分布不均匀现象,且不同水果或同类水果的不同品种间分布规律也有差异。笔者在本研究也发现4个猕猴桃新品种果实不同部位的可溶性固形物含量存在差异,而且汉美和汉香内部存在显著差异。廖光联等[17]发现黄肉主栽品种金艳的果实中部可溶性固形物含量显著高于两端,与本研究中的4个品种表现不同,而红阳和金果2 个品种果实喙端的可溶性固形物含量显著高于果柄端,与本研究中的汉美和汉香品种类似。日本研究人员通过高光谱成像检测的方法也发现从新西兰进口的黄肉猕猴桃果喙端具有更高的可溶性固形物含量[38],表明无损检测结果和本研究具有类似的结果。在桃的研究中,使用近红外光谱检测技术(NIR)在果实赤道部位采集样品的NIR光谱参数进行模型预测可溶性固形物含量,通过榨取全果汁获取真实可溶性固形物含量,实测值与预测值相关性表明可溶性固形物含量模型相关性较差[39]。因此,在果实品质分析时使用不同部位混合果汁检测可溶性固形物含量等品质是比较科学的[40]。
本研究中的4个品种果实都表现出果喙端向果柄端可溶性固形物含量下降的趋势。果实内部可溶性固形物含量的差异显著性既受到基因型的影响,如火龙果[41-42]、木瓜[35,43]中的可溶性固形物含量分布特征表现出因品种而异的情况,这种差异也可能受到环境的调控,如套袋等不同农艺措施能改变红阳猕猴桃的可溶性固形物含量空间分布规律[17]。猕猴桃果实内部可溶性固形物含量的空间分布差异除了对果实采收、评价有影响外,也有研究表明,猕猴桃果实喙端的快速软化与可溶性固形物含量的分布差异相关[44],但关于不同猕猴桃品种可溶性固形物含量空间分布差异的原因及调控机制还有待深入研究。
综上所述,研究发现中猕2号、汉美、武当1号和汉香4 个猕猴桃新品种的果实品质表现较优,适宜在鄂西秦巴山区种植。研究进一步揭示了可溶性固形物含量这一关键指标在不同品种果实内部的空间分布差异,为猕猴桃品种改良、品质鉴定、采收标准制定等方面提供了科学依据。
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Analysis of fruit quality and spatial distribution of soluble solids content in four new kiwifruit cultivars