金沙柚[Citrus maxima（Burm.）Merr.] 是金兰柚和沙田柚的杂交后代，营养丰富，风味良好，是中国江西省的优良地方品种。根据笔者之前的观察，自花授粉的金沙柚坐果率低，品质不佳。因此，有必要增加授粉源或采用异源花粉进行人工授粉来确保金沙柚的产量和经济效益。但在果树研究中，不同授粉源处理在坐果率、外在品质和内在品质方面都会对被授粉品种造成影响。
在坐果率方面，徐祥增等[1]发现Tahition柚授粉东试早柚的坐果率优于其他品种处理。毛桑隐等[2]通过两种不同柚类品种对马家柚进行异源授粉，发现四倍体葡萄柚授粉后的马家柚果实坐果率更高，但信木柚授粉处理能有效提高马家柚单果质量、果径等常规品质。在外在品质方面，戴世贵[3]发现琯溪蜜柚、脆香甜柚和矮晚柚异花授粉处理后的真龙柚果实单果质量分别为1.29 kg、1.12 kg和1.41 kg，三者存在显著差异。焦嘉乐等[4]在为福丽苹果筛选适宜的授粉品种时，发现福九红和福蕾的果形指数差异较大，前者果实更圆，后者呈扁圆状。杨芩等[5]选用4个不同蓝莓品种对杰兔兔眼蓝莓进行授粉，发现芭尔德温授粉后的单果质量、果实横径和果实纵径均大于其他处理。在内在品质方面，谢明权等[6]通过7种不同柚子授粉品种对垫江白柚授粉后，发现火印沙田柚和琯溪蜜柚使其可食率分别提高了6.30%和7.10%，优于其他处理。张静茹等[7]以4种不同李品种为花粉供体、3种欧洲李为母本进行不同授粉组合研究，发现野生欧洲李授粉理查德早生时，可溶性固形物含量高达15.30%。野生欧洲李授粉总统时，总糖含量达到9.67%。
因此，笔者在本研究中拟以金沙柚为试验材料，探讨不同授粉品种对其坐果率和果实品质的影响，并基于主成分分析（PCA）进行综合评价与筛选，旨在为金沙柚栽培管理提供理论依据和参考价值。
1 材料和方法
1.1 试验材料
2021年4月15日和2023年4月15日进行授粉试验，授粉试验地分别选取为吉安市峡江县罗田镇果园和吉安市井冈山市拿山镇果园，进行不同授粉品种父本处理。试验材料均由以上果园提供。
不同授粉品种处理均以金沙柚为母本，吉安市峡江县果园以三红蜜柚、鸡尾葡萄柚、马家柚、广丰酸柚、井冈山酸柚和红肉蜜柚共6个柚类品种作为授粉源进行授粉试验。吉安市井冈山市果园以鸡尾葡萄柚、马家柚、红肉蜜柚、沙田柚、金沙柚1号、桃溪蜜柚、金兰柚、三红蜜柚共8个授粉品种。两地均以自然授粉为对照（CK）。单株实生树为1个生物学重复，每种处理设置3个生物学重复。
1.2 花粉的收集、制备与活力检测试验
不同授粉品种处理间的花粉分别于2021年4月和2023年4月采摘含苞待放发育正常的饱满花朵。并通过26～28 ℃的烘箱进行24～36 h的花药散粉工作。干燥完成后，将处理好的花粉收集并在-20 ℃的冰箱内保存备用。
花粉活力检测试验采用固定培养基进行离体培养，培养基成分为15%蔗糖＋1%琼脂＋0.01%硼酸，试验前将待测花粉置于室温下缓冲1 h，随后使用毛笔将花粉均匀散播于凹形载玻片的培养基上。于25 ℃人工培养箱暗培养2 h后，在LEICADMi8倒置生物显微镜下观察，选取花粉分布均匀且花粉粒数不少于50粒的视野进行数码拍照。每个处理设置3个生物学重复，每个生物学重复不少于3个视野，萌发花粉粒则为花粉管长度超过花粉粒直径的花粉[8]。花粉活力采用萌发花粉粒数与总花粉粒数的百分比进行计算。
1.3 授粉试验
在天气晴朗、室外温度为20～25 ℃的试验环境中选取母本整齐健壮的10年生枳砧、长势优良且无明显病虫害的金沙柚果树，每个授粉组合均选取3株金沙柚作为母本。授粉前进行疏花处理，2021年按每个花枝留4～5朵饱满花进行授粉处理，2023年按照每个授粉枝条留2～3朵饱满花进行授粉处理，并对授粉枝条进行对应挂吊牌标记。通过去雄，用毛笔进行人工点授，花序隔离在28 cm × 17 cm规格的羊皮纸袋中，防止其他花粉造成传粉影响试验结果。每个组合授粉200～300朵花，授粉后5 d摘袋。
1.4 坐果率统计和果实品质测定
坐果率以挂果数量与授粉花朵数量的比例进行计算，其统计时间为每年6月底。用游标卡尺测量果实赤道处果皮厚度。使用MI-NOLTA CR-300型（日本）色差计“CIELab”表色系统测定果皮赤道部位色差值，果皮CCI值的计算公式为1000×a*/（L*×b*）[9]。
使用电子台秤测定单果质量，可食率采用汁胞质量与单果质量的百分比进行计算，出汁率则采用果汁质量与单果质量的百分比进行计算[10]。使用PAL-1数字手持式可固仪（ATAGO，日本）测定果肉可溶性固形物含量。可滴定酸含量、可溶性糖含量和维生素C含量分别采用NaOH滴定法[11]、蒽酮比色法[12]和2,6-二氯靛酚滴定法[13]测定。固酸比为可溶性固形物含量与可滴定酸含量的比值。
1.5 数据统计与分析
果实品质性状指标变幅参考马小军等[14]的计算方法。主成分分析参考刘科鹏等[15]的计算方法。使用WPS 2021软件对数据进行整理，并通过DPS_v18.10数据分析软件对所得数据进行ANOVA式方差分析和邓肯（Duncan）差异比较显著性检验分析（P＜0.05）。图中比例尺为5 cm。
2 结果与分析
2.1 不同柚类品种花粉活力差异分析
通过对不同柚类品种花粉源的花粉萌发率进行离体培养检测，发现所有花粉都具有较高的活性，其中2021年花粉萌发率较高的花粉源为井冈酸柚花粉，为83.15%（图1-A）。2023年，桃溪蜜柚的花粉萌发率最高，为74.64%（图1-B）。
图1 不同柚类品种花粉活力差异分析
Fig. 1 Analysis of differences in pollen viability of different pomelo species
图1 （续） Fig. 1 (Continued)
2.2 不同授粉品种对金沙柚果实坐果率及外在品质的影响
由图2所示，不同柚类品种花粉为金沙柚授粉后，对其果实大小、果实形状、果实色泽、果皮厚度等均产生显著影响，但相较于对照，种子数量显著增加，裂瓣率显著降低。各授粉组合间坐果率均高于自然授粉，且疏花后保留2～3朵花的坐果效果优于保留4～5朵花。2021年红肉蜜柚异源授粉处理下坐果率最高为42.73%，其次是马家柚，坐果率为38.50%，三红蜜柚和广丰酸柚处理后的坐果率较低，分别为30.47%和32.03%（图3-A）。2023年沙田柚、马家柚和三红蜜柚授粉处理的坐果率较高，分别为73.33%、71.33%和68.87%，金沙柚1号授粉处理的坐果率最低，为62.00%（图3-B）。
图2 不同授粉品种对金沙柚果实的影响
Fig. 2 Effects of different pollination cultivars on the fruits of Jinsha pomelo
图3 不同授粉品种对金沙柚果实坐果率及外在品质的影响Fig. 3 Effects of different pollination varieties on the fruit set rate and external quality of Jinsha pomelo
图3 （续） Fig. 3 (Continued)
2021年不同授粉处理间的单果质量和果皮厚度差异较大，但在2023年采用保留更少的花处理后，不同处理间单果质量和果皮厚度的差异减少（图3-C～F）。两年的果皮CCI值结果显示，马家柚授粉处理后果皮色泽优于其他处理。2021年三红蜜柚果皮CCI值最低，为-6.21（图3-G），而2023年沙田柚果皮CCI值最低，为-2.84（图3-H）。
2.3 不同授粉品种对金沙柚果实内在品质的影响
可食率结果显示，2021年三红蜜柚授粉处理下可食率最低为45.60%，其他授粉组合与自然授粉（CK）无显著差异（图4-A）；2023年红肉蜜柚授粉处理下可食率最高为55.70%，其他授粉组合与CK无显著差异（图4-B）。出汁率结果显示，2021年马家柚授粉处理下出汁率最高为53.23%，并显著高于CK（图4-C）；而2023年金兰柚和三红蜜柚授粉处理下，出汁率分别为39.07%和38.68%，并显著高于CK（图4-D）。
图4 不同授粉品种对金沙柚果实内在品质的影响Fig. 4 Effect of different pollination varieties on the intrinsic quality of Jinsha pomelo
图4 （续） Fig. 4 (Continued)
图4 （续） Fig. 4 (Continued)
此外，两年的检测结果表明鸡尾葡萄柚、马家柚、红肉蜜柚和桃溪蜜柚授粉处理相比CK囊瓣数明显减少（图4-E～F）。鸡尾葡萄柚授粉处理可以明显提高可滴定酸含量（图4-G～H），而马家柚、红肉蜜柚授粉处理下可溶性糖含量更高（图4-I～J），马家柚、红肉蜜柚及沙田柚授粉处理下可溶性固形物含量更高（图4-K～L）。果实维生素C含量结果显示，2021年马家柚、广丰酸柚和红肉蜜柚授粉处理下维生素C含量较高，并显著高于CK（图4-M）；2023年红肉蜜柚、桃溪蜜柚、金兰柚和马家柚授粉处理下维生素C含量较高，并显著高于CK（图4-N）。2021年和2023年马家柚授粉处理均有利于风味的形成（图4-O～P）。
2.4 不同授粉组合间果实品质性状指标变幅
由表1可知，不同授粉组合间坐果率变幅为15.45%～28.71%，表明异花授粉后坐果率受不同父本影响程度较大。果实外在指标相比自然授粉，杂交授粉后单果质量并不是单一的增加或减少，不同授粉组合间单果质量变幅为20.52%～38.70%，表明异花授粉后单果质量受不同父本影响程度较大。不同授粉组合间果皮厚度变幅为14.74%～20.42%、果皮CCI值变幅为105.16%～3 487.10%。表明异花授粉后果皮厚度、果实色泽受不同父本影响程度较大。
表1 不同授粉品种对金沙柚果实品质指标变幅分析
Table 1 Analysis of the variation amplitude of fruit quality indexes of Jinsha pomelo by different pollination varieties
品质指标Quality index单果质量Single fruit mass果皮厚度Peel thickness可食率Edible rate出汁率Juice rate囊瓣数Juice vesicle numbers果皮CCI值Peel CCI value可溶性固形物含量Soluble solid content可滴定酸含量Titratable acid content可溶性糖含量Soluble sugar content维生素C含量Vtamin C content坐果率Fruit set rate固酸比Solid-acid ratio变幅Variation amplitude/%20.52～38.70 14.74～20.42 18.21～25.58 30.38～31.61 14.29～26.09 105.16～3 487.10 12.92～19.93 29.84～35.85 14.82～25.11 19.55～25.02 15.45～28.71 34.50～38.57
果实内在性状指标中，不同授粉组合间可食率变幅为18.21%～25.58%、出汁率变幅为30.38%～31.61%、囊瓣数变幅为14.29%～26.09%，表明异花授粉后果实可食率、出汁率、囊瓣数受不同父本影响程度较大。果实内在营养指标中，不同授粉组合间可滴定酸含量变幅为29.84%～35.85%、可溶性固形物含量变幅为12.92%～19.93%、可溶性糖含量变幅为14.82%～25.11%、维生素C含量变幅为19.55%～25.02%、固酸比变幅为34.50%～38.57%，表明异花授粉后果实可滴定酸含量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、维生素C含量、固酸比受不同父本影响程度较大。
2.5 基于主成分分析综合评价不同授粉品种处理对金沙柚果实品质的影响
对12项主要的果实性状指标进行主成分分析。由表2可知，2021年前4个主成分（特征根＞0.9）累计贡献率达到96.564%，完全符合分析要求。通过特征向量发现，决定第1主成分大小的主要是可溶性固形物含量；决定第2主成分大小的主要是可滴定酸含量和固酸比；决定第3主成分大小的主要是果皮CCI值、可食率和出汁率；决定第4主成分大小的主要是果皮CCI值、可食率、坐果率和单果质量。
表2 不同授粉组合金沙柚主要果实品质指标的主成分分析
Table 2 Principal component analysis of major fruit quality indicators of Jinsha pomelo in different pollination combinations
品质指标Quality index单果质量Single fruit mass果皮厚度Peel thickness可食率Edible rate出汁率Juice rate囊瓣数Juice vesicle numbers果皮CCI值Peel CCI value可溶性固形物含量Soluble solid content可滴定酸含量Titratable acid content可溶性糖含量Soluble sugar content维生素C含量Vtamin C content坐果率Fruit set rate固酸比Solid-acid ratio特征值Egen value方差贡献率Contribution to variance/%累计方差贡献率Cumulative variance contribution/%2021年负荷量 Load capacity in 2021 1-0.327 0.322 0.286 0.165 0.328 0.175 0.400 2342345 0.205-0.069-0.131 0.332-0.280 0.122 0.063 0.167-0.203 0.427-0.552-0.259 0.527 0.138 0.424-0.366 0.393 0.086-0.080-0.523 0.049 2023年负荷量 Load capacity in 2023 1-0.093 0.139-0.265-0.415-0.161 0.012 0.394 0.554-0.017-0.413 0.032 0.223 0.520-0.041-0.129 0.567 0.238 0.242-0.208 0.194 0.341-0.220-0.293 0.231 0.113 0.536 0.263 0.122 0.196 0.021 0.084 0.436-0.242 0.266-0.377-0.0990.5480.003-0.0040.429-0.093-0.1460.0750.536 0.3550.257-0.1420.128-0.109-0.1040.3760.4480.149 0.3570.2050.2390.0900.267-0.035-0.2450.457-0.069 0.334 0.117 5.823 48.524-0.166 0.541 3.120 26.001-0.040 0.047 1.517 12.641 0.465-0.042 1.128 9.398 0.165 0.505 3.372 28.101 0.419-0.056 2.574 21.446 0.356 0.027 2.313 19.276 0.076 0.089 2.030 16.916-0.251 0.339 0.988 8.232 48.52474.52587.16696.56428.10149.54868.82385.73993.971
由表2可知，2023年前5个主成分（特征根＞0.9）累计贡献率达到93.971%，完全符合分析要求。通过特征向量发现，决定第1主成分大小的主要是可溶性固形物含量、固酸比、可滴定酸含量和出汁率；决定第2主成分大小的主要是单果质量、可食率、果皮CCI值和坐果率；决定第3主成分大小的主要是果皮厚度；决定第4主成分大小的主要是囊瓣数、维生素C含量和可溶性糖含量；决定第5主成分大小的主要是可滴定酸含量、出汁率。
2.6 不同授粉品种处理金沙柚主要果实品质的主成分因子得分及综合得分
由表3可知，2021年马家柚和红肉蜜柚授粉品种处理的金沙柚果实品质综合得分排名较高，说明其作为金沙柚的授粉父本效果较好。
表3 不同授粉品种处理金沙柚主要果实品质的主成分因子得分及综合得分（2021年）
Table 3 Principal component factor scores and composite scores of major fruit qualities of Jinsha pomelo treated with different pollination cultivars (2021)
授粉品种Pollination cultivar排序Sort马家柚Majia pomelo红肉蜜柚Hongroumiyou广丰酸柚Shangrao sour pomelo鸡尾葡萄柚Cocktail Grapefruit三红蜜柚 Sanhongmiyou对照CK 123456综合得分Composite score 2.633 0.254-0.307成分得分Component score PCA1 4.149 1.397-1.565 PCA2 2.481-1.978 0.354 PCA3 0.013-0.447 2.180-0.3560.950-2.6290.135-1.046-1.178-2.105-2.826 0.733 1.039-2.028 0.147
由表4可知，2023年马家柚、沙田柚和红肉蜜柚授粉品种处理的金沙柚果实品质综合得分排名较高。基于两年重复试验的主成分分析表明，影响授粉后金沙柚果实品质的主要性状为单果质量、坐果率、果皮CCI值、固酸比、可滴定酸含量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量以及维生素C含量。
表4 不同授粉品种处理金沙柚主要果实品质的主成分因子得分及综合得分（2023年）
Table 4 Principal component factor scores and composite scores of major fruit qualities of Jinsha pomelo treated with different pollination cultivars (2023)
授粉品种Pollination cultivar排序Sort马家柚Majia pomelo沙田柚Shatian pomelo红肉蜜柚Hongroumiyou金兰柚Jinlan pomelo金沙柚1号Jinsha No.1 pomelo桃溪蜜柚Taoximiyou三红蜜柚 Sanhongmiyou鸡尾葡萄柚Cocktail Grapefruit对照CK 123456789综合得分Composite score 1.334 0.633 0.322 0.181 0.021成分得分Component score PCA1 2.121 3.338 1.042-1.332 0.169 PCA2 1.787-0.075-2.374 0.579-0.209 PCA3 0.545 0.616 1.427 0.016 0.045-0.123-0.372-0.566 0.264-2.392-2.266 1.758 0.320 1.247-2.996 2.077 0.424-1.429-0.945-3.034-2.153
3 讨 论
果树的遗传特征、花粉来源是影响果实坐果率和果实品质的重要因素。柚类异花授粉能明显提高果实坐果率，这一现象已得到广泛报道。薛妙男等[16]发现沙田柚自花授粉的坐果率仅有2.00%左右，而蔡军等[17]使用5个不同异源柚类品种对沙田柚进行授粉处理，在经过两次生理落果后，果实坐果率显著高于自花授粉处理。同样，易小艳等[18]采用2个不同异源柚类授粉品种对东试早柚进行授粉处理，与自花授粉相比果实坐果率分别明显提高了63.24%和53.00%。笔者前期观察发现，金沙柚自花授粉时坐果率低于1.00%，通过使用10种不同柚类花粉对其进行授粉均能显著提高坐果率。尤其是每个花序保留2～3朵花时，坐果率相比对照提高30%以上，可有效提高金沙柚产量。
笔者在本研究中发现异花授粉对金沙柚单果质量、果皮厚度、果皮CCI值这3项外在品质的影响存在显著差异且变幅均大于20.00%。倪海枝等[19]使用5个不同柚类品种对玉环柚进行授粉处理，发现异源四倍体杂种甜橙+柠檬花粉使其在单果质量和可食率方面分别提高了206 g和6.00%，果皮厚度减少了1.90 mm。张瑞敏等[20]使用5个不同柚类品种对沙田柚进行授粉处理，发现梅花早柚使其单果质量提高了0.15 kg而果皮厚度减少了7 mm。以上研究均表明异花授粉可有效改善柚类果实的外在品质，本文与上述研究结果基本一致。异花授粉对金沙柚可食率、出汁率、囊瓣数、可滴定酸含量、固酸比、可溶性糖含量、维生素C含量和总黄酮含量这8项内在品质指标的影响存在显著差异且变幅均大于20.00%。朱东煌[21]通过两年试验分析了异花授粉对琯溪蜜柚果实品质的影响，发现坪山柚授粉处理的果实可溶性固形物含量在2013年和2014年分别较对照显著提高了0.88%和1.02%。总酸含量分别提高了0.12%和0.06%。徐祥增等[1]使用8个不同柚类品种对东试早柚授粉的结果发现，火焰（Flame）葡萄柚显著提高其固酸比0.52。以上研究均说明异花授粉可以有效改善柚类果实的内在品质，本文与上述研究结果基本一致，异花授粉技术是有效改善柚类果实风味的重要技术手段之一。
主成分分析是客观评价果实品质的综合应用技术，可以对众多影响果实风味的指标进行全面评估，从而筛选出最佳的品种或处理。如赵双等[22]通过对30个杨梅品种的果实品质进行主成分分析发现，可滴定酸含量、可溶性固形物含量和抗坏血酸含量等内在品质指标是评价杨梅果实品质特性的关键指标。综合得分表明常熟早红杨梅、木叶梅杨梅和小黑头杨梅综合果实品质更佳。温锦丽等[23]通过对10种软枣猕猴桃的果实品质进行主成分分析，发现单果质量、可溶性蛋白含量、可滴定酸含量、果实色差等性状是评价其果实品质的主要因素。综合性状得分表明龙城2号和魁绿的果实风味较佳，适宜进行猕猴桃的育种以及推广。徐臣善[24]对9个不同苹果品种授粉处理的长富2号苹果果实品质进行主成分分析，发现单果质量、固酸比、可溶性糖含量和维生素C含量等性状对果实品质的贡献率较高，其中雪红和美红的授粉效果较好。笔者通过主成分分析，为有效筛选金沙柚的优良授粉品种提供了理论依据。
4 结 论
笔者以金沙柚为试验材料，设置10个不同授粉品种（马家柚、鸡尾葡萄柚、广丰酸柚、井冈山酸柚、红肉蜜柚、三红蜜柚、桃溪蜜柚、金沙柚1号、金兰柚、沙田柚），探讨了异花授粉对金沙柚坐果率和果实品质的影响，从而筛选出金沙柚的最佳授粉品种。通过比较12个果实品质性状指标的差异，发现它们受父本影响程度较大。提取对金沙柚果实具有显著影响的品质指标进行主成分分析，结果表明其主成分累计贡献率可超过93.00%，各主成分分别反映了果实质量、色泽、糖酸及其他营养指标。主成分综合因子得分及排序表明，金沙柚×马家柚的授粉组合综合排名最高，其次是金沙柚×红肉蜜柚、金沙柚×沙田柚。研究结果为金沙柚生产中授粉品种的选取提供了参考依据。
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