廣西核桃優良種質分布情況及堅果品質差異性分析

趙志珩，藍振岐，梁文匯，黃曉露，李開祥，廖健明，李寶財，劉 丹，覃曉斌

（1.廣西壯族自治區林業科學研究院 廣西特色經濟林培育與利用重點實驗室，南寧 530002；2.河池市金城江區大山塘林場，廣西河池 547000；3.河池市林業科學研究院，廣西河池 547000）

核桃（Juglans regia）又稱胡桃、羌桃，為落葉喬木，奇數羽狀復葉，雌雄同株，屬胡桃科（Juglandaceae）核桃屬植物[1]，與扁桃、腰果、榛子一起，并列為世界四大干果，也是我國重要的經濟林樹種之一。現階段主要經濟林樹種是通過無性繁殖進行繁育的，其遺傳背景比較單一且能保持品種的優良性狀，但用于資源發掘的潛力不大。而野生居群與本地實生農家類型是通過異花授粉方式實生繁殖，積累了大量的遺傳多樣性，是主要的遺傳資源庫[2]。種質資源是林木遺傳改良和相關基礎研究的物質基礎，直接影響著現代種業的可持續發展[3]，世界各國對種質資源的保護和利用十分重視[4-5]。合理保存核桃種質資源，分析種質資源遺傳多樣性，有利于優異種質資源的挖掘與創新，對核桃育種和生產具有重要指導意義[6]。

廣西核桃主要分布在云貴高原的南部邊緣地帶，屬于我國核桃栽培的一個獨特區域（核桃分布的最南端），科學的調查、保護、合理并可持續的開發和利用這些豐富的種質資源對廣西乃至我國核桃產業的長足發展具有重要意義。但目前對本地區核桃屬植物缺乏全面了解，特別是對一些優良種質的研究、發掘和利用幾乎仍是空白。本研究擬在對全區核桃種質資源前期調研的基礎上，全面調查廣西核桃優良種質的分布情況及其規模，對各類核桃優良種質的分布區域、果實表型性狀及品質進行測定分析，為資源保護、育種的親本選擇和優良性狀的早期鑒定提供參考，對于推廣核桃優良品種系具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 調查方法

2016年采用資料查詢、知情人訪談、踏查、線路調查、樣地調查、單株調查等方法對廣西全區縣級行政區域核桃種質資源進行調查每個區縣選擇3個重點鄉鎮，同時在重點鄉鎮選擇3個具有代表性的區域，記錄目的資源所處的植物群落、生境、分布、樹體形態、花果形態等，填寫調查表格，拍攝照片并采集標本及樣品等。

1.2 試驗材料

本研究以廣西11個縣（市、區）的核桃種質資源為研究對象，并參考《核桃堅果質量等級（GB/T 20398-2006）》、《核桃豐產與堅果品質（GB7907-87）》，將核桃堅果品質分為感官指標、物理指標及化學指標作為核桃質量分級標準，選取81株核桃優良種質作為研究對象。

表1 核桃分布地區基本概況Tab.1 General situation of walnut distribution areas

1.3 試驗方法

1.3.1 堅果表型性狀的測定

堅果干重：用電子天平（精確到0.01 g）稱量已經風干的核桃堅果，對每一單個堅果進行稱量，共稱30個堅果，取其平均值。

縱徑、橫徑、縫徑：用游標卡尺（精確到0.01 mm）分別測量堅果三徑，測30個堅果，取其平均值。

殼厚：用游標卡尺（精確到0.01 mm）測量，測30個堅果，取其平均值。

核仁重量：用電子天平（精確到0.01 g）稱量去堅果殼的核仁，測量30個堅果，取它們平均值。

1.3.2 核桃內在品質測定

核仁脂肪含量測定，按照GB 2906-82的索氏提取法[7]，核仁蛋白質含量測定（凱氏定氮法）[8]。

1.4 數據處理

實驗數據采用SPSS 16.0軟件計算表型性狀及內在品質平均值（X），標準差（S），方差分析與LSD多重比較。

2 結果與分析

2.1 核桃優良種質分布情況

2.1.1 水平分布

水平分布上，廣西核桃資源野生資源較少，主要以泡核桃為主，占90%以上，全區資源主要分布在云貴高原南部邊緣地帶及紅水河兩岸的河池（鳳山、南丹、天峨、大化、金城江區、環江、宜州、巴馬）及百色（樂業、田林、隆林、凌云）等地區，核桃種質資源主要分布在105′10′06″～105′39′14″E，24°28′26″～25°31′10″N。

2.1.2 垂直分布

廣西核桃優良種質分布的海拔范圍為300～1 500 m。以200 m為分組距進行分組，分布數量最多的為海拔901～1 100 m（30株），其次是701～900 m（22株）、1 101～1 300 m（13株）和1 301～1 500 m（12株），核桃分布較少的海拔范圍在301～500 m（3株），501～700 m（2株）（圖1）。

2.1.3 地域分布情況

核桃優良種質分布數量最多的縣區為隆林縣（23株）和天峨縣（21株），其次為樂業縣（13株）、田林縣（11株）和南丹縣（8株），分布較少的為凌云縣（2株）、東蘭縣（1株）、鳳山縣（1株）和金城江區（1株）（圖1）。

2.1.4 樹齡分布

本項目調查的核桃優良種質平均樹齡為40.5年，其中樹齡最大為130年，最小為10年。以15年為組距進行分組，頻率最高的為21～35年（28株），其次為6～20年（19株）和36～50年（18株），頻率較小的為51～65年（6株）、66～80年（4株）、96～110年（4株），81～95年（2株），126～140年（1株）圖1。

1:東蘭縣；2:鳳山縣；3:金城江區；4:樂業縣；5:凌云縣；6:隆林縣；7:南丹縣；8:天峨縣；9:田林縣1:Donglan county；2:Fengshan county；3:Jinchengjiang district；4:Leye county；5:Lingyun county；6:Longlin county；7:Nandan county；8:Tian’e county；9:Tianlin county

2.2 氣溫、降水量、海拔、樹齡及胸徑與核桃品質的相關性分析

氣溫與青皮厚度、核殼厚度、亞油酸及硬脂酸呈負相關，其相關性皆達顯著水平，其中硬脂酸達極顯著水平，隨著氣溫的升高，這幾種指標逐漸下降；氣溫與亞油酸呈正相關，其相關性達顯著水平，隨著氣溫的升高，核桃亞油酸含量逐漸升高；總體來說，氣溫與核桃品質呈負相關。核桃品質與海拔總體呈正相關，即隨著海拔的上升，整體果實品質呈上升的趨勢。核桃品質與年均降水量、樹齡及胸徑皆呈線性相關，但相關性皆不顯著（表2）。

2.3 海拔對核桃品質的影響

2.3.1 海拔和核桃果實表型性狀差異性比較

對不同海拔之間核桃優良單株的青皮厚度、三徑、單果重、出仁率和核殼厚度進行單因素方差分析（表3），其中單果重變異系數（CV）最大（0.18），平均值為11.55 g，單果重最高為海拔300～500 m （13.03 g），最低為1 301～1 500 m（11.09 g）；青皮厚度變異系數為0.17，平均值為13.20 mm，海拔（300～500 m）核桃青皮厚度最大（15.67 mm），501～700 m時最低（11.90 mm）；三徑變異系數為0.09，平均值為45.68 mm，三徑平均值最高的為501～700 m（48.52 mm），最低為300～500 m（44.72）；出仁率變異系數為0.10，

表2 相關性分析Tab.2 Correlation analysis

平均值為49.64%，出仁率最高為海拔701～900 m（51.90%），最低為1 301～1 500 m（47.75%）；核殼厚度變異系數為0.13，平均值為1.17 mm，核殼厚度最高為901～1 100 m和1 101～1 300 m，皆為1.20 mm，最低為701～900 m（1.12 mm）。

表3 不同海拔核桃果實形態的差異Tab.3 The difference of walnut fruit morphology at different altitudes

綜合分析發現，單果重及青皮厚度皆在海拔300～500 m時達到最大值，而三徑均值則在這個海拔最低。海拔間青皮厚度差異達到顯著水平（P＜0.05），三徑平均值、單果重、出仁率和核殼厚度差異不顯著（表4）。

2.3.2 海拔與核桃果實品質差異性比較

表4 不同海拔核桃果實形態的差異方差分析Tab.4 Variance analysis of walnut fruit morphology at different elevations

對不同海拔之間核桃優良單株的核仁脂肪含量、核仁蛋白含量、油酸含量、亞油酸含量、亞麻酸含量、硬脂酸含量和棕櫚酸含量進行單因素方差分析（表5），其中油酸含量的變異系數（CV）最大（0.33），平均值為21.57%；核仁蛋白含量變異系數為0.10，平均值為19.99%，含量最高為海拔1 301～1 500 m（21.24%），最低為海拔501～700 m（19.73%）；亞油酸含量變異系數為0.10，平均值為62.75%，含量最高為海拔1 301～1 500 m（63.88%），最低為海拔 501～700 m（57.91%）；硬脂酸含量變異系數為0.13，平均值為3.63%，含量最高為海拔1 101～1 300 m（3.91%），最低為海拔501～700 m（3.20%）；核仁脂肪含量變異系數為0.04，平均值為61.35%，含量最高為海拔300～500 m（63.03%），最低為海拔701～900 m（60.84%）；亞麻酸含量變異系數為0.12，平均值為8.78%，含量最高為海拔300～500 m（9.22%），最低為海拔501～700 m（8.19%）；棕櫚酸含量變異系數為0.13，平均值為5.56%，含量最高為海拔901～1 100 m（5.87%），最低為501～700 m（4.95%）。

表5 不同海拔核桃果實品質的差異Tab.5 The difference of walnut fruit quality at different altitude

綜合發現，核桃仁中核仁蛋白、亞油酸及硬脂酸含量皆在海拔1 301～1 500 m達到最高，核仁脂肪與亞麻酸含量均在海拔300～500 m達到最高。油酸含量、核仁蛋白含量、亞麻酸含量、硬脂酸含量和棕櫚酸含量皆在不同海拔間達到顯著差異（P＜0.05）（表6）。

表6 不同海拔核桃果實品質方差分析Tab.6 Variance analysis of walnut fruit quality at different altitudes

核仁脂肪含量最高為海拔300～500 m（63.03%），最低為海拔701～900 m（60.84%），隨海拔上升呈先下降再上升趨勢；亞油酸含量最高為海拔1 301～1 500 m（63.88%），最低為501～700 m（57.91%），隨海拔上升呈先下降后上升趨勢。但這3個指標含量的變化差異皆未達到顯著水平。

2.4 年均氣溫變化對核桃品質的影響

氣溫＜18℃與18～20℃間的核殼厚度差異顯著（圖2），氣溫＜18℃與＞20℃間青皮厚度差異顯著。不同氣溫對三徑值、單果重及出仁率的影響皆差異不顯著。

氣溫＜18℃與18～20℃間的亞油酸含量差異顯著，氣溫＜18℃與＞20℃間的亞油酸含量差異顯著，不同氣溫對亞油酸的含量有顯著影響（圖3）。氣溫＜18℃與＞20℃間的硬脂酸含量差異顯著，氣溫18～20℃與＞20℃間的硬脂酸含量差異顯著，由此得出不同氣溫對硬脂酸的含量有顯著影響。不同氣溫對核仁脂肪、核仁蛋白、油酸、亞麻酸及棕櫚酸的含量皆無顯著差異。

圖2 不同氣溫對核桃果實形態的差異Fig.2 Difference in walnut fruit morphology at different temperatures

圖3 不同氣溫對核桃內在品質的差異Fig.3 Difference in walnut inner quality at different temperatures

3 討論

廣西核桃資源主要集中分布在鳳山、南丹、天峨、大化、金城江區、環江、宜州、巴馬、樂業、田林、隆林、凌云等縣區，其中分布最多為隆林、天峨、樂業、田林、南丹等5縣，核桃集中分布在海拔700～1 500 m，而核桃優良種質分布多的縣海拔普遍在700 m以上，地處云貴高原南部邊緣地帶及紅水河兩岸。廣西核桃種質資源分布格局相對狹窄，呈現集中性、獨立性、單一性等特點。在調查中未見核桃野生群落及核桃古樹資源，且氣候條件類似的桂林、柳州并未發現核桃優良種質，因此可以推測，廣西的核桃優良種質極有可能來自云南、貴州。

有研究表明，不同海拔對核桃的豐產性、數量性狀如出仁率、仁質量、殼厚、果形指數、含油率及蛋白質含量均有影響[9-12]，與本研究的結果總體一致，但存在細微差異。本研究表明，溫度、海拔與核桃青皮厚度、核殼厚度、亞油酸及硬脂酸有明顯的相關性。對不同海拔的核桃優良種質的表型性狀及內在品質進行分析發現，海拔300～500 m的單果重及青皮厚度達到最大值，三徑均值則最低，不同海拔核桃果實形態遺傳差異較大，油酸、核仁蛋白、亞油酸及硬脂酸含量皆在海拔1 301～1 500 m達到最高，核仁脂肪與亞麻酸含量均在海拔300～500 m達到最高。核仁脂肪含量隨海拔上升呈先下降再上升趨勢，亞油酸隨海拔上升呈先下降后上升趨勢。在此之前的研究中，核桃與氣溫之間的關系未見報道，本研究發現各地的平均氣溫與核桃品質成負相關，進一步對不同地區平均氣溫與核桃品質相關性進行分析發現，氣溫僅對核桃的殼厚、青皮厚度、亞油酸和硬脂酸呈現顯著影響，對核仁脂肪、核仁蛋白、油酸、亞麻酸及棕櫚酸的含量均無顯著差異。綜合以上可以得出，不同海拔及氣溫皆會對核桃品質產生一定的影響，這對今后核桃種植地選擇具有指導意義，為篩選出高品質且耐寒的種質資源提供借鑒。