貴陽地區8個葡萄品種果實品質的綜合評價

江旭升，李慶宏，楊勇勝，魏椿，唐洪毅

（貴陽市農業試驗中心，貴州貴陽 550002）

關鍵字：葡萄；果實品質；主成分分析；聚類分析

葡萄是世界上重要的鮮食水果和釀酒、制干原料，由于味美多汁、營養價值豐富，歷來備受世人喜愛。隨著人們生活水平的提高，膳食結構發生了巨大變化，鮮食葡萄的需要量逐年倍增，種植葡萄已成為果農增收致富的主要途徑之一[1]。目前，我國的葡萄種植面積約72.51萬 hm2，產量約1419.54萬 t，種植區域主要集中在新疆、河北、陜西、山東、云南、遼寧、江蘇和河南等地。貴州地區葡萄種植面積僅為2.87萬 hm2，主栽品種為‘水晶’。該品種穗小粒小、含糖量低，口感差，經濟效益較低，制約了當地葡萄產業的健康發展。由于葡萄種植受氣候與地域環境影響較大，尤其是西南山地氣候特殊，盲目引種會帶來重大的經濟損失[2]。因此篩選適應貴州自然條件、果實品質綜合評價優異的葡萄品種尤為重要。

目前針對果實品質綜合評價的方法很多，如主成分分析法、因子分析法、隸屬函數法、聚類分析法等，其中主成分分析的綜合性評價方法最為普遍，評價結果也比較接近真實情況，并已經在蘋果、果桑、獼猴桃等[3-5]作物上得到應用，在葡萄果實品質評價方面也有涉及[6]，但是對貴陽地區乃至貴州地區的葡萄品種果實的評價鮮有報道。

本團隊以引入貴陽的8個優質葡萄新品種為試材，進行果穗經濟性狀、果實內在品質等方面的觀測，利用相關性分析、主成分分析、聚類分析等方法進行研究，建立貴陽地區葡萄果實品質綜合評價體系，為篩選出適應貴州地區氣候的優質穩產、耐貯運的鮮食品種提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗以貴陽市烏當區農業試驗中心精品葡萄園內的8個品種為試材，分別為‘醉金香’‘陽光玫瑰’‘巨玫瑰’‘夏黑’‘早夏黑’‘維多利亞’‘金手指’‘甬優1號’，均為5年生，采用T形架拱棚式（頂高3.0 m）避雨設施栽培，株行距1.5 m×2.0 m，起壟栽培，適當修花定穗，矮干Y形整形。

1.2 方法

1.2.1 果穗性狀觀察

2021年，每個品種選擇長勢相對一致、掛果正常的植株作為調查對象，參照《葡萄種植資源描述規范和數據標準》對供試品種果穗經濟性狀開展詳細觀察記載[7]。

1.2.2 果實內在品質測定

試驗分別隨機采摘8個品種的成熟果穗15穗，每穗隨機選取2粒，共30粒，進行果實品質的測定，3次重復。電子天平測定單穗質量；數顯折光儀測定可溶性固形物含量；數顯水果硬度計（上海思為儀器制造有限公司，GY-4）進行測定果實硬度。還原性糖采用比色法測定；可滴定酸采用滴定法測定；多酚含量采用Folin-ciocalteu法測定；類黃酮采用Al3+比色法測定；可溶性蛋白采用考馬斯亮藍比色法測定；Vc含量采用2,6-二氯靛酚法測定；花色苷采用pH值示差法測定。

1.3 數據分析

采用Excel 2021進行數據整理、圖表繪制及相關性分析，采用SPSS 19.0進行單因素方差分析、主成分分析及聚類分析等進行相關數據分析。

2 結果與分析

2.1 果穗經濟性狀比較

引入的8個葡萄品種穗形均為圓錐形。由表1可見，果皮顏色以黃綠-綠黃居多，‘早夏黑’和‘夏黑’為藍黑色；穗粒數最多的為‘夏黑’，高達91.3個，最少的為‘甬優1號’，僅為35.7個；果穗由大到小的順序為：夏黑＞早夏黑＞甬優1號＞維多利亞＞巨玫瑰＞陽光玫瑰＞醉金香＞金手指；穗質量500 g以上的有兩個品種，分別是‘夏黑’和‘早夏黑’，穗質量最小的為‘醉金香’，僅為253.85 g；供試品種中，株產范圍在2.20～4.13 kg。

表1 不同葡萄品種果穗性狀情況表Table1 The characteristics of the ear of different grape varieties

2.2 果實主要內在品質比較

由表2所示，各品種中還原性糖在20%以上的有兩個品種，分別為‘甬優1號’（22.4%）和‘金手指’（21.6%），最低的品種是‘維多利亞’，僅為11.7%；Vc含量差別偏大，最大值（早夏黑）和最小值（陽光玫瑰）相差258.2 mg·kg-1；可滴定酸集中在0.60%左右，其中最大值為‘甬優1號’0.72%，最小值為‘醉金香’0.42%；可溶性固形物含量高于20%的品種共有5個，分別為‘醉金香’‘甬優1號’‘陽光玫瑰’‘巨玫瑰’‘金手指’，含量最低的為‘維多利亞’，僅為15.76%；各葡萄品種的果實硬度相差不大，為1.31～1.94 kg·cm-2。

表2 不同葡萄品種果實主要內在品質Table 2 Main intrinsic qualities of fruits of different grape varieties

2.3 果實其他內在品質比較

由圖1可見，多酚含量最高的為‘甬優1號’和‘早夏黑’，分別為488.6 mg·kg-1和471.5 mg·kg-1，最低的為‘陽光玫瑰’，僅為69.3 mg·kg-1；‘甬優1號’的類黃酮含量超過200 mg·kg-1，‘醉金香’和‘陽光玫瑰’類黃酮含量均低于40 mg·kg-1；各品種花色苷含量最高的為‘早夏黑’，達159.29 mg·kg-1，含量最低的為‘陽光玫瑰’，僅為0.42 mg·kg-1；8個葡萄品種可溶性蛋白含量介于435～1125 mg·kg-1。

圖1 各品種的多酚、類黃酮、花色苷、可溶性蛋白含量Figure 1 Comparison of the contents of polyphenols, flavonoids, anthocyanins and soluble proteins in different varieties

2.4 果實各性狀相關系數

由表3可見，穗果數與還原性糖和可溶性固形物呈極顯著負相關，與穗寬呈極顯著正相關；穗長與穗寬、多酚、類黃酮、可溶性蛋白及花色苷呈極顯著正相關，與穗質量、株產、Vc和可滴定酸含量呈顯著正相關；穗寬與穗質量、株產、可溶性蛋白及花色苷呈顯著正相關；穗質量與株產、類黃酮呈極顯著正相關，與可滴定酸和多酚呈顯著正相關；還原性糖與可溶性固形物呈極顯著正相關；Vc含量與多酚、類黃酮、可溶性蛋白、花色苷呈極顯著正相關；可滴定酸與類黃酮呈極顯著正相關，與多酚呈顯著正相關；多酚與類黃酮、可溶性蛋白及花色苷呈極顯著正相關；類黃酮與可溶性蛋白呈極顯著正相關，與花色苷呈顯著正相關；可溶性蛋白和花色苷呈極顯著正相關。

表3 不同葡萄品種果實各性狀相關性分析Table 3 Correlation analysis of fruit characters of different grape varieties

2.5 果實品質主成分分析

將引入貴陽的8份葡萄品種進行主成分分析，基于特征值大于1進行抽取，遵循主成分累計貢獻率≥80%的原則，選擇前4個主成分累計貢獻率為89.899%，可見前4個成分足以說明該數據的變化趨勢，完全符合主成分分析的要求，故取前4個主成分作為數據分析的有效成分[8]。其中，第1主成分特征值為7.509，貢獻率為53.639%，貢獻率最大的是穗長，其次是可溶性蛋白含量，因此第1主成分為穗長因子；第2主成分特征值為2.550，貢獻率為18.212%，貢獻率最大的是還原性糖，其次是可溶性固形物，因此第2主成分稱之為糖分因子；第3主成分特征值為1.506，貢獻率為10.758%，貢獻率最大的是果實硬度、Vc、總多酚和花色苷等，次生代謝產物居多，因此第3主成分稱之為部分次生代謝產物因子；第4主成分特征值為1.021，貢獻率為7.291%，硬度的貢獻率明顯高于其他指標，因此第4主成分稱之為硬度因子。

2.6 果實品質綜合評價

根據主成分及其貢獻率構建出綜合評價模型后進行綜合得分的計算，最終得到8個果實品質綜合得分，并結合二維排序圖（圖2、圖3），將各品種果實品質按分數高低進行排名（表4），綜合評分越高說明該品種在測量的多個指標中綜合品質越佳[9]。由此可以看出，8個葡萄新品種‘早夏黑’得分最高，為2.247，其次為‘夏黑’‘甬優1號’‘巨玫瑰’，得分分別為1.354、1.262、0.146，其余品種得分均為負值，說明在貴陽地區綜合品質表現較差。

圖2 主成分二維排序圖Figure 2 Two-dimensional ranking of principal components

圖3 Q-聚類分析樹狀圖Figure 3 Q-cluster analysis dendrogram

表4 主成分得分、綜合得分及排序Table 4 Principal component scores, comprehensive scores and ranking

2.6 Q-聚類分析

對8份葡萄品種進行Q-聚類分析（圖3）。在L=8.0處，可以分為3類，其中‘陽光玫瑰’‘醉金香’和‘巨玫瑰’為第I類；‘金手指’‘維多利亞’‘甬優1號’為第II類；‘夏黑’和‘早夏黑’為第III類。其中第I類和第II類具有突出的特點，其可溶性固形物偏高，可滴定酸偏低，即固酸比偏高；第III類中兩個品種的株產量偏高，花色苷、可溶性蛋白含量最高。

2.7 R-聚類分析

圖4為8份葡萄品種R-聚類分析結果。在L=9.5處，可以將葡萄的數據性指標聚為5組，其中A組為與產量有關的兩個指標，為穗質量和株產；B組有多酚含量、類黃酮含量、Vc含量等7個指標；C組是兩個與果穗有關的指標，為穗果數和穗寬；D組僅有硬度一個指標；E組有兩個指標，為還原性糖和可溶性固形物。該結果與2.4的結果基本吻合，即A組的穗質量和株產呈極顯著正相關，B組中各指標存在極顯著或顯著正相關的作用，C組中的兩個指標呈顯著正相關，硬度在相關系數表中與各指標都不存在顯著相關性，E組中的還原性糖和可溶性固形物存在極顯著正相關。

3 討論

果樹生物學性狀的相關性既受多基因遺傳控制，又與外界環境條件有重要關系[10]。從8個供試葡萄品種的相關性分析可以看出，穗粒數與還原性糖和可溶性固形物呈極顯著負相關；Vc、多酚、類黃酮、可溶性蛋白、花色苷相互之間呈極顯著正相關或顯著正相關；穗長、穗寬、穗質量、株產相互之間極顯著正相關或顯著正相關；還原性糖與可溶性固形物呈極顯著正相關，該結果為研究葡萄果實各性狀、品質指標之間的聯系提供了有效的理論依據；通過R-聚類分析，將13個果實性狀分為5組，相關性較強的性狀聚為同類，該結果與相關性分析的結果完全吻合，為今后葡萄育種的生物學研究提供了重要依據，同時為今后進行性狀觀測和取舍提供了定量化的依據。

8 個供試葡萄品種豐產性最好的品種是‘夏黑’，其次是‘甬優1號’和‘早夏黑’；而‘醉金香’的產量在供試品種中偏低。主要內在品質方面，可溶性固形物含量較高，可滴定酸含量較低的品種為‘陽光玫瑰’和‘醉金香’，口味濃甜；可溶性固形物和還原性糖含量最低的是‘維多利亞’，口味偏淡。硬度的大小一定程度上反映了果實的耐貯性，影響到果實供應期的長短和耐貯運性，進而影響經濟效益的提高[11]。相關研究表明，供試品種中‘陽光玫瑰’硬度最高，耐貯性好；而‘醉金香’最低，耐貯性較差[12-14]。

果實其他內在品質主要測定了多酚、類黃酮、可溶性蛋白及花色苷的含量。多酚是葡萄重要的次生代謝產物，具有較強的抗氧化活性，是一種很好的自由基清除劑和脂質過氧化抑制劑[15]；類黃酮物質是最多的酚類物質，不僅能保護葡萄免受紫外線、病蟲等傷害，還對葡萄和葡萄酒色澤、風味品質以及營養價值起著決定性作用[16-17]。8個供試的葡萄品種中，多酚和類黃酮含量最高的均為‘甬優1號’，其次為‘早夏黑’，最低的為‘陽光玫瑰’，兩個指標的含量變化相似，與相關性分析結果吻合，即兩者呈極顯著正相關；花色苷是植物色素中最重要的一類，它存在于高等植物的器官當中，主要將紅、橙、藍、紫等不同的顏色呈現出來，這些天然的花色苷是合成食品色素的理想替代品，具有巨大的潛力[18]。8個供試品種中，果皮為藍黑色的‘早夏黑’和‘夏黑’花色苷含量最多，果皮為黃綠-綠黃的4份供試品種花色苷含量幾乎為零，該結果與Christophe等[19]研究結果相同，即花色苷只在有色葡萄品種中檢測到，且在黑色品種的果實中花色苷占總酚含量的42%～51%，占主導地位，紅色品種的果實中花色苷約占總酚含量的21%左右；可溶性蛋白在植物抗逆性方面起到重要作用，它作為調控蛋白，可以使植物細胞的持水力增強，減輕植物體內因原生質結冰而造成的傷害，其含量越高，說明低溫脅迫對植物體造成傷害的幾率越小[20]。8個供試品種中，可溶性蛋白含量最高的為‘早夏黑’‘夏黑’和‘甬優1號’，含量最低的是‘醉金香’和‘金手指’，從而看出抗逆性較好的供試品種為‘早夏黑’和‘甬優1號’，抗逆性較差的品種是‘醉金香’和‘金手指’。

品種對水果產業的提質增效至關重要，本研究通過8個葡萄品種果實品種的主成分分析，并將14項品質指標降維成了4項綜合評價指標，通過計算綜合得分，表現較突出的是‘早夏黑’‘夏黑’和‘甬優1號’，得分較低的是‘醉金香’和‘陽光玫瑰’，該研究結果與Q-聚類分析結果基本吻合。在Q-聚類分析中，綜合排名最高的兩個品種‘夏黑’和‘早夏黑’聚在一類，即第III類，綜合排名較低的基本聚在第I類，表明在本研究中建立的綜合品質評價模型對果實品質進行評價是可行且可信的，與張芳的研究結果相似[4]。

4 結論

本文綜合8個供試葡萄品種的果穗經濟性狀和內在品質等指標，采用相關性分析、主成分分析及聚類分析，初步篩選出了適合貴陽地區的優質葡萄品種‘早夏黑’，具有產量較高，口味甜酸，抗逆性好的特點，其次為‘夏黑’和‘甬優1號’。需要特別指出的是‘陽光玫瑰’，雖然在綜合排名和產量上偏低，但是具有口感好、香味濃、耐貯存、抗逆性較好、經濟價值高的特點，可以作為該地區重點關注品種。