学文网摘要：对保存于国家种质武汉水生蔬菜资源圃内90份荸荠[Heleocharis dulcis（Burm. f.） Trin. ex Hensch.]资源感官品质性状（脐部特征、单个球茎质量、甜度、化渣度）和理化品质性状（干物质含量、可溶性糖含量、淀粉含量）进行了测试分析。结果表明，荸荠资源品质性状具有广泛的遗传多样性，数量性状变异系数达18.2%～31.3%，质量性状类型多样，并且存在一定的相关性。采用主成分分析法得到了90份荸荠资源品质的综合排名，排名前20位的均为鲜食型荸荠，该方法可以较好地用于鲜食荸荠品质性状的评价。
关键词：荸荠[Heleocharis dulcis （Burm. f.） Trin. ex Hensch.]；品质性状；主成分分析；综合评价
中***分类号：S645.3 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）21-5241-04
Comprehensive Evaluation on Quality Characters of Chinese Water Chestnut
LI Feng，PENG Jing，LI Shuang-mei，HUANG Lai-chun，KE Wei-dong，LI Ming-hua
（Wuhan Vegetable Research Institute， Wuhan 430065， China）
Abstract： Sensory quality characters （corm hilum feature， single corm weight， sweetness， tenderness） and chemical quality characters （dry matter content， soluble sugar content， starch content） of 90 Chinese water chestnut resources conserved in Wuhan National Germplasm Repository for Aquatic Vegetables were tested and analyzed. Results showed that these resources had abundant genetic diversity. Coefficient of variation of quantitative characters were ranged from 18.2% to 31.3%. Qualitative characters had varied types. There was some correlation among quality characters. The 90 Chinese water chestnut resources were ranked by principal component analysis and the top 20 were fresh-eating resources. Principal component analysis was quite suitable for the comprehensively evaluating qualitative characters of fresh-eating Chinese water chestnut.
Key words： Chinese water chestnut[Heleocharis dulcis （Burm. f.） Trin. ex Hensch.]； quality character； principal component analysis； comprehensive evaluation
荸荠[Heleocharis dulcis（Burm. f.） Trin. ex Hensch.]为莎草科（Cyperaceae）荸荠属（Heleocharis）荸荠种中能形成球茎的多年生草本植物。其以球茎供食用，生食、熟食皆宜，是一种重要的水生蔬菜。目前，荸荠资源品质性状研究多集中于荸荠品质的理化品质性状方面[1，2]，如营养成分等，而荸荠品质是由感官品质和理化品质等综合构成的，在进行多指标构成的品质性状综合评价时，很多学者[3-5]提出采用主成分分析的方法。为此，研究通过对90份荸荠种质资源的7个主要感官品质性状和理化品质性状的主成分分析，以期筛选出综合品质优良的荸荠资源，为荸荠种质资源的发掘创新和育种提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
供试材料为保存于国家种质武汉水生蔬菜资源圃的90份荸荠种质资源（表1），其中地方品种88份，野生资源2份。试验于2011年在武汉市蔬菜科学研究所试验地进行，每份资源分别种植于具有保水、保肥和隔离功能的水泥池中，水泥池规格1.5 m×2.0 m，每池定植6株，常规管理。
1.2 荸荠品质性状的确定与测试
感官品质的测定：脐部特征采用目测方法参照模式***确定，分为深凹、凹、平；单个球茎质量随机选取15个球茎，称量总质量，计算单个球茎质量；甜度分为淡、较甜、甜；化渣度分为低、中、高，均采用3名品尝员按照性状描述给出评判结果。
营养品质性状的测定：在每试验小区分别随机取鲜样1 000 g，清洗干净，除去不可食部分，用二分法分取可食部分，切成薄片，混匀。鲜样于105 ℃杀青30 min，在65 ℃下烘干，磨粉，过80目筛，待测。干物质含量按照常压干燥法测定，淀粉含量采用GB/T 5009.9-2003中规定的方法测定，可溶性糖含量采用AOAC-1984，31.052中规定的方法测定；干物质含量测定在武汉市蔬菜科学研究所进行，可溶性糖含量和淀粉含量测定委托农业部蔬菜品质监督检验测试中心（武汉）进行。测定出干样中各营养成分含量后再换算成鲜样中各成分的含量。
1.3 数据分析
荸荠种质资源品质性状中质量性状的鉴定结果给予赋值，数量性状采用实际观测值，应用统计分析软件DPS V7.05和Excel 2010对荸荠资源的7个品质性状进行主成分分析，计算各性状指标的相关矩阵及其特征值、贡献率、累积贡献率与其相应特征向量，然后提取累积贡献率大于85%的主成分，写出数学表达式，根据表达式计算各品质性状的各主成分得分，再以方差贡献率为权数求和得综合得分，以此来评价荸荠资源品质性状的优劣。
2 结果与分析
2.1 荸荠种质资源品质性状指标的变异情况
从表2可以看出，荸荠种质资源单个球茎质量平均为25.6 g，可溶性糖含量（以鲜重计）平均为4.8%，淀粉含量（以鲜重计）平均为14.8%，干物质含量平均23.6%，并且其变异系数较大，介于18.2%～31.3%之间。从表3可以看出，荸荠种质资源以凹脐和平脐为主，深凹脐的资源相对较少；甜度、化渣度则分别以较甜和中等居多。
2.2 荸荠种质资源品质性状相关性分析
从表4可以看出，干物质含量与可溶性糖含量、淀粉含量呈极显著正相关，可溶性糖含量与单个球茎质量呈极显著正相关，淀粉含量与可溶性糖含量呈极显著负相关，而干物质含量与单个球茎质量、单个球茎质量与脐部特征均呈显著负相关。由于这些相关关系的存在，导致直接利用品质性状对资源品质状况进行评价将会产生信息重叠，进而造成评价结果出现偏差。
2.3 荸荠种质资源品质性状的主成分分析
从表5可以看出，前4个主成分的累积贡献率达87.114 2%，基本代表了全部荸荠资源品质指标的绝大部分信息，前4个主成分分别表示为：
Prin1=-0.243 2 x1+0.455 2 x2+0.370 0 x3+0.228 2 x4+0.350 1 x5-0.473 3 x6-0.445 0 x7；
Prin2=-0.595 9 x1+0.066 3 x2+0.256 8 x3+0.458 9 x4+0.042 6 x5+0.403 1 x6+0.446 9 x7；
Prin3=-0.233 8 x1+0.168 6 x2+0.092 1 x3-0.768 4 x4+0.496 9 x5+0.136 0 x6+0.229 2 x7；
Prin4=0.696 1 x1+0.005 6 x2+0.483 6 x3+0.201 4 x4+0.382 7 x5+0.158 4 x6+0.263 3 x7。
从以上表达式和表5可知，在第1主成分中，单个球茎质量（0.455 2）、甜度（0.370 0）和可溶性糖含量（0.350 1）占有较大正载荷，说明第1主成分反映了鲜食型荸荠大多数相关指标信息，可称为鲜食型荸荠综合因子；在第2主成分中，化渣度（0.458 9）、淀粉含量（0.403 1）和干物质含量（0.446 9）占有较大正载荷，说明第2主成分反映了粉质加工型荸荠大多数相关指标信息，可称为粉质荸荠综合因子；在第3主成分中，仅可溶性糖含量（0.496 9）占有较大正载荷，可称为可溶性糖因子；在第4主成分中，脐部特征（0.696 1）和甜度（0.483 6）占有较大正载荷，可称为脐部与甜度综合因子。
2.4 荸荠种质资源品质性状主成分得分与综合评价
从表6可以看出，综合得分大于1的荸荠资源有三江荠、溧阳荠、凉山荸荠、鄂州荸荠、宣州荠-1、孝选、余干怪荠、洋湖荠和沙洋荸荠（99），其中排名前3位的三江荠、溧阳荠和凉山荸荠均表现为单个球茎质量较大（较90份资源平均值高26.6%～48.8%）、口感甜、渣少、可溶性糖含量高（较90份资源平均值高11.3%～27.7%），而淀粉含量和干物质含量相对较低（均低于90份资源平均值），其他种质资源也在单个球茎质量、甜度、化渣度和可溶性糖含量某几个性状方面表现优异（综合排名20位以后的资源略）。
3 小结与讨论
通过对90份荸荠资源品质性状的变异情况进行分析，结果表明，品质性状中的数量性状变异系数均较大，达18.2%～31.3%，质量性状类型多样，说明这些资源具有丰富的遗传多样性，可筛选的范围较宽；在供试材料中有2份野生资源，由于野生资源一般球茎极小（5 g左右）、可溶性糖含量较低、淀粉含量（40%左右）和干物质含量相对较大，这些材料是创新粉质加工型荸荠的良好基础材料。
荸荠球茎多作为水果鲜食，往往要求球茎个大、脐平、口感甜脆、渣少，因此试验根据这几个方面筛选出荸荠资源品质评价指标，通过主成分分析的方法消除由于性状间的相关性而带来的相关信息重叠，简化评价指标，并根据各项指标的相关关系和变异程度确定主成分权重，来综合评价荸荠资源品质。通过评价筛选出了一批各品质性状表现良好的优异资源，由于第1主成分特征值较大，为3.433 7，贡献率也较大，占近50%，所以本研究方法优先筛选出鲜食型荸荠优良资源，综合排名前几位的资源均为鲜食型荸荠，与人们的生产实践相一致。由于荸荠品质性状的选择、质量性状的赋值等因素，造成了本方法不适用于加工粉质荸荠的筛选，加工粉质类型种质筛选方法还有待进一步研究。
参考文献：
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