火龙果种质资源果实品质性状多样性分析

1、火龙果种质资源果实品质性状多样性分析黄凤珠，陆贵锋，武志江，邓海燕，黄黎芳，梁桂东，李祯英（广西农业科学院园艺研究所，广西南宁 530007）摘要：对农业部南宁火龙果种质资源圃内不同来源地的218份火龙果种质的果实形状、果皮果肉颜色、果实大小、可溶性固形物、可食率、果肉质地和风味等8个果实品质性状进行了鉴定评价和分析。结果表明：在供鉴定评价的火龙果种质中，果实形状从扁圆形到长椭圆形，果皮颜色从玫红色到暗紫红色，果肉颜色从白色到深紫红色，果肉质地从软绵到较粗、从细滑到较紧实，果肉风味从较淡到蜜甜、从甜酸到微酸，单果重从89.62g到554.83g，果肉中心部位可溶性固形物含量从10.7%到22.

2、5%，果实可食率从50.97%到81.54%，果实品质评价等级从较差到优良均有分布。果实的单果重、果肉中心部位可溶性固形物、果实可食率3个数量性状的变异系数和多样性指数（H）分别为36.89%、9.21%、8.23%和2.0391、2.397、1.9797，火龙果种质资源之间果实品质性状表现出不同的变异和多样性。 关键词:火龙果；种质资源；果实品质；多样性分析火龙果属仙人掌科量天尺属或蛇鞭柱属火龙果种植物，原产于巴西、墨西哥等中美州地区，是我国近年来新兴的一种保健优质热带水果，具有很高的经济价值1。火龙果具有生长结果快、高产、鲜果供应时间长、适应性广、抗性强等特点，火龙果每公顷产量达37500

3、 kg以上，种植火龙果能够较快的为种植者带来可观的收入。近年来我国火龙果产业发展很快，据2018年底统计，全国火龙果种植面积约4.6万公顷，主要产区分布在广西、广东、海南、云南、福建、贵州，其中广西栽培面积在1.5万公顷左右，远远超过广东、贵州、云南、海南、福建，成为我国种植火龙果面积最大的区域。火龙果是20世纪90年代末从台湾和越南引入中国大陆，各产区在栽培过程中，通过自然变异和人工选择，发生了丰富的遗传变异，产生了许多的变异品种。但由于对火龙果种质资源缺乏系统的研究，对种质资源间的亲缘关系尚未清楚，在生产中火龙果的栽培品种名称比较杂乱，目前还没有较规范的品种名，火龙果品种引进者大多自我起名

4、，容易存在同名异种或同种异名的现象。因此分析研究火龙果果实的各种性状，系统观测果实的形态特征及其有关品质性状，不但为火龙果种质资源的鉴定评价奠定研究基础，还能在品种选育研究方面提供参考依据。 种质资源具有广泛生物多样性，是人类改造品种的基因来源，在品种选育中具有重要的作用2。因此果树种质资源的研究，除了要重视种质资源的收集和保存，还要及时地对种质资源的生物多样性进行客观的鉴定和评价。2010年开始，广西农业科学院园艺研究所火龙果研究团队对火龙果种质资源开展了较系统的调查研究，在广西农业科学院里建科研基地建立了火龙果种质资源圃，2016年7月认定授牌为农业部第四批热带作物种质资源圃，种质圃名称“

5、农业部南宁火龙果种质资源圃”，成为广西获农业部认定授牌的果树种质资源圃，目前种质圃已收集保存不同类型的火龙果种质300多份，开展了对收集保存的火龙果种质资源的鉴定评价和创新利用。火龙果的果实品质性状，比如果实形状和大小、果皮果肉颜色、果肉风味和质地等是火龙果种质资源鉴定评价的重要性状，也是鉴别火龙果种质的主要性状，种质资源果实品质性状研究方面在荔枝3、龙眼4、芒果5、葡萄6等已见报导，火龙果78在种质资源部分性状评价方面也有少量报道。然而在火龙果种质资源果实品质性状多样性分析目前在国内未见公开报导。本研究通过对种质圃内218份火龙果种质的果实品质性状进行多样性分析，为火龙果种质资源的鉴定评价和

6、创新利用研究提供科学依据。1材料与方法1.1资源圃地理位置 农业部南宁火龙果种质资源圃建立在广西农业科学院里建科研基地，位于南宁市武鸣城区，北纬2314，东经10803，海拨99m左右，属南亚热带季风气候区，光热充足，雨量充沛，年均气温21.7，1月份平均气温1017，年降雨量11001700mm。夏长冬短，植物四季常绿，是火龙果种植优势气候区，火龙果能安全越冬，受霜冻风险很小。1.2试验材料 试验于20162018年进行，材料采自农业部南宁火龙果种质资源圃内自然条件下正常成熟的火龙果种质218份，其中红皮红肉172份，红皮白肉35份，红皮粉肉6份，红皮红白双色4份，黄皮白肉1份(表1)。圃内

7、种植为单柱式栽培架式，于柱子四面各种1株，每份资源种3柱共12株。结果树新梢期在24月份，花果期515批次，花期410月，果期511月份，花晚上20时以后陆续开放，于次日7时左右自然闭合，早晨56时有蜜蜂传粉，自然授粉座果，大多数种质花后3045d果实成熟。资源圃常规管理。表1供鉴定评价的火龙果种质及果实类型编号种质名称果实类型编号种质名称果实类型编号种质名称果实类型1武鸣-3红皮红肉74粉肉-3红皮粉肉147紫红龙6红皮红肉2武鸣-2红皮白肉75红肉1号红皮红肉148紫红龙7红皮红肉3武鸣-4红皮白肉76红肉1号红皮红肉149紫红龙8红皮红肉4武鸣-5红皮白肉77白肉2号红皮白肉150白肉-

8、3红皮白肉5武鸣-6红皮红肉78红肉2号红皮红肉151南宁红肉-1红皮红肉6武鸣-7红皮红肉79红肉3号红皮红肉152红玫瑰1号红皮红肉7武鸣-8红皮红肉80玉红龙15红皮红肉153白肉-4红皮白肉8武鸣-9红皮红肉81玉红龙16红皮红肉154红玫瑰2号红皮红肉9武鸣-10红皮红肉82玉红龙17红皮红白双色155红玫瑰4号红皮红肉10武鸣-11红皮红肉83红肉优株8红皮红肉156红玫瑰5号红皮红肉11武鸣-12红皮红肉84优株6红皮红肉157美龙2号红皮红肉12武鸣-1红皮红肉85红肉优株7红皮红肉158美龙3号红皮红肉13厚皮大嘴红肉红皮红肉86玉红龙3红皮红肉159紫龙红皮红肉14长红红皮

9、红肉87长红1号红皮红肉160南宁蜜龙红皮红肉15仙居红肉3号红皮红肉88玉红龙4红皮红肉161紫水晶红皮红肉16橘皮红肉5号红皮红肉89巨红2号红皮红肉162桂红龙1号红皮红肉17厚皮红肉6号红皮红肉90玉红龙5红皮红肉163呈祥1号红皮红肉18仙居红肉7号红皮红肉91玉红龙6红皮红肉164软枝大红红皮红肉19红皮砧木红皮红肉92玉红龙7红皮红肉165蜜红红皮红肉20仙居红肉9号红皮红肉93SD-8红皮红肉166良丽6号红皮红肉21长红2号红皮红肉94玉红龙8红皮红肉167红玫瑰9号红皮红肉22红叶2红皮红肉95遂溪3号红皮红肉168良丽2号红皮红肉23授粉树红皮红肉96巨红1号红皮红肉16

10、9富贵红（福建）红皮红肉24柬埔寨红肉红皮红肉97玫瑰红红皮红肉170白水晶红皮白肉25景洪红肉红皮红肉98玉红龙27红皮红肉171博白2号红皮红肉26河源-1红皮红肉99玉红龙20红皮红肉172台湾白肉红皮白肉27红肉优株1红皮红肉100尊龙红皮红肉173橘皮白肉2红皮白肉28河源-2红皮红肉101祥龙红皮红肉174紫红小果红皮红肉29红肉优株2红皮红肉102玉红龙9红皮红肉175福建红肉红皮红肉30河源-3红皮红肉103麒麟红1号红皮红肉176白花红肉2红皮红肉31河源-4红皮红肉104粉肉-2红皮粉肉177福建白肉1红皮白肉32白肉优株3红皮白肉105云南红肉1号红皮粉肉178中石农红皮

11、红肉33红肉优株4红皮红肉106云南红肉4号红皮红肉179良丽1号红皮红肉34红肉优株5红皮红肉107云南红肉5号红皮红肉180冠强红肉红皮红肉35河源-6红皮红肉108云南红肉6号红皮红肉181福建白肉2红皮白肉36河源-7红皮红肉109红龙19红皮红肉182光明红红皮红肉37粉肉-1红皮粉肉110玉红龙22红皮红肉183云南双色红皮红白双色38云龙红皮红肉111玉红龙23红皮红肉184云南优株红皮红肉39玉红龙26红皮红肉112玉红龙31红皮红肉185云南红肉红皮红肉40红锈球红皮红肉113玉红龙28红皮红肉186云南野外种红皮红肉41无刺红肉1红皮红肉114玉红龙29红皮红肉187大叶红

12、水晶红皮红肉42巨龙红皮红肉115玉红龙30红皮红肉188小叶红水晶红皮红肉43福龙红皮红肉116玉红龙25红皮粉肉189双色红皮红白双色44地龙红皮红肉117玉红龙10红皮红肉190粉色红皮粉肉45云龙2红皮红肉118海红1红皮红肉191上海蜜宝红皮红肉46卵形云龙红皮红肉119海红2红皮红肉192长龙红皮红肉47珠龙红皮红肉120玉红龙32红皮红肉193黄麒麟黄皮白肉48玉红龙1红皮红肉121紫衫1号红皮红肉194玫瑰香红皮红肉49玉红龙2红皮红肉122仙居2号红皮白肉195御红龙红皮红肉50白玉龙2号红皮白肉123粗薇红皮红肉196紫罗兰红皮红肉51白玉龙4号红皮白肉124玫瑰2号红皮红

13、肉197玉红龙1号红皮红肉52白玉龙5号红皮白肉125玫瑰1号红皮红肉198玉红龙2号红皮红肉53白玉龙6号红皮白肉126粉枝1红皮红肉199紫蜜龙（平果）红皮红肉54白玉龙7号红皮白肉127粉枝2红皮红肉200灵山红肉1红皮粉肉55湛江白肉1红皮白肉128美龙5号红皮红肉201灵山红肉2红皮红肉56湛江白肉2红皮白肉129从化白肉红皮白肉202无刺红肉2红皮红肉57白玉龙3号红皮白肉130广东普通红肉红皮红肉203台3号红皮红肉58白玉龙9号红皮白肉131越南白肉红皮白肉204台农（海口）红皮红肉59白肉淘汰种红皮白肉132华南红皮红肉205蜜味水晶白红皮白肉60以色列白肉红皮白肉133白花

14、红肉1红皮红肉206紫蜜龙（海口）红皮红肉61黑龙红皮红肉134灵山花用红皮白肉207帝龙红皮红肉62橘皮白肉1红皮白肉135田东野外种红皮白肉208贵妃红红皮红肉63玉红龙11红皮红肉136隆安野外种红皮白肉209金都1号红皮红肉64玉红龙12红皮红肉137晶红龙红皮白肉210450红皮红肉65玉红龙13红皮红肉138罗甸3号红皮红肉211紫丁香红皮红肉66玉红龙14红皮红肉139罗甸野外种红皮白肉212双色（巴马）红皮红白双色67玉红龙16红皮红肉140越引1号红皮红肉213台农4号（巴马）红皮红肉68玉红龙18红皮红肉141越引2号红皮红肉214大红（巴马）红皮红肉69红肉9号红皮红肉1

15、42紫红龙1红皮红肉215泰国大红红皮红肉70湛江10号红皮红肉143美龙1号红皮红肉216巴马野外种红皮白肉71湛江11号红皮红肉144白肉-1红皮白肉217台农3号（巴马）红皮红肉72湛江12号红皮红肉145白肉-2红皮白肉218宁明白肉红皮白肉73蜜龙红皮红肉146紫红龙5红皮红肉1.3鉴定评价方法 每份种质在果实成熟时随机取5个果，夏果和秋果各取样一次，数据取平均值，性状的描述和鉴定评价参照广西地方标准火龙果种质资源描述规范（DB45/T 1761-2018）9进行描述鉴定，包括果实形状、果皮果肉颜色、果肉质地和风味5个描述性状，果实大小、可溶性固形物含量、可食率3个数量性状。1.4

16、数据统计分析 利用Excel 进行原始数据整理，统计出各数量性状的最小值、最大值，计算各数量性状的平均值、标准差、变异系数和多样性指数。 变异系数=标准差s/平均数。 表型多样性分析用Shannon-Weaver 多样性指数来表示。多样性指数HPilnPi。式中:Pi为某一性状第i级出现的概率。其中，数量性状进行10级分类处理：1级X-2s，10级X+2s，中间每级相差0.5 s，X为平均值，s为标准差。2结果与分析2.1火龙果果实描述性状的多样性评价2.1.1果实形状 从图1火龙果种质果实形状的分布情况可看出，果实形状主要有扁圆形、圆形、短椭圆形、椭圆形和长椭圆形，圆形至椭圆形间的种质占绝大

17、多数。其中，果实形状为短椭圆形的火龙果种质最多，有83份，占供鉴定火龙果种质的38.07%，其次是圆形果实和椭圆形果实，有60份和43份，占供鉴定火龙果种质的25.72%和19.72%，长椭圆形果实有24份，占11.01%，扁圆形种质所占比例极少，仅8个，占3.67%；圆形至短椭圆形果实形状的火龙果种质以红皮红肉居多。说明火龙果不同种质间的果实形状具有丰富的多样性。 图2 火龙果种质果皮颜色的分布情况图1 火龙果种质果实形状的分布情况2.1.2 果皮颜色 果实颜色是火龙果种质资源鉴定评价中的重要指标。火龙果果实成熟后其果皮颜色主要有玫红色、紫红色、暗紫红色、粉红色、桔红色、黄色。在供鉴定评价的

18、种质资源中，紫红色种质占的比例最多，有114份，占52.29%；其次是玫红色和暗紫红色，分别有49份和43份，占22.48%和19.72%；粉红色和桔红色种质占的比例较少，分别有7份和4份，占3.21%和1.83%，黄皮种质最少，只有1份，占0.46%（图2）。说明火龙果果皮颜色具有丰富的多样性，因此在杂交育种中应该结合火龙果果皮颜色的多样性，利用现有种质资源进行不同色泽类型优良火龙果品种的选育。2.1.3果肉颜色 火龙果果肉颜色较丰富，类型主要有3类，白色、水晶白色、红白双色果肉的火龙果种质属于白肉类型，粉色、红紫色、紫红色、深紫红色、红色果肉的火龙果种质属于红肉类型，黄色果肉的属于黄肉类型

19、。在供鉴定评价的种质资源中，没有黄肉类型的种质，红肉类型的种质最多，占供鉴定种质的80.28%，其中紫红色果肉最多，有98份，占44.95%，其次是深紫红色和红紫色，分别有33份和28份，占15.14%和12.84%，红色和粉色果肉较少，分别有11份和5份，占5.05%和2.29%；白肉类型的种质只占供鉴定种质的19.72%，其中白色果肉有32份，占14.68%，水晶白色和红白双色果肉分别有7份和4份，占3.21%和1.83%（图3）。说明不同火龙果种质间在外观上差异很大，在果肉颜色方面也具有丰富的多样性。2.1.4果肉质地 火龙果果肉质地是果肉在食用过程中，口感的软硬粗细和致密程度的综合评价

20、，是火龙果果实鉴定评价的重要性状指标，由图4火龙果种质果肉质地的分布情况可知，不同火龙果种质的果肉质地具有较大差异。对火龙果果肉质地的鉴定评价按软绵、细滑、较紧实、较粗四个等级划分，在供鉴定评价的种质中，肉质细滑的种质最多，有94份，占43.12%，其次是肉质较紧实，有60份，为27.52%，果肉质地为较粗和软绵的有36份和28份，分别占16.51%和12.84%。据观察火龙果果肉质地与种子大小和数量有相关关系。图4 火龙果种质果肉质地的分布情况图3 火龙果种质果肉颜色的分布情况2.1.5果肉风味 火龙果果肉风味鉴定评价包括草腥味，是果实品质的重要性状。在供鉴定评价的火龙果种质中，从淡味或稍甜

21、到甜酸和微酸都有分布，其中果肉风味甜（清甜、甜和蜜甜）的共有125份，分别是61份、40份和24份，占27.98%、18.35%和11.01%，果肉风味酸（甜酸、微酸）和淡味或稍甜的火龙果种质共有93份，分别是47份、37份和9份，占21.56%、16.97%和4.13%（图5）。果实风味有草腥味的种质有38份，占供鉴定火龙图5 火龙果种质果肉风味的分布情况果种质的17.43%，据观察有草腥味的大多是白肉类型的火龙果种质。2.2火龙果果实数量性状的多样性评价表2火龙果种质资源果实数量性状多样性统计分析性状最大值最小值平均值标准差SD变异系数CV/%多样性指数H单果重554.8389.62274

22、.22101.16 36.89 2.0391果肉中心可溶性固形物22.510.718.021.66 9.21 2.0397果实可食率81.5450.9770.905.83 8.23 1.97972.1.2果实大小 单果重是反映火龙果果实大小的重要指标，目前生产上火龙果果实大小的分级大至如下：大果型（1级果）其单果质量 500g，中果型（2级果）其单果质量为400500g，中果型（3级果）其单果质量为300400g，小果型其单果质量250g。在鉴定评价的种质资源中，果实大小在不同种质间差异较大，单果质量从89.62g到554.83g都有分布，其中小果型（250g）的种质最多，有99份，占45.4

23、1%，大果型（ 500g）的种质最少，只有5份，占2.29%（图6）。变异分析和多样性分析结果表明，单果重最大的是贵妃红，达554.83g，单果重最小的是紫红小果，只有89.62g，单果重平均值为274.22g，变异系数为36.89%，多样性指数（H）为2.0391（表2）。说明火龙果种质之间在单果重性状方面表现出不同程度的变异和多样性。图7 火龙果种质果肉中心部位可溶性固形物含量的分布情况图6 火龙果种质果实大小的分布情况2.2.2可溶性固形物 果肉可溶性固形物含量也是反映火龙果品种优劣的重要指标，可溶性固形物含量直接关系到果实品质的好坏。通过对218份火龙果种质的果肉中心部位可溶性固形物含

24、量分析结果显示，不同种质间果肉中心部位可溶性固形物含量变化较大，大多数种质果肉中心部位可溶性固形物含量在15%以上，低于15%的只有8份，占3.67%，大于20%以上的有27份，占12.39%（图7），据观察栽培品种的可溶性固形物含量普遍较高，野生和半野生种质可溶性固形物含量普遍较低。变异分析和多样性统计分析结果表明，果肉中心可溶性固形物含量最高的是美龙5号，达22.5%，最低的是玉红龙8，仅为10.7%，平均值为18.02g，变异系数为9.21%，多样性指数（H）为2.0397（表2）。说明火龙果种质之间可溶性固形物含量表现出不同程度的变异和多样性。图8 火龙果种质果实可食率的分布情况2.2

25、.5果实可食率 可食率的高低也是衡量火龙果品质的重要指标，火龙果果实可食率普遍较高，在供鉴定评价的火龙果种质中，果实的可食率从50.97%到81.54%都有分布，大多数种质可食率在65%以上，其中70%75%的较多，有76份，占34.86%，其次是大于75%的有58份，占26.61%，65的较少，只占13.76% (图8)。据观察，火龙果果实可食率的高低与果实大小、果皮厚度、鳞片的数量以及长度和厚度有相关关系。变异分析和多样性统计分析结果表明，果实可食率最高的是帝龙，为81.54%，最低的是蜜龙，只有50.97%，平均值为70.90%，变异系数为8.23%，多样性指数（H）为1.9797（表2

26、）。说明火龙果种质之间在可食率方面有不同程度的变异和多样性。2.3果实品质综合评价表2 火龙果果实品质性状评分标准综合评价等级标准分值优良外观品质果实较大，大小和形状均匀，萼片新鲜且直立贴着果皮，果皮颜色均匀。86-100果肉品质肉质细滑或较紧实，汁多，味蜜甜，有特殊风味，可食率高。良好外观品质果实较大，大小均匀，萼片新鲜且直立贴着果皮。76-85果肉品质肉质细滑或较紧实，汁多，味清甜或甜，可食率高。中等外观品质果实中等大；萼片开张不贴着果皮，果皮着色均匀中等。60-75果肉品质肉质软绵或较粗，汁多，味甜带微酸。较差外观品质果实大小不均匀，萼片向下翻卷，果皮有刺、着色不均匀60果肉品质肉质软绵

27、或较粗，味酸或味淡，有草腥味或异味图9 火龙果种质果实综合评价的分布情况火龙果果实品质包括外观品质和果肉品质，综合评价选择能客观反映火龙果果实品质性状优劣的果实大小、外观品质、果肉质地和风味、可溶性固形物含量、有无草腥味和异味等作为评价因素，评价实行百分制，根据评价值分为较差、中等、良好、优良4个等级（表2)。从图9可看出，评价等级从较差到优良均有分布，如桂红龙1号、金都1号、软枝大红、贵妃红等品种，果实较大且颜色均匀，果肉的可溶性固形物含量高，果肉质地细滑，无酸味和草腥味，可食率高，因此综合评价为优良；紫红小果、巴马野外种、麒麟红1号等种质果实小，果肉的可溶性固形物含量和可食率低，果肉质地软

28、绵或较粗，有酸味或草腥味，因此综合评价为较差。结果表明，在供鉴定评价的火龙果种质中，评价为中等和较差的有81份和80份，占37.16%和36.70%，评价为良好的有45份，占20.64%，评价为优良有12份，占5.50%（图9），说明不同火龙果种质间果实品质评价等级有较大差异。3 结论与讨论种质资源的鉴定评价研究是种质资源创新利用的重要手段。火龙果果实品质性状包括果实大小、形状、果皮果肉颜色、果肉质地和风味、可溶性固形物含量等，这些性状能体现出种质资源的特性和商品价值，是种质资源利用以及品种选育的主要指标。国内已有学者研究报道，葡萄6、猕猴桃10等种质资源在果实形状、大小、果皮果肉颜色、果肉风

29、味等方面均存在丰富的多样性。本研究结果表明，在供鉴定评价的218份火龙果种质中，果实形状从扁圆形到长椭圆形，果皮颜色从玫红色到暗紫红色，果肉颜色从白色到深紫红色，果肉质地从软绵到较粗、从细滑到较紧实，果肉风味从较淡到蜜甜、从甜酸到微酸，单果重从89.62g到554.83 g，果肉中心部位可溶性固形物含量从10.7%到22.5%，果实可食率从50.97%到81.54%，评价等级从较差到优良均有分布。 植物表型多样性是遗传多样性与环境多样性的综合体现11，变异系数大小反映品种固有特征及生物产品的个体差异范围12 。本研究中对收集保存在农业部南宁火龙果种质资源圃的火龙果种质进行果实品质性状鉴定评价和分析，在供鉴定评价的218份火龙果种质中，果实的单果重、果肉中心部位可溶性固形物、果实可食率3个数量性状的变异系数和多样性指数（H）分别为36.89%、9.21%、8.23%和2.0391、2.397和1.9797，研究结果表明，火龙果种质资源间果实品质性状差异较大，表现出不同程度的变异和多样性，这为以后筛选育种材料和种质创新提供了可能性。火龙果种质资源在抗病性、适应性和抗裂果等方面的鉴定评价和挖掘利用研究处于刚刚开始的研究阶段，比