樱桃李(Prunus cerasifera Ehrh.)为蔷薇科李属植物。野生樱桃李在国内主要分布在新疆伊犁地区霍城县一带,伊犁是起源地之一[1]。新疆野生樱桃李种质资源丰富,但随着生境变化和人为破坏使其严重流失,2006年已被列为国家Ⅱ级重点保护物种[2]。就地保护和异地保护在濒危植物多样性保护中发挥着越来越重要的作用。伊犁林科院与轮台果树资源圃对野生樱桃李进行了收集和保存。伊犁和轮台处于不同环境,气候因子与植物物种组成差异巨大,这导致植物性状具有明显的种内和种间差异[3],冀晓昊等[4]通过引种到青岛胶州的野生樱桃李选育出大果的‘森果佳人’。赵晶晶[5]发现原栽培地的总酸含量比引种栽培地要高,而引种栽培地的总糖及还原性糖含量高于原栽培地,表明异地保存有利于基因效益有效发挥。

樱桃李果实属于小果类型,肉质柔软,汁液丰沛,味道酸甜,富含有机酸、维生素、矿物质、多酚等物质,具有抗氧化、抗肿瘤、软化血管等营养及医疗保健价值[6]。紫色樱桃李果实的花青素和酚类物质含量最高,抗氧化活性高于其他颜色[7]。有研究发现深色樱桃李的果实酚类化合物和维生素C含量均最大,其果实各项综合评价品质最好[8]。目前研究果实外观和品质时,由于各项指标常独立分析,缺乏整体关联,为了更全面地评估果实品质,现常用主成分分析[9]、聚类分析[10]和隶属函数[11]等方法进统计。赵慧芳等[12]对46个蓝莓进行主成分和聚类分析,筛选出鲜食品种10个,加工品种5个。樱桃李虽具有较高利用价值,但因缺乏优良推广品种,导致市场认可度较低、栽培面积较少。目前,关于新疆樱桃李种质资源果实品质的报道多集中在果实抗氧化性[13]、表型性状遗传多样性分析[14]和抗性评价[15]等方面,对不同生境樱桃李果实品质综合评价等相关报道较少,因此,本研究对新疆2个地区的65份樱桃李种质资源果实进行综合评价,以期挖掘优良种质,为品种选育、创新利用等提供理论参考依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

供试的65份樱桃李均引种自新疆伊犁地区野生居群,其中35份于2013—2015年期间引种于新疆农业科学院轮台果树资源圃,30份于2008—2010年引种于新疆伊犁森林生态系统国家定位观测研究站,如表1所示。实验于2024年果实成熟期进行,从树冠外围中上部随机选取25个果实带回实验室备用。

1.2 仪器与设备

Atago糖度仪N1,日本爱拓公司;JZ-350色差仪,深圳市三恩时科技有限公司;759紫外可见分光光度计,上海菁华科技仪器有限公司;HH-S8数显恒温水浴锅,江苏金怡仪器科技有限公司;JA1003电子天平,上海菁海仪器有限公司;0～150 mm/0.01 mm游标卡尺,上海九量五金工具有限公司。

1.3 实验方法

果实外观,参照NY/T 1308—2007《李种质资源数据质量控制规范》和NY/T 2924—2016《李种质资源描述规范》、对果实的23个描述型性状(表2)进行测定;用游标卡尺测量单果质量、果实纵径、果实横径、果实侧径、果梗长度、核鲜重、果核纵径、果核横径和果核侧径,计算果形指数。

采用糖度计测定可溶性固形物;2,6-二氯靛酚滴定法测定维生素C含量;蒽酮试剂法测定可溶性糖含量;酸碱滴定法测定可滴定酸含量,并计算糖酸比;参考曹建康等[16]方法测定果皮和果肉的总酚、花青素和类黄酮;便携式色差仪测定果皮和果肉的色差指标。

1.4 数据分析

使用Microsoft Excel 2019整理平均值、标准差、变异系数及遗传多样性指数。采用RStudio 4.4.2进行表型相关性分析、Ward D2进行聚类分析、SPSS Statistics 26.0进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 新疆樱桃李种质资源果实的表型性状多样性分析

2.1.1 描述型性状的多样性

由表3可知,65个种质的果实描述型性状多样性指数H′为0.079～1.410,轮台资源圃H′为0～1.398,伊犁资源圃H′为0～1.372,2个地区H′差异较小,表明2个地区的樱桃李的果实描述型性状变异较为一致。

果实外观方面,果实分为圆形、扁圆、卵圆、椭圆、心脏形5种类型,主要为圆形(50%),其次为卵圆和椭圆,少数为扁圆形(3.03%)和心脏形(7.58%);果顶平(69.70%);果实基本对称(90.91%);裂果较少(96.97%);果皮较好剥离(62.12%),果粉较薄(37.88%);缝合线平(65.15%);梗洼浅和狭(56.06%,66.67%)。

果实颜色方面,90.91%的果面全部着色;果皮彩色分为深红、红、紫红、紫黑和橙黄5种颜色,其中红色的樱桃李最多,为48.48%,黄色的樱桃李最少为3.03%,果皮底色为黄绿的占40.91%;果肉以黄色为主,占71.21%。

果实风味方面,肉质多松软;有50%的樱桃李风味为酸甜;42.42%的果肉汁液较少;少数果肉纤维多(21.21%);大部分樱桃李涩味轻(68.18%),无香味(84.85%);鲜食品质中上和中下占大多数(30.30%)。

果核方面,果核多为椭圆形(60.61%);有98.48%为黏核;核面多数为较平滑(42.42%)。

2.1.2 数量型性状的多样性

65份新疆樱桃李种质资源数量性状如表4所示,变异系数为3.05%～225.95%,轮台资源圃的变异系数为2.91%～257.64%,伊犁资源圃变异系数为2.71%～153.64%,结果表明其变异系数较大,遗传变异丰富。数量性状变异系数最大的是果皮和果肉的总酚(225.95%、186.85%)、果皮b*(205.52%)和果肉花青素(136.86%)。可食率的变异系数最小为3.05%。其中轮台和伊犁地区维生素C含量、果皮和果肉的总酚变异系数相差较大。

果实表型方面,单果质量为3.03～17.54 g,L28最大,Y65的单果质量最小;果实纵径、横径和侧径的平均值分别为20.85、19.35、20.44 mm;果梗最长为18.33 mm,最短为7.52 mm;果核鲜重的变异系数为24.16%;果核纵、横径和厚度平均值分别为14.14、9.88和6.87 mm。

果实营养品质方面,L16可溶性固形物最高,达到26.23%;可滴定酸为5.23%～1.22%;可溶性糖含量平均值在9.56%;Y46维生素C含量最大为22.26 mg/100 g;糖酸比最大值为11.28;果皮、果肉花青素的含量最大分别为3.744 7 ΔOD/g和0.489 7 ΔOD/g;果皮和果肉的类黄酮平均值相差较小,分别为0.879 1 ΔOD/g和0.709 1 ΔOD/g。

果实色差方面,果肉果皮的亮度值L*平均值为37.29和33.27;果肉和果皮红绿值a*平均值差距不大,分别为5.39和7.47;正b*表示黄色,而负b*表示蓝色,65份樱桃李果肉和果皮的b*值的平均值分别为37.29、5.39。

2.2 相关性分析

65份樱桃李果实品质相关性分析如图1所示,果肉果皮的花青素和果肉类黄酮呈极显著正相关,分别为0.324、0.638,与果肉和果皮的总酚、果皮类黄酮呈显著正相关,还与果皮a*值呈极显著负相关。果肉L*与果肉b*、果皮L*和果皮a*呈极显著正相关,与糖酸比、可溶性糖、果肉a*和可溶性固形物呈极显著负相关。

果核质量与果核纵径、横径、侧径和单果质量呈极显著正相关,分别为0.699、0.863、0.738、0.591。单果质量与果实纵径、横径和侧径呈极显著正相关。糖酸比与可滴定酸呈极显著负相关,相关系数为-0.711,与可溶性糖呈极显著正相关,相关系数为0.717。

2.3 聚类分析

聚类并根据分类结果的均值进行方差分析与多重比较,结果如图2和表5所示。65份樱桃李种质资源聚为五大类群,其中轮台资源聚为三类,伊犁资源聚为两类。

第Ⅰ类群包括3份轮台种质资源,分别为L28、L11和L31,该类群表现出比其他四类的樱桃李果实、果核更大,可食率、可溶性糖含量和糖酸比高的特点。第Ⅱ类群包括YL43、YL40、YL45、YL52、YL51等12份伊犁种质资源,该类群果实大小仅次于第Ⅰ类群,维生素C含量远高于其他4个类群。第Ⅲ类群包括L9、L23、L1、L25、L33等18份轮台种质资源,该类群果实可溶性固形物含量高,果皮的花青素和总酚低。第Ⅳ类群包括L30、L3、L2、L6、L26等14份轮台种质资源,该类群果实和果核较小,果梗较短。第Ⅴ类群包括Y42、Y47、Y57、Y54、Y59等18份伊犁种质资源,该类群果实可滴定酸含量高,果皮花青素含量较高,果皮和果肉的类黄酮和总酚含量高。由聚类结果可见,所有樱桃李的聚类主要是相同居群,性状相似的个体聚在一起。

2.4 主成分分析

对供试材料21个性状进行主成分分析,以特征值大于1为标准,提取的前5个主成分累计贡献率达80.621%,可以反映这21个数量型性状的基本信息。第1主成分的贡献率为32.5%,占比最高,特征向量的绝对值为6.819,起决定作用的有单果质量、果实纵、横、侧径等性状;第2主成分的贡献率为23.5%,特征向量的绝对值为4.930,其主要影响因子为肉类黄酮含量和果肉、果皮的总酚含量等性状;第3主成分贡献率为11.6%,特征值为2.428,其中可溶性糖含量、果皮花青素、果肉类黄酮、糖酸比的特征向量绝对值最大,分别为0.331、0.323、0.236、-0.44;第4主成分的贡献率为6.9%,包括可滴定酸含量、可食率和维生素C含量;第5主成分的贡献率分为6.2%,其特征向量绝对值较高的性为果梗长度、果核厚度和可溶性固形物含量等性状。

基于聚类和第1、2主成分构建主成分分析散点图,聚类分析结果中的第Ⅰ类分布在原点右下方,主要体现了果实较大的特性;第Ⅱ类主要分布在原点右下方,体现了果核等性状特征;第Ⅲ类和第Ⅳ类分布在原点的上方,主要体现了果实果核较小的特性;第Ⅴ类分布在原点的下方,主要体现了果肉类黄酮和果实总酚含量高的特性。

2.5 综合评价

由于5个主成分的方差贡献率不同,因此在进行综合评价时,利用表6的主成分载荷矩阵中的各个元素除以相应主成分特征值的平方根,得到5个主成分各种指标对应的特征向量,以特征向量为权重构建5个主成分的函数表达式:

F1=0.173X1+0.154X2+0.171X3+0.17X4+0.032X5+0.044X6+0.1X7+0.049X8+0.136X9+0.118X10+0.121X11+0.027X12+0.043X13+0.028X14-0.041X15+0.032X16-0.035X17+0.038X18+0.02X19+0.035X20+0.023X21

F2=0.022X1-0.003X2+0.009X3+0.014X4+0.000 3X5+0.121X6+0.017X7+0.011X8+0.03X9+0.059X10-0.028X11+0.029X12+0.054X13+0.028X14-0.024X15+0.209X16+0.051X17+0.232X18+0.218X19+0.227X20+0.206X21

F3=0.022X1-0.068X2+0.000 1X3+0.027X4-0.219X5+0.389X6-0.08X7-0.22X8+0.038X9+0.126X10+0.086X11+0.083X12+0.298X13+0.136X14+0.024X15+0.056X16-0.12X17+0.065X18+0.084X19+0.052X20+0.034X21

F4=0.033X1+0.025X2+0.014X3+0.031X4+0.085X5-0.151X6-0.052X7+0.068X8-0.09X9-0.145X10+0.026X11-0.515X12-0.015X13+0.333X14+0.119X15+0.099X16+0.385X17-0.022X18-0.029X19-0.04X20-0.042X21

F5=-0.14X1-0.073X2-0.147X3-0.147X4-0.164X5+0.094X6+0.276X7+0.114X8+0.219X9+0.311X10-0.377X11-0.177X12+0.001X13+0.054X14+0.423X15-0.039X16-0.126X17+0.007X18+0.016X19+0.001X20-0.022X21

根据载荷系数等信息计算权重系数,即权重系数=方差解释率/旋转后累计方差解释率,得到每份李樱桃种质资源的综合得分F值公式:

F=(0.325/0.806)F1+(0.235/0.806)F2+(0.116/0.806)F3+(0.691/0.806)F4+(0.621/0.806)F5

根据F计算65份果实的综合得分并进行排序,如表7所示,F值越大代表其综合性状越优,排名前6的分别是L11、L28、L31、Y54、Y44、Y64,前3份材料来自第Ⅰ类,后3份材料来自第Ⅴ类,第Ⅰ类突出性状为果个大,可食率、可溶性含量和糖酸比高,第Ⅴ类突出性状为果皮类黄酮含量高,果实总酚含量也较高。此结果与聚类和主成分分析结果吻合。

65份材料综合得分与21个表型性状相关性分析结果表明(表8),其与13个表型性状的相关性均达到了极显著相关。从果实外观来看,综合得分与单果质量、果实纵径、横径、侧径、果核质量、果核横径和果核厚度呈极显著正相关;从营养物质方面来看,综合得分与糖酸比、果皮花青素、果实类黄酮和果实总酚呈极显著正相关,其显著水平大于0.01,可知单果质量、果实纵径、横径、侧径、果核质量、果核横径和果核厚度、糖酸比、果皮花青素、果实类黄酮和果实总酚是影响樱桃李资源果实品质的重要指标。

3 结论与讨论

果实多样性是表型性状的重要组成部分,果实性状多样性分析是鉴定和评价种质资源的重要环节[17]。本实验中伊犁地区的樱桃李,可溶性糖和可溶性固形物含量明显低于轮台地区,可能是由于伊犁地区气候较湿润,昼夜温差小于轮台地区,故影响糖分累积[18]。伊犁地区的樱桃李维生素C含量的变异系数较大,平均最高值为22.26 mg/100 g,平均最低值为3.08 mg/100 g,可能由于品种自身特性不同所导致。轮台地区有3个品种的平均单果重超过10 g,伊犁地区并未发现10 g以上的品种,可能由于环境的适应性及栽培管理措施不同。果实形状、果皮彩色等变异较大,这与周龙等[19]研究结果相似;27个数值型性状中,果实总酚的变异系数最大,这与张静如等[20]研究结果一致。本研究中樱桃李H′为0.079～1.410,变异系数为3.05%～225.95%,表明不同樱桃李种质果实性状差异较大、变异类型多,存在丰富的表型遗传多样性。

聚类分析对种质资源研究利用具有重要意义,它能够有效地解决诸多实际问题[21]。CECCARELLI等[22]利用聚类分析将17个基因型分为四大类,明确了各不同品种果实品质的差异,筛选出品质较佳的品种。本研究采用Ward聚类分析法,将65份新疆樱桃李分为五大类,其中轮台和伊犁居群分别聚为三类和两类,同一居群的樱桃李被聚类到不同类群的情况,这说明樱桃李种内依旧存在差异,且各具特色。第Ⅰ类群果实较大,可食率和可溶性固形物含量较高,例如2433,平均单果质量可达17.54 g,属于大果高可溶性糖种质类型;第Ⅱ类群维生素C含量高,例如L6-4,维生素含量22.26 mg/100 g达到了,属于高维生素C种质类型;第Ⅲ类群可溶性固形物含量较高;第Ⅳ类群果实和果核较小,属于小果种质类型;第Ⅴ类群可滴定酸果实类黄酮、总酚等含量较高,属于高酚类物质的种质类型。

主成分分析作为评价种质资源价值的可靠方法,被广泛运用于各种作物的种质资源的综合评价当中[23]。本研究的主成分分析,共提取到5个主成分,累计贡献率达到80.621%,能较好地反映出果实性状的基本特性。第一主成分主要反映了果实大小的特征,这与前人对李和蓝莓果实因子评价结果一致[12,24]。通过函数F进行综合得分评价得出排名前5的优质种质为L11、L28、L31、Y54、Y44、Y64。前3份种质具有果实大、可溶性糖含量和糖酸比高的优良特性;后3份种质果实具备高类黄酮和总酚等优良特性。综合评价结果与聚类和主成分分析结果相吻合,评价结果可靠。筛选出的6份种质可为樱桃李品种选育及南北疆区域引种提供理论参考。

本研究认为供试的65份新疆樱桃李的性状遗传变异较为丰富,综合评价筛选出2369、2433、2436、YL9-1、YL5-6,YL13-2共6份优质种质资源,结合描述型性状,由于口感甜味不足,故不适合鲜食。2369、2433和2436果实大,口感酸甜,可溶性糖高适宜加工为原浆和果酱;YL9-1和YL5-6果实花青素、类黄酮和总酚含量高适合加工为抗氧化保健产品;YL13-2可滴定酸含量高可做天然酸味剂。本研究为今后樱桃李种质资源的利用创新和区域化种植提供有力支撑。

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Analysis and comprehensive evaluation of fruit quality of 65Prunus cerasifera Ehrh germplasm resources in Xinjiang

SUN Yanlei1, YANG Fenfen1, WANG Yatong1, LI Junqi1, FAN Yingpiao1, RAZIYA·Barat1, DIAO Yongqiang2,3, ZHANG Shikui4*, GENG Wenjuan1*

1(College of Horticulture, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830000, China)
2(Xinjiang Ili Kazakh Autonomous Prefecture Forestry Science Research Institute, Yining 835000, China)
3(Xinjiang Ili Forest Ecosystem Observation and Research Station, Xinyuan 835800, China)
4(Institute of Fruits and Vegetables, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091, China)

ABSTRACT This study used 65 Prunus cerasifera Ehrh.collected from two regions of Xinjiang as test materials.Measurements covered the descriptive phenotypes, quantitative traits, flavor quality, and nutritional quality of the fruits.Correlation analysis and principal component analysis identified the main factors influencing fruit quality.Based on the extracted comprehensive scores, the study ranked the sixty-five accessions.Systematic cluster analysis then explored their taxonomic relationships.Results indicated that the Shannon diversity index for descriptive traits ranged from 0.079 to 1.410, while the coefficient of variation for quantitative traits spanned 3.05%-225.95%.Notably, total phenolic content and peel b* value exhibited the highest CVs at 225.95%, 186.85%, and 205.52%, respectively.Significant correlations existed between various fruit traits.Cluster analysis grouped the Prunus cerasifera Ehrh.Accessions into five categories:large-fruit germplasm with high soluble sugars, high-VC germplasm, high-soluble-solids germplasm, small-fruit germplasm, and high-phenolic-content germplasm.Principal component analysis extracted five principal components with eigenvalues>1, accounting for 80.621% of the cumulative variance.The findings demonstrated rich genetic diversity in fruit phenotypic and quality traits among Xinjiang Prunus cerasifera Ehrh.The comprehensive evaluation screened six superior germplasms:Accessions 2369, 2433, and 2436 appeared suitable for processing into puree and jam;germplasms YL9-1 and YL5-6 showed potential for antioxidant health products;and accession YL13-2 was suitable as a natural acidulant.

Key words Prunus cerasifera Ehrh; germplasm resources; fruit quality; genetic diversity; comprehensive analysis

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.043746

引用格式：孙妍蕾,杨芬芬,王亚铜,等.新疆65份樱桃李种质资源果实品质分析与综合评价[J].食品与发酵工业,2026,52(8):377-385.SUN Yanlei,YANG Fenfen,WANG Yatong, et al.Analysis and comprehensive evaluation of fruit quality of 65 Prunus cerasifera Ehrh germplasm resources in Xinjiang[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(8):377-385.

第一作者：硕士研究生(章世奎副研究员耿文娟教授为共同通信作者,E-mail:540518927@qq.com;gwj0526@163.com)

基金项目：2025年自治区林草专项资金(种苗培育补助-新疆欧洲李、樱桃李种质资源表型鉴定及指纹图谱构建);国家园艺种质新疆名特果树及砧木分库运行服务(NHGRC2025-NH13);2025年新疆特有果树种质资源安全保存(22250306)

收稿日期：2025-07-03,改回日期:2025-09-04