冯会丽，吴正保，史彦江，*，张亚鸽，谢亚丽，马合木提·阿不来提

（1.新疆农业大学林学与园艺学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2.新疆林业科学院经济林研究所，新疆 乌鲁木齐 830000）

基于因子分析的灰枣优良无性系果实品质评价

冯会丽1，2，吴正保2，史彦江2，*，张亚鸽1，谢亚丽1，马合木提·阿不来提2

（1.新疆农业大学林学与园艺学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2.新疆林业科学院经济林研究所，新疆 乌鲁木齐 830000）

测定灰枣及3 个优良无性系果实的6 项外观和14 项内在营养物质指标，对20 项品质指标进行基于因子分析的综合评价。结果显示：不同无性系的果实品质指标变异程度不一，其中可食率、果实横径和果形指数差异较小，糖酸比、还原性VC、可溶性蛋白、黄酮、锌和铜含量差异相对较大；因子分析提取出 3 个特征根＞1的公因子，累积方差贡献率达100%，能够全面反映果实品质信息；评价得出灰实2果实品质综合得分最高，灰实7次之，两个无性系均属于果个较大、果形偏长，含糖量高、口感较甜的无性系；灰实8综合得分低于灰实7，属于果个较小、含糖量低、口感偏酸的无性系；3 个无性系不同单项指标表现出不同的优越性。

灰枣；优良无性系；果实品质；因子分析；综合评价

灰枣（Zizyphus jujuba cv. Huizao），质地致密、水分含量低、糖含量高、风味好，含有多种微量元素和较多的药用成分，具有很高的食疗价值和多种保健功效［1-3］，是优质的鲜食兼制干枣品种。新疆灰枣20世纪70年代初自河南新郑引种以来，得天独厚的光热资源，使其各项经济性状均优于原产区，尤其在南疆各地得到大面积栽培［4］。目前，灰枣已成为阿克苏地区主栽品种之一［5］。然而，随着灰枣产业化种植的发展，生产中出现了单株性状变异严重、果实品质良莠不齐、枣果风味千差万别等现象，说明灰枣具有很大的选育空间［6］。果树良种的选育，常采用的方法之一就是对单株变异的选择和利用。本课题组在对灰枣资源进行调查的基础上，以果形整齐、品质优良、早实丰产等为育种目标，于2006—2010年从全疆各地及内地各省份，初选收集了一批优良单株，暂以灰实系列命名，如灰实1、灰实2……灰实14等。在收集的14 个灰实系列中，灰实2和灰实7表现出果个较大、果形整齐、丰产稳产的特点，灰实8虽果个较小、但果形均匀、早实丰产且风味独特，因此选用这3 个系列进行实验。果实品质的综合评价是果树育种工作的重要环节，对于筛选出灰枣优良无性系新品系有很大的指导意义。目前，有关灰枣良种选育的研究主要集中在植物学特性、生长结果习性、果实经济性状等方面，如：“新郑早红”［6］、“新郑红1号”［7］和“新郑红2”［8］。关于灰枣优良无性系果实品质的对比及综合评价等研究鲜有报道。本研究在建立红枣优树汇集圃的基础上，测定果实外观和营养两个层面20 项指标。通过因子分析，将具有错综复杂关系的变量缩减为少数几个综合因子，找出影响果实品质的主要评价指标，评价各无性系综合性状的优劣，为灰枣优良新品系选育提供依据，同时也为丰富新疆红枣种质资源提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试材料为新疆林业科学院初选的3 个灰枣优良无性系（暂命名为灰实2、灰实7和灰实8）及普通灰枣为对照，前3种分别选自新疆阿克苏地区实验林场二队、七队和农业大队红枣生产示范园。2005年于阿克苏实验林场二队红枣优树汇集圃定植砧木，2007年分别自上述红枣示范园截取接穗，进行嫁接，每个无性系嫁接3～5 株。实验按完全随机区组设计，不同无性系分别选取3 个固定调查株。植株树龄相同（8 a），树势一致，管理模式一致，东西行向种植，株行距2 m×3 m，未间作，漫灌。

蒽酮、葡萄糖、氢氧化钠、邻苯二甲酸氢钾、酚酞指示剂 上海谱振生物科技有限公司；VC、钼酸铵、草酸、乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetie acid，EDTA）、偏磷酸-醋酸、芦丁 国药集团化学试剂有限公司；亚硝酸钠、硝酸铝、蛋白质、考马斯亮蓝G-250、纤维素 南京生兴生物技术有限公司；所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

AL204型电子分析天平 梅特勒-托利多（上海）有限公司；尺喜精工游标卡尺（量程0～150 mm，精度0.02 mm） 上海尺喜工量具有限公司；FW80-1型粉碎机天津市泰斯特仪器有限公司；Explore-EX223型分析天平（精度0.001 g） 奥豪斯仪器（上海）有限公司；TP432自动电位滴定仪 北京时代新维测控设备有限公司；722S型可见分光光度计 上海江仪仪器有限公司；新锐T6型紫外-可见分光光度计 上海沪粤明科学仪器有限公司；AA7000原子吸收分光光度计 日本岛津公司；移液枪、离心机 德国Eppendorf公司。

1.3 方法

1.3.1 果实样品采集与处理

样品采集于2014年10月6日，此时正值灰枣完熟期，果实含水量在42%左右，于每棵固定调查株上随机摘取50 个健康果实，把同一无性系采集的果实混合放在一起，即时测定果实外观品质指标。将采集的果实带回实验室，在3～15 ℃常温条件下自然晾干至鲜质量的46%，历时50 d，再将红枣置于60 ℃恒温烘箱内48 h烘干至恒质量，将果实粉碎，封闭存放，进行营养成分测定。

1.3.2 果实外观品质测定

单果质量及可食率：同一无性系一次随机抽取30 个果实作为一组待测样，用电子天平称量每个果实的质量，计算单果质量，每一无性系重复抽取3 次，计算其平均值，相应地将被测果实的果核取出，称其质量，计算其平均值，进而得出各无性系的单果质量和单核质量。可食率按公式（1）计算。

果径及果形指数：同一无性系随机抽取30 个果实作为一组待测样，用电显游标卡尺测定每个果实的纵（横）径，计算其平均值，每一无性系重复抽取3 次，计算其平均值。果形指数按公式（2）计算。

1.3.3 果实营养成分指标的测定

将待测样品粉末取出，按要求称取不同量，对不同无性系果实品质进行可溶性糖、可滴定酸、还原性VC、黄酮、可溶性蛋白、纤维素、钾、钙、镁、铁、锌、铜、锰含量以及糖酸比14 种营养成分指标检测，以上指标均重复测定3 次，计算平均值。

可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法；可滴定酸含量测定采用氢氧化钠中和滴定法；糖酸比=可溶性糖/可滴定酸；还原性VC含量测定采用钼蓝比色法；总黄酮含量测定采用芦丁比色法；可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G-250染色法；纤维素含量测定采用蒽酮比色法；矿物质元素含量测定采用原子吸收分光光度法。

1.4 数据处理与分析

使用Microsoft Excel 2007建立数据库，用SPSS 17.0软件进行方差分析和因子分析。

隶属函数法：因子分析前，对原始数据进行标准化，正相关指标（单果质量、可食率、果实纵径、果实横径、糖酸比、可溶性糖、可滴定酸、还原性VC、黄酮、可溶性蛋白、钾、钙、镁、铁、锌、铜、锰含量）依据公式（3）分析，负相关指标（单核质量、果形指数、纤维素含量）依据公式（4）分析。

因子分析：标准化的数据通过因子分析，提取出影响果实品质的公因子，同时得到各样品的公因子分值Fjn，综合分值Dn的计算以相应公因子的贡献率Ej为权重，依据公式（5）得到。

式中：Uin和U'in分别指第n个样品第i个指标的原始数据经转化后的隶属函数值；Xin指第n个样品第i个指标的原始测定结果；Ximax和Ximin分别指样品组中第i个指标的最大和最小值；Dn为因子分析法得到的各样品果实品质的综合分值；Fjn为第n个样品第j个特征根＞1的公因子的分值；m为特征根＞1的公因子的个数；Ej为第j个公因子的方差贡献率。

2 结果与分析

2.1 灰枣优良无性系果实品质的测定结果

由表1可知，以某单一指标进行优劣评价，不同指标中无性系的优劣不尽相同，多数指标中，3 个无性系均优于对照组，3 个无性系在20 项品质指标中表现出不同程度的优良特性。因此，对上述无性系进行优中选优，必须依据样品在20 项指标中的综合表现。从变异系数来看，不同无性系间变异程度均不大。可食率、果实横径和果形指数差异较小，糖酸比、还原性VC、黄酮、可溶性蛋白、锌和铜含量差异相对较大。

2.2 灰枣优良无性系果实品质的因子分析

2.2.1 数据标准化

根据灰枣的品种特性和选优目标，在选优时对各品质指标的衡量标准不同：单果质量、可食率和果径越大越好；果实营养成分越高越好（包括可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、还原性VC、黄酮、可溶性蛋白和矿物质元素）；单核质量和纤维素越小越好；果形指数越接近1越好。由于不同指标的计量单位不同，数据量纲也不一致，不便进行数据分析。在用因子分析进行综合评价前，应使用隶属函数法对原始数据进行标准化处理。标准化结果见表2。

2.2.2 因子分析

数据经隶属函数标准化后进行因子分析，20 项指标提取出3 个公因子，其方差贡献率、累计方差贡献率和经四次方最大旋转获得的因子载荷矩阵如表3。特征根表示对应因子能够描述原有信息的多少，由表3可知，3 个公因子的特征根均大于1，第1公因子的方差贡献率为44.05%，第2公因子的方差贡献率为35.75%，第3因子的方差贡献率为20.20%，累计方差贡献率为100%，说明这3个公因子反映了原始变量的几乎全部信息。因此提取这3 个公因子代替原有20 项指标评价灰枣优良无性系及对照的果实品质。

因子分析得到3 个公因子的载荷矩阵，因结果代表的生物学意义不够明确，不能突出主要因子的作用。因此，对公因子进行方差最大正交旋转，得到旋转后的因子载荷矩阵，如表4所示。第1公因子主要由单果质量、可食率、果实纵径、果实横径、果形指数、可溶性糖、纤维素和锰含量8 个因子决定，它们的因子载荷分别为：0.982、0.794、0.997、0.898、-0.939、0.849、-0.100和0.779，反映了果实外观品质、甜度和锰含量；黄酮和铜含量对第1公因子产生负向影响，因子载荷分别为：-0.864和-0.943。

第2公因子主要由单核质量、可滴定酸、还原性VC、可溶性蛋白、铁和锌含量6 个因子决定，它们的因子载荷分别为：-0.584、0.778、0.921、0.978、0.896和0.924，反映了果核大小、含酸量、还原性VC、可溶性蛋白、铁和锌含量；钙对第2公因子产生负向影响，因子载荷为：-0.921。

第3公因子主要由钾和镁含量两个因子决定，它们的因子载荷分别为：0.855和0.944。反映了果实中矿物质元素钾和镁含量的多少；糖酸比对第3公因子产生负向影响，因子载荷为：-0.758。

2.2.3 灰枣优良无性系果实品质的公因子得分和综合评价通过因子分析，可以获得各个无性系的公因子得分fi，根据3 个公因子旋转后的方差贡献率及对应的因子得分，可以建立果实品质综合评价的数学模型。

该模型计算获取各无性系果实品质的综合得分，并根据果实品质性状的综合得分进行优良度排序，结果见表5。综合得分排在第1、2、3、4位的依次是灰实2、灰实7、灰实8和对照组。

由f1公因子排名可知，灰实7排名第一，即其主要优势体现在单果质量、可食率、果径、可溶性糖和锰含量均较高，部分指标含量达到最大值，说明果个较大、口感较甜；果形指数较高，说明果形偏长；纤维素含量达到了最高值；黄酮和铜含量均最低。灰实2、对照组和灰实8排名依次靠后。

由f2公因子排名可知，灰实2排名第一，即其主要优势体现在可滴定酸、可溶性固形物、铁和锌含量均达到了最高；果核也达到了最大；果实的钙含量最低。灰实8、对照组和灰实7排名依次靠后。

由f3公因子排名可知，灰实8排名第一，即其钾和镁含量均最高；果实的糖酸比最低，说明果实口感偏酸。灰实7、灰实2和对照组排名依次靠后。

3 结论与讨论

本研究采用隶属函数法对灰枣优良无性系的20 项果实品质指标进行了数据标准化，通过因子分析将上述多个指标进行简化，提取出能代表几乎全部信息的3 个公因子，这些公因子之间相互独立，避免了重复信息的干扰。影响灰枣优良无性系果实品质综合评价的关键因子依次是：单果质量、果形、甜度因子、果核、含酸量、还原性VC、可溶性蛋白以及矿物质元素含量。结果显示：灰实2果实个大核大，可食率较高，果形偏长，酸甜度相对适中，果实中还原性VC、可溶性蛋白、铁和锌含量较高。灰实7果实个大核小，可食率最高，果形偏长，口感较甜，果实中钙和锰含量均达到最高值。灰实8果实个小核较大，可食率相对较低，口感偏酸，果实中黄酮、钾、镁和铜含量最高。

新疆灰枣作为优质的鲜食兼制干枣品种，自引种以来，原生资源种群内个体发生了变异，对不同变异类型作出适当评价是良种选育和有效利用种质资源的基础和前提［9］。常用选育枣的方法有感官评定［10］、方差分析［11-13］等，而这些方法的主观性、多因素性等常导致选育工作繁杂，结果具有不确定性。本研究运用因子分析进行灰枣果实品质的比较和优中选优，将多维指标降维为少数指标，不仅减少了工作量，避免了原始数据的缺失和人为的主观随意性［14］，而且能较全面的把握品种的综合性状，使结果更具科学性。目前此法已在诸多品种如设施桃［15］、龙眼［16］、冬枣［17］、猕猴桃［18］、枸杞［19］等资源的选优上得到广泛应用。

由于原始测定结果表示的是不同的品质指标，其计量单位不同，数据的量纲也不一致。王益民等［19］使用零均值和归一化标准差法对枸杞子营养成分数据进行了转化；张海英等［20］在进行桃果实品质评价时，使用0～1极差标准化法对数据进行了转化。在果实品质分析中，一些品质指标对综合品质评价有负影响，在数据标准化时应充分考虑指标对评价体系的影响。使用隶属函数法［21］进行数据转化，能兼顾对综合评价有正、负影响的指标，使结果更为客观。本研究对所测指标正、负相关性的定义主要根据品种特性和选优目标而定。对各品质指标的衡量标准不尽相同：果实质量、果径、可食率越大越好，果核质量应越小越好。果实大小是评价果实品质优劣的一项重要经济性指标，果树育种工作者始终将选育大果型新品种作为育种目标，如：“七月鲜”［22］、“晋赞大枣”［23］、“燕平”［24］等。果实营养成分越高越好，包括可溶性糖、可滴定酸、VC、可溶性蛋白、黄酮和矿物质元素。灰枣风味以甜味为主，可滴定酸含量比较小，而可滴定酸含量的提高有利于改善灰枣的风味品质，因此将其定为正相关指标。果形以果实近圆形为标准，果形指数越接近1越好。纤维素含量应越少越好，其含量越少，果实口感越细腻［4］。

本研究用因子分析法，从20 项果实品质指标中提取出3 个特征根＞1的公因子，这3 个公因子提供了原性状100%的信息，且既是综合的，又是相互独立的指标，避免了重复信息的干扰。经评定，3 个无性系及对照的综合得分为：灰实2＞灰实7＞灰实8＞对照组。尤为关键的是，因子分析法不仅可以客观地筛选出综合性状优良的无性系，还可根据各公因子得分对每一无性系做出适当评价，这克服了其他选育方法易将个别性状优良类型淘汰［25］的缺点。在良种选育过程中，可以根据各个无性系的不同优势，生产和推广种植能够满足不同市场需求的灰枣新品系。

［1］ CHEN C F， LEE J F， WANG D， et al. Water extract of Zizyphus jujube attenuates ischemia/reperfusion-induced liver injury in rats（PP106）［J］. Transplantation Proceedings， 2010， 42（3）： 741-743. DOI：10.1016/ j.transproceed.2010.03.020.

［2］ LI J W， DING S D， DING X L. Comparison of antioxidant capacities of extracts from five cultivars of Chinese jujube［J］. Process Biochemistry， 2005， 40（11）： 3607-3613. DOI：10.1016/ j.procbio.2005.03.005.

［3］ SHEN X C， TANG Y P， YANG R H， et al. The protective effect of Zizyphus jujube fruit on carbon tetrachloride-induced hepatic injury in mice by anti-oxidative activities［J］. Journal of Ethnopharmacology，2009， 122（3）： 555-560. DOI：10.1016/j.jep.2009.01.027.

［4］ 张萍， 史彦江， 宋锋惠， 等. 南疆灰枣主要营养品质性状的变异及相关性研究［J］. 果树学报， 2011， 28（1）： 77-81. DOI：10.13925/j.cnki. gsxb.2011.01.012.

［5］ 张娜， 蒲云峰， 姜冰， 等. 阿克苏灰枣营养及挥发性成分分析［J］. 食品工业科技， 2012， 33（3）： 358-360. DOI：10.13386/ j.issn1002-0306.2012.03.091.

［6］ 宋宏伟， 李永成， 袁绍辉， 等. 优质特早熟新品种： 新郑早红的选育［J］. 果树学报， 2010， 27（1）： 154-155. DOI：10.13925/j.cnki. gsxb.2010.01.031.

［7］ 李继东， 赵旭升， 冯建灿， 等. 大枣新品种‘新郑红1号'［J］. 园艺学报，2008， 35（8）： 1243.

［8］ 杨丽， 马元忠， 李占林， 等. 制干鲜食兼用枣新品种‘新郑红2号'［J］.果农之友， 2008（8）： 11-13.

［9］ 樊保国， 李登科. 制干枣品种品质性状的因子分析与综合评价［J］.植物遗传资源学报， 2011， 12（5）： 716-720. DOI：10.13430/j.cnki. jpgr.2011.05.025.

［10］ 马庆华， 续九如， 王贵禧， 等. 河北和山东冬枣果实品质评价及AFLP分子标记的研究［J］. 林业科学研究， 2009， 22（1）： 48-54. DOI：10.13275/j.cnki.lykxyj.2009.01.001.

［11］ 马庆华， 续九如， 姚立新， 等. 不同产地冬枣果实品质差异的研究［J］.河北农业大学学报， 2007， 30（2）： 57-60.

［12］ 俞飞飞， 孙其宝， 陆丽娟. 安徽地方优质枣品质性状比较分析［J］.安徽农业科学， 2009， 37（19）： 8957-8958. DOI：10.13989/ j.cnki.0517-6611.2009.19.097.

［13］ 高文海， 李新岗， 王长柱. 木枣优良株系的选择研究［J］. 果树学报，2009， 26（4）： 481-486. DOI：10.13925/j.cnki.gsxb.2009.04.016.

［14］ 董星光， 田路明， 曹玉芬， 等. 我国南方砂梨主产区主栽品种果实品质因子分析及综合评价［J］. 果树学报， 2014， 31（5）： 815-822. DOI：10.13925/j.cnki.gsxb.20140023.

［15］ 徐臣善， 高东升. 基于主成分分析的设施桃果实品质综合评价［J］. 食品工业科技， 2014， 35（23）： 84-88； 94. DOI：10.13386/ j.issn1002-0306.2014.23.008.

［16］ 韩冬梅， 吴振先， 杨武， 等. 龙眼果实品质评价理化指标体系的构建［J］.植物遗传资源学报， 2015， 16（3）： 503-511. DOI：10.13430/j.cnki. jpgr.2015.03.011.

［17］ 马庆华， 李永红， 梁丽松， 等. 冬枣优良单株果实品质的因子分析与综合评价［J］. 中国农业科学， 2010， 43（12）： 2491-2499. DOI：10.3864/ j.issn.0578-1752.2010.12.013.

［18］ 刘科鹏， 黄春辉， 冷建华， 等. ‘金魁'猕猴桃果实品质的主成分分析与综合评价［J］. 果树学报， 2012， 29（5）： 867-871.

［19］ 王益民， 张珂， 许飞华， 等. 不同品种枸杞子营养成分分析及评价［J］.食品科学， 2014， 35（1）： 34-38. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201401007.

［20］ 张海英， 韩涛， 王有年， 等. 桃果实品质评价因子的选择［J］.农业工程学报， 2006， 22（8）： 235-239. DOI：10.3321/ j.issn：1002-6819.2006.08.049.

［21］ 付宝春， 薄伟. 玉簪抗旱性隶属函数及主成分分析［J］. 草地学报， 2014，22（6）： 1324-1330. DOI：10 11733/j.issn.1007-0435.2014.06.0027.

［22］ 王长柱， 高京草， 刘振中， 等. 早熟大果型鲜食枣品种‘七月鲜'［J］. 园艺学报， 2003， 30（4）： 499. DOI：10.3321/j.issn：0513-353X.2003.04.040.

［23］ 李登科， 王永康， 隋串玲， 等. 大果型制干加工枣新品种“晋赞大枣”的选育［J］. 果树学报， 2011， 28（6）： 1130-1131. DOI：10.13925/j.cnki. gsxb.2011.06.011.

［24］ 兰彦平， 曹庆昌， 周连第， 等. 燕山板栗大果型新品种： 燕平的选育［J］. 果树学报， 2008， 25（3）： 444-445. DOI：10.13925/j.cnki. gsxb.2008.03.035.

［25］ 胡延吉. 植物育种学［M］. 北京： 高等教育出版社， 2003： 73.

Fruit Quality Evaluation of Superior Clones of Zizyphus jujuba cv. Huizao Based on Factor Analysis

FENG Huili1，2， WU Zhengbao2， SHI Yanjiang2，*， ZHANG Yage1， XIE Yali1， Mahemuti·ABULAITI2
（1. College of Forestry and Horticulture， Xinjiang Agricultural University， Ürümqi 830052， China；2. Economic Forest Research Institute， Xinjiang Academy of Forestry， Ürümqi 830000， China）

The comprehensive evaluation of 20 fruit quality attributes including 6 appearance indices and 14 inherent nutritional qualities was carried out on 3 superior clones of Zizyphus jujuba cv. Huizao based on factor analysis. The results showed that different clones of Zizyphus jujuba cv. Huizao had different degrees of variation in fruit quality indices， with only small variations observed in the percentage of edible portion， horizontal diameter and fruit shape index and relatively large variations in sugar/acid ratio and the contents of reducing VC， soluble proteins， flavonoids， zinc and copper. Factor analysis extracted 3 common factors with characteristic roots > 1 and a cumulative variance contribution rate of 100%， which could fully reflect the information on the fruit quality. ‘Huizao' clone 1 was evaluated to score highest for overall sensory quality， followed by clone 7. Both clones belonged to a larger and longer fruit with high sugar content and sweet taste. The overall sensory score of clone 8， which belonged to a smaller fruit with low sugar content and acidic taste， was lower than that of clone 7. The three clones showed advantages in terms of different individual indicators.

Zizyphus jujuba cv. Huizao； superior clones； fruit quality； factor analysis； comprehensive evaluation

10.7506/spkx1002-6630-201609015

S665.1；S722.5

A

1002-6630（2016）09-0077-05

冯会丽， 吴正保， 史彦江， 等. 基于因子分析的灰枣优良无性系果实品质评价［J］. 食品科学， 2016， 37（9）： 77-81. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201609015. http：//www.spkx.net.cn

FENG Huili， WU Zhengbao， SHI Yanjiang， et al. Fruit quality evaluation of superior clones of Zizyphus jujuba cv. Huizao based on factor analysis［J］. Food Science， 2016， 37（9）： 77-81. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/spkx1002-6630-201609015. http：//www.spkx.net.cn

2015-06-20

公益性行业（林业）科研专项（201304701-1）；自治区公益性科研院所基本科研业务经费资助项目

冯会丽（1988—），女，硕士研究生，研究方向为生态科学。E-mail：550112219@qq.com

*通信作者：史彦江（1961—），男，研究员，学士，研究方向为果树栽培。E-mail：syj504@126.com