果用木通優良家系選育技術

何小三，占志勇，左繼林，李 進，王玉娟

（江西省林業科學院，江西 南昌 330013）

木通科Lardizabalaceae 植物多為木質藤本，稀灌木[1]。共7 屬，約50 種，主產亞洲東部，2屬分布于南美智利。我國5 屬，39 種、8 變種、5 變型。木通科植物主要分布在長江流域及以南各?。▍^），具有藥用價值[2-4]、食用價值及觀賞價值。近年來，隨著大眾對綠色、天然、無污染、具有保健功能水果的喜愛和重視程度日益增強，木通果實逐步走進人們的視野，并被廣泛研究、開發利用。本研究旨在初步選育出果用木通優良家系，將在一定程度上彌補國內外研究的空白，為木通的人工栽培與推廣提供物質保證。木通科植物作為新型保健水果[5-6]，相關研究集中在野生資源評價[7]、果實營養價值[8-9]、人工馴化栽培[10-11]、枝條果實（種子）加工利用等方面，也有少量關于生理生化、育種方面[12]的報道，但對木通科植物果用良種選育還沒有相關研究，僅有三葉木通、白木通等木通屬植物有少量馴化育種、栽培報道。以木通種質資源庫31 份6年生木通家系為試驗材料，完成了不同家系果實基本性狀和果肉營養成分的測定。為選育出果用木通優良家系，本研究采用主成分分析法對31 個木通家系的果實基本性狀和果肉營養成分進行綜合評價，根據每個主成分篩選出可作為木通食用性綜合評價及鑒定的指標，并根據每個家系的綜合得分初步篩選出果用木通優良家系。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于江西省南昌市植物園（115°45′～115°49′E，28°44′～28°46′N），距離南昌市區6 km；屬中亞熱帶季風濕潤氣候，雨量充沛，地處亞熱帶中部，日照充足，年平均溫度17.3℃，年降水量1 713.5 mm，年平均相對濕度82%，年平均日照時數為1 778.6 h，年平均無霜期249 d。土壤疏松多孔，有機質含量高，通透性好，為第四紀紅黏土和花崗巖風化而成的紅壤和山地黃紅壤，深度在80 cm 以上。

1.2 試驗材料

本研究中的試驗材料指木通科木通屬的三葉木通Akebia trifoliata(Thunb.)Koidz.及野木瓜屬的倒卵葉野木瓜Stauntonia obovata和尾葉那藤Stauntonia obovatifoliola subsp.urophylla，均為木通種質資源庫收集保存的31 份木通家系（表1），其中三葉木通2 份（36 號和81 號），倒卵葉野木瓜6 份（11 號、30 號、32 號、46 號、80 號 和89號），尾葉那藤23 份（1 號、2 號、3 號、4 號、5 號、6 號、8 號、9 號、12 號、13 號、15 號、26 號、28 號、37 號、40 號、42 號、45 號、49 號、56 號、60 號、87 號、88 號和94 號）。31 份木通家系均于2015年春季采用1年生實生苗造林，2018年開始陸續掛果。本試驗的木通果實采樣標準均為成熟時采摘，其中三葉木通果實一般于8月底至10月初成熟，成熟時果實為紫色，裂開或微裂開；尾葉那藤和倒卵葉野木瓜果實一般于11月份成熟，成熟時果實為黃色，不裂開，但摸起來較軟。

表1 木通家系一覽表Table 1 List of Akebia families

1.3 果實基本性狀測定

2020年10—11月，分別采集31 個家系的成熟果實10 個，用1/100 天平分別稱其單果質量、單果果肉質量、單果皮質量、種子質量；用游標卡尺分別測量其果皮厚度，果實縱、橫徑；每千克鮮果數（個/kg）=1 000 g/單果質量（g）；出籽率（%）= 種子質量（g）/ 單果質量（g）×100%；可食率（%）=單果果肉質量（g）/單果質量（g）×100。

1.4 果肉營養成分測定

對采集的31 個家系的成熟果實去皮后濾去種子，剩余果肉用于測定營養成分。采用蒽酮比色法[13]測定果肉中總糖含量；高效液相色譜法[14]測定維生素C 含量；凱氏定氮法[15]測定蛋白質含量；用酸堿滴定法[16]測定其總酸含量；用高錳酸鉀滴定法[17]測定其還原糖含量。

1.5 數據處理

采用Excel 2010 軟件對數據進行處理，采用SPSS 18.0 軟件進行方差分析與主成分分析，其中主成分的選擇可以先根據碎石圖比較平緩時對應的主成分數，然后再結合累積貢獻率（70%～90%）及特征根（＞1）以確定合適的主成分數量，最后通過綜合得分對木通家系進行排序[18]。

2 結果與分析

2.1 果實基本性狀

不同家系果實基本性狀調查結果及多重比較結果結果（表2）表明：31個不同家系之間的單果質量、單果皮質量、單果果肉質量、種子質量、果實縱橫徑、果皮厚度、每千克鮮果數、出籽率及可食率均存在顯著性差異。6 號可食率最高，達到54.63%；果實大，每千克鮮果數5.60 個，排第2；出籽率少，為9.38%，排第3；果皮較薄，為0.43 cm，排第4。37 號果實最大，每千克鮮果數4.96 個；可食率為43.29%，排第2；出籽率較少為12.65%；果皮較薄，為0.44 cm，排第5。87 號出籽率最少，僅為9.21%；但其果皮也最厚，達到0.85 cm；可食率較低，為29.05%，排第5；每千克鮮果數8.86 個，處于中下水平。60 號果皮最薄，為0.29 cm；可食率為38.36%，排第5；出籽率為13.79%，處于中等水平；但果實小，每千克鮮果數20.05 個，排第2。

表2 31 個木通家系果實基本性狀?Table 2 Fruit characters of 31 Akebia families

2.2 果肉營養成分測定

不同家系果肉營養成分測定結果及多重比較結果（表3）表明：31 個木通家系之間的維生素C、總糖、總酸、還原糖和蛋白質含量及糖酸比均存在顯著性差異。81 號糖酸比為851.00，顯著高于其他30 個家系；還原糖含量為20.73 g/100 g，排第5；蛋白質含量1.81%，排第6；維生素C 含量偏低，僅為8.4 mg/100 g。88號維生素C含量最高，為19.9 mg/100 g，顯著高于其他29 個家系；糖酸比為387.36，排第3；還原糖含量為18.95 g/100 g，排第6；蛋白質含量處于中上等水平。42 號還原糖含量最高，達到25.70 g/100 g，顯著高于其他30 個家系；糖酸比為277.82，排第6；但維生素C 含量較低，僅為7.6 mg/100 g，排倒數第3；蛋白質含量也較低，為0.58%，排倒數第3。11 號蛋白質含量最高，達到2.31%，顯著高于其他27 個家系；糖酸比為225.47，排第8；維生素C 含量為9.9 mg/100 g，處于中等水平；還原糖含量18.74 g/100 g，處于中上等水平。

2.3 優良家系綜合評價

參考謝國芳等[19-21]的相關研究，利用SPSS 23.0 軟件對31 個木通家系果實的食用性進行主成分分析及綜合評價，對單果質量、果實縱徑、每千克鮮果數、可食率、出籽率、總糖、總酸、糖酸比及維生素C 含量等16 個食用性指標進行了主成分分析，各主成分的特征值、方差貢獻率、累積方差貢獻率等見表4。由表4可知，前5 個主成分的貢獻率分別為39.61%、17.81%、14.01%、8.26%和7.10%，累積貢獻率達86.79%，說明此5 個主成分能夠反映16 項指標的86.79%的信息。

表4 成分矩陣及貢獻率Table 4 Component matrix and contribution rate

續表4Continuation of table 4

在第1 主成分的矩陣中，第1、5、2 項的系數較大（大于0.90），分別代表單果質量、果實縱徑和單果皮質量，可概括為果實的基本指標。經計算，第1 主成分的表達式為：

y1=0.389x1+0.363x2+0.341x3+0.323x4+0.366x5+0.348x6+0.152x7-0.372x8-0.061x9+0.115x10-0.076x11-0.125x12-0.085x13-0.162x14+0.010x15-0.089x16。

在第2 主成分的矩陣中，第12 項的系數較大（0.835），代表果肉總糖含量，可概括為果實的營養指標。經計算，第2 主成分的表達式為：

y2=0.069x1+0.073x2+0.011x3+0.188x4-0.006x5+0.130x6+0.064x7-0.097x8+0.211x9-0.079x10+0.267x11+0.495x12-0.181x13+0.466x14-0.336x15+0.440x16。

在第3 主成分的矩陣中，第10 項的系數較大（0.831），代表果實的可食率，可概括為果實的基本指標。經計算，第3 主成分的表達式為：

y3=0.040x1-0.200x2+0.250x3+0.162x4-0.017x5-0.114x6-0.573x7+0.015x8+0.331x9+0.555x10-0.014x11+0.020x12-0.237x13-0.005x14+0.219x15+0.074x16。

在第4 主成分的矩陣中，第13 項的系數較大（0.774），代表果肉總酸含量，可概括為果實的營養指標。經計算，第4 主成分的表達式為：

y4=0.050x1-0.066x2+0.119x3+0.184x4+0.137x5-0.074x6-0.118x7+0.120x8+0.178x9+0.130x10+0.039x11+0.156x12+0.673x13+0.091x14-0.427x15-0.417x16。

在第5 主成分的矩陣中，第11 項的系數較大（0.491），代表果實的維生素C 含量，可概括為果實的營養指標。經計算，第5 主成分的表達式為：

y5=0.096x1+0.043x2+0.239x3-0.256x4+0.113x5-0.133x6-0.064x7+0.050x8-0.670x9+0.279x10+0.460x11+0.203x12+0.122x13+0.114x14+0.144x15+0.046x16。

上述分析表明，果實基本性狀（單果質量、果實縱徑、單果皮質量和可食率）和果實營養性狀（果肉中總糖、總酸和維生素C 含量）共7 個指標均可作為木通食用性的綜合評價及鑒定指標。

將31 個木通家系果實的16 個指標數值進行標準化處理后代入各主成分表達式中計算各家系的前5 個主成分得分，分別記為y1、y2、y3、y4、y5，并根據各主成分的權重計算出各家系的總得分（y）及得分排序，結果見表5。

表5 各家系主成分分數及得分排序Table 5 The scores of principal components and the ranking of scores in different families

各家系主成分得分計算公式為y=0.40y1+0.18y2+0.14y3+0.08y4+0.07y5。

由結果可知，排在前幾位的分別是8 號、6 號、9 號、4 號、3 號及37 號家系，排在后面幾位的分別是42 號、13 號、81 號、80 號、26 號、60 號、56 號及40 號家系。

3 結論與討論

3.1 討 論

木通產自亞洲東部，在中國、日本、韓國均有分布。相關學者對木通化學成分的研究較為深入，主要集中在其藥用成分、藥理等方面，亦有少量關于木通資源調查、分類、營養元素含量等方面的研究。

尾葉那藤和倒卵葉野木瓜為木通科野木瓜屬植物，其果實可食用，種子可榨油，全株可藥用，目前尚未被人工引種栽培，相關研究也較少。三葉木通（俗稱八月瓜，因每年農歷八月果實成熟而得名），是木通科木通屬藤本植物，具有食用、藥用、油用及觀賞用等價值，其果實是一種新型水果，具有很高的營養價值（特別是游離氨基酸含量很高），是第一種基于氨基酸含量而開發的新型食療保健水果。我國對三葉木通的研究較廣泛且深入，主要集中在藤莖、根、果、果皮等藥用成分及其藥效、藥理作用方面；近年來在果肉、果皮、籽油等加工利用，遺傳多樣性、生物學特性、栽培馴化、良種選育及繁育等方面的研究逐漸增加但是深度不夠，大多數研究仍停留在定性描述上面，缺乏深入的果用木通良種選育及高效栽培技術、產品深加工技術研發和技術推廣；在葉斑病、褐斑病等病害、貯藏保鮮、誘變育種、新品種選育、基因工程等方面也有少量研究，相對比較滯后。

三葉木通根、莖、葉、花、果全身是寶，可食用、藥用、加工、觀賞，具有較高的經濟價值和開發價值。目前，我國是全世界唯一同時開發利用三葉木通食用、藥用、果用和觀賞價值的國家。在長江流域的省市如重慶、貴州、湖南、湖北、江西、云南均有較大的種植面積，當前其種植范圍已延伸至黃河流域和珠江流域。四川、貴州、湖北以及江西省是我國三葉木通的主要種植區域，其中部分地區率先建立國內外先進的示范種植基地。四川省牽頭率先制訂了《四川省食品安全地方標準—八月瓜》，標志著八月瓜系列產品的產業開發已經得到國家層面的認可和省市主管部門的支持和推廣。

我國木通種質資源豐富，果實基本性狀差異較大，便于選擇食用性強的優良家系或種源。但是，木通果實作為新型保健水果開發尚在起步階段，缺乏優良品種和規?；耘喾N植，相對于較大的市場需求量，目前對木通引種馴化、區域化試驗及高效栽培技術等方面的研究較為滯后，這將是今后研究的重點方向。

本研究以木通種質資源庫現有資源開展果用木通選育，存在一定的局限性，僅能說明31 份木通資源的優劣，家系數量相對較少，尤其是三葉木通只有2個家系，后期將擴大種質資源收集范圍，增加收集數量，為果用木通優良種質資源的篩選奠定基礎。

3.2 結 論

本研究以木通種質資源庫31 份6年生木通家系為材料，通過比較分析木通果實基本性狀和果肉營養成分，發現不同家系之間果實基本性狀（單果質量、單果皮質量、單果果肉質量、種子質量、果實縱橫徑、果皮厚度、每千克鮮果數、出籽率及可食率）和果肉營養成分（維生素C、總糖、總酸、還原糖和蛋白質含量及糖酸比）均存在顯著性差異?？梢?，木通果實的食用性與其基本性狀指標和果肉營養成分指標之間存在不同程度的相關性，故采用主成分分析法對不同木通家系的食用性進行綜合評價，評價結果初步確定3 個優良家系，分別為8 號（江西省崇義縣茶灘鄉黃鰍洞）、6 號（江西省上猶縣陡水鄉紅星村）和9 號（江西省永修縣燕山鄉長坑村）。