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摘 要:可可作為重要的特色热带经济作物,目前国内主栽品种单一,为鉴定筛选出优异的可可品系,以培育我国可可新优品种。本研究以XYS-1、XYS-2、XYS-3、XYS-4、XYS-5、‘热引4号’等6个可可品系(种)为材料,在海南万宁对其植物学、农艺和品质性状进行比较试验。结果表明:XYS-5果实成熟周期最长达192 d,XYS-1果实成熟周期最短仅为162 d;XYS-4果实长度最长,平均达到218.27 mm,与其他5个品系(种)差异显著;XYS-2的产量最高,平均单果种子干重为46.48 g,平均单株结果量为59个;XYS-2的产量除与’热引4号’差异不显著外,与XYS-1、XYS-3、XYS-4、XYS-5差异均显著;XYS-5可可脂含量最高,平均值达51.27%,显著高于’热引4号’,XYS-1可可脂含量最低,平均值为43.67%。XYS-2、XYS-4品系植株长势强、产量高、品质稳定,可作为可可新品系(种)在海南进行扩大种植和示范推广。
关键词:可可;品系比较;农艺性状;产量;品质
中图分类号:S571.3 文献标识码:A
Comparison Experiment of Six Different Cacao (Theobroma cacao L.) Strains / Varieties
LI Fupeng1,2, WU Baoduo1,2, WU Gang1,2, ZHU Zihui1,3, QIN Xiaowei1,2, LAI Jianxiong1,3
1. Spice and Beverage Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Wanning, Hainan 571533, China; 2. Key Laboratory of Genetic Resources Utilization of Spice and Beverage Crops, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Wanning, Hainan 571533, China; 3. Hainan Provincial Key Laboratory of Genetic Improvement and Quality Regulation for Tropical Spice and Beverage Crops, Wanning, Hainan 571533, China
Abstract: Cacao is an important tropical economic crop, however, the current main varieties are limited in China. The critical task is to identify the excellent cacao strains and cultivate new cacao varieties. The comparison experiment was performed to investigate the different performance of botanical, agronomic and quality traits among the six cacao strains/varieties (XYS-1, XYS-2, XYS-3, XYS-4, XYS-5, ‘Reyin No.4’ in Wanning, Hainan. XYS-5 had the longest fruit ripening period, up to 192 days, while the shortest fruit ripening period was XYS-1, only 162 days. The average fruit length for XYS-4 was 218.27 mm, and significantly higher than other five strains/varieties. XYS-2 showed highest yield, with dry seed weight per fruit of 46.48 g and fruit number per plant of 59. There were no big differences between XYS-2 and ‘Reyin No.4’, but there were significant differences between XYS-2 and others. Cocoa butter content for XYS-5 was 51.27%, significantly higher than that of ‘Reyin No.4’ variety, while XYS-1 had the lowest cocoa butter content with 43.67%. Among the six strains/varieties, XYS-2 and XYS-4 which showed better performance in plant growth potential, yield and quality, and suitable to popularize and cultivate in Hainan island.
Keywords: cacao; strain comparison; agronomic traits; yield; quality DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.06.017
可可(Theobroma cacao L.)属锦葵科(Malvaceae)可可属,与咖啡、茶并称为世界三大饮料作物。可可种子富含油脂(可可脂)、蛋白质、纤维、多酚等成分,是制作巧克力、糕点、糖果等食品的重要原料,被誉为“巧克力之母”[1-2]。可可原产于南美洲热带雨林,现广泛分布于南北纬20°以内的热带地区。2018年,世界可可收获面积为1200万hm2,总产量550万t,预计未来种植面积将继续扩大[3-4]。中国可可于20世纪20年代从东南亚引种,20世纪50年代开始试种并获成功。目前,我国可可主要分布在海南岛,种植面积约330 hm2,远不能满足国内需求,每年仍需进口可可豆10万t以上。可可是我国新兴的热带特色经济作物,适宜在经济林下推广种植,栽培管理简单,有巨大的发展潜力[3-4]。
可可豆主要的经济成分是可可脂,正是由于特定的脂肪酸组分及比例关系,造就了可可脂独特的物理与化学性质,熔点在35 ℃~37 ℃之间,入口即化,口感丝滑,并具有舒缓、保湿等功效[5-7]。多酚也是可可豆的重要成分,含量占可可干豆的10%左右[8-9]。多酚有人体“第七类营养元素”之称,具有抗氧化和抗炎作用,可以降低胆固醇和糖尿病风险、预防多种心脑血管疾病等,促进人体健康[10-12]。
可可为常异花授粉植物,遗传变异复杂,通过引进后自然杂交创制出丰富的新种质[13-15]。目前,我国主栽品种为‘热引4号’可可,属于特立尼达可可,产量较高,然而‘热引4号’可可为实生选育品种,品种纯度不高。为培育适应性强、商品性能好、高产稳产且品质优异的可可新品种,本研究依据性状优缺点互补,用从可可主产国引进的弗拉斯特洛可可(Forastero cacao)和特立尼达可可(Trinitaro cacao)为亲本,通过杂交授粉,获得了一批杂交后代,并利用常规表型筛选,育成综合性状表现突出的6个可可新品系(种)XYS-1、XYS-2、XYS-3、XYS-4、XYS-5和‘热引4号’可可。2014年,利用嫁接换种技术定植于海南万宁的可可试验基地,并进行品比试验。本研究重点对这6个可可品系(种)的植株特征、植物学性状、产量性状、品质性状等主要性状进行分析,为下一步可可新品种的育成登记和推广应用提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
试验材料为中国热带农业科学院香料饮料研究所选育的XYS-1、XYS-2、XYS-3、XYS-4、XYS-5以及‘热引4号’可可,以‘热引4号’可可为对照。XYS-1、XYS-2、XYS-3、XYS-4、XYS-5品系是以特立尼达可可IT16为母本,弗拉斯特洛可可IF5为父本进行开放授粉,从杂交后代中筛选出优异单株,通过嫁接繁育获得。试验各品系(种)植株均通过嫁接扩繁。
1.2 方法
1.2.1 试验地概况及栽培管理 试验于2014年4月至2019年3月,在中国热带农业科学院香料饮料研究所兴隆试验基地内进行。兴隆试验基地年降水量约2500 mm,年均温24.5 ℃,土壤质地为红砖质土。试验于2014年4—5月期间剪取XYS-1、XYS-2、XYS-3、XYS-4、XYS-5和‘热引4号’可可接穗,采用可可嫁接换种布置区组,每个品系(种)嫁接10株,选用砧木为5年生已结果可可植株,株行距为2.5 m×3.0 m。嫁接成活后,锯除嫁接部位50 cm以上砧木部分,适时抹芽修剪,依据长势每株每年施0.5 kg复合肥。
1.2.2 农艺性状观测 基于可可国际DUS测试指南,课题组研制出可可种质资源描述评价体系[16],具体操作方法如下:果重、果壳重、单果种子鲜重、单果种子干重使用电子天平测量,精度0.01 g;在可可果实成熟时选取树干上发育正常的3个果实,果重测量整个鲜果的重量,果壳重测量掏出种子后剩余果壳的重量,单果种子干重测量烘干后单个果实的干种子重量。
果长、果宽、果壳脊厚、果壳沟厚、粒长、粒宽、粒厚使用游标卡尺测量,精度0.01 mm;果长为测量果实顶端到基部的最大外直径,果宽为测量果实横向的最大外直径,果壳脊厚为测量果实横切后果壳脊的厚度,果壳沟厚为测量果实横切后果壳沟的厚度,每个性状指标测量成熟期的3个果,计算平均值;粒长为测量干燥籽粒纵向最大外直径,粒宽为测量干燥籽粒横向最大外直径,粒厚为测量籽粒放平后最大高度,每个性状指标测量5个籽粒,计算平均值。
1.2.3 果实品质性状测定 参照农业行业标准(NY/T 3110—2017)规定的测定脂肪酸含量的方法,结合可可特点对测定方法进行适当调整,具体操作如下。
(1)样品制备 种子经恒温烘箱50 ℃干燥2 d后,利用粉碎机将干燥后的可可种子充分粉碎,过40目筛备用。
(2)可可脂含量測定 称取粉碎后的样品1.5 g(m1精确至0.001 g)置于50 mL离心管中,称量样品和离心管总质量(m2),加入15 mL石油醚(样品与石油醚比例为1∶10)混合。然后35 ℃~40 ℃超声10 min,超声处理好的样品于25 ℃,8000 r/min离心10 min,弃上清液。再加入15 mL石油醚,重复超声、离心步骤,弃上清液。将处理过的样品置于鼓风干燥箱中,于45 ℃干燥2 d。干燥完成后取出至干燥器,待冷却后称量总重(m3)。可可脂含量计算公式为:可可脂含量=(m2?m3)/m1×100%。
(3)脂肪酸组分测定 称取样品0.35 g置于10 mL离心管中,加入2 mL乙醚-石油醚混合液(1∶1)萃取获得粗脂肪。加入1 mL氢氧化钾-甲醇溶液(0.4 mol/L)为甲酯化试剂,用旋涡混合器进行涡旋振荡使溶液混合均匀,静止放置4 h,充分甲酯化后,再次旋涡振荡,加入2 mL去离子水,静止30 min分层,以4500 r/min离心2 min,取上清液于2 mL离心管。在离心管中加入适量无水硫酸钠脱水,吸取上清液,经0.45 μm 滤膜过滤后,放置于样品瓶中,进行GC-MS分析检测。
1.3 数据处理
采用Microsoft Excel 2010和SPSS 13.0软件对数据进行处理和统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同品系(种)植物学特性
各参试可可品系(种)植物学特征见表1。由表1可知,幼叶均有不同程度花青素显色,XYS-5幼叶颜色最深,为深红色;XYS-3果实颜色為绿色,其余5个品系(种)的果实颜色为不同程度红色;‘热引4号’的叶片长、宽最大,平均值分别为41.42 cm、14.48 cm,其次为XYS-2、XYS-4、XYS-3、XYS-1,XYS-5的叶片长、宽最小,分别仅为29.51 cm、9.31 cm;XYS-4花蕾最长,平均值达到8.54 mm,其次为XYS-1、XYS-3、‘热引4号’、XYS-2,XYS-5花蕾长度最短,仅为5.91 mm;XYS-5果实成熟周期最长,达192 d,其次为XYS-2、XYS-4、XYS-3、‘热引4号’,XYS-1果实成熟周期最短,仅为162 d。从表1可以看出,XYS-1、XYS-2、XYS-4的生长势强且分枝多,‘热引4号’的生长势强但分枝中等,XYS-3和XYS-5的生长势中等分枝也偏少。
2.2 不同品系(种)主要果实农艺性状表型分析
6个品系(种)的果实农艺性状见表2。6个品系(种)中,XYS-4果实长度最长,平均达到218.27 mm,与其他5个品系(种)差异显著,其次是XYS-5、‘热引4号’、XYS-3、XYS-2,最短的是XYS-1。参试品系(种)间果实宽度差异均不显著。XYS-5的果皮脊厚最厚,XYS-1的果皮脊厚最薄。XYS-1、XYS-2、XYS-3、XYS-5、‘热引4号’果皮沟厚较厚,之间差异不显著,XYS-4果皮沟厚较薄,与其余5个品系(种)的果皮沟厚差异显著。XYS-2的种子长度最长,XYS-5的种子长度最短,其种子长度与其余5份品系(种)差异均达到显著;XYS-1、XYS-3、XYS-4、‘热引4号’的种子长度差不多,差异不显著。XYS-4与XYS-1种子宽度较宽,XYS-5种子宽度最窄。XYS-5种子厚度最厚,与其他5个品系(种)差异显著。
2.3 不同品系产量性状表现
6个品系(种)的产量相关性状见表3。XYS-3果实重量最重,XYS-1果实重量最轻,二者间差异显著,其余4个品系(种)的果实重量差异不明显;同时,XYS-3果壳重量也最重,XYS-1果壳重量也最轻,二者差异也达到显著,其余4个品系(种)的果壳重量差异不明显。XYS-3每果粒数最多,平均值达到49粒,XYS-5每果粒数最少,平均值仅为20粒;XYS-3与XYS-2、XYS-5的每果粒数差异显著,XYS-5除与XYS-2的每果粒数差异不显著外,XYS-5与其余4个品系(种)的每果粒数差异显著。XYS-2粒重最重,热引4号粒重最轻,XYS-2与XYS-5、‘热引4号’的粒重差异显著,‘热引4号’与XYS-1、XYS-2、XYS-3、XYS-4的粒重差异显著。XYS-5果肉重最重,热引4号果肉重最轻,XYS-5与XYS-1、‘热引4号’的果肉重差异显著,‘热引4号’与其余5个品系(种)的果肉重差异显著。XYS-4果肉比例最高,‘热引4号’果肉比例最低。
在相同栽培管理条件下,6个品系(种)的产量和单位面积产量存在差异(表4)。以生产上每667 m2定植75株算,参试的6个品系(种)中,XYS-2的产量最高,平均每667 m2产量206.45 kg,平均单果种子干重为46.48 g,平均单株结果量为59.53个;XYS-2的产量除与‘热引4号’差异不显著外,与XYS-1、XYS-3、XYS-4、XYS-5差异均显著。其次是‘热引4号’,平均每667 m2产量187.59 kg,平均单果种子干重为46.64 g,平均单株结果量为53.75个;‘热引4号’的产量与XYS-2、XYS-3、XYS-4差异不显著,与XYS-1、XYS-5差异显著。产量第三的是XYS-4,平均每667 m2产量163.02 kg,平均单果种子干重为63.82 g,平均单株结果量为34.33个;XYS-4的产量与‘热引4号’、XYS-3差异不显著,与XYS-1、XYS-2、XYS-5差异显著。产量最低的是XYS-5,平均每667 m2产量28.87 kg,平均单果种子干重为24.49 g,平均单株结果量为15.67个;XYS-5与其余5个品系(种)的产量差异均显著。
2.4 不同品系(种)种子品质性状表现
在可可果实收获种子烘干后,对各品系(种)可可脂、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸含量测定结果如表5所示。6个品系(种)可可脂含量变幅为43.67%~51.27%,XYS-5可可脂含量最高,平均值达51.27%,显著高于对照品种‘热引4号’,XYS-1可可脂含量最低,平均值为43.67%,与XYS-5可可脂含量差异显著。6个品系(种)可可豆的主要脂肪酸组分有较大差异,XYS-5棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸含量均最高,分别为186.63、150.33、153.65、15.27 mg/g,XYS-1棕榈酸、硬脂酸、亚油酸含量均最低,分别为153.80、138.17、10.26 mg/g,二者间棕榈酸、亚油酸含量差异显著。此外,XYS-5棕榈酸含量与XYS-2棕榈酸含量差异显著,XYS-5油酸含量与XYS-2、XYS-4、‘热引4号’油酸含量差异显著,XYS-5亚油酸含量与XYS-2、XYS-4、‘热引4号’亚油酸含量差异显著;XYS-1棕榈酸含量与XYS-3棕榈酸含量差异显著,XYS-1亚油酸含量与XYS-4亚油酸含量差异显著。
2.5 不同品系(种)性状综合表现 將植物学性状、农艺性状、产量性状和品质性状分别赋分20、25、30、25分,对6个品系(种)4类性状进行赋分评价,结果如表6所示。‘热引4号’植物学性状表现最优,XYS-5植物学性状表现最差;XYS1、XYS-2、XYS-4农艺性状表现较好,分别得分21、22、21分。6个供试品系(种)产量及产量相关性状除XYS-5表现较差外,其余5个供试品系(种)产量及产量相关性状表现优良。XYS-5品质性状表现好于其余5个供试品系(种)。综合6个参试品系(种)植物学性状、农艺性状、产量性状和品质性状表现,XYS-2和XYS-4得分最高,均为80分,其次为XYS-1、‘热引4号’、XYS-3,XYS-5得分最低。
3 讨论
可可经济价值高,用途广泛,不同品系(种)之间具有较大差异,综合鉴定植物学、农艺、产量、品质等性状,对优异品种选育、多元化可可产业布局意义重大。6个供试品系(种)从植物学特性来看,XYS-2、XYS-4、‘热引4号’分枝多,叶片较大;XYS-5分枝少,叶片小;XYS-1果实成熟周期比‘热引4号’短5 d,XYS-4、XYS-2、XYS-5果实成熟周期分别比‘热引4号’长5、15、20 d。结果证明,XYS-1、‘热引4号’生育周期短,抗风性偏弱,适合静风地区推广种植。
6个供试品系(种)从农艺和产量性状来看,XYS-3、XYS-5品系的果实宽度、果皮沟厚、果实重量与‘热引4号’差异不显著,XYS-1、XYS-2、XYS-4品系的种子厚度、粒重、果肉重与‘热引4号’差异显著;6个供试品系(种)中,XYS-2品系产量最高,平均667 m2产量206.5 kg;XYS-1、XYS-5品系产量显著低于‘热引4号’。‘CCN51’品种是中南美洲地区的可可主栽品种,基于其较高的产量表现及抗病性,在世界广泛种植[17]。国际可可种质资源数据库(ICGD)统计显示,‘CCN51’品种在厄瓜多尔的生产性667 m2产量为88.8 kg[18];本试验除XYS-5品系折合667 m2产量低于‘CCN51’外,其他5个供试品系(种)折合667 m2产量均高于‘CCN51’品种。此外,哥斯达黎加热带农业研究与高等教育中心(CATIE)选育的高产优质可可品种‘CATIE-R4’、‘CATIE-R6’667 m2产量分别为151.5、169.2 kg[18-19],低于供试品系(种)XYS-2和‘热引4号’的667 m2产量。本试验供试品系(种)667 m2产量由单株产量折合计算获得,规模化种植的产量仍需进行生产性试验验证。
6个供试品系(种)中,XYS-5品系品质表现优异,其可可脂含量与XYS-1、XYS-2、XYS-3、XYS-4、‘热引4号’差异均显著,XYS-5品系的油酸、亚油酸含量显著高于XYS-1、XYS-2、XYS-3、‘热引4号’。XYS-3、XYS-4品系可可脂含量与‘热引4号’差异不显著,但含量均高于‘热引4号’。目前,国外部分可可主栽品种‘CCN51’‘CATIE-R4’‘CATIE-R6’‘PMCT-58’的可可脂含量分别为51.0%、56.2%、55.7%、59.0%[18],供试的6个品系(种)的可可脂含量与其相比不具有优势。
综上分析,XYS-2、XYS-4品系植株长势强、产量高、品质稳定,得分最高,可作为可可新品系(种)进行推广;XYS-5品系虽然产量性状表现不佳,得分低,但其植株矮小、果实为红色、留果周期长,适可以作为良好的观赏品种育种材料。
参考文献
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责任编辑:白 净
关键词:可可;品系比较;农艺性状;产量;品质
中图分类号:S571.3 文献标识码:A
Comparison Experiment of Six Different Cacao (Theobroma cacao L.) Strains / Varieties
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1. Spice and Beverage Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Wanning, Hainan 571533, China; 2. Key Laboratory of Genetic Resources Utilization of Spice and Beverage Crops, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Wanning, Hainan 571533, China; 3. Hainan Provincial Key Laboratory of Genetic Improvement and Quality Regulation for Tropical Spice and Beverage Crops, Wanning, Hainan 571533, China
Abstract: Cacao is an important tropical economic crop, however, the current main varieties are limited in China. The critical task is to identify the excellent cacao strains and cultivate new cacao varieties. The comparison experiment was performed to investigate the different performance of botanical, agronomic and quality traits among the six cacao strains/varieties (XYS-1, XYS-2, XYS-3, XYS-4, XYS-5, ‘Reyin No.4’ in Wanning, Hainan. XYS-5 had the longest fruit ripening period, up to 192 days, while the shortest fruit ripening period was XYS-1, only 162 days. The average fruit length for XYS-4 was 218.27 mm, and significantly higher than other five strains/varieties. XYS-2 showed highest yield, with dry seed weight per fruit of 46.48 g and fruit number per plant of 59. There were no big differences between XYS-2 and ‘Reyin No.4’, but there were significant differences between XYS-2 and others. Cocoa butter content for XYS-5 was 51.27%, significantly higher than that of ‘Reyin No.4’ variety, while XYS-1 had the lowest cocoa butter content with 43.67%. Among the six strains/varieties, XYS-2 and XYS-4 which showed better performance in plant growth potential, yield and quality, and suitable to popularize and cultivate in Hainan island.
Keywords: cacao; strain comparison; agronomic traits; yield; quality DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.06.017
可可(Theobroma cacao L.)属锦葵科(Malvaceae)可可属,与咖啡、茶并称为世界三大饮料作物。可可种子富含油脂(可可脂)、蛋白质、纤维、多酚等成分,是制作巧克力、糕点、糖果等食品的重要原料,被誉为“巧克力之母”[1-2]。可可原产于南美洲热带雨林,现广泛分布于南北纬20°以内的热带地区。2018年,世界可可收获面积为1200万hm2,总产量550万t,预计未来种植面积将继续扩大[3-4]。中国可可于20世纪20年代从东南亚引种,20世纪50年代开始试种并获成功。目前,我国可可主要分布在海南岛,种植面积约330 hm2,远不能满足国内需求,每年仍需进口可可豆10万t以上。可可是我国新兴的热带特色经济作物,适宜在经济林下推广种植,栽培管理简单,有巨大的发展潜力[3-4]。
可可豆主要的经济成分是可可脂,正是由于特定的脂肪酸组分及比例关系,造就了可可脂独特的物理与化学性质,熔点在35 ℃~37 ℃之间,入口即化,口感丝滑,并具有舒缓、保湿等功效[5-7]。多酚也是可可豆的重要成分,含量占可可干豆的10%左右[8-9]。多酚有人体“第七类营养元素”之称,具有抗氧化和抗炎作用,可以降低胆固醇和糖尿病风险、预防多种心脑血管疾病等,促进人体健康[10-12]。
可可为常异花授粉植物,遗传变异复杂,通过引进后自然杂交创制出丰富的新种质[13-15]。目前,我国主栽品种为‘热引4号’可可,属于特立尼达可可,产量较高,然而‘热引4号’可可为实生选育品种,品种纯度不高。为培育适应性强、商品性能好、高产稳产且品质优异的可可新品种,本研究依据性状优缺点互补,用从可可主产国引进的弗拉斯特洛可可(Forastero cacao)和特立尼达可可(Trinitaro cacao)为亲本,通过杂交授粉,获得了一批杂交后代,并利用常规表型筛选,育成综合性状表现突出的6个可可新品系(种)XYS-1、XYS-2、XYS-3、XYS-4、XYS-5和‘热引4号’可可。2014年,利用嫁接换种技术定植于海南万宁的可可试验基地,并进行品比试验。本研究重点对这6个可可品系(种)的植株特征、植物学性状、产量性状、品质性状等主要性状进行分析,为下一步可可新品种的育成登记和推广应用提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
试验材料为中国热带农业科学院香料饮料研究所选育的XYS-1、XYS-2、XYS-3、XYS-4、XYS-5以及‘热引4号’可可,以‘热引4号’可可为对照。XYS-1、XYS-2、XYS-3、XYS-4、XYS-5品系是以特立尼达可可IT16为母本,弗拉斯特洛可可IF5为父本进行开放授粉,从杂交后代中筛选出优异单株,通过嫁接繁育获得。试验各品系(种)植株均通过嫁接扩繁。
1.2 方法
1.2.1 试验地概况及栽培管理 试验于2014年4月至2019年3月,在中国热带农业科学院香料饮料研究所兴隆试验基地内进行。兴隆试验基地年降水量约2500 mm,年均温24.5 ℃,土壤质地为红砖质土。试验于2014年4—5月期间剪取XYS-1、XYS-2、XYS-3、XYS-4、XYS-5和‘热引4号’可可接穗,采用可可嫁接换种布置区组,每个品系(种)嫁接10株,选用砧木为5年生已结果可可植株,株行距为2.5 m×3.0 m。嫁接成活后,锯除嫁接部位50 cm以上砧木部分,适时抹芽修剪,依据长势每株每年施0.5 kg复合肥。
1.2.2 农艺性状观测 基于可可国际DUS测试指南,课题组研制出可可种质资源描述评价体系[16],具体操作方法如下:果重、果壳重、单果种子鲜重、单果种子干重使用电子天平测量,精度0.01 g;在可可果实成熟时选取树干上发育正常的3个果实,果重测量整个鲜果的重量,果壳重测量掏出种子后剩余果壳的重量,单果种子干重测量烘干后单个果实的干种子重量。
果长、果宽、果壳脊厚、果壳沟厚、粒长、粒宽、粒厚使用游标卡尺测量,精度0.01 mm;果长为测量果实顶端到基部的最大外直径,果宽为测量果实横向的最大外直径,果壳脊厚为测量果实横切后果壳脊的厚度,果壳沟厚为测量果实横切后果壳沟的厚度,每个性状指标测量成熟期的3个果,计算平均值;粒长为测量干燥籽粒纵向最大外直径,粒宽为测量干燥籽粒横向最大外直径,粒厚为测量籽粒放平后最大高度,每个性状指标测量5个籽粒,计算平均值。
1.2.3 果实品质性状测定 参照农业行业标准(NY/T 3110—2017)规定的测定脂肪酸含量的方法,结合可可特点对测定方法进行适当调整,具体操作如下。
(1)样品制备 种子经恒温烘箱50 ℃干燥2 d后,利用粉碎机将干燥后的可可种子充分粉碎,过40目筛备用。
(2)可可脂含量測定 称取粉碎后的样品1.5 g(m1精确至0.001 g)置于50 mL离心管中,称量样品和离心管总质量(m2),加入15 mL石油醚(样品与石油醚比例为1∶10)混合。然后35 ℃~40 ℃超声10 min,超声处理好的样品于25 ℃,8000 r/min离心10 min,弃上清液。再加入15 mL石油醚,重复超声、离心步骤,弃上清液。将处理过的样品置于鼓风干燥箱中,于45 ℃干燥2 d。干燥完成后取出至干燥器,待冷却后称量总重(m3)。可可脂含量计算公式为:可可脂含量=(m2?m3)/m1×100%。
(3)脂肪酸组分测定 称取样品0.35 g置于10 mL离心管中,加入2 mL乙醚-石油醚混合液(1∶1)萃取获得粗脂肪。加入1 mL氢氧化钾-甲醇溶液(0.4 mol/L)为甲酯化试剂,用旋涡混合器进行涡旋振荡使溶液混合均匀,静止放置4 h,充分甲酯化后,再次旋涡振荡,加入2 mL去离子水,静止30 min分层,以4500 r/min离心2 min,取上清液于2 mL离心管。在离心管中加入适量无水硫酸钠脱水,吸取上清液,经0.45 μm 滤膜过滤后,放置于样品瓶中,进行GC-MS分析检测。
1.3 数据处理
采用Microsoft Excel 2010和SPSS 13.0软件对数据进行处理和统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同品系(种)植物学特性
各参试可可品系(种)植物学特征见表1。由表1可知,幼叶均有不同程度花青素显色,XYS-5幼叶颜色最深,为深红色;XYS-3果实颜色為绿色,其余5个品系(种)的果实颜色为不同程度红色;‘热引4号’的叶片长、宽最大,平均值分别为41.42 cm、14.48 cm,其次为XYS-2、XYS-4、XYS-3、XYS-1,XYS-5的叶片长、宽最小,分别仅为29.51 cm、9.31 cm;XYS-4花蕾最长,平均值达到8.54 mm,其次为XYS-1、XYS-3、‘热引4号’、XYS-2,XYS-5花蕾长度最短,仅为5.91 mm;XYS-5果实成熟周期最长,达192 d,其次为XYS-2、XYS-4、XYS-3、‘热引4号’,XYS-1果实成熟周期最短,仅为162 d。从表1可以看出,XYS-1、XYS-2、XYS-4的生长势强且分枝多,‘热引4号’的生长势强但分枝中等,XYS-3和XYS-5的生长势中等分枝也偏少。
2.2 不同品系(种)主要果实农艺性状表型分析
6个品系(种)的果实农艺性状见表2。6个品系(种)中,XYS-4果实长度最长,平均达到218.27 mm,与其他5个品系(种)差异显著,其次是XYS-5、‘热引4号’、XYS-3、XYS-2,最短的是XYS-1。参试品系(种)间果实宽度差异均不显著。XYS-5的果皮脊厚最厚,XYS-1的果皮脊厚最薄。XYS-1、XYS-2、XYS-3、XYS-5、‘热引4号’果皮沟厚较厚,之间差异不显著,XYS-4果皮沟厚较薄,与其余5个品系(种)的果皮沟厚差异显著。XYS-2的种子长度最长,XYS-5的种子长度最短,其种子长度与其余5份品系(种)差异均达到显著;XYS-1、XYS-3、XYS-4、‘热引4号’的种子长度差不多,差异不显著。XYS-4与XYS-1种子宽度较宽,XYS-5种子宽度最窄。XYS-5种子厚度最厚,与其他5个品系(种)差异显著。
2.3 不同品系产量性状表现
6个品系(种)的产量相关性状见表3。XYS-3果实重量最重,XYS-1果实重量最轻,二者间差异显著,其余4个品系(种)的果实重量差异不明显;同时,XYS-3果壳重量也最重,XYS-1果壳重量也最轻,二者差异也达到显著,其余4个品系(种)的果壳重量差异不明显。XYS-3每果粒数最多,平均值达到49粒,XYS-5每果粒数最少,平均值仅为20粒;XYS-3与XYS-2、XYS-5的每果粒数差异显著,XYS-5除与XYS-2的每果粒数差异不显著外,XYS-5与其余4个品系(种)的每果粒数差异显著。XYS-2粒重最重,热引4号粒重最轻,XYS-2与XYS-5、‘热引4号’的粒重差异显著,‘热引4号’与XYS-1、XYS-2、XYS-3、XYS-4的粒重差异显著。XYS-5果肉重最重,热引4号果肉重最轻,XYS-5与XYS-1、‘热引4号’的果肉重差异显著,‘热引4号’与其余5个品系(种)的果肉重差异显著。XYS-4果肉比例最高,‘热引4号’果肉比例最低。
在相同栽培管理条件下,6个品系(种)的产量和单位面积产量存在差异(表4)。以生产上每667 m2定植75株算,参试的6个品系(种)中,XYS-2的产量最高,平均每667 m2产量206.45 kg,平均单果种子干重为46.48 g,平均单株结果量为59.53个;XYS-2的产量除与‘热引4号’差异不显著外,与XYS-1、XYS-3、XYS-4、XYS-5差异均显著。其次是‘热引4号’,平均每667 m2产量187.59 kg,平均单果种子干重为46.64 g,平均单株结果量为53.75个;‘热引4号’的产量与XYS-2、XYS-3、XYS-4差异不显著,与XYS-1、XYS-5差异显著。产量第三的是XYS-4,平均每667 m2产量163.02 kg,平均单果种子干重为63.82 g,平均单株结果量为34.33个;XYS-4的产量与‘热引4号’、XYS-3差异不显著,与XYS-1、XYS-2、XYS-5差异显著。产量最低的是XYS-5,平均每667 m2产量28.87 kg,平均单果种子干重为24.49 g,平均单株结果量为15.67个;XYS-5与其余5个品系(种)的产量差异均显著。
2.4 不同品系(种)种子品质性状表现
在可可果实收获种子烘干后,对各品系(种)可可脂、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸含量测定结果如表5所示。6个品系(种)可可脂含量变幅为43.67%~51.27%,XYS-5可可脂含量最高,平均值达51.27%,显著高于对照品种‘热引4号’,XYS-1可可脂含量最低,平均值为43.67%,与XYS-5可可脂含量差异显著。6个品系(种)可可豆的主要脂肪酸组分有较大差异,XYS-5棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸含量均最高,分别为186.63、150.33、153.65、15.27 mg/g,XYS-1棕榈酸、硬脂酸、亚油酸含量均最低,分别为153.80、138.17、10.26 mg/g,二者间棕榈酸、亚油酸含量差异显著。此外,XYS-5棕榈酸含量与XYS-2棕榈酸含量差异显著,XYS-5油酸含量与XYS-2、XYS-4、‘热引4号’油酸含量差异显著,XYS-5亚油酸含量与XYS-2、XYS-4、‘热引4号’亚油酸含量差异显著;XYS-1棕榈酸含量与XYS-3棕榈酸含量差异显著,XYS-1亚油酸含量与XYS-4亚油酸含量差异显著。
2.5 不同品系(种)性状综合表现 將植物学性状、农艺性状、产量性状和品质性状分别赋分20、25、30、25分,对6个品系(种)4类性状进行赋分评价,结果如表6所示。‘热引4号’植物学性状表现最优,XYS-5植物学性状表现最差;XYS1、XYS-2、XYS-4农艺性状表现较好,分别得分21、22、21分。6个供试品系(种)产量及产量相关性状除XYS-5表现较差外,其余5个供试品系(种)产量及产量相关性状表现优良。XYS-5品质性状表现好于其余5个供试品系(种)。综合6个参试品系(种)植物学性状、农艺性状、产量性状和品质性状表现,XYS-2和XYS-4得分最高,均为80分,其次为XYS-1、‘热引4号’、XYS-3,XYS-5得分最低。
3 讨论
可可经济价值高,用途广泛,不同品系(种)之间具有较大差异,综合鉴定植物学、农艺、产量、品质等性状,对优异品种选育、多元化可可产业布局意义重大。6个供试品系(种)从植物学特性来看,XYS-2、XYS-4、‘热引4号’分枝多,叶片较大;XYS-5分枝少,叶片小;XYS-1果实成熟周期比‘热引4号’短5 d,XYS-4、XYS-2、XYS-5果实成熟周期分别比‘热引4号’长5、15、20 d。结果证明,XYS-1、‘热引4号’生育周期短,抗风性偏弱,适合静风地区推广种植。
6个供试品系(种)从农艺和产量性状来看,XYS-3、XYS-5品系的果实宽度、果皮沟厚、果实重量与‘热引4号’差异不显著,XYS-1、XYS-2、XYS-4品系的种子厚度、粒重、果肉重与‘热引4号’差异显著;6个供试品系(种)中,XYS-2品系产量最高,平均667 m2产量206.5 kg;XYS-1、XYS-5品系产量显著低于‘热引4号’。‘CCN51’品种是中南美洲地区的可可主栽品种,基于其较高的产量表现及抗病性,在世界广泛种植[17]。国际可可种质资源数据库(ICGD)统计显示,‘CCN51’品种在厄瓜多尔的生产性667 m2产量为88.8 kg[18];本试验除XYS-5品系折合667 m2产量低于‘CCN51’外,其他5个供试品系(种)折合667 m2产量均高于‘CCN51’品种。此外,哥斯达黎加热带农业研究与高等教育中心(CATIE)选育的高产优质可可品种‘CATIE-R4’、‘CATIE-R6’667 m2产量分别为151.5、169.2 kg[18-19],低于供试品系(种)XYS-2和‘热引4号’的667 m2产量。本试验供试品系(种)667 m2产量由单株产量折合计算获得,规模化种植的产量仍需进行生产性试验验证。
6个供试品系(种)中,XYS-5品系品质表现优异,其可可脂含量与XYS-1、XYS-2、XYS-3、XYS-4、‘热引4号’差异均显著,XYS-5品系的油酸、亚油酸含量显著高于XYS-1、XYS-2、XYS-3、‘热引4号’。XYS-3、XYS-4品系可可脂含量与‘热引4号’差异不显著,但含量均高于‘热引4号’。目前,国外部分可可主栽品种‘CCN51’‘CATIE-R4’‘CATIE-R6’‘PMCT-58’的可可脂含量分别为51.0%、56.2%、55.7%、59.0%[18],供试的6个品系(种)的可可脂含量与其相比不具有优势。
综上分析,XYS-2、XYS-4品系植株长势强、产量高、品质稳定,得分最高,可作为可可新品系(种)进行推广;XYS-5品系虽然产量性状表现不佳,得分低,但其植株矮小、果实为红色、留果周期长,适可以作为良好的观赏品种育种材料。
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责任编辑:白 净