全 文 ：第 21 期
第 52卷第 21期
2013 年 11月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol． 52 No.21
Nov．，2013
收稿日期：2013－04－22
基金项目：国家科技支撑计划项目（2012BAD27B01）
作者简介：李 峰（1975－），男，陕西西安人，高级农艺师，硕士，从事水生蔬菜资源与育种的研究工作，（电话）027－88116313（电子信箱）
fun－lee＠163．com；通讯作者，柯卫东，男，推广研究员，从事水生蔬菜资源与育种的研究工作，（电子信箱）wdke63＠163．com。
荸荠 ［Heleocharis dulcis （Burm． f ．） Trin． ex
Hensch．］为莎草科（Cyperaceae）荸荠属（Heleocharis）
荸荠种中能形成球茎的多年生草本植物。 其以球茎
供食用，生食、熟食皆宜，是一种重要的水生蔬菜。
目前，荸荠资源品质性状研究多集中于荸荠品质的
理化品质性状方面 ［1，2］，如营养成分等，而荸荠品质
是由感官品质和理化品质等综合构成的，在进行多
指标构成的品质性状综合评价时，很多学者［3－5］提出
采用主成分分析的方法。 为此，研究通过对 90 份荸
荠种质资源的 7 个主要感官品质性状和理化品质
性状的主成分分析，以期筛选出综合品质优良的荸
荠资源，为荸荠种质资源的发掘创新和育种提供理
论依据。
1 材料与方法
1．1 材料
供试材料为保存于国家种质武汉水生蔬菜资
源圃的 90 份荸荠种质资源（表 1），其中地方品种88
份，野生资源 2 份。 试验于 2011年在武汉市蔬菜科
学研究所试验地进行，每份资源分别种植于具有保
水、保肥和隔离功能的水泥池中，水泥池规格 1．5 m×
2．0 m，每池定植 6株，常规管理。
1．2 荸荠品质性状的确定与测试
感官品质的测定：脐部特征采用目测方法参照
荸荠种质资源品质性状综合评价
李 峰，彭 静，李双梅，黄来春，柯卫东，李明华
（武汉市蔬菜科学研究所，武汉 430065）
摘要：对保存于国家种质武汉水生蔬菜资源圃内 90份荸荠［Heleocharis dulcis（Burm． f．） Trin． ex Hensch．］
资源感官品质性状（脐部特征、单个球茎质量、甜度、化渣度）和理化品质性状（干物质含量、可溶性糖含
量、淀粉含量）进行了测试分析。 结果表明，荸荠资源品质性状具有广泛的遗传多样性，数量性状变异系
数达 18．2％～31．3％，质量性状类型多样，并且存在一定的相关性。 采用主成分分析法得到了 90 份荸荠资
源品质的综合排名，排名前 20 位的均为鲜食型荸荠，该方法可以较好地用于鲜食荸荠品质性状的评价。
关键词：荸荠［Heleocharis dulcis （Burm． f．） Trin． ex Hensch．］；品质性状；主成分分析；综合评价
中图分类号：S645．3 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2013）21－5241-04
Comprehensive Evaluation on Quality Characters of Chinese Water Chestnut
LI Feng，PENG Jing，LI Shuang－mei，HUANG Lai－chun，KE Wei－dong，LI Ming－hua
（Wuhan Vegetable Research Institute， Wuhan 430065， China）
Abstract： Sensory quality characters （corm hilum feature， single corm weight， sweetness， tenderness） and chemical quality
characters （dry matter content， soluble sugar content， starch content） of 90 Chinese water chestnut resources conserved in
Wuhan National Germplasm Repository for Aquatic Vegetables were tested and analyzed． Results showed that these resources
had abundant genetic diversity. Coefficient of variation of quantitative characters were ranged from 18．2％ to 31．3％. Qualitative
characters had varied types. There was some correlation among quality characters． The 90 Chinese water chestnut resources
were ranked by principal component analysis and the top 20 were fresh－eating resources． Principal component analysis was
quite suitable for the comprehensively evaluating qualitative characters of fresh－eating Chinese water chestnut．
Key words： Chinese water chestnut［Heleocharis dulcis （Burm． f．） Trin． ex Hensch．］； quality character； principal component
analysis； comprehensive evaluation
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2013.21.063
湖 北 农 业 科 学 2013 年
模式图确定，分为深凹、凹、平；单个球茎质量随机
选取 15 个球茎，称量总质量，计算单个球茎质量；
甜度分为淡、较甜、甜；化渣度分为低、中、高，均采
用 3名品尝员按照性状描述给出评判结果。
营养品质性状的测定：在每试验小区分别随机
取鲜样 1 000 g，清洗干净，除去不可食部分，用二分
法分取可食部分，切成薄片，混匀。 鲜样于 105 ℃杀
青 30 min，在 65 ℃下烘干，磨粉，过 80 目筛，待测。
干物质含量按照常压干燥法测定， 淀粉含量采用
GB ／ T 5009．9－2003中规定的方法测定，可溶性糖含
量采用 AOAC－1984，31．052 中规定的方法测定；干
物质含量测定在武汉市蔬菜科学研究所进行，可溶
性糖含量和淀粉含量测定委托农业部蔬菜品质监
督检验测试中心（武汉）进行。 测定出干样中各营养
成分含量后再换算成鲜样中各成分的含量。
1．3 数据分析
荸荠种质资源品质性状中质量性状的鉴定结
果给予赋值，数量性状采用实际观测值，应用统计
分析软件 DPS V7．05 和 Excel 2010 对荸荠资源的
7 个品质性状进行主成分分析， 计算各性状指标的
相关矩阵及其特征值、贡献率、累积贡献率与其相
应特征向量，然后提取累积贡献率大于 85％的主成
分，写出数学表达式，根据表达式计算各品质性状
的各主成分得分，再以方差贡献率为权数求和得综
合得分，以此来评价荸荠资源品质性状的优劣。
2 结果与分析
2．1 荸荠种质资源品质性状指标的变异情况
从表 2 可以看出，荸荠种质资源单个球茎质量
平均为 25．6 g， 可溶性糖含量 （以鲜重计） 平均为
4．8％，淀粉含量（以鲜重计）平均为 14．8％，干物质含
量平均 23．6％，并且其变异系数较大，介于 18．2％～
31．3％之间。 从表 3可以看出，荸荠种质资源以凹脐
和平脐为主，深凹脐的资源相对较少；甜度、化渣度
则分别以较甜和中等居多。
2．2 荸荠种质资源品质性状相关性分析
从表 4 可以看出， 干物质含量与可溶性糖含
量、淀粉含量呈极显著正相关，可溶性糖含量与单
个球茎质量呈极显著正相关，淀粉含量与可溶性糖
含量呈极显著负相关，而干物质含量与单个球茎质
量、单个球茎质量与脐部特征均呈显著负相关。 由
于这些相关关系的存在，导致直接利用品质性状对
资源品质状况进行评价将会产生信息重叠，进而造
成评价结果出现偏差。
表 3 荸荠种质资源品质质量性状频数
性状
脐部特征
甜度
化渣度
性状描述
深凹
凹
平
淡
较甜
甜
低
中
高
频数
3
36
51
21
45
24
26
46
18
表 1 供试荸荠种质资源
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
种质名称
孝感杨店荠
西乡三津荠
武陵荠
苏荠
三滩荸荠
4S-1
91-1
91-2
91-3-3-1
93-37
93-Ar
安福荠
安顺荠
波阳荸荠
长乐荠-1
长乐荠-2
常德武陵荠
潮州荠
大镇荠
东乡洋荠
东至荠
鄂州荸荠
恩施家荠
恩施家荠-2
菲律宾大马蹄
公安荠-2
广济-2
广济荠-1
贵港荠
桂林-1
编号
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
种质名称
桂林-2
桂林朝阳荠
桂林荔浦荠
汉阳荠
杭州大红袍
合肥荠
衡阳郊荠-2
衡阳县郊荠
监利-1
监利-2*
监利-3
江西家荠
江西九江荠
金山-1
溧阳荠
连江大荠
连江小荠
凉山荸荠
浏阳荠
六合荠
芦山荸荠
墨江野荠 *
那龙马蹄
南宁荸荠
萍乡荠
祁阳荠
蕲州荠
瑞金荠
三江荠
三江荠（98）
编号
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
种质名称
沙洋荸荠（01）
沙洋荸荠（99）
沙洋孝感荠
韶关马坝荠
石矶荠
随州荠
台湾荸荠
万家村荠
芜湖荠
西乡塘荠
仙桃荠
湘潭荠
襄安镇荠
孝选
辛冲红荠
新滘-2
宣州荠-1
杨店荠
杨柳荠
洋湖荠
宜昌当阳荠
宜昌荠
义序荠
益阳荸荠
余干荸荠
余干怪荠
余干红荠
肇庆荠
郑村荠
资阳荸荠
注：标识“*”的为野生资源，未标识的为地方品种。
性状
单个球茎质量
可溶性糖含量
淀粉含量
干物质含量
平均
25.6 g
4.8%
14.8%
23.6%
表 2 荸荠种质资源品质数量性状一般统计量
变异系数//%
26.7
18.2
31.3
19.8
5242
第 21 期
2．3 荸荠种质资源品质性状的主成分分析
从表 5 可以看出，前 4 个主成分的累积贡献率
达 87．114 2％， 基本代表了全部荸荠资源品质指标
的绝大部分信息，前 4个主成分分别表示为：
Prin1＝－0．243 2 x1＋0．455 2 x2＋0．370 0 x3＋0．228 2
x4＋0．350 1 x5－0．473 3 x6－0．445 0 x7；
Prin2＝－0．595 9 x1＋0．066 3 x2＋0．256 8 x3＋0．458 9
x4＋0．042 6 x5＋0．403 1 x6＋0．446 9 x7；
Prin3＝－0．233 8 x1＋0．168 6 x2＋0．092 1 x3－0．768 4
x4＋0．496 9 x5＋0．136 0 x6＋0．229 2 x7；
Prin4＝0．696 1 x1＋0．005 6 x2＋0．483 6 x3＋0．201 4
x4＋0．382 7 x5＋0．158 4 x6＋0．263 3 x7。
从以上表达式和表 5 可知， 在第 1 主成分中，
单个球茎质量（0．455 2）、甜度（0．370 0）和可溶性糖
含量（0．350 1）占有较大正载荷，说明第 1 主成分反
映了鲜食型荸荠大多数相关指标信息，可称为鲜食
型荸荠综合因子；在第 2主成分中，化渣度（0．458 9）、
淀粉含量（0．403 1）和干物质含量（0．446 9）占有较
大正载荷，说明第 2 主成分反映了粉质加工型荸荠
大多数相关指标信息， 可称为粉质荸荠综合因子；
在第 3 主成分中，仅可溶性糖含量（0．496 9）占有较
大正载荷，可称为可溶性糖因子；在第 4 主成分中，
脐部特征（0．696 1）和甜度（0．483 6）占有较大正载
荷，可称为脐部与甜度综合因子。
表 4 荸荠种质资源品质性状相关性分析
相关性状
脐部特征（x1）
单个球茎质量（x2）
甜度（x3）
化渣度（x4）
可溶性糖含量（x5）
淀粉含量（x6）
干物质含量（x7）
脐部特征（x1）
1
单个球茎质量（x2）
-0.261 5*
1
甜度（x3）
-0.004 4
0.337 3**
1
化渣度（x4）
-0.103 1
0.038 1
0.18 5
1
可溶性糖含量（x5）
-0.02 4
0.311 6**
0.105 9
-0.086 7
1
淀粉含量（x6）
-0.000 4
0.100 5
-0.085 2
-0.075 7
-0.584 4**
1
干物质含量（x7）
-0.012 2
-0.232 8*
0.073 3
0.038 9
0.554 7**
0.954 3**
1
注：“*”和“**”分别表示相关显著和极显著。
表 5 荸荠种质资源品质性状主成分分析结果
性状
第 1 主成分
第 2 主成份
第 3 主成分
第 4 主成分
x1
-0.243 2
-0.595 9
-0.233 8
0.696 1
x2
0.455 2
0.066 3
0.168 6
0.005 6
x3
0.370 0
0.256 8
0.092 1
0.483 6
x4
0.228 2
0.458 9
-0.768 4
0.201 4
x5
0.350 1
0.042 6
0.496 9
0.382 7
x6
-0.473 3
0.403 1
0.136 0
0.158 4
x7
-0.445 0
0.446 9
0.229 2
0.263 3
特征值
3.433 7
0.997 6
0.885 1
0.781 6
贡献率//%
49.053 3
14.250 7
12.644 8
11.165 4
累积贡献率//%
49.053 3
63.304 1
75.948 8
87.114 2
2．4 荸荠种质资源品质性状主成分得分与综合评价
从表 6 可以看出，综合得分大于 1 的荸荠资源
有三江荠、溧阳荠、凉山荸荠、鄂州荸荠、宣州荠－1、
孝选、余干怪荠、洋湖荠和沙洋荸荠（99），其中排名
前 3 位的三江荠、溧阳荠和凉山荸荠均表现为单个
球茎质量较大 （较 90 份资源平均值高 26 ． 6％～
48．8％）、口感甜、渣少、可溶性糖含量高（较 90 份资
源平均值高 11．3％～27．7％），而淀粉含量和干物质含
量相对较低（均低于 90 份资源平均值），其他种质
资源也在单个球茎质量、甜度、化渣度和可溶性糖
含量某几个性状方面表现优异（综合排名 20位以后的
资源略）。
3 小结与讨论
通过对 90 份荸荠资源品质性状的变异情况进
行分析，结果表明，品质性状中的数量性状变异系
数均较大，达 18．2％～31．3％，质量性状类型多样，说
明这些资源具有丰富的遗传多样性，可筛选的范围
较宽；在供试材料中有 2 份野生资源，由于野生资
源一般球茎极小（5 g 左右）、可溶性糖含量较低、淀
粉含量（40％左右）和干物质含量相对较大，这些材
料是创新粉质加工型荸荠的良好基础材料。
荸荠球茎多作为水果鲜食， 往往要求球茎个
大、脐平、口感甜脆、渣少，因此试验根据这几个方
面筛选出荸荠资源品质评价指标，通过主成分分析
的方法消除由于性状间的相关性而带来的相关信
息重叠，简化评价指标，并根据各项指标的相关关
系和变异程度确定主成分权重，来综合评价荸荠资
源品质。 通过评价筛选出了一批各品质性状表现良
好的优异资源， 由于第 1 主成分特征值较大，为
3．433 7，贡献率也较大，占近 50％，所以本研究方法
优先筛选出鲜食型荸荠优良资源，综合排名前几位
的资源均为鲜食型荸荠， 与人们的生产实践相一
致。 由于荸荠品质性状的选择、质量性状的赋值等
因素， 造成了本方法不适用于加工粉质荸荠的筛
选，加工粉质类型种质筛选方法还有待进一步研究。
李 峰等：荸荠种质资源品质性状综合评价 5243
湖 北 农 业 科 学 2013 年
并且较长时间存活于田间土壤的内生拮抗菌，具有
进一步开发成生防菌剂的价值；目前关于该菌株活
性成分物质的鉴定、分类地位、定殖机理、田间最佳
定殖浓度以及在田间繁殖的影响因子等正在研究
中。
参考文献：
［1］ ARSLAN M， DERVIS S． Antifungal activity of essential oils a-
gainst three vegetative compatibility groups of Verticillium
dahliae［J］． World J Microbiol Biotechnol，2010，26（10）：1813－
1821．
［2］ SOESANTO L， TERMORSHUIZEN A J． Effect of temperature
on the formation of microsclerotia of Verticillium dahliae ［J］． J
Phytopathol，2001，149：685－691．
［3］ 刘富中，连 勇，陈钰辉，等．“十五”期间我国茄子遗传育种研究
进展［J］．中国蔬菜，2006（3）：31－34．
［4］ 贾 栗，陈疏影，翟永功，等．近年国内外植物内生菌产生物活性
物质的研究进展［J］．中草药，2007，38（11）：1750－1754．
［5］ BENHAMOU N， KLOEPPER J W， Quadt－Hallman A， et al．
Induction of defense related ultrastrurual modifications in pea
root tissues inoculated with endophytic bacteria ［J］． Plant
Physiology，1996，112：919－929．
［6］ 孙力军，陆兆新，别小妹，等．1 株抗菌植物内生菌 EJH－2 菌株的
分离和鉴定［J］．中国微生态学杂志，2006，18（1）：23－26．
［7］ 居正英． 茄子内生枯草芽袍杆菌 Bacillus subtilis 29－12 防病促
生生理生化研究［D］．福州：福建农林大学，2008．
［8］ 吴蔼民，顾本康，傅正擎，等．内生菌 73a 在不同抗性品种棉花体
内的定殖和消长动态研究［J］．植物病理学报，2003，33（4）：292－
293．
［9］ 陈利军 ． 油菜内生菌生物多样性及其在宿主体内消长动态研
究［D］．陕西杨凌：西北农林科技大学，2004．
［10］ 宋子红，丁立孝，马伯军，等．花生内生菌的种群及动态分析［J］．
植物保护学报，1999，24（4）：311－312．
［11］ 游见明．茶树中内生菌的动态分布［J］．广西植物，2008，28（1）：
82－85．
［12］ 史应武，娄 恺，李 春．天山北坡甜菜内生菌分离鉴定及其动
态变化［J］．生态学报，2009，29（5）：2374－2382．
（上接第 5202页）
（责任编辑 张 毅）
（责任编辑 王晓芳）
表 6 荸荠种质资源品质性状主成分分值、综合分值及排名
种质名称
三江荠
溧阳荠
凉山荸荠
鄂州荸荠
宣州荠－1
孝选
余干怪荠
洋湖荠
沙洋荸荠（99）
襄安镇荠
肇庆荠
那龙马蹄
91－1
东至荠
三江荠（98）
菲律宾大马蹄
广济－2
沙洋孝感荠
余干荸荠
江西家荠
第 1 主成分
3.819 4
3.076 6
2.751 9
2.360 7
2.401 0
1.832 4
1.938 6
1.944 3
2.033 4
1.343 7
0.969 7
1.577 2
1.645 3
1.535 3
1.088 6
0.890 7
1.675 6
1.742 2
0.917 8
1.053 3
第 2 主成分
0.804 2
2.262 5
1.561 1
-0.136 8
0.982 3
2.176 9
0.666 3
0.540 9
0.930 1
0.988 4
-0.848 1
0.635 1
0.192 6
0.673 7
0.962 4
0.463 2
0.739 6
0.666 7
0.413 0
-0.262 4
第 3 主成分
0.473 5
-0.061 6
0.093 5
2.197 6
-0.735 8
1.087 6
0.812 2
0.389 4
-0.583 8
0.841 3
2.420 8
0.262 5
-1.170 3
0.100 4
1.159 9
1.978 2
-0.877 4
-1.011 4
1.631 7
0.150 5
第 4 主成分
1.067 9
-0.906 6
0.776 6
0.111 9
0.214 1
-1.029 5
0.312 9
-0.085 2
-0.323 6
0.443 3
2.218 3
-0.122 6
1.452 4
-0.281 6
0.032 2
0.181 3
-0.453 6
-0.590 6
-0.168 6
1.410 8
综合得分
2.167 254
1.722 581
1.670 899
1.428 883
1.248 619
1.231 653
1.183 537
1.070 551
1.020 044
0.955 860
0.908 597
0.883 679
0.848 705
0.830 376
0.821 405
0.773 309
0.765 744
0.755 784
0.696 567
0.655 836
综合排名
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
参考文献：
［1］ 周国林，柯卫东，彭 静．对种质资源中 10 份荸荠材料主要性状
的观察［J］．长江蔬菜，1999（12）：30－32．
［2］ 江 文，蔡炳华，陈丽娟，等．24 份地方荸荠种质资源形态标记聚
类分析［J］．长江蔬菜（学术版），2012（16）：23－26．
［3］ 樊保国，李月梅，李登科． 鲜食枣品质性状的综合评价［J］． 西北
林学院学报，2012，27（2）：79－82．
［4］ 孟维韧，全成哲，刘方明，等．不同水稻品种（系）稻米品质性状分
析［J］． 湖北农业科学，2012，51（2）：361－363．
［5］ 薛 香，郜庆炉，杨忠强．小麦品质性状的主成分分析［J］． 中国
农学通报，2011，27（7）：38－41．
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