新疆南部地区杏种核表型性状与苦杏仁苷含量分析

黄 雪，图尔荪古丽·吾拉伊木，郭 玲

（塔里木大学 a.植物科学学院；b.新疆生产建设兵团南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合 工程研究室；c.新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室，新疆 阿拉尔 843300）

根据《中国植物志》中的记载，杏Prunus armeniacaL.为蔷薇科杏属植物，其适应性强，喜光照、耐干旱瘠薄、抗寒冷、抗风沙，主要分布于半干旱、半湿润的风沙平原及低山丘陵地带[1]，是我国北方地区十分重要的生态经济型树种。新疆是世界杏的起源中心之一[2]，拥有丰富的栽培杏和野生杏种质资源[3]。栽培杏主要种植在天山山脉以南、昆仑山脉以北的新疆南部地区。目前，在新疆南部地区已形成了栽培面积达11.1 万hm2的杏产区，年产量达93.3 万t[4]，年增幅近30 万t，面积和产量均居全国首位。新疆南部地区的栽培杏起源于天山北坡的野生杏，经过长期的自然选择和人工选择，已逐步形成了适于当地干旱少雨、多风沙气候的丰富多样的果仁兼用的杏品种资源[5]。 前人研究结果表明，杏仁的仁味性状主要由CYP79D16和CYP71AN24基因所调控[6]，苦杏仁苷含量的多少决定了仁味的甜苦，是仁用杏品质的重要评价指标之一[7]。

新疆南部地区果仁兼用杏种仁的品质和商品性主要由两方面构成。一方面杏仁的果核及果仁性状是仁用杏资源分类鉴定筛选的重要依据，而出仁率则是衡量其产量的重要指标[8]。王少雄等[9]、李明等[10]、段国珍等[11]研究了不同地区杏种核和杏种仁的表型性状，他们提出，仁用杏品种可参照核、仁性状指标进行快速鉴选。另一方面，杏仁中苦杏仁苷含量是决定其品质的关键因素，通常采用高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）进行测定[12-13]。吴迪[14]对山杏仁中苦杏仁苷含量的测定结果表明，以高效液相色谱法测定的结果准确，且测得的苦杏仁苷其分离度好。肖雄等[15]分别以苦杏仁、桃仁、郁李仁为研究对象，采用HPLC 法测定了D-苦杏仁苷的含量，结果表明，HPLC法快捷、准确且重复性好。随着南疆地区防风固沙、退耕还林工作的推进，杏作为重要的经济林发展迅速，其栽培面积和产量需求日益增长，但果仁兼用杏的种仁鉴评工作还较为滞后，其优异种质也因此未得到充分发掘与利用，这在很大程度上限制了新疆南部地区果仁兼用杏的地方品种改良和精深加工。为此，在前期研究的基础上，本研究对70 种新疆南部地区果仁兼用型杏仁中的苦杏仁苷含量及其核仁性状指标进行了测定，分析了杏核、仁大小及苦杏仁苷含量的变异幅度，以期对仁用杏资源的开发和利用提供技术参考，为快速提高新疆南部地区果仁兼用杏的培育效率和杏仁利用提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试材取自新疆农业科学院轮台国家果树资源圃，位于新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州轮台县境内（84°13′—85°25′E、41°05′—42°32′N），海拔为950 ～1 080 m。该地区北部高而东南部低，属于暖温带大陆性干旱气候。年均气温10.6 ℃，年均降水量52 mm，年均蒸发量2 077 mm，年日照时数2 442 ～2 925 h（平均为2 658 h）；无霜期180 ～224 d（平均为192 d）；全年太阳辐射总量为577.599 kJ/cm2，全年10 ℃的有效积温为 4 000 ～4 500 ℃。该地区冬冷夏热，降水量少而蒸发量大，日照时数和无霜期均长，昼夜温差大[16]。

1.2 样品的采集及处理

选择常规管理的树体生长、开花坐果及果实发育均正常的健壮树为样树，每个地方品种各选取样树1 株，待其果实进入采收成熟期的完全成熟时才采样。取样时，在每株树的树冠外围，从东、南、西、北4 个方向各采10 个成熟果实，即每株采果40 个，将去掉果肉后的果实作为试验材料。抽取的杏核放于通风干燥处晒干，晾晒过程中隔几小时便翻动1 次，使其干燥均匀。

1.3 试验方法

1.3.1 杏种核与杏种仁形态性状的测定

参照《果树种质资源描述符、记载项目及评价指标》[17]与《杏种质资源描述规范和数据标准》[18]和《中国果树志·杏卷》[19]分别测定杏核与杏仁的纵、横、厚径及质量。用电子天平（精度为0.01 g）测定杏种核（包括核壳和核仁）和杏种仁的干质量，用游标卡尺（精度为0.01 mm）分别测量杏种核和杏种仁的纵径、横径、厚径。根据杏种核与杏种仁的纵径、横径，分别计算核形指数和仁形指数。根据杏种核质量和杏种仁质量计算其出仁率。

核形指数=核纵径/核横径；仁形指数=仁纵径/仁横径。

杏种核出仁率=( 杏种仁质量/ 杏种核质量)×100%。

1.3.2 杏果实数量性状概率的分级标准

参照魏浩华[20]提出的规范化后杏果实数量性状概率的分级标准，按照如下的具体分级方法进行分级。核干质量的概率分布等级为：1 级＜1.0 g （极低）；2 级为1.00 ～1.30 g（低）；3 级为1.30 ～ 1.70 g（中）；4 级为1.70 ～2.00 g（高）；5 级＞2.00 g （极高）。核形指数的概率分布等级为：1 级的核形指数＜1.15（极低）；2 级为1.15 ～1.23（低）；3 级为1.23 ～1.34（中）；4 级为1.34 ～1.42（高）；5 级＞1.42（极高）。仁干质量的概率分布等级为：1 级＜0.29 g（极低）；2 级为0.29 ～0.38 g（低）；3 级为0.38 ～0.54 g（中）；4 级为 0.54 ～0.66 g （高）；5 级＞0.66 g（极高）。仁形指数的概率分布等级为：1 级＜1.26（极低）；2 级为1.26 ～1.37（低）；3 级为1.37 ～1.52（中）；4 级为1.52 ～1.63（高）；5 级＞1.63（极高）。出仁率的概率分布等级为：1 级＜23.50%（极低）；2 级为23.50%～27.50%（低）；3 级为27.50%～34.50%（中）；4 级为34.50%～38.50%（高）；5 级＞38.50%（极高）。

1.3.3 以HPLC 法测定苦杏仁苷的含量

称取以液氮磨碎的粉末0.3 g，溶解于3 mL 的纯甲醇中，涡旋混匀，超声提取30 min，过夜浸提。取上清液1 mL，在30 ℃的温度条件下进行4 h 的真空浓缩干燥处理，再加入80%的乙腈溶液（体积比为：乙腈∶水=80∶20）1 mL，以13 000 r/min 的转速离心15 min，取上清液进行测定。

利用高效液相色谱法（HPLC）测定苦杏仁苷含量。色谱柱为Hypersil C18 柱 (150.0 mm×4.6 mm， 5 μm)，柱温为30 ℃。色谱条件：流动相为乙腈∶水=80∶20（V∶V），流速1.0 mL/min，检测波长210 nm，进样量10 μL，检测时长6 min。各种成分的测定均设3 次重复。

优化后的HPLC法，主要改变了色谱检测条件，如检测波长为210 nm[15,21]，流动相乙腈和水的体积比[12]等。以改良后的HPLC 法检测苦杏仁苷含量的标准曲线为：Y=0.073 3X－0.100 0，R2=0.999 4。 进样量与峰面积呈现出良好的线性关系。

1.4 数据处理与分析

应用Excel 2010 和SPSS22.0 软件对数据进行处理及分析。

2 结果与分析

2.1 新疆南部地区70 个地方杏品种主要核、仁性状的多样性分析

2.1.1 杏种核质量与核形指数

对新疆南部地区70 个地方杏品种的种核质量进行了测定和概率分级，结果如图1 所示。由图1可知，调查到的杏种核质量均值为0.58 ～3.24 g。其中，核质量均值＜1.00 g（极低，概率等级为第1 级）和核质量均值为1.70 ～2.00 g（高，概率等级为第4 级）的地方品种个数相同，均占所调查的70 个地方品种总数的14.29%；核质量均值为1.00 ～1.30 g（低，概率等级为第2 级）的地方品种数有18 个，占调查地方品种总数的18.57%；核质量均值为1.30 ～1.70 g（中，概率等级为第3 级）的地方品种数占调查地方品种总数的24.29%；核质量均值＞2.00 g（极高，概率等级为第5 级）的地方品种数最多，有20 个，占调查地方品种总数的28.57%。

图 1 核质量均值的概率分布情况Fig.1 Probability distribution of the averaged seed stone mass values

新疆南部地区70 个地方杏品种的核形指数为1.00 ～2.09，其概率分级结果如图2 所示。其中，核形指数＜1.15（极低，概率等级为第1 级）的地方品种数占调查地方品种总数的11.43%，核形指数为1.15 ～1.23（低，概率等级为第2 级）的地方品种数占调查地方品种总数的17.14%，核形指数为1.23 ～1.34（中，概率等级为第3 级）的地方品种数占调查地方品种总数的31.43%，核形指数为1.34 ～1.42（高，概率等级为第4 级）的地方品种数占调查地方品种总数的14.29%，核形指数＞1.42（极高，概率等级为第5 级）的地方品种数占调查地方品种总数的25.71%。由此可知，新疆南部地区70 个地方杏品种的核形指数数值都较大，说明其核形多为近椭圆形。

图 2 核形指数的概率分布情况Fig.2 Probability distribution of the nuclear deformation index

2.1.2 杏种仁质量与仁形指数

新疆南部地区70 个地方杏品种其种仁质量的测定和概率分级结果如图3 所示。由图3 可知，调查到的仁质量均值为0.15 ～0.76 g；其中，仁质量均值＜0.29 g（低，概率等级为第1 级）的地方品种数占所调查的70 个地方品种总数的11.43%，仁质量均值为0.29～0.38 g（低，概率等级为第2级）的地方品种数占调查地方品种总数的22.86%，仁质量均值为0.38 ～0.54 g（中，概率等级为第3 级）的地方品种数占调查地方品种总数的40.00%，仁质量均值为0.54 ～0.66 g（高，概率等级为第4 级）的地方品种数占调查地方品种总数的15.71%，仁质量均值＞0.66 g（极高，概率等级为第5 级）的地方品种数占调查地方品种总数的10.00%。

图 3 仁质量均值的概率分布情况Fig.3 Probability distribution of the mean mass of kernel

新疆南部地区70 个地方杏品种其仁形指数的测定和概率分级结果如图4 所示。由图4 可知，调查到的70 个地方杏品种其仁形指数为1.15 ～2.31；其中，仁形指数＜1.26（极低，概率等级为第1 级）的地方品种数占调查地方品种总数的4.29%，仁形指数为1.26 ～1.37（低，概率等级为第2 级）的地方品种数占调查地方品种总数的11.43%，仁形指数为1.37 ～1.52（中，概率等级为第3 级）的地方品种数占调查地方品种总数的42.86%，仁形指数为1.52 ～1.63（高，概率分级为第4 级）的地方品种数占调查地方品种总数的14.29%，仁形指数＞1.63（极高，概率等级为第5 级）的地方品种数占调查地方品种总数的27.14%。由此可知，新疆南部地区70 个地方杏品种的仁形指数都较大，说明其仁形多为近椭圆形至椭圆形。

图 4 仁形指数的概率分布情况Fig.4 Probability distribution of the benzene index

2.1.3 出仁率与变异系数

对新疆南部地区70 个地方杏品种的出仁率进行了测定和概率分级，结果如图5 所示。图5 显示：出仁率＜23.5%（极低，概率等级为第1 级）的地方品种数占调查地方品种总数的30.00%；出仁率为23.5%～27.5%（低，概率等级为第2 级）的地方品种数占调查地方品种总数的24.29%；出仁率为27.5%～34.5%（中，概率等级为第3 级）的地方品种数占调查地方品种总数的31.43%；出仁率为34.5%～38.5%（高，概率分级为第4 级）的地方品种数占调查地方品种总数的10.00%；出仁率＞38.5%（极高，概率分级为第5 级）的地方品种数占调查地方品种总数的4.29%。

图 5 出仁率的概率分布情况Fig.5 Probability distribution of the kernel rate

对新疆南部地区70 个地方杏品种主要核、仁性状的多样性进行了分析，结果如图6 所示。由图6 可知，所测定的11 项数量性状指标在不同地方品种间均有较大的变异。其中，核质量的变异最大，其变异系数为39.74%；其次为仁质量，其变异系数为31.8%；出仁率的变异系数排第三，为22.1%；核厚径的变异最小，其变异系数为12.67%。其他指标变异系数的大小依次为：核横径（17.22%）、核纵径（16.96%）、仁横径（16.05%）、核形指数（14.47%）、仁厚径（14.13%）、仁形指数（14.02%）、仁纵径（13.48%）。其中，核质量、仁质量及出仁率的变异幅度均较大，表明不同地方杏品种的核、仁质量及出仁率等数量性状均有丰富的多样性，在仁用杏良种选择方面均有很大的潜力。

2.2 新疆南部地区70 个地方杏品种种仁中苦杏仁苷的含量分析

对处于成熟期的新疆南部地区70 个地方杏品种种仁中苦杏仁苷的含量进行了分析，结果见表1。表1 表明，在70 个地方杏品种中，28 个地方杏品种在此检测条件下未检出苦杏仁苷或其含量低于0.002 mg/g，42 个地方杏品种的苦杏仁苷含量为 0.002～3.778 mg/g，其平均含量为0.121 mg/g。其中， 乔尔胖品种的苦杏仁苷含量最高，为3.778 mg/g； 艾西阿克牙格勒克品种的苦杏仁苷含量最低，为0.002 mg/g；其极差值为3.776 mg/g。

图 6 杏种实各性状指标的变异结果Fig.6 Variation results of characteristic index of apricot seeds

2.3 新疆南部地区杏主要核、仁性状与经济性状间的相关性分析

对新疆南部地区70 个地方杏品种种核、种仁的主要经济性状指标进行了相关性分析，结果见 表2。由表2 可知，新疆南部地区杏种核主要性状与种仁经济性状间的相关性较强。其中，核干质量与核纵径、核横径、核厚径、仁干质量、仁纵径、仁横径间均呈极显著正相关，其相关系数分别为0.76、0.91、0.79、0.80、0.76 和0.82。核纵径与核横径、核厚径、仁干质量、仁纵径、仁横径、核形指数间均呈极显著正相关，其相关系数分别为0.65、0.39、0.62、0.96、0.49 和0.42；而与核形指数间却呈显著性正相关，其相关系数为0.36。核横径与核厚径、仁干质量、仁纵径、仁横径间均呈极显著正相关，其相关系数分别为0.83、0.68、0.64、0.87；而与核形指数间却呈极显著负相关，与仁形指数间呈显著性负相关。核厚径与仁干质量、仁横径间均呈极显著正相关，其相关系数分别为0.54、0.71；而与仁纵径间却呈显著性正相关（其相关系数为0.39），与核形指数、仁形指数间均呈极显著负相关。仁干质量与核干质量、核纵径、核横径、核厚径、仁纵径、仁横径、仁厚径间均呈极显著正相关，其相关系数分别为 0.80、0.62、0.68、0.54、0.73、0.83、0.52。仁纵径 与仁横径间亦呈极显著正相关，与核形指数、仁形指数间均呈显著性正相关，且其受核形指数的影响均较大；仁横径与核形指数、仁形指数间均呈极显著负相关；核形指数与仁形指数间呈极显著正相关；出仁率与核干质量、核纵径、核横径、核厚径间均呈极显著负相关，其相关系数分别为0.55、0.40、0.58 和0.57；出仁率与仁厚径间却呈极显著正相关，其相关系数为0.59。而苦杏仁苷含量与杏核、种仁各性状指标间的相关性均不显著。因此，新疆南部地区70 个地方杏品种的出仁率与其核各性状指标间均呈极显著负相关，而与仁厚径间呈极显著正相关；仁干质量与核、仁各性状指标间均呈极显著正相关；核干质量与核、仁各性状指标（除仁厚径之外）间均呈极显著正相关。

表1 70 个地方品种杏仁中苦杏仁苷含量的测定结果†Table 1 Determination of bitter amygdalin contents in 70 local varieties of almonds mg/g

2.4 主成分分析

对新疆南部地区70 个地方杏品种的种核、种仁各性状指标及苦杏仁苷含量进行了主成分分析，前3 个主成分的特征根和方差贡献率见表3，其因子载荷值见表4。在新疆南部地区70 个地方品种的杏仁中，前3 个主成分的累积方差贡献率达到了85.589%，且其特征根均大于1（λ1=5.570、λ2=2.767、λ3=1.933），说明根据杏种核、种仁性状评价杏种仁质量，前3 个因子起主导作用。由旋转后的主成分因子的载荷矩阵可知，第1 主成分主要包括核干质量、核纵径、核横径、核厚径、仁干质量、仁纵径、仁横径等指标，表征核、仁的表型；第2 主成分主要包括核形指数、仁形指数等指标，表征核、仁的形态；第3 主成分主要包括仁厚径、出仁率，表征产仁量。

表2 新疆南部地区杏核、种仁各性状指标与苦杏仁苷含量间的相关性分析结果†Table 2 Correlation analysis between trait indicators of seed stone and kernel and amygdalin content in apricot in southern Xinjiang

表3 主成分的特征根和方差贡献率Table 3 Principal component analysis of root characteristics and variance contribution

3 结论与讨论

3.1 讨 论

1）采用改良HPLC 法对新疆南部地区70 个地方杏品种种仁中苦杏仁苷的含量进行了检测，结果表明，有28 个地方杏品种未检出苦杏仁苷或其含量低于0.002 mg/g。

2）苦杏仁苷含量是评价杏仁品质的重要指标之一，也是其产品利用和开发的重要依据之一。作为中药进行培育的地方杏品种，应选择苦杏仁苷含量较高的地方品种；而作为优质的仁用杏地方品种进行育种栽培的，则宜选择苦杏仁苷含量较低的地方品种。在新疆南部地区的70 个地方杏品种中，乔尔胖品种的苦杏仁苷含量高，其可作为中药型杏仁品种进行培育；佳娜丽品种的综合品质好，口感佳，其苦杏仁苷的含量低于0.002 mg/g， 其可作为优质的仁用杏品种类型进行培育。苦杏仁苷含量的多与少对杏仁口感的甜与苦起着决定性作用，而杏仁甜苦的感官品质评价还未建立系统规范的标准，因此，对新疆南部地区仁用杏的感官评价还需进一步研究。

表4 主成分的因子载荷矩阵Table 4 Factor loadings matrix for principal components

3）新疆南部地区的杏资源丰富，其种质资源的利用是南疆经济林发展最根本、最坚实的基础。通过测定杏核、仁性状，可对仁用杏资源进行快速鉴选，利用出仁率指标可衡量其产量，并以此实现仁用杏的早期优化。新疆南部地区杏种核、种仁（除厚外）的各指标间均存在着显著的相关关系。研究结果表明，出仁率与核各性状指标间均呈极显著负相关，这与王治军[8]的研究结果一致；而出仁率与仁厚径间却呈极显著正相关，仁厚径越大，则出仁率越高，这与主成分分析结果一致，说明在新疆南部地区选择仁用杏地方品种时，宜选择核小、仁厚度较大的地方品种，其产量则高。核干质量与核仁各形态特征指标（除仁厚径外）间均呈极显著的正相关关系；仁干质量与核仁各形态特征指标间均呈极显著的正相关关系，这与尹明宇等[22]的研究结果一致，说明核、仁干质量较大的地方品种，其质量高，商品性好。核形指数与仁形指数均较大的地方品种，更适合作为仁用杏进行培育[23]。这一研究结果可为新疆南部地区杏资源的种质创新、良种选育及杏仁产品的研究与开发提供科学依据和技术支撑。

4）依据植物学及遗传学方面的研究结果可知，核、仁表型形态是遗传变异和环境多样性的综合表现，其形态性状的变异越大，表明遗传变异的可能性就越大。种实优良性状的选择是生态经济型树种的关键选择因素[24]。董胜君等[25]的研究结果表明，核、仁性状受自身遗传控制因素影响的程度远远大于其受环境因素影响的程度，杨艳等[26]的研究结果表明，苷类等有效成分受环境影响较大。而苦杏仁苷作为种子中的有效成分，对其遗传特点在仁味选择中的影响问题已有了一定的研究结果[6-7]，但是否与环境有关，其相关性怎样，这些问题都还有待于进一步研究。在所测定的11项数量性状指标中，核仁性状均表现出一定程度的变异，表明不同地方杏品种的核、仁质量及出仁率等数量性状均具有丰富的多样性，其在新疆南部地区仁用杏良种选择方面均有很大的潜力。

3.2 结 论

新疆南部地区拥有丰富的仁用杏资源，在70个 地方杏品种中，核干质量处在第5 级（极高）的地方品种其分布概率为28.57%，核形指数在3 级（中）以上的地方品种其分布概率为71.43%，仁干质量在3 级（中）以上的地方品种其分布概率为65.71%，仁形指数在3 级（中）以上的地方品种其分布概率为84.29%；出仁率在3 级（中）以上的分布概率为45.72%；42 个地方杏品种的苦杏仁苷含量为 0.002～3.778 mg/g，其平均含量为0.121 mg/g， 其极差值为3.776 mg/g。新疆南部地区杏的出仁率与核各性状指标间均呈极显著负相关，而与仁厚径间呈极显著正相关。综上所述，新疆南部地区杏种核、种仁的质量均大，且其形态以近椭圆形至椭圆形的居多，其商品性状良好，出仁率高。苦杏仁苷含量作为杏种仁的有效成分，是种仁利用评价的一个非常重要的指标。本研究仅仅对新疆南部地区杏种核、种仁性状及其主要成分苦杏仁苷进行了测定及分析，且尚有28 个地方杏品种在此检测条件下未检出苦杏仁苷或其含量低于0.002 mg/g，下一步将对未检测出苦杏仁苷含量的地方品种继续进行检测分析。此外，新疆南部地区所拥有的果实品质与种仁品质均优良的杏种质资源还有待于进一步挖掘，这将为新疆特色杏种质资源的保护和利用提供科学依据。

致谢：衷心感谢华中农业大学园艺林学学院张红艳副研究员在测定苦杏仁苷含量时给予的无私帮助和悉心指导。