摘要:
采用原子吸收光谱法对农业部儋州杧果种质资源圃70份杧果种质果实中的9种矿质元素(K、Ca、P、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn和B)含量进行了测定，采用方差分析、相关分析和主成分分析方法对所测定的矿质元素进行了统计学分析。统计结果表明：杧果果肉9种矿质元素中，大量元素含量依次为K > Ca > P > Mg，微量元素含量依次为Fe > Mn > Zn > B > Cu，变异系数为Mn > Cu > Zn > Fe > B > P > Ca > Mg > K；方差分析结果表明：70份杧果种质9种矿质元素间F = 1.43，Pr = 0.0177，Pr > F，9种矿质元素含量在70份杧果种质果肉中存在显著性差异；相关性分析结果表明：矿质元素之间存在着显著和极显著的相关性，其中K和Mg之间正相关性最大，相关系数达0.663，Ca和P负相关性最大，相关系数为−0.332。
Abstract:
Nine mineral elements (K, Ca, P, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, B) in the germplasm sarcocarp of 70 mango cul-tivars which were preserved in Germplasm Repository of Mango, Danzhou city, Ministry of Agri-culture were detected using an atomic absorption spectrometer. Variance, correlation and principal component analysis methods were used to evaluate the experimental results. The statistical results showed that the macroelements of the 70 mango cultivars are K > Ca > P > Mg; the microelements are Fe > Mn > Zn > B > Cu; and the coefficients of variation are Mn > Cu > Zn > Fe > B > P > Ca > Mg > K. The variance analysis results showed that in nine mineral elements of the 70 mango cultivars, F=1.43, Pr = 0.0177, Pr > F, whose content has significant difference in the 70 mango cultivars. The correlation analysis results showed that there are significant and extremely significant correlations among mineral elements. The positive correlation between K and Mg is the most significant (r = 0.663), while the most significant negative correlation is between Ca and P (r = −0.332).
1. 引言
杧果(Mangifera indica L.)为漆树科杧果属植物，是重要的热带亚热带水果，享有“热带果王”之美誉，在我国主要分布在海南、广西、云南、广东等省区 [1] 。杧果果实香甜味美，矿质元素十分丰富，这些矿质元素不仅关系到树体的营养生理，果实的产量和品质 [2] ，也关系到人体的营养与健康。如铁是维持生命活动所必需的矿质元素之一，它是血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素及其它酶系统的主要成分，并帮助氧的运输，促进脂肪的氧化 [3] ，缺铁可造成缺铁性贫血并容易疲劳 [4] ；锌广泛调节着机体代谢，对维持人体正常生理功能起着重要作用 [5] 。在小麦、水稻等作物上已广泛开展矿质元素的研究 [6] [7] ，然而有关矿质元素研究在杧果中则鲜见报道。为进一步明确杧果种质资源的开发与利用，本文对70份杧果种质果实中的K、Ca和P等9种矿质元素进行了测定，分析了果肉中大量元素和微量元素的含量，并进行了方差分析、主成分分析和相关性分析，以期获得不同杧果种质矿质元素的含量及其互作关系，为杧果的树体管理、产量和品质提高及种质创新和利用奠定基础。
2. 材料与方法
2.1. 试验材料
供试杧果种质材料均取自农业部儋州杧果种质资源圃，样本来自4~6年生健壮树，砧木均为海南土芒，试材立地条件和栽培管理水平均一致，栽培过程中没有施用任何植物生长调节剂，常规管理。在果实生理成熟期(果实发育成熟，近果核处果肉开始变黄) [8] 采集树冠外围中上部的果实，每份种质采收10个外观性状基本一致的杧果果实待完全后熟后，去除果皮和果核，将10个果实的果肉混合均匀，分装备用。
2.2. 试验方法
K、Ca、P等9种矿质元素含量的测定采用欧锦萌等(2012)的方法进行 [9] 。
2.3. 数据分析
频数统计分析采用软件SPSS13.0进行数据分析，方差分析、相关性分析和主成分分析用统计软件SAS9.1进行分析。
3. 结果与分析
3.1. 不同杧果种质果肉中大量元素含量
本研究主要测定了杧果果肉中K、Ca、P和Mg 4种大量元素，4种元素在70份杧果种质的SPSS统计分析结果如表1所示，频数分布如图1所示。
在70份杧果种质中，K含量的分布范围为0.841~2.435 g/kg，含量超过2.000 g/kg的杧果种质有“1102号芒”、“1506号芒”、“1303号芒”、“Dot”、“黄象牙芒”、“Govieia”、“113号芒”和“Mamme”8份种质，约占所分析种质的11.42%。“1102号芒”中K含量最高为2.435 g/kg，“攀西红芒”中K含量最低为0.841 g/kg，高K种质与低K种质相差约3倍，种质变异系数为22.34。
在70份杧果种质中，Ca含量的分布范围为0.024~0.158 g/kg，含量超过0.130 g/kg的杧果种质有“攀西红芒”、“红芒9号”、“Van Dyke”、“热品30号芒”、“秋芒”、“Mamme”6份，占所分析种质的8.57%。“攀西红芒”中Ca含量最高为0.158 g/kg，“南逗芒”中Ca含量最低为0.024 g/kg，高Ca种质与低Ca种质相差约6倍，种质变异系数为32.20。
在70份杧果种质中，P含量的分布范围为0.063~0.237 g/kg，含量超过0.200 g/kg的种质有“黄象牙芒”、“越南芒”、“柬芒”、“1103号芒”、“1102号芒”、“909号芒”、“大白玉芒”8份种质，占所分析种质的11.42%。“黄象牙芒”中P含量最高为0.237 g/kg，“粤西1号芒”中P含量最低为0.063 g/kg，高P种质与低P种质相差约4倍，种质变异系数为36.87。
在70份杧果种质中，Mg含量的分布范围为0.063~0.237 g/kg，含量超过0.200 g/kg的种质有“1506号芒”、“909号芒”、“红芒9号”、“Mamme”、“Tommy Atkins”5份种质，占所分析种质的7.14%。“1506”号芒中Mg含量最高为0.174 g/kg，“冬芒”中P含量最低为0.049 g/kg，高K种质与低K种质相差约4倍，种质变异系数为26.11。
70份杧果种质中4种大量元素含量的高低顺序为K > Ca > P > Mg，其变异系数大小顺序为P > Ca > Mg > K，且均大于20，说明70份种质的K、Ca、P、Mg含量的差异较大。
3.2. 不同杧果种质果肉中微量元素含量
Fe、Mn、Zn、B和Cu 5种微量元素在70份杧果种质的频数分布如图2所示，SPSS统计分析结果如表2所示。
在70份杧果种质中，Fe含量的分布范围为1.735~31.710 mg/ kg，含量超过25.000 mg/kg的杧果种质有“1506号芒”、“红芒9号”、“Mamme”和“Govieia”4份种质，约占所分析种质的5.71%。“1506号芒”中Fe含量最高为31.710 mg/kg，“红象牙芒”中Fe含量最低仅为1.735 mg/kg，高Fe种质与低Fe种质相差约18倍，种质变异系数为54.69。
在70份杧果种质中，Mn含量的分布范围为0.537~7.620 mg/kg，含量超过4.000 mg/kg的杧果种质有“热品29号芒”、“热品30号芒”、“热品28号芒”、“热品20号芒”、“热品9号芒”6份，占所分析种质的8.57%。“热品29号芒”中Mn含量最高为7.620 mg/kg，“Carrie”中Mn含量最低为0.537 mg/kg，高Mn种质与低Mn种质相差约14倍，种质变异系数为62.65。
在70份杧果种质中，Zn含量的分布范围为0.362~4.482 mg/kg，含量超过3.000 mg/kg的种质有“热品40号芒”、“Stringgless peach”、“Mamme”、“桂热10号芒”4份种质，占所分析种质的5.71%。
K Ca
P Mg
Figure 1. The frequency distribution of 4 macroelements
图1. 4种大量元素的频数分布图
Table 1. The statistical analysis of 4 macroelements
表1. 4种大量元素统计分析结果
Table 2. The statistical analysis of 5 microelements
表2. 5种微量元素统计分析结果
“热品40号芒”中Zn含量最高为4.482 mg/kg，“攀西红芒”中Zn含量最低为0.362 mg/kg，高Zn种质与低Zn种质相差约12倍，种质变异系数为55.53。
在70份杧果种质中，B含量的分布范围为0.600~2.392 mg/kg，含量超过1.700 mg/kg的种质有“桂热10号芒”、“文昌白玉芒”、“Stringgless peach”、“热品20号芒”、“Lucille”和“红玉芒”6份种质，占所分析种质的8.57%。桂热10号芒中B含量最高为2.392 mg/kg，贵妃芒中B含量最低为0.600 mg/kg，高B种质与低B种质相差约4倍，种质变异系数为41.20。
在70份杧果种质中，Cu含量的分布范围为0.076~1.930 mg/kg，含量超过1.900 mg/kg的种质仅有“909号芒”1份种质，占所分析种质的1.42%。“909号芒”中B含量最高为1.930 mg/kg，“粤西1号芒”中Cu含量最低为0.076 mg/kg，高B种质与低B种质相差约25倍，种质变异系数为60.11。
5种微量元素含量的高低顺序为Fe > Mn > Zn > B > Cu，其中Cu含量最少为0.6045 mg/kg；5种微量元素含量的变异系数大小顺序为Mn > Cu > Zn > Fe > B，微量元素的变异系数均高于大量元素，其中Mn的变异系数达62.65。
3.3. 杧果果实9种矿质元素的方差分析
方差分析结果如表3所示，SAS统计结果表明：70份杧果种质9种矿质元素间F = 1.43，Pr = 0.0177，Pr > F说明70个杧果种质间的9种矿质元素差含量异性显著。
3.4. 杧果果实9种矿质元素的相关性分析
本试验9种矿质元素各相关性分析结果如表4所示，70份杧果种质资源果实的9种矿质元素之间存在着显著和极显著的相关性，Ca和Mg、Fe和Mn呈显著正相关，和P呈显著负相关；K和Mg、P、Cu、Fe、Zn和B呈显著的正相关；Mg和P、Cu、Fe、Zn和B呈显著的正相关；P和Cu呈显著正相关，P和Mn呈显著负相关；Cu和Zn呈显著的正相关；Fe和Mn、Zn和B呈显著的正相关，Zn和B呈显著正相关。9种矿质元素间绝大部分成正相关，其中K和Mg之间正相关性最大，相关系数达0.663，Ca和P负相关性最大，相关系数为−0.332。
3.5. 杧果果实9种矿质元素的主成分分析
主成分分析中9种矿质元素相关阵的特征值及主成分的贡献率如表5所示，从中可以看出，在所有主成分构成中，主成分一贡献率最大，为35.64%，其次为主成分二、三、四和五贡献率分别为24.69%、11.44%、7.62%和6.93%。前5个成分的累计贡献率达到86.31%，这5个主成分提取了K、Ca和P等9
Table 3. The variance statistical analysis of 9 mineral elements
表3. 9种矿质元素方差统计分析结果
Table 4. The correlation statistical analysis of 9 mineral elements
表4. 9种矿质元素相关性统计分析结果
注：**代表相关极显著(P < 0.05)，**代表相关极显著(P < 0.01)。
Table 5. The eigenvales and correlation matrix of 9 mineral elements
表5. 9 种矿质元素相关阵的特征值及主成分的贡献率
种矿质元素中86.31%的信息，故对这5个主成分进行分析。第一主成分特征值为3.207，主要由Mg、K、Zn和Cu决定，这4种矿质元素在第一主成分上有较高的正载荷，同时第一主成分对各变量的方差贡献率32.07%；第二主成分特征值为22.21%，贡献率为24.69%，主要由P、Ca、Mn和Fe决定，P在第二因子上有绝对值较高的负载荷，Ca、Mn和Fe在第二因子上有绝对值较高的正载荷，说明杧果果实中P与Ca、Mg和Fe等矿质元素含量有反向趋势；第三主成分特征值为1.030，贡献率为11.44%，其中Ca有较高的正载荷，而B和Zn有绝对值较高的负载荷，因此第三主因子反映了杧果果实中Ca含量高，而B和Zn含量较小的特点；第四主成分特征值为0.685，贡献率为7.62%，主要反映了Mn、B和Zn的关系，即Mn和B有较高的正值，Zn有绝对值较高的负载荷，说明第四主成分反映了杧果果实中Mn和B较高而Zn含量较少的特点；第五主成分特征值为0.624，贡献率为6.93%，其中Ca、Cu和B为正值，其余为负值，说明杧果果实中Ca、Cu和B与其它元素有反向趋势。
4. 讨论
通过对农业部儋州杧果种质资源圃70份杧果种质果肉中的9种矿质元素含量进行测定，结果表明杧果果实中K含量最高，均值含量达1.626 g/kg，Cu含量最低，均值为0.605 mg/kg，9种矿质元素含量的高低顺序为K > Ca > P > Mg > Fe > Mn > Zn > B > Cu。种质资源的变异系数是遗传多样性的数量化体现，而且变异系数与优异种质资源选择正相关，一般情况下变异系数大于10，说明该性状在种质个体间差距较大，较好地保存了该性状的基因资源，在评价和抽样选择时，应重点考虑 [10] 。供试的70份杧果种质的矿质元素含量性状的变异系数大小为Mn > Cu > Zn > Fe > B > P > Ca > Mg > K，且均大于20，说明这些性状间差异较大，具有丰富的多样性。杧果果实的矿质元素取决于品种、立地条件、栽培技术和管理措施等综合的作用，本文中70份杧果种质均取自农业部儋州杧果种质圃，种质在立地条件和栽培管理条件上是一致的，在测定方法和测定技术上亦最大限度减少了系统误差，因此，果实矿质元素的多样性就充分反映了其遗传背景的多样性。
基金项目
物种资源保护项目“芒果种质资源保护”(16RZZY-101)；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项“芒果种质资源7个重要亲本材料生殖生物学特性研究”(1630032015025)；海南省应用技术研发与示范推广专项“芒果优良品种及配套生产栽培技术示范推广”(ZDXM2014136)。
NOTES
*通讯作者。