柚橙种间杂交新品种果实品质的理化特性与感官评价研究

《Journal of Agriculture and Food Research》：Developing new interspecific citrus hybrids for improved fruit quality: physico-chemical and sensory characterization

为解决印度柑橘产业依赖传统品种、缺乏适合加工的优质品种问题，研究人员开展了柚（Citrus maxima）与甜橙（Citrus sinensis cv. Mosambi）种间杂交育种研究。通过对16个新杂交种及其亲本的果实理化性状（如果重、果皮厚度、果汁含量、TSS、TA、糖分等）和感官特性进行为期两年的综合评价，成功筛选出SCSH-11-15/12等5个综合性状优良的杂交种。该研究为柑橘砧木改良和商业化栽培提供了重要种质资源与理论依据。

　　

柑橘作为全球第二大贸易水果，不仅风味独特，更富含类黄酮、有机酸、维生素等生物活性物质，具有抗氧化、抗炎、保护心血管等多种健康功效。然而，印度柑橘产业长期面临严峻挑战：主栽品种如莫桑比甜橙（Mosambi）和柚（Pummelo）虽各有优势，但柚果实过大（>1000克）、果皮过厚、汁少籽多，难以商业化；而传统品种难以满足加工和市场多样化需求。这种对单一品种的依赖严重制约了印度柑橘产业的竞争力。为此，印度农业研究委员会的科学家们开展了一项创新性研究，通过柚和甜橙的种间杂交，培育兼具双亲优点的柑橘新品种。相关成果发表在《Journal of Agriculture and Food Research》上。

研究人员首先通过人工授粉获得柚（母本）与莫桑比甜橙（父本）的种间杂交后代。从416个杂交后代中初步筛选出16个表现优异的株系（其中15个来自白柚×莫桑比，1个来自红柚×莫桑比），连同亲本共19份材料，在2020-2021两个采收季进行系统评价。关键实验方法包括：果实物理性状（如果重、纵横径、果皮厚度、核心直径等）的精确测量；果汁化学指标（总可溶性固形物TSS、可滴定酸TA、还原糖等）的常规生化分析；以及由10名训练有素的品评员组成的感官评价小组对果汁甜度、酸度、苦味和整体接受度进行量化评分。数据分析则综合运用单因素方差分析（ANOVA）、皮尔逊相关性分析、主成分分析（PCA）和层次聚类分析等统计方法，并计算了遗传力（H²）等遗传参数。

3.1 理化果实品质性状比较

研究发现，杂交后代果实重量（296.73-562.45克）和大小显著优于莫桑比亲本（206.90克），且更符合市场需求的适中规格。果皮厚度方面，杂交种SCSH-11-15/12仅4.01毫米，甚至低于莫桑比亲本（4.72毫米），成功克服了柚果皮过厚（9.71-10.04毫米）的缺点。果汁含量是另一关键指标：SCSH-17-19/13等三个杂交种果汁含量（44.10%-49.43%）显著高于莫桑比（43.73%），且10个杂交种果汁含量超过33%的行业标准。种子数量也得到显著改善，SCSH-17-19/13每果仅10粒种子，远低于柚亲本（88.33-151.33粒）。化学分析显示，所有杂交种TSS含量（8.80-11.72 °Brix）均高于莫桑比（8.75 °Brix），但酸度也普遍较高，导致糖酸比（MI）低于亲本。值得注意的是，杂交种SCSH-11-9/13的总糖含量高达8.97%，且糖分组成呈现明显的超亲分离现象，部分杂交种还原糖含量接近甜橙，而非还原糖含量则偏向柚的特征。

3.2 新柑橘杂交种的感官评价

感官评价结果与理化分析高度一致。莫桑比果汁因低苦味、低酸度获得最高喜好度评分（8.25）。杂交种中，SCSH-11-15/12的总体接受度（7.91）接近莫桑比，且其苦味评分显著低于柚亲本。这表明通过杂交有效降低了柚特有的强烈苦味，但酸度偏高仍是多数杂交种需改进的性状。口感特征与糖酸组分密切相关，验证了糖、酸作为柑橘风味主要决定因子的作用。

3.3 果实品质性状的遗传力研究

遗传参数估计显示，种子数、核心直径等性状具有较高的遗传力（H² > 0.90）和遗传变异系数（GCV > 30%），表明这些性状受遗传控制较强，通过选择育种可有效改良。而果径、果形指数等性状遗传力较低，受环境因素影响较大。这为后续育种中亲本选配和早期选择提供了重要理论依据。

3.4 果实品质性状的主成分多元分析

主成分分析提取的前五个主成分累计贡献率达85.07%，其中PC1（29.98%）主要代表果实大小和核心直径等物理性状，PC2（25.70%）则主要反映MI、BrimA（Brix减酸指数）等品质指标。在PCA散点图上，亲本基因型分布分散，而杂交种位于亲本之间或超出亲本范围，再次证实了性状的跨亲分离现象。

3.5 柑橘基因型果实品质性状的皮尔逊相关性

相关性分析揭示了性状间的内在联系：果重与果实尺寸呈显著正相关，但与果汁含量呈负相关，说明单纯追求大果未必能提高出汁率。种子数与果皮厚度正相关，提示籽多与厚皮性状可能连锁遗传。此外，糖酸组分间存在显著的拮抗关系，如非还原糖与还原糖含量呈负相关，这反映了不同柑橘物种独特的糖代谢途径。

3.6 基于果实特性的柑橘基因型层次聚类

层次聚类将19份材料分为4类。第I类包含莫桑比和5个杂交种（如SCSH-11-15/12），其特点是高果汁含量、高糖分和低种子数，最具商业化潜力。第II类为两个柚亲本，果实大但皮厚籽多。第III和第IV类杂交种则在果大小、酸度等性状上各具特色，可作为特色育种材料。

4.1 理化果实品质及参数比较的讨论

本研究首次系统评价了柚橙种间杂交后代的果实品质。杂交种在多个性状上表现出超亲优势，比如果皮变薄、果汁率提高、种子数减少等，这得益于柑橘高度杂合的特性带来的基因互补效应。然而，高酸度是大多数杂交种的共同特点，可能导致风味失衡。因此，降低酸度是未来育种的重要方向。研究还发现，果汁的感官属性与理化指标高度相关，证实了TSS、TA、糖分等作为风味预测指标的有效性。

4.2 果实品质性状遗传力研究的讨论

较高的遗传力估计值表明，如种子数、核心直径等关键性状的改良可通过表型选择实现。然而，对于果汁含量等由多基因控制且受环境影响的性状，需结合分子标记辅助选择以提高育种效率。这些遗传参数为柑橘育种策略的优化提供了量化依据。

4.3 柑橘基因型果实品质性状皮尔逊相关性的讨论

性状间的复杂相关性网络提示，育种中需综合考虑多个性状的协同改良。例如，选择低种子数可能间接带来果皮变薄的效果；而追求高糖分则需关注其对果实大小的潜在负面影响。这些关联性为多性状同步选择提供了理论框架。

4.4 主成分和层次聚类分析的讨论

多变量分析不仅验证了杂交后代的广泛遗传多样性，更通过聚类识别出具有相似性状组合的基因型群组。这有助于育种者根据目标市场（鲜食或加工）选择合适的杂交亲本群，实现定向育种。

该研究通过传统杂交与现代分析技术相结合，成功创制了多个果实品质优良的柚橙种间杂交种，其中SCSH-11-15/12等5个株系在果实大小、果汁率、糖分构成和感官接受度等方面表现突出，具备商业化开发潜力。研究不仅提供了宝贵的育种材料，更通过遗传参数估计和多变量分析揭示了柑橘果实品质性状的遗传规律和内在关联，为柑橘品种改良提供了重要的理论支撑和实践指导。这些成果对丰富柑橘品种结构、提升印度柑橘产业竞争力具有重要意义。