印度西北喜马拉雅地区野生木橘(Aegle marmelos)基因型多样性及营养特征分析揭示优质育种资源

本研究针对印度西北喜马拉雅地区野生木橘(Aegle marmelos)种质资源濒危现状，通过系统评估80个野生基因型与2个商业品种(NB-5、NB-9)的理化特性，发现JMU-Bael (Sel-27)在总可溶性固形物(TSS)、糖含量和抗坏血酸等关键指标上表现突出。研究采用主成分分析(PCA)和聚类分析揭示81.17%的遗传变异，为这一"近危"物种的保护和优质品种选育提供重要依据。

　　

在印度传统医学和食品体系中，木橘(Aegle marmelos)被誉为"神圣之果"，其果实富含具有抗糖尿病、抗菌、抗病毒等多种生物活性的化合物如marmelosin和aegelin。然而令人担忧的是，这种极具价值的植物已被国际自然保护联盟(IUCN)列为"近危"物种，在印度更被归类为易危物种。更严峻的是，目前对印度西北喜马拉雅地区这一特殊生态区域内木橘种质资源的遗传多样性和营养特征缺乏系统研究，严重制约了优质品种的选育和资源保护工作。

为填补这一空白，来自Sher-e-Kashmir农业科学技术大学的研究团队Prabhdeep Singh等人对采集自查谟、桑巴和卡图瓦地区的80个野生木橘基因型进行了全面分析。通过与两个商业栽培品种NB-5和NB-9的对比，研究团队采用现代分析技术揭示了这一珍贵资源的遗传潜力和营养价值。相关研究成果发表在《Scientific Reports》上，为这一濒危物种的保护和可持续利用提供了科学依据。

研究团队主要采用了以下关键技术方法：使用数字折光仪测定粘液和果肉的总可溶性固形物(TSS)；通过酸碱滴定法测定可滴定酸度；采用Lane-Eynon滴定技术分析总糖、还原糖和非还原糖含量；运用2,6-二氯酚靛酚(DCPIP)滴定法测定抗坏血酸含量；基于PPV&FRA指南进行感官性状评价；利用主成分分析(PCA)和Ward聚类分析解析遗传多样性。样本来源于印度查谟和克什米尔联合领土的三个主要木橘种植区。

【Physico-chemical traits and sensory attributes】

研究发现野生基因型JMU-Bael (Sel-27)表现出最突出的营养特性：粘液TSS达49.60°Brix，果肉TSS 36.77°Brix，总糖21.17%，还原糖9.58%，非还原糖11.59%，抗坏血酸25.45 mg/100g。相比之下，表现最差的JMU-Bael (Sel-63)各项指标显著偏低。感官分析显示61个基因型果肉呈淡黄色，12个基因型果肉甜度高，其中商业品种NB-5果肉风味浓郁，而NB-9呈深黄色、中等甜度。

【Genetic parameters】

遗传参数分析显示所有理化性状的广义遗传力(h²_b)均高于98%，其中可滴定酸度和总糖的遗传力达99.99%。还原糖的遗传变异系数(GCV)和表型变异系数(PCV)最高(37.02%)，遗传进度(GAM)达76.26%，表明这些性状具有较大改良潜力。

【Correlation matrices】

相关性分析揭示TSS与糖含量、抗坏血酸呈显著正相关，而可滴定酸度与这些性状呈负相关。基因型相关程度普遍高于表型相关，表明遗传因素在性状关联中起主导作用。

【Principal component analysis】

主成分分析显示前两个主成分解释了总变异的89.14%，其中第一主成分(PC1)贡献率达81.17%，主要由TSS、糖含量和抗坏血酸等营养指标驱动。二维散点图清晰显示了基因型间的分布模式。

【Cluster analysis】

基于欧氏距离的聚类分析将82个基因型分为两大群：第一群包含60个基因型，第二群22个。这种分组模式与营养性状的表现高度一致，为育种中的亲本选择提供了参考。

这项研究首次系统揭示了印度西北喜马拉雅地区野生木橘种质资源的遗传多样性和营养特征，发现多个具有优良性状的野生基因型，特别是JMU-Bael (Sel-27)在多项关键指标上显著优于商业品种。研究证实木橘的理化性状主要受遗传因素控制，具有较高的遗传改良潜力。通过主成分分析和聚类分析建立的评价体系，为这一濒危物种的保护和利用提供了科学工具。这些发现不仅对木橘的品种改良具有重要意义，也为其他濒危药用植物的研究提供了范式。该研究强调了对野生资源进行系统评价和保护的必要性，为应对全球生物多样性丧失挑战提供了重要案例。