《Horticulture Advances》：Multiyear evaluation of fruit quality diversity, stability, and climatic drivers across a diverse Actinidia germplasm collection
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果实品质的遗传多样性和环境稳定性对于优良猕猴桃种质资源的筛选以及气候适应性品种的选育至关重要。本研究对47份猕猴桃（*Actinidia* spp.）种质资源进行了连续四年（2021-2024年）的评估，旨在表征果实品质的多样性与稳定性，并鉴定与品质变异相关的
果实品质的遗传多样性和环境稳定性对于优良猕猴桃种质资源的筛选以及气候适应性品种的选育至关重要。本研究对47份猕猴桃（*Actinidia* spp.）种质资源进行了连续四年（2021-2024年）的评估，旨在表征果实品质的多样性与稳定性，并鉴定与品质变异相关的气象因子。研究分析了8个品质性状——单果重（FW）、干物质含量（DM）、成熟果实可溶性固形物含量（SSC_R）、可溶性糖含量、可滴定酸含量（TA）、SSC_R/TA比值、糖酸比及维生素C（Vc）含量——采用描述性统计、相关性分析、多元分析和稳定性系数等方法。研究人员利用Spearman秩相关分析评估了关键发育期品质性状与气象因子之间的关联。结果表明，种质资源呈现显著的表型多样性：Vc含量变异最大（CV = 100.75%），而DM含量最为稳定（CV = 8.87%），且是成熟果实甜度的强预测指标（与SSC_R的R2 = 0.66）。遗传背景显著影响性状表达，毛花猕猴桃（*A. eriantha*）杂交后代表现出极高的Vc含量，而山梨猕猴桃（*A. rufa*）杂交后代则表现为果实偏小且Vc含量低。多元分析将47份种质资源划分为4个具有不同品质特征的类群。稳定性分析表明，年份间的环境变异是总体表型波动的主要驱动因素，而部分种质资源（如S1、S9、S16、S18和S43）兼具高品质和优良稳定性。特定发育期的气象条件与多个品质性状显著相关。DM含量与最高温度、昼夜温差及温度变率呈正相关（|r| ≈ 0.38–0.41），而TA含量和糖酸比与生长季早期热量积累、温度变率及采前降雨量相关（|r| ≈ 0.30–0.47）。这些关联具有阶段依赖性，没有任何单一气象因子能一致地解释果实品质变异。综上，本研究揭示了猕猴桃果实品质的显著遗传多样性，鉴定出兼具高品质和跨年度稳定性的种质资源，并证明了气象条件与关键品质性状的阶段特异性关联，为选育高品质、广适应性的品种及制定气候适应性果园管理策略提供了宝贵资源。
## 猕猴桃属种质资源果实品质多样性、稳定性及气候驱动因子的多年度系统评估
### 一、研究背景与科学问题
猕猴桃（*Actinidia* spp.）素有“水果之王”之称，因其富含维生素C（Vc）、膳食纤维、抗氧化物质和必需矿物质等卓越营养特性而享誉全球，同时具有重要的经济价值。中国作为猕猴桃的起源中心和第一大生产国，其栽培面积和产量均居世界首位。猕猴桃产业的可持续发展有赖于优良品种的选育和推广，以满足市场对果实外观、风味、营养和耐贮性日益多样化的需求。
猕猴桃属种质资源极为丰富，涵盖广泛栽培的美味猕猴桃和中华猕猴桃品种，以及大量野生资源和种间杂交后代。这些遗传资源蕴藏着高Vc含量、抗病性和环境适应性等优良性状。然而，现有研究主要集中于单一季节内多品种评价或多产区单一品种分析，仍存在两个关键知识缺口：其一，大规模种质资源果实品质稳定性的多年评估仍然有限，难以区分遗传优良且环境稳定的种质与受年度环境波动强烈影响的种质；其二，特定气象因子（如温度、降水和昼夜温差）在不同关键发育窗口如何精确调控最终果实品质性状的系统分析仍不充分，限制了对基因型与环境的互作机制（G×E）的深入理解和预测模型的建立。
为弥补上述研究空白，研究人员在一致的果园管理条件下，于2021至2024连续四个生长季对47份猕猴桃种质资源进行了系统评估，旨在：（1）评估主要果实品质性状的多样性、年际稳定性及其相互关系；（2）鉴定具有持续优良且稳定表现的种质资源；（3）确定关键发育阶段气象因子与重要果实品质属性形成之间的关联。
### 二、研究设计与主要技术方法
本研究选取47份猕猴桃种质资源，主要为中华猕猴桃（*A. chinensis*）及其与山梨猕猴桃（*A. rufa*）和毛花猕猴桃（*A. eriantha*）的杂交后代，涵盖中国主栽商业品种及野生或种内/种间杂交获得的新品种和优良品系。所有植株均种植于中国湖北省丹江口市（32°48'N，111°12'E）的商业化果园，2017年统一嫁接于‘米良1号’砧木上，每个种质设3个生物学重复。果实品质评估涵盖2021-2024年四个连续生长季。
关键技术方法包括：（1）果实品质测定：采用质构仪测定果实硬度，数字折射仪测定可溶性固形物含量（SSC），烘干法测定干物质含量（DM），3,5-二硝基水杨酸（DNS）比色法测定可溶性糖含量，酸碱滴定法测定可滴定酸（TA）含量，2,6-二氯靛酚滴定法测定Vc含量；（2）多元统计分析：采用层次聚类分析（HCA）和主成分分析（PCA）解析种质资源结构，构建综合品质评价体系；（3）稳定性分析：计算变异系数（CV），包括总变异（CV_total）、年际间变异（CV_between）和年内变异（CV_year），系统评估品质性状的稳定性特征；（4）气候-品质关联分析：基于中国气象数据共享服务系统获取2021-2024年逐日气象数据，计算100个衍生气象变量（如昼夜温差DTR、有效生长度日Eff_GDD、高温日数、温度变异系数TempCV等），提取花后30-60天和采前10-40天两个关键发育窗口的气象指标，采用Spearman秩相关分析评估气象因子与品质性状的关联。
### 三、主要研究结果
**（一）果实品质性状的多样性分析**。47份猕猴桃种质资源的品质性状呈现显著的表型变异：单果重（FW）范围为27.10-112.20 g，平均67.17 g；干物质含量（DM）介于15.26%-24.12%，平均18.39%；成熟果实可溶性固形物含量（SSC_R）为11.96%-20.06%，平均15.17%；可溶性糖含量为6.55%-14.53%，平均10.28%；可滴定酸含量（TA）为0.85%-1.90%，平均1.20%；Vc含量变异幅度最大，范围为13.56-561.28 mg/100 g鲜重，变异系数（CV）高达100.75%，而DM和SSC_R最为稳定（CV约9.0%）。遗传背景对性状表达具有显著影响：含山梨猕猴桃血缘的种质通常果实较小（30-40 g）且Vc含量较低（13-40 mg/100 g），而含毛花猕猴桃血缘的种质Vc含量极高（约500 mg/100 g）但果实偏小（约30 g）。
**（二）品质性状间相关性及DM的预测价值**。基于188个年度均值样本（47份种质×4年）的Pearson相关分析显示，采收期DM与SSC_R（r = 0.81）和可溶性糖含量（r = 0.66）呈强正相关；SSC_R/TA与糖酸比高度正相关（r = 0.96），二者均与TA含量呈强负相关（r = 分别为-0.82和-0.77）。线性回归分析表明，DM与SSC_R的决定系数R2 = 0.66，与可溶性糖含量的R2 = 0.46，支持DM作为果实甜度早期预测指标的应用价值。预测模型显示，当采收期DM达到或超过16.8%时，对应SSC_R可能达到约14.0%的可食阈值。
**（三）种质资源的多元分类与综合评价**。基于8个核心品质性状四年均值的HCA和PCA分析将47份种质划分为4个特征鲜明的类群：类群I为高DM和高SSC_R含量种质；类群II按果实大小进一步分为IIa（大果型中等Vc）和IIb（小果型低Vc，主要为山梨猕猴桃杂交后代）；类群III以高TA含量为特征；类群IV包含4份具有毛花猕猴桃遗传背景的高Vc含量杂交种质。PCA前两个主成分累计解释总方差的72.83%（PC1：55.01%，PC2：17.82%）。综合品质排名在四年间的稳定性分析显示，排名前10和后10的种质年度间排名相对稳定，而中间排位（11-37位）的种质年际波动较大。
**（四）品质性状的稳定性特征**。变异系数分析表明，除SSC_R外，其余7个品质性状的年际间变异（CV_between）均大于年内变异（CV_year），年份间环境波动是总体表型变异（CV_total）的主要驱动因素。DM和SSC_R的总变异最低（分别为7.36%和10.25%），稳定性最高；其余6个性状的总变异范围为14.74%-28.86%。种质层面的CV_total均值范围为11.1%（S3）至27.2%（S28），平均18.6%。综合品质排名与稳定性关联分析鉴定出S1、S9、S16、S18和S43等兼具高品质和低年际变异的优良种质。
**（五）气象因子与品质性状的关联**。Spearman相关分析显示，DM含量与果实发育后期（60 DAA）的最高温度呈最强正相关（r = 0.384），与高温日数和昼夜温差正相关，与最低温度负相关（r = -0.310）。可溶性糖含量与果实发育期温度变率（TempCV）正相关（50DAA_TempCV，r = 0.411），与平均温度、有效生长度日和温湿指数负相关。TA含量与气象因子关联最为广泛（24个变量|r|>0.30），与花后30-40天的平均温度和有效GDD正相关（r = 0.322-0.460），与温度变率负相关（最强为30DAA_TempCV，r = -0.462），并与采前总降水和有效降水负相关。SSC_R/TA和糖酸比与温度变率及采前降水正相关（最强为糖酸比与30DAA_TempCV，r = 0.513），与发育期平均温度、有效GDD和最低温度负相关。这些关联具有明显的发育阶段依赖性，单一气象因子无法一致地解释品质变异。
### 四、讨论与结论
本研究系统地揭示了猕猴桃果实品质的多样性、稳定性和气候驱动因素的阶段特异性特征。遗传背景是果实品质的首要决定因素，而气象因子通过特定发育窗口的协同作用对品质形成产生调节作用。最优的果实品质往往源于关键发育阶段气象条件的协同模式：生长季早期适度温暖有利于调节酸度，果实生长期间温暖白天与凉爽夜晚的组合（较大的昼夜温差）促进干物质和糖分积累，采前适度降雨有助于改善糖酸比。值得注意的是，气候因子对品质变异的解释比例相对有限（线性回归R2 = 0.11-0.14），表明土壤特性和果园管理措施的作用有待未来进一步探究。
综上所述，本研究通过四年系统评估，鉴定出S1、S9、S16、S18和S43等高产质兼优良稳定性的优异种质资源，证实了DM作为甜度可靠预测指标的价值（与SSC_R的R2 = 0.66），并揭示了气象条件与主要品质性状的阶段特异性关联。这些发现为选育广适应性、高品质猕猴桃品种和制定气候适应性栽培策略提供了宝贵的种质资源和科学依据。
