主要杏仁籽粒颜色指数的基因型和环境变化(Prunus Dulcis.(机)。d.a Webb)在摩洛哥东北部种植的品种

摘要

颜色指数是决定消费者视觉接受度和农工业偏好的重要品质性状。很少有人知道摩洛哥种植的商业杏仁品种的这些特性。本研究旨在研究“Fournat de Brézenaud”、“Tuono”、“Ferragnès”、“Ferraduel”和“Marcona”五个品种的籽粒颜色指数。颜色指数包括:亮度(L.^*)、红度指数(A.^*），yellowness指数（B.^*），色度（C.^*），色调（H.^*）和度量饱和度（S.^*）.测量是从北部（Aknoul，BNI Hadifa和塔希尔·苏克）和东部（Rislane和西迪Bouhria）摩洛哥在跨越五个不同地点连续三个生长季节（2016-2018）进行。所有因素（品种，生长季节，与本站）的影响显著研究颜色属性;然而，基因型是主要变量源。宽变异进行品种间发现。“马尔科纳”表现出最高L.^*，“Ferragnès”和“Ferraduel”的得分更高A.^*那B.^*那C.^*，和S.^*．西迪·布里亚排名最低L.^*但更高A.^*那H.^*，和S.^*．此外，BNI Hadifa显示出更高L.^*那B.^*，和C.^*．2016年（Drier Gradier Season）具有大多数指数的最高价值。主要成分分析（PCA）通过前三个组分歧视所有因素：PC1（61％，遗传组分）和PC2（30％）和PC3（30％）和PC3（7％）分别分别是环境性质，因为它们分别分离位点和生长季节。尽管环境影响，但我们建议基于核心指数的研究品种中可能的歧视。水果开发期间的干旱条件似乎通过合成颜料改善核质量，导致更高A.^*和B.^*．

1.介绍

种植杏仁(Prunus Dulcis.（米勒）D.A.韦伯）是来自农艺和经济的观点来的全世界最重要的努力之一。根据Faostat的最后一个统计释放[1]，全球杏仁壳牌产量来自收获1925887公顷的地区的2239697吨。全球产量的价值估计约为13524444万美元。

吃坚果(包括杏仁)与许多健康益处密切相关，包括维持健康的血脂水平，降低心脏病风险，以及降低代谢综合征的发病率[2-4.］．所有这些益处都是由于杏仁的丰富性，包括脂肪酸，蛋白质，矿物质，膳食纤维和维生素等几种有价值的营养素，其中包括脂肪酸，蛋白质，矿物质纤维和维生素[5.-9.］．

文献综述表明，致力于评估北部和南半球螺母和内核的杏仁质量的大量研究研究[8.那10.］．杏仁的品质除了由其化学成分决定外，还由其物理性状决定。必须包括物理水果特征来描述杏仁果[11.那12.]，因为这些特征不仅用于分类目的，而且影响工业加工和消费者接受。据几位作者报道，物理质量特征包括几何，重物，摩擦和图说颜色[11.那13.-16.］．这些特征取决于若干因素，如地理来源，基因型，农艺管理，杏仁种植，水分水平[11.那13.］．

在杏仁水果中，也称为薄膜，杏仁皮肤或种子外壳的Tegument占杏仁果的4％。它保护杏仁内核免受微生物污染和氧化的[17.］．杏仁在面包店，糖果项目，零食制剂，谷物和大溪地的几种食品应用要求杏仁内核没有tegument [17.］．然而，据几项研究报道，杏仁被皮是一种有价值的农业副产品，因为它含有丰富的酚类化合物[17.-19.］．由于其较高的抗氧化能力，杏仁表皮被广泛报道为各种用途的酚类化合物的良好来源[18.-20.］．

据报道，Tegument颜色作为物理果实特征之一是重要的[12.那21.-23.］．它使用CIELAB颜色空间（也称为CIE通常评估L.^*A.^*B.^*）.在该空间中，颜色定义为称为三色坐标的三个数值（L.^*那A.^*，和B.^*）.坐标L.^*表示给定样本的亮度(0代表黑色，100代表白色);A.^*是坐标，它将近似程度定义为红色的近似A.^*为正值，为负值时为绿色;和协调B.^*表示正值为黄色，负值为蓝色^23.．此外,浓度(C.^*)及色调角(H.^*）是根据基础计算的其他颜色指数L.^*那A.^*，和B.^*．麦格尔的工作[24.]，C.^*是测量色度，它定义了颜色的纯度或饱和度和H.^*描述如下颜色细微符号：红紫色：0°，黄色：90°，蓝绿色：180°，蓝色：270°。

虽然颜色是消费者用来区分产品质量的最重要的属性之一[25.，美国农业部杏仁分级标准并没有将果仁颜色作为区分品种性状的一种手段[26］．相比之下，消费者偏好在确定给定农产品的可销售性方面具有重要作用[27[浅色颗粒的杏仁颗粒可以被认为是失去的新鲜度或变化腐臭。在杏仁薄膜中，该反应延迟或甚至减少了[17.-19.]，抗氧化酚类化合物（如α-Tocophherol）作为自由基清除剂。

此外，新鲜去壳的杏仁在被皮颜色上表现出品种差异[22.那23.]，转基因[28]，遗传力值为0.42，如Gradziel和Martínez-Gómez [29］．据报道，杏仁生长的环境条件会影响内核颜色。在这种情况下，涉及七个收获季节的主要加利福尼亚杏仁品种“非巴里尔”的一项研究表明，所有三个与Tegument颜色相关的坐标在收获季节中有显着变化[30.］．此外，在Valverde等人。[11.]报道坐标和CIELAB颜色系统的属性的值作为在每个收获季节气候条件的功能会发生变化，但不能作为肥料处理或灌溉制度的函数。所有这些发现让有关皮层色坐标的基因型和环境影响的证据。

鉴于非巴里尔营销集团品种的重要性由于其较高的商业价值和消费者升值，在涉及2个收获季节，Ledbetter和Sisterson期间涉及6个加州品种的研究[22.] used some kernel physical traits to investigate the possibility of distinguishing Nonpareil Marketing Group Cultivars (“Nonpareil,” “Jeffries,” “Kapareil,’ and “Milow”) from cvs “Carmel” and “Padre” representative of the California Marketing Group and the Mission Marketing Group, respectively. Following these authors, kernel brightness is the most discriminating trait, regardless of the character set used in analyses.

此外，收获后的杏仁在长期贮藏过程中表皮会变暗，影响贮藏杏仁的适销性。贮藏期间的变暗程度受贮藏条件和遗传因素的控制[21.］．这些作者观察到杏仁Tegument颜色坐标的各种储存温度下降，在本研究中涉及的杏仁类别中的差异反应。同样，Tegument颜色劣化的程度随着储存温度的函数而变化。Nizamlioglu和NAS [31研究了土耳其品种“Akbadem”在烘烤和储存过程中颜色变化的动力学，他们发现L.^*和H.^*在烘烤过程中，这些值呈线性下降趋势。也观察到类似的趋势L.^*那C.^*那A.^*那B.^*，和S.(公制饱和度)存储期间。

从Pomology Pactink，杏仁质量定义必须考虑到组成和物理性状性状，并进行了有限的研究作品，以表征在摩洛哥种植的商业杏仁品种的物理果实特征，尤其是基因型×环境互动对Tegument的影响颜色变化，因此本文的原创性。因此，这项工作的目标是（i）评估在摩洛哥东北部种植的主要品种的杏仁内核中的颜色指数，并在螺母发育期间评估不可预测的天气条件和助性因素在多大程度上影响内核颜色在这些杏仁品种中。

2.材料和方法

2．1.研究地点

本研究进行了五个地点，位于摩洛哥东北部的主要杏仁生产区。选择遗址以涵盖一系列不同的环境（高原和气候）。在五个地点，果园在雨量条件下进行，并接受了类似的农业实践。

摩洛哥中北部以以下地点为代表:Aknoul(34°39 ' 0″N, 3°52 ' 0″W;955 m.a.s.l), Bni Hadifa(35°1 ' 22“N, 4°8 27”W;和Tahar Souk(35°1 ' 22″N, 4°8 ' 27″W;994年m.a.s.l)。摩洛哥东部有两个地点:Rislane(34 46 ' 23″N, 2 27 ' 44″W;和Sidi Bouhria(34°44 ' 21″N 2°21 ' 44″W;623年m.a.s.l)。

2.2。植物材料和抽样

植物材料包括五个杏仁商业品种(“Ferraduel”，“Ferragnès”，“Fournat de Brézenaud”，“Marcona”和“Tuono”)，它们在上述所有地点广泛种植。

每种品种的三棵树被标记并用作五个研究的位点中的重复。在生理成熟阶段进行抽样，其在BBCH（Biologische Bundesanstall，Bundessortenamt und Chemische Industrie）的生理成熟阶段，如Meier所描述的[32]并由Sakar等人改编。[33］．We harvested about 1.5 kg of fruits around the canopy from each of all marked trees across the five sites during the three consecutive growing seasons (2016−2018). Samples were immediately brought to laboratory using black polyethylene bags. Almonds were cracked with a hammer and manually shelled in controlled conditions for immediate drying [34］．

2.3。内核颜色测定

从上述每个样品，选择30杏仁的子样本来确定杏仁核的颜色。之后，使用锤子破裂杏仁螺母以释放杏仁粒。破裂后立即通过测量Cielab中的反射颜色来分析Tegument颜色指数（L.^*那A.^*那B.^*）根据valverde等人的工作的彩色系统。[11.]使用手持式三色激励色度计（色度仪CR模型-400，柯尼卡美能达制造商，东京，日本）。

测定被膜颜色索引包括在下面：亮度（L.^*)，它在0(黑色)和100(白色)之间变化，以及相对颜色的坐标A.^*和B.^*其变化范围在- 60到+60之间。红色(A.^*）为绿色的红色和负值分配正值。关于黄色（B.^*)，黄色为正数，蓝色为负数[35］．

浓度(C.^*)及色调角(H.*）根据McGuire给出的等式计算[24.]：

度量饱和度(S.*）进行了计算和瓦尔弗德等人给出的公式如下。[11.]： 在哪里L.^*:亮度指数,A.^*:红色指数，和B.^*:黄色指数。

2.4。统计分析

所有的测量和计算都是一式三份。通过STATGRAPHICS软件包版本XVIII (Statpoint Technologies, Inc.， Virginia, USA)对获得的数据进行统计分析。方差分析使用一般线性模型程序进行计算。站点间、品种间和生长季节间的平均比较采用5%概率水平的最小显著差异(LSD)检验。采用主成分分析(PCA)对平均值进行区分，以区分站点、品种和生长季节。相关矩阵也使用平均值计算。

3.结果

3．1.方差分析

对整个被调查的核颜色指数进行联合方差分析的结果如表所示1．结果表明，所有因素(品种、立地和生长季节)和主要立地×互作均显著影响所有调查参数。此外，品种是亮度指数(L.^*)、红度指数(A.^*），yellowness指数（B.^*)和色度(C.^*）由于它解释了他们方差约59％。色调角度（H.^*)主要受场地效应的影响，这可以解释61%的总变异。生长季节效应解释了约27%的红度指数总变异(A.^*剩余特征的14％。此外，约占亮度总方差的22％（L.^*)及黄色(B.^*）指数归因于现场效应。关于相互作用，营地只有栽培品种很重要，因为它解释了我们数据中总方差的7％。剩余的相互作用较低，它们的解释在一起不到总方差的1％。

３．２．基因型对籽粒颜色指数的影响

表格2显示亮度指数的栽培的平均值（L.^*)、红度指数(A.^*），yellowness指数（B.^*），色度（C.^*），色调角度（H.^*）和度量饱和度（S.^*)。从表中可以看出，这些品种之间存在显著差异。此外，“马尔科纳”显示出最大的亮度指数(L.^*= 48.41)，最低的是“拓诺”(42.13)。“费拉多尔”的红色指数最高(A.^*= 19.29)，黄色指数(B.^* = 31.25), chroma (C.^* = 36.73), and metric maturation (S.^*= 28.11)。色相角度最大值(H.^*= 55.92)，黄度指数得分最低(B.^* = 28.14). The smallest records of redness index (B.^* = 17.04), hue angle (H.^* = 53.15), and metric saturation (S.^*= 23.38)由“Marcona。“Ferragnès”和“Fournat de Brézenaud”在其余品种间几乎呈现中等值。

３．３．立地效应对杏仁仁颜色指数的影响

亮度指数的网站的平均值（L.^*)、红度指数(A.^*），yellowness指数（B.^*），色度（C.^*），色调角度（H.^*）和度量饱和度（S.^*）在调查的杏仁品种中总结在表中2．所研究的站点之间，存在着各种各样的变率，为广大色指数。发现北站点有亮度指标值较高（L.^*），yellowness指数（B.^*），色度（C.^*）和度量饱和度（S.^*）.红色指数(B.^*)及色调角(H.^*)在摩洛哥东部地区较高。亮度指数(L.^*= 47.39)，黄色指数(B.^*= 30.27)和色度(C.^*= 35.16)，见于Bni Hadifa(摩洛哥北部)。相比之下，Sidi Bouhria的红色指数(18.46)和色相角(H.^*= 56.79)。黄色指数最低纪录(B.^* = 28.14), chroma (C.^* = 31.31), and metric saturation (S.^*= 24.83)。西迪布里亚的亮度指数最小(L.^* = 44.48). Aknoul had the lowest value of redness index (A.^* = 17.61) and hue angle (H. = 52.88).

3.4。生长季节对内核颜色指数的影响

亮度指标生长季的平均值（L.^*)、红度指数(A.^*），yellowness指数（B.^*），色度（C.^*），色调角度（H.^*），以及所述度量饱和研究杏仁品种示于表2．对于几乎所有颜色指数，三个生长季节之间存在显着变化。此外，2016年生长季节标志着所有颜色指数的最高分：亮度指数（L.^*= 46.64)，红色指数(A.^* = 18.53), yellowness index (B.^* = 29.87), chroma (C.^*= 35.16)，色调角(H.^* = 55.53), and metric saturation (S.^*= 26.57)。相比之下，2018年生长期的亮度指数最小(L.^* = 44.87), redness index (A.^* = 17.51), yellowness index (B.^*= 28.89)，色度(C.^* = 33.81), hue angle (H.^*= 54.49)，公制饱和度(S.^*= 25.16)。

3．5．被研究性状间的相关性

学习参数中的相关矩阵如表所示3.．如在此表中所证明，几乎颜色指数之间突出了重要的相关性。红线索引与黄色指数正相关（R. = 0.751^**）.浓度(C.^*）与发红指数正相关（R. = 0.873^∗∗∗)及黄色指数(R.= 0.978^∗∗∗）.测量饱和度与亮度指数呈负相关(R.=−0.308^*）和红度指数正面（R.= 0.823^∗∗∗），yellowness指数（R. = 0.666^**），色度（R. = 0.754^**）和色调角度（R. = 0.362). Redness index and hue angle were positively linked to each other (R. = 0.511^*）.其余相关性在较小程度上和微不足道。

3.6。主成分分析（PCA）

PCA被用作多变量的方法，以更好地区分品种，地点和生长季节。保留了三个第一个主成分（PC），因为它们允许解释总变异性的98％。PC1，PC2和PC3分别占61％，30％和7％。绘制在轴1和2界定的表面上的点（图1）与栽培品种有关，似乎沿PC1（遗传组分）分布。如在这个数字中证明，绘制了PC1的正方向上的“FerrAgnès”和“铁机”与良好的发红指数值相关联（A.^*），yellowness指数（B.^*），色度（C.^*）和度量饱和度（S.^*）.与品种“Fournat de Brézenaud”、“Tuono”和“Marcona”相对应的大部分点在PC1的负侧。此外，“Tuono”和“Marcona”与色调角度得分最高(H.^*)及亮度指数(L.^*）分别。

同样，在平面上由轴线1和轴线2确定的点与地点有关(图)2）.PC2似乎区分了摩洛哥北部(Aknoul、Bni Hadifa和Tahar Souk)的负向和东部(Rislane和Sidi Bouhria)的正向(环境组成部分)。北部地区的黄色指数得分较高(B.^*），亮度指数（L.^*)和色度(C.^*）.相比之下，东部网站与互动（红色指标值越高，A.^*），色调角度（H.^*）和度量饱和度（S.^*）.

数字3.显示了由PC1和PC3确定的地表生长季节的分布。第三个成分，约占总变异性的7%，分别在三个生长季节(环境成分)。事实上，2016年生长季对应的大部分点都向PC3的负方向绘制，并与籽粒颜色指数的较高分值(L.^*那A.^*那B.^*那C.^*，和H.^*），但2017年和2018年的季节分布在该组件的正面，并与度量成熟的得分更高（S.^*)及其余指数的中、低值。PCA方法在这里突出显示的结果(图1来3.）确认表已经报告有方差分析和均值比较的结果1和2．

4.讨论

据报道，颜色指数是在评估内核质量时必须考虑的最重要质量特征之一[12.那21.-23.那30.那36］．在这里，我们报道了在摩洛哥北部和摩洛哥东部的一系列地区种植的主要杏仁品种中的内核彩色指数超过三个生长季节。在我们的结果的基础上，所有因素（品种，生长季节和现场）和大多数网站×品种互动都会显着影响所有内核彩色指标。然而，品种效果是我们数据中的主要变化源。在西班牙各种条件下种植的杏仁是类似的趋势11.)、伊朗(12.)、葡萄牙(23.]，以及美国[21.那22.］．核颜色是定量继承的[37根据基斯特等人的遗传性值为0.42。[38］．在这些作者之后，生长季节效应的程度较小(约占籽粒颜色总方差的17%)，与我们的结果一致。尽管有环境影响，果仁颜色仍然是一个典型的品种性状，具有较高的遗传力，如几份报告概述[28那39］．

在两个生长季节进行的一项研究中，Ledbetter和Sisterson等人[22.]侧重于利用物理性状carpological区分一些加州的品种。他们发现，内核亮度（亮度，L.^*)是研究品种中最具鉴别性的性状。在我们研究的品种中，如结果部分所证明的，三种基本颜色指数亮度(L.^*），发红（A.^*）和黄色（B.^*）被发现明显不同，表明他们基于内核颜色的歧视的可能性。报告了在葡萄牙条件下生长的8种商业品种的类似趋势^23.．

如结果部分所述，我们发现在不同地点之间，关于内核颜色指数有很大的差异。Valverde等人[11.据报道，在不同肥料（有机无机）和水域（滴灌和滴灌）下生长的杏仁“瓜拉”的结果类似结果。正如Yaghini等人所突出的那样。[12.]，其基本颜色指数与果实中积累的色素种类和数量有关。同样，一些作者发现红度指数(A.*）和色调角度（H.∗)，另一方面是类胡萝卜素浓度[40那41］．在站点之间，颜色指数的差异可归因于这些站点之间的土壤肥力差异，这与Ames等人报道的结果一致[42]在不同氮肥率下的桃子生长。

至于网站，我们报告了生长季节之间的显着变化。这些调查结果与此前在许多作品中发表的内容同意[11.那22.那30.］．继Ledbetter和Sisterson的研究[30.，果仁颜色的年度变化可能是由于温度的变化。在我们的研究结果中，与两个生长季节相比，2018年的特征是成熟和收获较晚。莱德贝特和西斯特森解释说，这可能会让水果在夏末温度更高的环境中生长，导致果核颜色更深。30.］．2016年生长季的特征是降水稀少，大多数研究的籽粒颜色指数值较高。Valverde等人也概述了类似的趋势[11.]，谁在预诱导条件下报道了这些指数的更高价值。

正如结果部分中突出显示的那样，内核颜色指数之间报告了显着的相关性。在三个基本指数中，红细指数（A.^*)及黄色指数(B.*）呈正相关。这些协会与巴尔韦德等人的研究结果一致。[11.]对于“瓜拉”。在这些作者之后，在各种水域和肥料处理下，这种相关性仍然是积极的。正如Crín等人所解释的那样。[43]，果实品质性状由主要基因控制并定量遗传。遵循Hansche等人。[44[这些特征之间的相关性可以通过编码这些性状的基因中存在的胃肠炎效应或连杆部分解释。

主成分分析是一种多元统计分析，强调减少变量，最能解释数据变异性[45-55］．事实上，一些报告使用了主成分分析方法，以根据水果的物理性状来区分品种、生长季节和种植区域[12.那22.那56那57］．在我们的数据中，第一个成分的大小超过60%的数据变异性，似乎是遗传性质的，因为它在品种之间分离。第二和第三个成分是环境程度(约占总变异性的37%)，因为它们区别于生长季节和地点。莱德贝特和西斯特森[22.和Summo等[58利用主成分分析(PCA)结合果实物理性状进行多元统计分析。结果表明，籽粒亮度是栽培品种最具鉴别性的物理性状，证明了该指标的遗传控制优势。

5.结论

尽管在此研究的主要内核索引中存在遗传控制，但在获得的结果中，环境条件占了很大程度上的变化。在我们的结果的基础上，果实成熟过程中具有更高温度的干燥区域导致亮度较低的粒子（较暗的内核），但发红和黄色指数和色度较高。为三个基本颜色指数（亮度，发红和黄调）获得的结果表明其用于区分所研究的品种的可能性。

数据可用性

用于支持本工作调查结果的数据可根据要求从相应作者提供。

的利益冲突

作者声明没有利益冲突。

致谢

作者们感谢伯尔卡坦Agropolis的食品和优质实验室（Promipole）的研究团队，为善良的技术援助。这项工作得到了Abdelmalekessaâdi和西迪·穆罕默德本阿卜杜勒·大学，摩洛哥的内部资金支持。

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