【研究意义】辣椒（Capsicum spp.）营养价值高、用途广，含有丰富的Vc、铁、钙、磷和Vb族，既可鲜食、又可加工，其独特的辣椒素可作为镇痛剂用于医药，辣椒红素色泽鲜艳、无副作用，可作为药片糖衣、高级化妆品的调色原料^[1-2]。因此，辣椒是一种重要的世界性蔬菜^[3]。我国是世界上最大的辣椒生产国和消费国，根据联合国粮食及农业组织（FAO）统计数据，2021年中国辣椒种植面积占全球种植面积的36.72%，产量占全球近一半。四川是我国传统的三大辣椒产地之一，也是我国重要的辣椒生产、加工和消费大省，辣椒栽培面积常年在11万hm²以上，占全省蔬菜产业面积的8% 左右；产量在260万t以上，占全省蔬菜产业产量的5.6% 以上，栽培面积与产量均位于四川蔬菜作物前列^[4-5]。得益于四川优越的地理环境，四川辣椒种质资源丰富，孕育了诸多优质地标产品。四川二荆条是一系列果实形态为线椒、皮薄、尖端有倒勾的四川辣椒地方品种的统称，其果肉含水量低、辣味适中、干鲜兼用、香味浓郁，是正宗川菜不可缺少的调料，也是四川优质郫县豆瓣的最佳原料。其中双流二荆条和西充二荆条分别于2009年和2010年通过国家地理标志产品保护认证，这些优良地方品种是培育高品质辣椒新品种的重要资源。但由于四川地域辽阔，生态多样，不同产区气候环境差异较大，在长期的栽培与选择中，不同产区二荆条辣椒品质出现明显差异，但目前无论是育种者、加工者，还是消费者，均没有很好地区分不同产区二荆条辣椒差异。因此，对四川不同产区的二荆条辣椒品种生长发育及营养、风味等相关品质进行分析比较，可为培育不同性状的辣椒新品种选育亲本提供参考，同时也为不同二荆条辣椒的适用领域提供借鉴。

【前人研究进展】种质资源的评价是资源利用与新品种选育的基础，前人对其开展了大量研究。在农艺性状方面，宋钊等^[6]、段永凤等^[7]、白健君等^[8]分别对收集保存的辣椒种质资源进行了植物学和农艺性状调查，并通过变异系数分析、相关性分析和聚类分析等方法对其进行了综合评价与筛选。在品质方面，李子雄等^[9]、朱丽等^[10]、任朝辉等^[11]以国内外辣椒种质资源为试材，采用相关性分析、隶属函数值等方法对辣椒果实的辣椒红素、叶黄素、β-胡萝卜素、粗脂肪、粗纤维、Vc等品质指标进行了综合评价。此外，随着人们生活品质的提高，具有良好风味的果蔬成为人们新的追求目标，电子鼻可简单、快速地判别不同样品香气风味，应用较为广泛。蓬桂华等^[12]采用电子鼻技术对3个地理标志辣椒品种在4个种植区域的风味差异进行了分析，可以将不同品种及同一品种不同种植区域的辣椒进行一定区分。王知松等^[13]利用电子鼻对辣椒粉风味进行了评价，结果显示电子鼻传感器对辣椒粉挥发性风味物质具有较高的灵敏度和稳定性。四川二荆条作为四川优质辣椒地方品种，目前在营养风味等方面也开展了一定研究，如谭华强等^[14]基于液相色谱- 质谱联用的非靶向代谢组学技术，研究了紫色辣椒HN191和其中一个四川二荆条辣椒品种在果实未熟期和老熟期的代谢物种类和含量变化。彭粲等^[15]对四川剑阁二荆条、贵州新种二荆条、黔西二荆条，以及美国红类辣椒的辣椒红素、辣椒素和挥发性物质进行了分析，认为二荆条类辣椒更适合生产高辣度的豆瓣酱。杨芳等^[16]选取了5个产地（四川成都、江西萍乡、湖南邵阳、贵州遵义和云南丘北）的干红二荆条辣椒制作辣椒油样品，并对样品的色差、辣椒素类物质含量和挥发性有机化合物种类及含量进行了测定，认为四川成都二荆条制备的辣椒油样品风味最丰富。

【本研究切入点】目前关于辣椒种质资源的分析与评价研究较多，涉及农艺性状、营养品质、风味等多方面。变异系数、隶属函数、相关性分析和聚类分析等方法是种质资源分析与评价的主要手段，电子鼻在不同辣椒香气风味的区分上也具有一定的灵敏度和稳定性，但同时利用以上方法对辣椒种质资源进行全面综合的评价还较少。四川二荆条辣椒作为四川优质辣椒种质资源，目前尚未有对四川不同产地的二荆条辣椒进行综合评价的研究。本试验利用变异系数、隶属函数、相关性分析和聚类分析等方法，结合电子鼻，对四川不同产区二荆条辣椒品种在田间性状、果实营养品质和香气风味进行全面分析。【拟解决的关键问题】通过对不同产区四川二荆条辣椒农艺性状、营养品质、香气风味的全面分析与评价，全面了解对四川二荆条这一优质地方品种，为培育不同性状的辣椒新品种选育亲本提供科学依据。

1　材料与方法 1.1　试验材料

供试的9个四川二荆条辣椒品种为简阳二荆条（JYEJT）、富顺二荆条（FSEJT）、西充二荆条（XCEJT）、绵阳二荆条（MYEJT）、三台二荆条（STEJT）、夹江二荆条（JJEJT）、双流二荆条（SLEJT）、会东二荆条（HDEJT）和邛崃二荆条（QLEJT），均由四川省农业科学院园艺研究所辣椒课题组在种质资源普查工作中收集保存，种植于四川省成都市新都区四川省农业科学院科研基地。

1.2　试验方法

上述辣椒于2022年11月10日播种，2023年3月20日定植于塑料大棚（行距70 cm，株距40 cm），试验小区厢宽80 cm，长4 m，每小区定植20株，田间管理措施一致。于2023年7月中旬盛果期进行田间农艺性状调查，并采收大小一致、无明显病虫害的红椒鲜果进行果实品质检测。鲜果置于烘箱100 ℃杀青1 h，60 ℃恒温烘干至恒重后分为果肉和种子，分别进行电子鼻风味检测。电子鼻为德国AIRSENSE公司的PEN 3型，10个传感器分别对一类或几类物质敏感，详见表 1。

1.3　测定项目及方法

1.3.1 田间农艺性状　于2023年7月18日辣椒植株盛果期进行植株田间农艺性状观察，每个品种选取6株具有代表性的植株进行性状统计，主要包括首花节位、主茎高度、茎粗、株幅（长、宽）、叶长（宽）、果长（宽）、青（红）果颜色、果面特征、果面光泽、果实质地等。统计方法参考中国农业行业标准NY/T 3926-2021《农作物品种示范规范蔬菜》的附录E《辣椒品种试验调查项目与标准》。

1.3.2 果实品质指标　总蛋白、游离脂肪酸、Vc、可溶性糖含量检测试剂盒购自成都安锐科生物科技有限公司，测量方法根据试剂盒说明书进行。辣椒素含量采用NY/T 1381—2007的方法测定。色价采用国标GB 1886.34—2015的方法测定。

1.3.3 干椒香气风味特征　干椒果肉与种子分别利用电子鼻检测香气风味，果肉用粉碎机粉粹成粉末，分装于50 mL密封管中，每个处理3次重复。参照电子鼻使用说明进行检测，测试时间为60 s，45 s基本稳定，取46~48 s的数据进行分析。

1.4　数据分析与处理

采用Excel 2019软件进行数据整理和隶属函数分析；采用IBM SPSS Statistics 23软件进行方差分析、相关性分析和聚类分析，方差分析多重比较采用Duncan法进行显著性测验；采用电子鼻自带软件Winmuster进行辣椒果肉与种子香气成分PCA分析和Loadings分析。

2　结果与分析 2.1　不同产区四川二荆条辣椒农艺性状分析

由表 2可知，不同产区四川二荆条辣椒植株形态存在显著差异。9个首花节位均值在6.83~12.67之间，双流二荆条最低、三台二荆条最高。不同品种平均主茎高度在18.08~27.33 cm之间，富顺二荆条最低、简阳二荆条最高。茎粗除富顺二荆条仅为9.08 mm外，其余差距不大，在11.02~15.39 mm之间。不同产区平均株高以及株幅间差异较大，分别在98.17~141.5 cm、86.33~136.67 cm、69.75~ 117.50 cm之间；叶片大小也存在一定差异，会东二荆条叶片最小，平均叶长仅为9.62 cm，叶宽为2.74 cm；三台二荆条平均叶长最大、为15.86 cm，而富顺二荆条平均叶宽最大、为4.56 cm。不同株型的二荆条辣椒品种为植株形态育种提供了多样的资源。

果实是辣椒的最终经济产物，果实外观的选育也是育种家长期关注的指标。由表 3可知，不同四川二荆条辣椒品种果实特征有一定共性，但也存在差异。二荆条辣椒是典型的线椒，果型指数均在10以上，红果均为红色，果面富有光泽，果实质地软，果皮发皱，但褶皱程度不同。青果颜色有差异，黄绿、中绿、浅绿、深绿色果实均有，果实质地也有一定差异，但果面光泽度均为中等，果皮仍有褶皱，程度略有差异。果长、果宽是一个重要的果型指标，9个二荆条品种中，邛崃二荆条果长最长、平均为25.02 cm，会东二荆条果长最短、平均仅为11.23 cm，其余在16.52~20.37之间；果宽差异不大，在1.08~1.76 cm之间；果型指数主要因果长差异较大而存在明显差异，在10.40~21.18之间。

不同田间测试指标相关性分析由 表 4可知，植株株高与茎粗和株幅宽度均呈显著正相关（P＜0.05），株幅宽度与株幅长度呈极显著正相关（P＜0.01)，叶长分别与叶宽和果长呈显著正相关（P＜0.05），果长与果形指数呈极显著正相关（P＜0.01），其余指标相关性不显著（P＞0.05）。

2.2　不同产区四川二荆条辣椒果实品质分析

由表 5可知，不同二荆条辣椒果实品质指标差异显著。各指标变异系数在8.35~45.72之间，变异系数值大小依次为：辣椒素、游离脂肪酸、Vc、总蛋白、可溶性糖含量及色价。由此可见，辣椒素在9个品种中差异最大，其含量最高的是邛崃二荆条（0.54 mg/g），最低的是西充二荆条（0.13 mg/g）；游离脂肪酸含量最高的是会东二荆条（479.79 μmol/g），最低的是西充二荆条（126.95 μmol/g）；Vc含量最高的是夹江二荆条、为0.77 mg/g，最低的是简阳二荆条、仅为0.27 mg/g；总蛋白含量最高的是西充二荆条、为3.08 mg/mL，最低的是会东二荆条、仅为1.55 mg/mL；可溶性糖含量最高的是双流二荆条、为46.65 mg/g，最低的是简阳二荆条、仅为26.65 mg/g；各品种色价指标差异不大，除简阳二荆条色价仅为7.35外，其余品种间无显著差异。

各品质指标相关性分析表明（表 6），辣椒果实总蛋白含量与游离脂肪酸含量呈极显著负相关（P＜0.01）, 而与可溶性糖含量呈显著正相关（P＜0.05）；游离脂肪酸含量与辣椒素含量呈显著正相关，Vc与可溶性糖含量呈显著正相关（P＜0.05)；其余指标间相关性不显著（P＞0.05）。

采用模糊数学隶属函数法对9个四川二荆条辣椒品种进行测试品质指标的综合评价，由于游离脂肪酸是一大类脂肪酸化学物质的总称，其对果实风味有重要影响，但不同脂肪酸种类及不同含量对风味的好坏影响不同，因此仅对除游离脂肪酸以外的5个品质指标进行评价。将这5个测试指标均定义为优良品质指标，值越大越好，计算样品的平均隶属函数值（表 7）。9个辣椒品种的平均隶属函数值由大到小依次为：邛崃二荆条、双流二荆条、西充二荆条、夹江二荆条、绵阳二荆条、会东二荆条、三台二荆条、富顺二荆条、简阳二荆条，表明邛崃二荆条有最优的综合品质指标，表现出相对的高辣椒素、较高的总蛋白、Vc、可溶性糖和色价，其次是双流二荆条和西充二荆条，平均隶属函数值分别为0.73和0.59。分析数据可知，双流二荆条和西充二荆条平均隶属函数值较邛崃二荆条低的最主要原因是辣椒素含量较低。简阳二荆条综合品质性状最低，平均隶属函数值仅为0.06，各项测试品质指标均较低。

将表 7中的品质指标标准化后进行系统聚类分析，采用Ward聚类方法计算欧氏距离（图 1）。以欧式距离为总距离的一半（12.5）进行划分，9个二荆条辣椒品种可被分为4类：第一类包括西充二荆条、三台二荆条和夹江二荆条，主要表现为低辣椒素和较高总蛋白、Vc、可溶性糖、色价等；第二类包括双流二荆条和邛崃二荆条，主要表现为高可溶性糖、较高总蛋白、Vc、色价和辣椒素；第三类包括简阳二荆条和富顺二荆条，主要表现为较低的总蛋白、Vc、可溶性糖以及辣椒素；第四类包括绵阳二荆条和会东二荆条，主要表现为较高的辣椒素、较低的色价和总蛋白。

2.3　不同产区四川二荆条辣椒果实风味分析

将9个四川二荆条辣椒果实烘干后分为果肉和种子分别进行电子鼻风味检测，利用WinMuster软件进行PCA主成分分析（图 2）。由图 2A可知，不同辣椒品种果肉风味主成分分析第1主成分（PC1）和第2主成分（PC2）的贡献率分别为92.54% 和5.61%，累计贡献率为98.15%，基本代表样品的主要信息特征，表明分析方法适用。简阳二荆条、邛崃二荆条、绵阳二荆条、西充二荆条、富顺二荆条、三台二荆条彼此间距离较近，说明这6个品种的果肉挥发性风味较相似；而双流二荆条、夹江二荆条和会东二荆条分别独立，彼此间能较好区分，说明这3个二荆条的果肉香气成分存在差异。图 2B为不同辣椒品种种子风味主成分分析，第1主成分（PC1）和第2主成分（PC2）的贡献率分别为55.69% 和32.73%，累计贡献率为88.42%，分析方法适用。由图 2B可知，9个二荆条辣椒品种的种子挥发性风味仅西充二荆条可以很好地分开，其余8个二荆条辣椒品种种子挥发性风味较相似。由此可知，同一二荆条辣椒品种的果肉和种子风味存在差异，为了进一步详细表征此差异，对每个二荆条品种的果肉和种子风味进行单独的PCA分析（图 3），结果表明，9个二荆条辣椒品种的果肉和种子挥发性风味均能彼此分开，说明辣椒果肉和种子具有不同的风味特征。

通过对电子鼻10个传感器的响应值进行Loadings分析发现（图 4），在干辣椒果肉风味检测中（图 4A），第一主成分（PC1）贡献率方面，传感器W1S贡献率最大，其次是W5S、W1W、W2W、W2S；对第二主成分（PC2）的贡献率最大的传感器为W1W，其次是W2W和W5S。传感器W1C、W3C、W6S、W5C、W3S的负载参数近乎为零，表明它们对辣椒果肉香气成分的敏感度很低。在干辣椒种子风味检测中（图 4B），起主要贡献的传感器与果肉相比无差异，仍是W1S、W5S、W1W、W2W、W2S，说明辣椒果肉和种子的挥发性香味虽然能很好的区分（图 4），但起主要作用的物质成分是相似的，更多的可能是配比的不同。结合表 1，主要是对甲烷类、硫化物类、烷烃类、乙醇类等化合物敏感。

3　讨论

随着人们对优良品质食物需求的增加，高品质、优风味的果蔬育种成为育种关注的重点，而优质种质资源是培育高品质、优风味果蔬的基础。四川地方品种二荆条辣椒以其优良的品质闻名全国，是一个利用价值高的优质种质资源。但四川不同产区的二荆条辣椒在长期种植过程中受到当地气候环境和人为的选择，逐渐形成了不同的农艺性状、营养品质和风味特征，给辣椒育种选择适配亲本带来了干扰，也给以二荆条辣椒为原料的企业带来困惑。本研究以9个四川主要产区的二荆条辣椒为材料，对其农艺性状，主要果实营养品质，以及风味特征进行了较全面的分析，发现9个四川二荆条辣椒品种在首花节位、主茎高度、茎粗、株高、株幅、叶片和果实大小和青果果实特征等方面均有一定差异。9个二荆条辣椒均种植在同一地方、统一管理，农艺性状的差异更多的来自品种本身，但不同产区的二荆条辣椒品种之间的亲缘关系如何，早期是由同一品种进化而来，还是本身来自不同品种等问题还有待进一步做遗传分析。

总蛋白、游离脂肪酸、Vc、可溶性糖、辣椒素含量及色价等指标在一定程度上决定了辣椒的营养、风味与色泽^[17-20]。本试验中9个四川二荆条辣椒品种各品质指标存在显著差异，变异系数8.35%~45.72%，其中色价变异系数最低，可能是因为色价表征辣椒果实的色泽，人眼便于观察，在长期的品种选择过程中方便选择，而其他指标均需进行化学检测才能进行筛选，增加了筛选难度。辣椒素变异系数最高，辣椒素是辣椒辣味的主要呈味物质，不同地区、不同消费者对辣椒辣味有不同的喜好程度，进而体现到辣椒品种的选择上，这可能是辣椒素各产区差异大的主要原因，而不同辣度的二荆条辣椒品种也为育种家选育不同辣味需求的新品种提供了丰富资源。各品质指标相关性分析表明，可溶性糖与总蛋白、Vc含量均成显著正相关，这将有利于筛选优质辣椒新品种。本试验中辣椒素与色价并无显著相关性，与周书栋等^[21]研究结果一致。此外，本研究采用隶属函数法对9个二荆条辣椒品种进行了测试指标的综合排序，邛崃二荆条排名第一，各项测试指标均较高，特别是相对其他二荆条品种有最高的辣椒素，双流二荆条和西充二荆条是四川的两个地理标志保护产品，其排名分别为第2和第3，主要是由于这两个品种的辣椒素含量低于邛崃二荆条，尤其是西充二荆条。因此，辣椒素含量的高低不能作为品质好坏的标准，而应该针对不同消费者喜爱程度，选育能够满足不同消费人群的辣椒品种。

电子鼻检测可以快速、便捷地分析不同样品的整体风味信息，在中药、茶叶、食品等产区鉴定、产品区分等方面应用广泛^[22-25]。本研究中，电子鼻不能完全把9种二荆条很好的区分出来，尤其是辣椒种子，只有西充二荆条与其他8个品种能很好地区别，说明不同二荆条辣椒品种在风味上具有相似性。同时发现，同一辣椒品种虽然果肉和种子风味有明显的差异，但是影响风味的主要物质类似，均为甲烷类、硫化物类、烷烃类、乙醇类，不同的风味差异可能来自于各类化合物的比例不同。但电子鼻只能对风味进行一个简单的大类区分，对其中具体物质的鉴定还需进一步开展相关风味组学的研究。

4　结论

四川不同产区的二荆条辣椒品种在植株形态、果实特征以及果实品质等方面均存在明显差异。不同产区的二荆条辣椒品种在首花节位、主茎高度、茎粗、株高、株幅长、株幅宽以及叶长、叶宽等植株田间表现方面存在显著差异，其均值分别在6.83~12.67、18.08~27.33 cm、9.08~15.39 mm、98.17~141.5 cm、86.33~136.67 cm、69.75~117.50 cm、9.62~15.86 cm、2.74~4.56 cm之间；不同品种的辣椒果实外观特征差异相对较小，但各品种果长差异较大，邛崃二荆条果长最长（25.02 cm），会东二荆条果长最短（11.23 cm）；果宽差异不大，在1.08~1.76 cm之间。不同二荆条辣椒果实各品质指标变异系数在8.35~45.72之间，其中辣椒素含量差异最大，含量最高的是邛崃二荆条（0.54 mg/g），最低的是西充二荆条（0.13 mg/g）；色价差异最小。同时，不同品质指标间有一定相关性，可溶性糖和总蛋白、Vc含量呈显著正相关。综合品质性状较优的前三个二荆条辣椒品种为邛崃二荆条、双流二荆条和西充二荆条。不同二荆条品种果实风味特征较相似，通过电子鼻仅可以区分出部分品种，但同一辣椒品种的果肉与种子的风味可以很好区分。本研究可为四川二荆条辣椒品种在育种资源和加工原料的选择上提供有效参考。