摘"要：【目的】""筛选适宜新疆南疆地区栽培的加工番茄品种。
【方法】""以9个加工番茄为材料，测定比较叶绿素荧光参数、光合参数、叶绿素相对含量以及产量等指标，探究9个加工番茄品种间的差异，利用主成分分析结合聚类分析综合评价各品种的各项指标。
【结果】""T1（佳禾红运）叶绿素荧光参数、叶绿素相对含量、光合参数及产量相较其他品种表现较好，其中Fv/Fm为0.81，qP为0.85，Pn为19.63 μmol/（m2·s），Gs为0.54 mmol/（m2·s），Tr为8.25 mmol/（m2·s），均与其他品种存在显著性差异。
【结论】""佳禾红运光合能力和环境适应能力较强，产量高，适合新疆阿拉尔市栽培。
关键词：""加工番茄；叶绿素荧光；光合特性；产量；主成分
中图分类号："S641.2""""文献标志码："A""""文章编号："1001-4330（2024）11-2667-09
0"引 言
【研究意义】加工番茄营养价值丰富，抗病虫能力较强，耐储运，且适应性强，栽培面积广，主要用于制作番茄酱、番茄汁等加工产品［1-2］，在优化种植结构等方面发挥了重要作用［3］，在我国番茄生产和消费中占有重要地位。加工番茄也是我国新疆特色优势之一，但受种质资源和新品种选育滞后等因素制约了新疆加工番茄产业发展［4］。因此，丰富新疆加工番茄种质资源的多样性与筛选优良种质，对新疆加工番茄新品种选育和产业发展具有重要意义。【前人研究进展】植物生长过程中，光合作用能将光能转化为有机物并放出能量，维持植物生长，参与植物代谢活动，对植物生长发育具有重要意义［5-6］。王诗娴等［7］通过比较不同品种观赏型铁线莲叶绿素荧光特性，发现Fv/Fm值与原初潜在光化学、光能利用和光合性能成正比；程露等［8］认为叶绿素相对含量、Fv/Fm值与植物抗逆性成反比；Demmig 等［9］研究发现，植物在适宜的生长环境中，Fv/Fm为0.75～0.85；涂淑萍［10］和匡经舸等［11］研究发现，不同品种植物净光合速率与蒸腾速率、气孔导度均呈正相关，与胞间CO2浓度呈负相关。【本研究切入点】目前对新疆加工番茄品种筛选的研究多集中在耐盐性、抗病性、品质性状、营养品质［12-15］等方面，但从选育高光效品种的角度，综合比较不同品种加工番茄叶绿素相对含量、光合特性和叶绿素荧光参数的研究甚少。需筛选适宜新疆南疆地区栽培的加工番茄品种。【拟解决的关键问题】以9个加工番茄为供试材料，测定叶绿素荧光参数、光合参数、叶绿素和产量，筛选出适宜阿拉尔市栽培的优良加工番茄品种。
1"材料与方法
1.1"材 料
试验在塔里木大学园艺试验站新型日光温室进行。试验地位于新疆阿拉尔市（80°30′～81°58′E，40°22′～40°57′N），年均降水量为40.1～82.5 mm，蒸发量1 876.6～2 558.9 mm。以佳禾红运、Q020、早得、美国世纪红、新引98-1、红宝石、红果三号、麒麟钻石、佳义2009个加工番茄品种为材料。
1.2"方 法
1.2.1"试验设计
3月17日浸种催芽后播种于72孔穴盘中，待长至6叶1心（5月22日）时定植，各品种设置3个重复，每个重复1行，每行种植30株，株距0.30 m，行距0.40 m，小区面积3.48 m2。表1
1.2.2"测定指标
1.2.2.1"叶绿素相对含量（SPAD值）
盛果期利用SPAD-502型手持便携式叶绿素仪进行测定。每个品种选取12株长势一致的植株，每株番茄分别从顶端向下第3或4个功能叶测定。
1.2.2.2"叶绿素荧光参数
盛果期利用便携式脉冲调制叶绿素荧光仪（FluorPen FP 100，Czech Republic），于11：00时测定PSⅡ实际光合效率（ΦPSⅡ），23：00暗适应30 min后，测定PSⅡ最大光化学量子产量（Fv/Fm），非光化学淬灭系数（NPQ），光化学荧光淬灭系数（qP）。
1.2.2.3"光合特性
盛果期利用Li-6400便携式光合仪，11：00测定叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）等。
1.2.2.4"产 量
盛果期称量单果重并计算单株结果数，根据小区面积计算每公顷产量。
1.3"数据处理
利用Excel进行数据整理，利用spss 26.0软件进行邓肯（Duncan）多重比较及皮尔逊（Pearson）相关性分析，Graphpad Prism 8.0.2制图软件绘图。
2"结果与分析
2.1"不同加工番茄品种间叶绿素相对含量比较
研究表明，不同加工番茄品种叶绿素相对含量均存在一定差异。其中T8 SPAD值最高，为40.53，与其他品种差异均达到显著水平。其次为T1，为38.83，与其他品种差异均达到显著水平，T3 SPAD值最低，为28.60，与其他品种差异均达到显著水平。各品种SPAD值由高到低依次为T8gt;T1gt;T6gt;T4gt;T7gt;T9gt;T2gt;T5gt;T3。图1
2.2"不同加工番茄品种间叶绿素荧光参数比较
研究表明，不同品种加工番茄叶绿素荧光参数均存在差异。T5品种Fv/Fm最高，为0.84，除T3品种与T6品种以外，与其他品种均差异不显著，T5品种光能转换效率较高；T3品种Fv/Fm最低，为0.70，该品种受到光照的抑制程度较大，T3品种相比T5品种降低23%。T7品种ΦPSⅡ值最高，为0.66，与T6品种差异不显著，该品种光能捕获效率高；T4品种ΦPSⅡ值最低，为0.47，相较T7品种降低30%。T9品种NPQ值最大，为0.44，与T3品种差异不显著，与其他品种差异均达到显著水平，该品种光保护能力较强；T1品种NPQ值最低，为0.26，与其他品种差异均达到显著水平，与T9品种相比降低40%。T1品种qP值最高，为0.85，与其他品种差异均达到显著水平，该品种PSⅡ反应中心开放程度较高；T3品种qP值最低，为0.56，与其他品种差异均达到显著水平，相较T1品种降低35%。图2
2.3"不同加工番茄品种间光合特性的比较
研究表明，不同品种间光合参数均差异显著。T1品种Pn值最高，为19.63 μmol/（m2·s），与其他品种均差异显著，该品种净光合速率较快；T3品种Pn值最低，为16.85 μmol/（m2·s），与其他品种差异均达到显著水平，且与T1品种相差2.78 μmol/（m2·s）。T1品种Gs值较高，为0.54 mmol/（m2·s），与其他品种差异均达到显著水平，该品种气孔开放程度较大；T3品种Gs值最低，为0.21 mmol/（m2·s），与其他品种差异均达到显著水平，且与T1品种相比减少0.33 mmol/（m2·s）。T3品种Ci值较高，为335.76 μmol/mol，与其他品种差异均达到显著水平，该品种细胞间CO2浓度较高；T1品种Ci值最低，为291.59 μmol/mol，与其他品种差异均达到显著水平，且与T3品种相比降低44.17 μmol/mol。T1品种Tr值最高，为8.25 mmol/（m2·s），与其他品种差异均达到显著水平，该品种蒸腾速率较高；T3品种最低，为5.66 mmol/（m2·s），且与T3品种相比减少2.59 mmol/（m2·s）。图3
2.4"不同加工番茄品种间产量的比较
研究表明，不同加工番茄品种间产量均存在差异。其中，T1品种产量最高，为167.72 t/hm2，与其他品种差异均达到显著水平。其次是T8品种，为158.66 t/hm2，T3品种产量最低，为97.57 t/hm2。产量排名为T1＞T8＞T4＞T6＞T7＞T9＞T5＞T2＞T3。图4
2.5"不同加工番茄品种间各指标的变异比较
研究表明，不同加工番茄品种性状表现存在较大差异，变异系数变幅在4.42％～29.33％，平均变异系数为12.30％，变异系数最大的为Gs。4个荧光指标的变异系数变幅在6.11％～15.98％，平均为11.76％，变异系数最大的是NPQ，达15.98％，大小顺序依次为NPQgt;qPgt;ΦPSⅡgt;Fv/Fm，仅Fv/Fm的变异系数小于10％。4个光合特性指标的变异系数变幅在4.09％～29.33％，平均为12.18％，变异系数最大的是Gs，达29.33％，大小顺序依次为Gsgt;Trgt;Pngt;Ci，Pn，Ci的变异系数均小于10％。SPAD值的变异系数为12.49％。产量的变异系数为14.76％。各品种间指标差异较大，有利于品种筛选。表2
2.6"不同加工番茄品种间各指标的相关性
研究表明，各指标间具有一定的相关性。Fv/Fm与产量、Pn呈极显著正相关（R2=0.490，P＜0.01；R2=0.511，P＜0.01），与qP、Tr呈显著性正相关（R2=0.427，P＜0.05；R2=0.415，P＜0.05），与ΦPSⅡ、NPQ呈极显著负相关（R2=-0.542，P＜0.01；R2=-0.509，P＜0.01），与Ci呈显著负相关（R2=-0.441，P＜0.05），与SPAD、Gs无显著相关；ΦPSⅡ与其他指标均无显著相关；NPQ与Ci呈极显著正相关（R2=0.585，P＜0.01），与SPAD值呈显著性负相关（R2=0.422，P＜0.05），与qP、产量、Gs、Tr、Pn均呈显著性负相关（R2=-0.716，P＜0.01；R2=-0.559，P＜0.01；R2=-579，P＜0.01；R2=-0.500，P＜0.01；R2=-0.525，P＜0.01）；qP与产量、Pn、Gs、Tr、SPAD均呈极显著正相关（R2=0.770，P＜0.01；R2=0.729，P＜0.01；R2=0.744，P＜0.01；R2=0.727，P＜0.01；R2=0.553，P＜0.01；），与Ci均呈极显著负相关（R2=-0.803，P＜0.01）；SPAD值与产量、Pn、Gs、Tr均呈极显著正相关（R2=0.864，P＜0.01；R2=0.826，P＜0.01；R2=0.897，P＜0.01；R2=0.861，P＜0.01；），与Ci呈极显著负相关（R2=-0.873，P＜0.01）；产量与Pn、Gs、Tr均呈极显著正相关（R2=0.991，P＜0.01；R2=0.935，P＜0.01；R2=0.988，P＜0.01），与Ci呈极显著负相关（R2=0.-991，P＜0.01）；Pn与Gs、Tr均呈极显著正相关（R2=0.918，P＜0.01；R2=0.989，P＜0.01），与Ci呈极显著负相关（R2=-0.980，P＜0.01）；Gs与Tr呈极显著正相关（R2=0.933，P＜0.01），与Ci呈极显著负相关（R2=-0.962，P＜0.01）；Ci与Tr呈极显著负相关（R2=-0.985，P＜0.01）。表3
2.7"不同品种加工番茄间叶绿素荧光与光合特性、产量的综合性评价"
研究表明，提取特征值大于1的2个主要成分，累计贡献率达86.32%，综合了加工番茄指标大部分信息。在第一主成分中，特征值为7.15，贡献率为71.45%，产量、Pn、Gs和Tr是主要指标，特征向量分别为0.37、0.36、0.36和0.36，可概括为光合特性因子。第二主成分的特征值为1.49，贡献率为14.87%，ΦPSⅡ、SPAD值是主要指标，可概括为叶绿素因子。前2个主成分的函数表达式如下：
F1=0.22X1-0.09X2-0.28X3+0.32X4+0.32X5+0.37X6+0.36X7+0.36X8-0.37X9+0.36X10；
F2=-0.53X1+0.66X2+0.28X3-0.17X4+0.33X5+0.08X6+0.07X7+0.18X8-0.10X9+0.15X10。
把F1、F2的方差贡献率当权重，建立综合评价标准：F=0.83F1+0.17F2，9个加工番茄品种的综合得分，T1（佳禾红运）的得分最高，其次是T8（麒麟钻石），T3（早得）的综合得分最低。表4，表5
2.8"不同加工番茄品种间叶绿素荧光与光合特性、产量的聚类分析"
研究表明，每个样品从单独一类，逐次合并一直到全部合并成一大类。在欧氏距离10处可将9个品种分为3类，第1类为T1、T8；第2类为T4、T5、T6、T7、T2、T9；第3类为T3。图5
第1类有2个品种，其特征为NPQ、Ci值最低，qP、SPAD值、产量、Gs值最高，其具有较高的光合潜力，且产量较好，适宜在阿拉尔及周边种植；第2类有6个品种；第3类有1个品种，其特征为Fv/Fm、Pn、Tr值最低，ΦPSⅡ值最高，其光合能力较弱，产量低，不适宜在新疆阿拉尔市及周边种植。表6"
3"讨 论
3.1
光合作用因不同品种自身遗传特性或环境条件导致光合能力有所差异［16］。李时雨等［17］在相同环境和管理水平下，通过光合特性分析各品种之间的差异，发现不同品种间光合特性差异均较大。研究结果表明，不同品种的加工番茄光合参数与产量密切相关，其中，产量与净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）极显著正相关（R2=0.991；R2=0.935；R2=0.988），与胞间CO2浓度（Ci）成极显著负相关（R2=-0.991），说明光合能力越强，气孔开放程度越大，耗水量越高的品种产量就越高，与袁祖丽等［18］研究结果一致。同时，试验得出不同品种加工番茄净光合速率（Pn）与气孔导度（Gs）成极显著正相关（R2="0.918），与胞间CO2浓度（Ci）呈极显著负相关（R2=-0.980），说明气孔开放程度大，有利于吸收CO2及提高光合速率，与王卓敏等［19］研究结果一致。净光合速率（Pn）与蒸腾速率（Tr）成极显著正相关（R2=0.989），说明净光合速率高的品种蒸腾速率就越高，反之越小，与须海荣等［20］研究一致。
3.2
叶绿素荧光参数与植物光合作用关系密切，是研究植物光合作用的有效探针［21］，其中Fv /Fm可有效反映PSⅡ反应中心叶片光化学反应的能力及光能转换效率，ΦPSⅡ与植物叶片光合电子传递快慢相关，可反映实际原初光能捕获效率，并为暗反应提高所需的能量，促进碳同化的高效运转和有机物积累，qP反映PSⅡ捕获的光量子转化为化学能的效率，而NPQ与植物耗散过剩光能为热量的能力有关［22］。刘兴［23］、丁俊男［24］和王诗娴等［7］通过对丁香、铁线莲和其他野生植物的研究表明，叶绿素荧光参数存在差异，与研究结果相同。研究中T3品种Fv/Fm值最低、ΦPSⅡ值最高，说明该品种受光照抑制程度较高，但可以积累更多暗适应所需的能量。其中，T1品种NPQ值最低、qP值最高，该品种光保护能力较弱，需适当遮阴，但光合活性较好，可以更好的将光能转化为化学能，适宜设施栽培。
主成分采用降维的方式，可将多个指标转化为综合评价值，用于比较和评价各品种间优劣［25-26］。王丹丹［27］、李伟明等［28］利用主成分分析，将不同品种蔬菜进行综合评价，筛选出适宜当地种植的品种。试验通过主成分分析将9个加工番茄品种的10个指标进行综合评价发现，T1品种（佳禾红运）的得分最高，为3.17。说明佳禾红运最适宜新疆阿拉尔市及周边地区种植。
4"结 论
不同品种加工番茄之间叶绿素荧光参数，光合参数与产量均存在一定差异。其中T1（佳禾红运）qP值最高，为0.85；Pn、Gs和Tr较高，分别为19.63 μmol/（m2·s），0.54 mmol/（m2·s）和8.25 mmol/（m2·s），Ci最小，为291.59 μmol/mol；产量相对较高，为167.72 t/hm2。将综合评价由高到低依次排名为佳禾红运、美国世纪红、麒麟钻石、新引198-1、佳义200、Q020、红果三号、红宝石、早得。佳禾红运是阿拉尔市适宜栽培的加工番茄品种。
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Comparison of chlorophyll fluorescence and photosynthetic ""characteristics of different processed tomato varieties based ""on principal component analysis
ZHAO Wenxuan1， CHENG Yunxia1， TAN Zhanming1， LI Chunyu2，""SHU Sheng3， Ayimaimu Shawuti1 ，YANG Liyu1，MAO Xianjun4
（1. National and Local Joint Engineering Laboratory for Efficient and High-Quality Cultivation and Deep Processing Technology of Southern Xinjiang Characteristic Fruit Trees/Southern Xinjiang Characteristic Fruit Tree Production Engineering Laboratory， XPCC， College of Horticulture and Forestry， Tarim University ， Aral Xinjiang 843300， China; 2. College of Information Engineering， Tarim University ， Aral Xinjiang 843300， China; 3. College of Horticulture， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095， China；4.Xinjiang Xijing Agricultural Technology Co.， Ltd.，Tumshuke Xinjiang，84900，China）
Abstract：【Objective】 ""To select processed tomato varieties suitable for cultivation in southern Xinjiang.
【Methods】 ""9 kinds of processed tomatoes were used as test materials， and the differences between 9 processed tomato varieties were explored by comparing the fluorescence parameters， photosynthetic parameters， chlorophyll relative content and yield of 9 processed tomatoes， and the indicators of each variety were comprehensively evaluated and ranked by principal component analysis combined with cluster analysis.
【Results】 ""The results showed that the chlorophyll fluorescence parameters， chlorophyll relative content， photosynthetic parameters and yield of T1 （Jiahe Hongyun） performed better than other varieties， among which Fv/Fm was 0.81， qP was 0.85， Pn was 19.63 μmol/（m2·s）， Gs was 0.54 mmol/（m2·s）， and Tr was 8.25 mmol/（m2·s）， all of which were significantly different from other varieties.
【Conclusion】 """It shows that Jiahe Hongyun has strong photosynthetic ability and environmental adaptability， high yield， so it is suitable for cultivation in Xinjiang Aral City and surrounding areas.
Key words：""processed tomatoes; chlorophyll fluorescence; photosynthetic properties; yield; principal component
Fund projects：""Agricultural key core technology research project of Xinjiang Production and Construction Corps（NYHXGG2023AA311）; Xinjiang
vegetable industry technology system （XJARS-07）; Science and Technology Plan Project of Tumshuk City of the Third Division （KY2022GG05）;Construction of germplasm resource bank of characteristic vegetables in southem Xinjiang （TDZKY202101）; 2021 Tarim University College Student Innovation and Entrepreneurship Training Program （2021131）
Correspondence author：""TAN Zhanmin（1991-），male，from Hulunbuir， Inner Mongolia，master，associate professor，masters supervisor，research direction：efficient cultivation and stress resistance physiology of facility vegetables，（E-mail）tlmdxtzm@taru.edu.cn
收稿日期（Received）：
2024-04-21
基金项目：
新疆生产建设兵团农业关键核心技术攻关项目（NYHXGG2023AA311）；新疆蔬菜产业技术体系（XJARS-07）；第三师图木舒克市科技计划项目（KY2022GG05）；南疆特色蔬菜种质资源库建设（TDZKY202101）；2021年塔里木大学大学生创新创业训练计划项目（2021131）
作者简介：
赵文轩（2001-），男，河南郾城人，本科，研究方向为设施农业科学与工程，（E-mail）1587178203@qq.com
通讯作者：
谭占明（1991-），男，内蒙古呼伦贝尔人，副教授，硕士，研究方向为设施蔬菜高效栽培及抗逆性生理，（E-mail）tlmdxtzm@taru.edu.cn
