芳樟無性系葉精油及芳樟醇含量變異分析

張國防，于靜波，馮娟

(福建農(nóng)林大學，福建 福州 350002)

芳樟無性系葉精油及芳樟醇含量變異分析

張國防，于靜波，馮娟

(福建農(nóng)林大學，福建 福州 350002)

芳樟〔Cinnamomum camphoravar.linalooliferaFujita.〕個體自然結(jié)果率極低，甚至只開花不結(jié)實，而其群體結(jié)果率卻較高［1］。通過自然授粉繁殖的芳樟子代葉精油類型(主要成分)存在分離現(xiàn)象，如葉精油主含芳樟醇的母株，可產(chǎn)生葉精油主含樟腦和桉葉油素的有性后代，且后代個體間芳樟醇含量差異大［2］。而以此為原料提取的精油實為雜樟油，提純難度大，市場價格受到嚴重影響，因此利用無性系收割枝葉方式進行芳樟香料林產(chǎn)業(yè)化開發(fā)受到廣泛重視［3］。精油為植物次生代謝物，其含量及組成受遺傳和環(huán)境因子雙重控制［4－6］，因而，使芳樟優(yōu)良無性系葉精油及其主成分保留母株的優(yōu)良特性并保持穩(wěn)定，是實現(xiàn)芳樟產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的關(guān)鍵。作者對優(yōu)良芳樟組培和扦插無性系葉精油及芳樟醇含量進行了測定，并分析其變異狀況，以期為芳樟產(chǎn)業(yè)化開發(fā)提供實驗數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

供試芳樟母株為本課題組經(jīng)多年選育的優(yōu)良芳樟型單株，經(jīng)組培獲得組培1代無性系，2006年在福建廈門坂頭農(nóng)田基地建立組培無性系采穗圃，在該采穗圃中隨機抽取樣株進行組培和扦插繁殖，獲得組培2代和扦插后代無性系，2007年建立組培2代和扦插后代無性系采穗圃。均采取相同的立地和經(jīng)營管理措施。

于2010年7月22日上午采集母樹及無性系葉片，各無性系隨機選取30株，分別在東、西、南、北4個方向和上、中、下3個部位各采集20 g鮮葉，混合后每株取鮮葉100 g。用BCR203B型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海貝凱生物化工設備有限公司)、SHB－Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵(鄭州長城科工貿(mào)有限公司)和HX－1050恒溫循環(huán)器(北京博醫(yī)康實驗儀器有限公司)進行精油蒸餾，用GC－2014氣相色譜儀(島津公司)和GC/MS (Varian的Saturn 2000R 3800氣相色譜儀、Saturn 2000質(zhì)譜檢測器和CP－Sil8 CB石英毛細管柱)分析精油含量及組成［7］。

2 結(jié)果和分析

芳樟無性系葉精油含量和芳樟醇相對含量及變異狀況見表1。各無性系都能保持母株的特性，即葉精油主成分為芳樟醇。母株葉精油含量1.78%，芳樟醇相對含量97.56%。組培1代葉精油含量1.40%～2.00%，平均值為1.65%;芳樟醇相對含量93.22%～95.32%，平均值為94.32%。組培2代葉精油含量1.40%～1.90%，平均值為1.60%;芳樟醇相對含量93.56%～96.01%，平均值為94.52%。扦插后代葉精油含量1.40%～1.90%，平均值為1.58%;芳樟醇相對含量93.20%～95.65%，平均值為94.60%。各無性系內(nèi)單株間葉精油含量及其芳樟醇相對含量較穩(wěn)定，葉精油含量的變異系數(shù)分別為9.09%、7.50%和7.59%，芳樟醇相對含量的變異系數(shù)分別僅為0.60%、0.73%和0.73%。

表1 芳樟無性系葉精油含量和芳樟醇相對含量及變異狀況比較Table 1 Comparison of essential oil content and linalool relative content in leaf of Cinnamomum camphora var.linaloolifera Fujita.clones and their variation states

母株與組培1代葉精油含量和芳樟醇相對含量的t值分別為4.72和31.00，雙側(cè)P＜0.05，可認為母株與其組培1代2個指標的差異達到顯著水平，其原因與環(huán)境因素差異有關(guān)。由表1可見:母株與其組培1代2個指標的差異幅度較小，且組培1代2個指標都比較穩(wěn)定，葉精油含量均在1.40%以上，芳樟醇相對含量均在93%以上，變異系數(shù)分別僅為9.09%和0.60%，說明無性系后代能夠保持母株的優(yōu)良性狀。

在同樣的立地條件下，組培1代和組培2代葉精油含量和芳樟醇相對含量的t值分別為1.44和－1.22，對應的雙側(cè)P值分別為0.16和0.23;組培1代與扦插后代2個指標的t值分別為1.92和－1.73，對應的雙側(cè)P值分別為0.06和0.09;組培2代與扦插后代2個指標的t值分別為0.59和－0.47，對應的雙側(cè)P值分別為0.56和0.64。所有對應雙側(cè)P值均大于0.05，表明組培1代、組培2代和扦插后代間葉精油含量和芳樟醇相對含量無顯著差異，進一步說明通過多代無性繁殖仍能保持芳樟母株的優(yōu)良性狀。

3 結(jié)論和討論

以葉精油含量1.78%、芳樟醇相對含量97.56%的優(yōu)良芳樟型芳樟母株進行組培，獲得的無性系在栽植3 a后葉精油含量及芳樟醇相對含量與母株差異很小;組培1代無性系均為芳樟醇型，葉精油含量和芳樟醇相對含量均較為穩(wěn)定，變異系數(shù)分別僅為9.09%和0.60%?？梢娊M培1代無性系完全能夠保持其母株的化學型特性和優(yōu)良品質(zhì)。

由組培1代無性系組培和扦插后獲得的無性系在栽植2 a后葉精油含量及芳樟醇相對含量與組培1代無顯著差異，無性系間葉精油含量及芳樟醇相對含量較為穩(wěn)定、變異小。

組培1代、組培2代及扦插后代無性系的葉精油含量為1.40%～2.00%，但變異系數(shù)都在10%以內(nèi);而芳樟醇相對含量的變異系數(shù)均小于0.8%，說明立地條件對葉精油含量的影響大于對芳樟醇相對含量的影響。

在組培1代的4 000株無性系中，有3株產(chǎn)生了一定的變異:平均單株鮮質(zhì)量(7 kg)比其他單株(4.07 kg)高1.7倍;部分單株葉型與楓香(Liquidambar formosanaHance)葉型類似;葉精油含量為1.40%～1.50%，平均為1.43%;芳樟醇相對含量為89.60%～93.28%，平均為91.37%。葉精油含量與普通株之間有差異，但芳樟醇相對含量與普通株間則沒有差異。由于變異株樣本數(shù)太少且具有生物量特別大的特性，因此，應對變異株進行進一步的無性繁殖。

總之，通過無性繁殖能夠保持芳樟醇型芳樟母株的優(yōu)良特性。通過芳樟不同生化型優(yōu)良單株的選育，利用無性繁殖建立單一生化型原料林，實現(xiàn)芳樟葉精油不同生化型定向培育，是加快芳樟非木質(zhì)利用產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的重要而有效途徑。

［1］李飛.中國芳樟精油資源與開發(fā)利用［M］.北京:中國林業(yè)出版社，2000:36－56.

［2］程必強，喻學儉.細毛樟的繁殖方法與精油變異［J］.云南植物研究，1993，15(1):78－82.

［3］張國防.工業(yè)原料林營建中的若干問題［J］.林業(yè)科技開發(fā)，2004，18(3):7－10.

［4］DAVIET L，SCHALK M.Biotechnology in plant essential oil production:progress and perspective in metabolic engineering of the terpene pathway［J］.Flavour and Fragrance Journal，2010，25(3): 123－127.

［5］RIOS-ESTEPA R，LANGE I，LEE J M，et al.Mathematical modeling-guidedevaluationofbiochemical，developmental，environ-mental，andgenotypicdeterminantsofessentialoil composition and yield in peppermint leaves［J］.Plant Physiology，2010，152(4):2105－2119.

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［7］張國防，陳存及.福建樟樹葉油的化學成分及其含量分析［J］.植物資源與環(huán)境學報，2006，15(4):69－70.

(責任編輯:惠紅)

Analysis on content variation of essential oil and linalool from leaf of Cinnamomum camphora var.linaloolifera clones

ZHANG Guo-fang，YU Jing-bo，F(xiàn)ENG Juan(Fujian Agriculture and Forestry University，F(xiàn)uzhou 350002，China)，J.Plant Resour.＆Environ.2012，21(2):117－118

Essential oil content and linalool relative content in leaf of excellent individual ofCinnamomum camphoravar.linalooliferaFujita.clones and their variation states were compared.The result shows that essential oil content of the maternal plant is 1.78%and its linalool relative content is 97.56%.Average content of essential oil in leaf of the first and the second generation clones of tissue culture and their cutting clone is 1.65%，1.60%and 1.58%withCVvalues of 9.09%，7.50%and 7.59%，respectively，and average relative content of linalool in these clones is 94.32%，94.52% and 94.60%withCVvalues of 0.60%，0.73%and 0.73%，respectively.There is some difference in essential oil content and linalool relative content between the first generation clone of tissue culture and the maternal plant，but the difference is small.Essential oil content and linalool relative content among these clones have no significant difference and those are stable within clones，indicating the clonal progeny can keep their parent’s good traits.

芳樟;無性系;精油;芳樟醇;變異;穩(wěn)定性

Cinnamomum camphoravar.linalooliferaFujita.;clone;essential oil;linalool;variation;stability

book=2012,ebook=48

Q946.85;S792.23.01

A

1674－7895(2012)02－0117－02

2011－09－20

福建省自然科學基金資助項目(2010j01064)

張國防(1966—)，男，福建莆田人，博士，教授，主要從事森林培育和經(jīng)濟林栽培方面的研究。