重慶油桐資源調(diào)查及優(yōu)株篩選

朱鏡如 ，黃 艷 ，羅克明

（西南大學(xué) a.生命科學(xué)學(xué)院；b.資源植物研究所，重慶 北碚 400715）

油桐Vernicia fordii是我國(guó)特有的經(jīng)濟(jì)樹種之一，果實(shí)和木材都有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。用油桐果實(shí)為原料生產(chǎn)的桐油，廣泛應(yīng)用于諸多傳統(tǒng)行業(yè)[1-2]，也是我國(guó)傳統(tǒng)的大宗出口商品。在當(dāng)今國(guó)際能源緊張的背景下，其在生物質(zhì)能源開發(fā)等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的利用具有更加廣闊的發(fā)展前景[3]。油桐具有適生能力強(qiáng)，投產(chǎn)快而收益周期長(zhǎng)，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞，不占耕地特別是不與糧食作物爭(zhēng)地[4]和可持續(xù)發(fā)展等特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。此外，由于其生命周期較短、適宜栽培及管理的樹高、染色體數(shù)相對(duì)較少（2n＝22）等生物學(xué)特征，亦有發(fā)展成為模式植物的潛力，對(duì)于經(jīng)濟(jì)林木的研究和推廣具有重要的科研價(jià)值[5]。

油桐在我國(guó)的栽培和利用的歷史悠久，在“六五”和“七五”期間有關(guān)油桐的研究已被列入國(guó)家攻關(guān)課題之中。但是，自20世紀(jì)80年代末以后，因?yàn)橥┯吞娲a(chǎn)品的出現(xiàn)和新的利用途徑尚未有效開發(fā)出來(lái)，桐油價(jià)格下降，且波動(dòng)較大，致使桐農(nóng)生產(chǎn)積極性不高，故種植油桐的經(jīng)濟(jì)效益長(zhǎng)期維持在較低的水平上，這導(dǎo)致油桐生產(chǎn)出現(xiàn)了大幅度的滑坡現(xiàn)象，包括重慶市在內(nèi)的國(guó)內(nèi)油桐主產(chǎn)區(qū)的大量油桐樹被砍伐，幸存的部分也大多任其自生自滅，其種質(zhì)資源遭到了嚴(yán)重的破壞，部分品種瀕臨滅絕或已經(jīng)滅絕[3-7]。

近年來(lái)，隨著國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整、桐油應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展和國(guó)際能源供應(yīng)的日趨緊張，油桐的價(jià)值日益得到重視，桐油需求量大增，這為油桐生產(chǎn)的恢復(fù)帶來(lái)了良好的發(fā)展機(jī)遇。油桐主產(chǎn)區(qū)的重慶、湖南、浙江等省市對(duì)油桐已開展了大量有針對(duì)性的搶救性的研究工作。目前，當(dāng)務(wù)之急是對(duì)油桐的種質(zhì)資源進(jìn)行調(diào)查與評(píng)價(jià)，以選育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的油桐品種，從而提高種植油桐的經(jīng)濟(jì)效益，激發(fā)桐農(nóng)種植油桐的積極性，推動(dòng)油桐產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為此，西南大學(xué)資源植物研究所以野生油桐為研究對(duì)象，對(duì)重慶市主要油桐產(chǎn)區(qū)開展了種質(zhì)資源調(diào)查、收集、分析優(yōu)選工作，對(duì)優(yōu)選植株的經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行了測(cè)量和分析，對(duì)甄選出的優(yōu)良桐油植株的果實(shí)樣本的油脂品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試和評(píng)價(jià)，最終篩選出了6個(gè)小米桐優(yōu)良株系，并分別命名為“渝桐1號(hào)”、“渝桐2號(hào)”、“渝桐3號(hào)”、“渝桐4號(hào)”、“渝桐5號(hào)”和“渝桐6號(hào)”。

1 材料與方法

1.1 研究材料

研究對(duì)象為重慶市武隆、開縣、云陽(yáng)、萬(wàn)州和秀山等主要油桐分布點(diǎn)的100余株小米桐。以桐果產(chǎn)量在50 kg以上、樹體端正、樹冠圓滿緊湊且分枝低等標(biāo)準(zhǔn)（部分幼樹適當(dāng)放寬了標(biāo)準(zhǔn)）作為選擇依據(jù)[8]。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 生長(zhǎng)性狀的調(diào)查

2011年9月，調(diào)查植株分布情況，觀測(cè)樹高、枝下高、冠幅、樹齡結(jié)果數(shù)。

1.2.2 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的檢測(cè)

2011年10月收集成熟桐果并測(cè)定其鮮質(zhì)量、果高、果徑、果尖、果柄、果皮厚、籽粒質(zhì)量，各株系以30個(gè)桐果為測(cè)量單位，取其平均值。

1.2.3 含油率的檢測(cè)

每株系隨機(jī)抽取種子各10顆，依照谷類、油料作物種子粗脂肪測(cè)定方法[9]，將所選種子去殼于105 ℃下烘至恒重，充分研磨，裝入定性濾紙折疊成的紙包中，放入索氏提取儀，注入80 mL的乙醚至底瓶，連接抽提柱，放入65 ℃的水浴鍋中抽提8 h。抽提后將濾紙包置于105 ℃下烘至恒重，并按以下公式計(jì)算含油率，每個(gè)株系重復(fù)10次，取其平均值。

干種仁含油率＝（m1－m2）× 100%。

上式中，m1為抽提前濾紙包的質(zhì)量（mL），m2為抽提后濾紙包的干質(zhì)量（mL）。

1.2.3 理化指標(biāo)的檢測(cè)

酸值的測(cè)定：用中性乙醚-乙醇混合溶劑溶解桐油樣本，充分混勻，再用氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定油脂中的游離脂肪酸，根據(jù)消耗氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液物的質(zhì)量和油脂質(zhì)量計(jì)算酸值。

碘值的測(cè)定：將桐油樣本溶入環(huán)乙烷和冰乙酸溶液中，加入過(guò)量韋氏碘液（ICl溶液），置于暗處與油脂中不飽和雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)2 h，再加入過(guò)量的碘化鉀，以硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，并以空白試樣作對(duì)照，根據(jù)空白試樣所消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的差值，計(jì)算出油樣加成碘的質(zhì)量（g）。

皂化值的測(cè)定：桐油樣品與過(guò)量的氫氧化鉀-乙醇溶液在回流條件下發(fā)生皂化反應(yīng)2 h，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的氫氧化鉀，并進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)，根據(jù)對(duì)照與試樣滴定消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的差值計(jì)算油脂的皂化值。

每組指標(biāo)的測(cè)定各重復(fù)3次，取其平均值[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 種質(zhì)資源的調(diào)查結(jié)果與研究對(duì)象的篩選結(jié)果

2011年9月于重慶開縣、云陽(yáng)、萬(wàn)州、武隆、秀山等主要油桐產(chǎn)區(qū)進(jìn)行了種質(zhì)資源調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，部分油桐林或不成林的油桐單株主要分布在用于種植其它作物與果樹的不宜開墾的地域中，且多分布在偏僻、海拔較高、坡度較陡的山地上，大部分集中在開縣、云陽(yáng)及秀山等渝東片區(qū)。調(diào)查中收集到的樹體健康、產(chǎn)果情況良好的野生油桐植株共有150余株，其品種多為小米桐，系三峽及武陵山區(qū)所特有的產(chǎn)油量較高、油質(zhì)優(yōu)良的品種[11]，伴生有少量的窄冠桐和五爪桐。

調(diào)研人員將收集到的植株進(jìn)行了編號(hào)處理，并對(duì)其分布情況、生長(zhǎng)條件及株高、枝下高、冠幅、樹齡和結(jié)果數(shù)量等生長(zhǎng)性狀指標(biāo)進(jìn)行了記錄或測(cè)定。再對(duì)收錄的植株樣本進(jìn)行篩選，以樹體健康端正、樹冠圓滿緊湊、分枝低、能適度矮化密植和掛果密度較高、果實(shí)外型飽滿、結(jié)果數(shù)量較多、鮮果產(chǎn)量較高等生長(zhǎng)性狀指標(biāo)作為優(yōu)選的主要依據(jù)[8]，兼顧其分布地域和生長(zhǎng)土壤條件，最后初選出了17個(gè)優(yōu)良植株并確定為文中的研究對(duì)象，其品種均為小米桐，其分布情況及生長(zhǎng)性狀詳見表1。

2.2 經(jīng)濟(jì)性狀的測(cè)定結(jié)果

2.2.1 結(jié)果數(shù)量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

結(jié)果數(shù)量是與油桐產(chǎn)量密切相關(guān)的重要經(jīng)濟(jì)性狀。雖然所選優(yōu)株均為樹體健康且結(jié)果數(shù)量高的優(yōu)良單株，但是不同地域的單株其結(jié)果量數(shù)特征不同：（1）重慶東南部的秀山縣是我國(guó)桐油中的上品“秀油”的產(chǎn)地，該縣大部分面積的海拔低于800 m，土壤類型為黃壤或沙壤，適于油桐生長(zhǎng)[12]，表1中的調(diào)查結(jié)果也表明，結(jié)果數(shù)量大于1 000個(gè)的油桐單株均分布于該縣；（2）臨近秀山的武隆亦有部分結(jié)果數(shù)量較高的優(yōu)株；（3）云陽(yáng)、開縣等東部區(qū)縣的土壤富含有機(jī)質(zhì)，受此影響[13]，此地域油桐單株的結(jié)果數(shù)量、冠幅規(guī)模雖然不及秀山，但掛果密度較高，果實(shí)較為飽滿。

表1 重慶市初選油桐優(yōu)株的分布情況及生長(zhǎng)性狀Table 1 Distributions and growth performances of the primary elected superior tung trees in Chongqing

2.2.2 桐果經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果

在經(jīng)濟(jì)作物育種工作中，果實(shí)大小是評(píng)判其品種質(zhì)量的重要指標(biāo)[14]。2011年10月，收集所選優(yōu)株的成熟桐果，各單株以30個(gè)桐果作為測(cè)量樣本，測(cè)定其鮮質(zhì)量、果高、果徑、果尖、果柄、果皮厚、桐籽質(zhì)量等經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)值，取其平均值，測(cè)定結(jié)果見表2，表2中的果質(zhì)量為各株系單果平均質(zhì)量，種子數(shù)為單果所含籽粒數(shù)，種子質(zhì)量為單粒種子質(zhì)量。從表2中可以看出，不同單株果實(shí)的大小特征有如下不同之處：（1）各株之間單果平均質(zhì)量差異較大，但各縣均有單果平均質(zhì)量大于40 g的單株；（2）位于秀山的110、111號(hào)植株的單果平均質(zhì)量分別為（60.92±11.38）與（59.35±8.88） g，遠(yuǎn)高于其他株系；（3）不同株系單果內(nèi)的種子數(shù)較為接近，均約為4顆；（4）種子平均鮮質(zhì)量超過(guò)2 g的單株主要分布于云陽(yáng)，秀山兩個(gè)區(qū)縣，開縣亦有種子鮮質(zhì)量平均值接近2 g的單株。

2.3 桐籽含油率的測(cè)定結(jié)果

各單株干桐籽含油率的測(cè)量結(jié)果如表3所示。表3表明，所選優(yōu)株中，除萬(wàn)州分布的以外，云陽(yáng)、秀山、開縣、武隆等區(qū)縣均有干桐籽含油率超過(guò)60%的單株，含油率排在前10位的優(yōu)株其地域分布情況如下：云陽(yáng)3株，秀山3株，開縣3株，武隆1株。云陽(yáng)、開縣、武隆等區(qū)縣的優(yōu)株雖其平均結(jié)果數(shù)量遠(yuǎn)低于秀山株系，但其桐籽含油率的平均水平均較高。

2.4 單株出油量的測(cè)定結(jié)果

根據(jù)單株桐籽總產(chǎn)量和含油率計(jì)算各單株的出油量，再按其出油量的多少進(jìn)行排名，結(jié)果如表4所示。單株出油量排在前10位的優(yōu)株的地域分布情況如下：秀山7株，云陽(yáng)1株，武隆2株。秀山株系因其結(jié)果數(shù)量多，故所選7株優(yōu)株的出油量均進(jìn)入了前10位。

2.5 育種材料的甄選結(jié)果

以經(jīng)濟(jì)性狀測(cè)定結(jié)果為主要依據(jù)，兼顧地域?qū)沃杲?jīng)濟(jì)性狀的影響、種質(zhì)資源庫(kù)的品系構(gòu)成和可實(shí)現(xiàn)矮化密植等宜考慮因素，最終選擇6、7、11、107、110和121號(hào)植株作為預(yù)選種株，并分別命名為“渝桐1號(hào)”，“渝桐2號(hào)”，“渝桐3號(hào)”，“渝桐4號(hào)”，“渝桐5號(hào)”和“渝桐6號(hào)”，再進(jìn)一步檢測(cè)其品質(zhì)指標(biāo)。

表2 重慶市初選各油桐優(yōu)株其主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果Table 2 Main economic indexes of the primary elected superior tung trees in Chongqing

表3 重慶市初選各油桐優(yōu)株其干桐籽含油率的測(cè)定結(jié)果Table 3 Oil contents in dry seeds of the primary elected superior tung trees in Chongqing

表4 重慶市初選各油桐優(yōu)株其單株出油量的排名情況Table 4 Rank of oil yield of the primary elected superior tung trees in Chongqing

2.6 預(yù)選種株其桐油品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果

從所選17株優(yōu)株的桐籽中提取的桐油均呈澄黃色，具有桐油香味且無(wú)異味，澄清透明，于4 ℃冷藏24 h 后無(wú)β-酮酸結(jié)晶析出，符合桐油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[15]對(duì)1級(jí)桐油的要求。

為了驗(yàn)證6株備選種株的油脂技術(shù)指標(biāo)是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)備選種株桐油樣本的酸價(jià)、碘值和皂化值等重要指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試，以最終確認(rèn)備選種株作為育種材料的適宜性。

2.6.1 酸價(jià)的測(cè)定結(jié)果

油脂酸價(jià)是評(píng)估油脂品質(zhì)的重要指標(biāo)[16]，油脂品質(zhì)與酸價(jià)值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。備選種株的桐油油脂酸價(jià)的測(cè)定結(jié)果如表5所示。由表5可知，各株系該指標(biāo)值之間的差異雖然較大，但均遠(yuǎn)小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)1級(jí)桐油3.00 mg KOH /g的限值，符合1級(jí)桐油的要求。

2.6.2 碘值的測(cè)定結(jié)果

油脂碘值反映不飽和脂肪酸的不飽和度，碘值大表明油脂中不飽和脂肪酸的含量高[17]。備選種株的桐油油脂碘值的測(cè)定結(jié)果如表6所示。由表6可知，各株系該指標(biāo)值之間的差異較小，均遠(yuǎn)高于干性油1.30 g I2/100 g的限值，略低于桐油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的1.63～1.73 g I2/g的指標(biāo)值，但秀油（地理標(biāo)志產(chǎn)品）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[18]中無(wú)此項(xiàng)指標(biāo)要求。重慶桐油中的不飽和脂肪酸含量比普通桐油略低。

2.6.3 皂化值的測(cè)定結(jié)果

皂化值反映了油脂中的脂肪酸組成及甘油含量[19]，皂化值愈高，說(shuō)明脂肪酸分子量愈小，親水性較強(qiáng)，易失去油脂的特性。備選種株的桐油皂化值的測(cè)定結(jié)果如表7所示。由表7可知，各株系該指標(biāo)值之間的差異較大，秀山株系的桐油皂化值符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)190～195 mg KOH /g的要求，開縣、云陽(yáng)株系的較高，而武隆株系的較低。

表5 預(yù)選種株的桐油酸價(jià)值Table 5 Acid values of tung oil in the preselected superiors

表6 預(yù)選種株的桐油碘值Table 6 Iodine value of tung oil in the preselected superiors

表7 預(yù)選種株的桐油皂化值Table 7 Saponification value of tung oil in the preselected superiors

3 結(jié) 論

對(duì)重慶油桐主要產(chǎn)區(qū)野生油桐種質(zhì)資源的調(diào)查收集、優(yōu)株篩選、優(yōu)株經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)測(cè)量分析、備選種株桐油樣本品質(zhì)和油脂重要技術(shù)指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果表明，甄選的6株小米桐優(yōu)株綜合性狀良好，桐油出油量和油脂品質(zhì)均具有較高水平，每個(gè)單株種質(zhì)均具有優(yōu)良特征，在生長(zhǎng)環(huán)境、出油量和油脂應(yīng)用領(lǐng)域等方面互補(bǔ)性強(qiáng)，可確定為品種或品系的育種用材料，通過(guò)扦插繁殖、組織培養(yǎng)、非試管快繁技術(shù)等無(wú)性繁殖方法[4]，結(jié)合雜交、純化等育種措施[20]，可獲得良種并進(jìn)行推廣。由于近年重慶市的油桐資源遭到較為嚴(yán)重的破壞，因此采集并甄選的優(yōu)株主要集中于武隆、開縣、云陽(yáng)和秀山東部區(qū)縣，而在重慶市的其他區(qū)縣（如萬(wàn)州）采集到的結(jié)果數(shù)量較高的野生油桐優(yōu)株較少，考慮到萬(wàn)縣桐油的傳統(tǒng)地位和曾經(jīng)選育出株產(chǎn)桐籽很高的優(yōu)良品種的歷史記錄，故今后應(yīng)作進(jìn)一步的調(diào)查與搜集。在此基礎(chǔ)上，宜進(jìn)一步廣泛、深入地開展調(diào)研與攻關(guān)活動(dòng)，以甄選出更多優(yōu)良品種或品系的育種材料，完善和修復(fù)種質(zhì)資源庫(kù)，為推動(dòng)油桐產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，爭(zhēng)取國(guó)家科研投入和實(shí)現(xiàn)油桐產(chǎn)業(yè)規(guī)模效益打下基礎(chǔ)。

研究選出的6株油桐種株簡(jiǎn)介如下：

“渝桐1號(hào)”：生長(zhǎng)于武隆，結(jié)果數(shù)量720 個(gè)，平均單果質(zhì)量為（25.96±4.33） g，平均果徑為（4.39±0.23） cm，桐籽含油率為（67.62%±1.43%）。在17個(gè)初選優(yōu)株中其桐籽含油率排在第3位、單株出油量排在第6位，在所有采集于武隆的株系中均列第1位。其酸值為（2.08±0.28） mg KOH /g，碘值為（1.55±0.03） g I2/g，皂化值為（155.63±4.78）mg KOH /g。

“渝桐2號(hào)”：生長(zhǎng)于云陽(yáng)，結(jié)果數(shù)量750個(gè)，平均單果質(zhì)量為（37.75±7.73）g，平均果徑為（4.90±0.42） cm，桐籽含油率為（66.39%±1.03%）。在17個(gè)初選優(yōu)株中其桐籽含油率列第7位、單株出油量列第4位，其出油量在3個(gè)云陽(yáng)株系中列第1位，顯著高于桐籽含油率在17個(gè)初選優(yōu)株中列第1位的8號(hào)優(yōu)株。其酸值為（2.18±0.12）mg KOH /g，碘值為（1.55±0.05） g I2/g，皂化值為（208.35±12.41） mg KOH /g。

“渝桐3號(hào)”：生長(zhǎng)于開縣，結(jié)果數(shù)量350個(gè)，平均單果質(zhì)量為（40.54±7.69）g，平均果徑為（4.86±0.26） cm，桐籽含油率為（61.98%±1.28%）。雖然在17個(gè)初選優(yōu)株中其桐籽含油率列第10位，單株出油量列第15位，且略遜于開縣株系的其它優(yōu)株，但其樹高和冠幅緊湊、占地少，掛果率高、果質(zhì)量較重等特征顯著優(yōu)于其它2株。其酸值為（0.90±0.25） mg KOH /g，碘值為（1.51±0.04）g I2/g，皂化值為（236.06±5.25） mg KOH /g。

“渝桐4號(hào)”：生長(zhǎng)于秀山，是所選優(yōu)株中樹型最大的單株，其冠幅達(dá)7 m×8 m，結(jié)果數(shù)量為1 410 個(gè)，列所選17株優(yōu)株的第1位，其平均單果質(zhì)量為（33.72±7.46） g，平均果徑為（4.52±0.22） cm，桐籽含油率為（66.67%±0.65%）。在最終所選6株優(yōu)株中其桐籽含油率列第6位、單株出油量列第1位。其酸值為（0.61±0.01）mg KOH /g，碘值為（1.48±0.05） g I2/g，皂化值為（195.09±5.52） mg KOH /g。

“渝桐5號(hào)”：生長(zhǎng)于秀山，其樹形緊湊呈傘狀，密植的可能性顯著優(yōu)于107號(hào)，結(jié)果數(shù)量1 089個(gè)，平均單果質(zhì)量為（60.92±11.38） g，在終選6株優(yōu)株中列第1位，平均果徑為（5.33±0.33） cm，桐籽含油率為（58.83%±0.69%）。其桐籽含油率在17株優(yōu)株中列第13位、單株出油量列第2位。其酸值為（0.82±0.12） mg KOH /g，其碘值為（1.51±0.09）g I2/ g，皂化值為（190.15±4.96） mg KOH /g。

“渝桐6號(hào)”：生長(zhǎng)于秀山，其結(jié)果數(shù)量為1 210個(gè)，列所選優(yōu)株第2位，其平均單果質(zhì)量為（21.91±5.75） g，平均果徑為（3.84±0.34）cm，桐籽含油率為（56.98%±1.32%）。在17株初選優(yōu)株中其桐籽含油率列第15位、單株產(chǎn)油量列第8位，經(jīng)濟(jì)性狀在所選優(yōu)株和秀山株系中均不占優(yōu)勢(shì)，但其結(jié)果數(shù)量多，且在所選優(yōu)株中其樹齡最短，在秀山株系中樹型最為緊湊。此株可選為有潛力的備選種株。

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