不同類型亞麻種質(zhì)資源脂肪酸組分相關(guān)及變異特點(diǎn)分析

謝冬微，趙德寶，楊學(xué)，路穎，戴志剛，粟建光*

(1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，哈爾濱150086;2.中國農(nóng)業(yè)麻類科學(xué)院麻類研究所，長(zhǎng)沙410205)

亞麻 (Linum usitatissiumu L.)屬于亞麻科 (Linaceae)亞麻屬 (Linum)。它是世界上最古老的纖維作物之一，據(jù)考古發(fā)現(xiàn)，新石器時(shí)代瑞士“湖濱居地”遺址的木屋里發(fā)現(xiàn)了炭化的亞麻種子。16世紀(jì)，在《方土記》一書中曾這樣記載，“亞麻籽可榨油，油色青綠，入蔬香美”，這說明很早以前人們就將亞麻作為油料作物[1]。亞麻作為重要的經(jīng)濟(jì)作物被人們廣泛種植。亞麻籽油中含有多種脂肪酸包括棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸及亞麻酸等，其中α－亞麻酸的含量可以達(dá)到40% ～60%[2－3]。近些年亞麻油作為一種功能性保健食品備受青睞，因其包含著人體所必須的脂肪酸，對(duì)人體健康起著決定性的作用。其中α－亞麻酸有降血脂、調(diào)節(jié)膽固醇代謝、降血壓、抗血栓及預(yù)防癌變等作用[4－5]。也有學(xué)者研究表明，亞麻籽油可以有效改善豬[6]、雞[7]的生產(chǎn)性能與品質(zhì)，并促進(jìn)魚類的生長(zhǎng)[8]。因此，深入研究亞麻油份含量及脂肪酸組分具有十分重要的意義。

關(guān)于亞麻種質(zhì)資源的油分含量、脂肪酸組成及其變異情況國內(nèi)外已有部分報(bào)道，Bickert[9]等(1994)對(duì)不同亞麻屬植物、亞麻的栽培種和突變體的種子脂肪酸組成及甘油三酯含量進(jìn)行了分析，結(jié)果表明亞麻酸含量在不同試驗(yàn)材料間的變異幅度為30.7% ～67.5%。周亞東[10]等(2010)對(duì)亞麻種子脂肪酸含量及組分的研究表明，油分與亞麻酸、棕櫚酸呈極顯著正相關(guān);與硬脂酸、亞油酸呈極顯著負(fù)相關(guān);與油酸相關(guān)性不顯著。亞麻籽脂肪酸組分均有一定變異，其中硬脂酸含量變異最大為30.82%，亞麻酸含量變化差異最小為11.07%。而趙利[11]等 (2006)對(duì)胡麻種子脂肪酸含量及組分的結(jié)果為油分與亞油酸極顯著正相關(guān);與硬脂酸極顯著負(fù)相關(guān);但與其他脂肪酸均未達(dá)到顯著水平。Naqvi[12]等 (1987)針對(duì)10個(gè)印度本土亞麻品種的籽粒脂肪酸含量的研究結(jié)果為油分與硬脂酸、油酸呈顯著性負(fù)相關(guān)，但與亞麻酸呈極顯著正相關(guān)。

上述報(bào)道隨試驗(yàn)材料、種植地點(diǎn)以及材料數(shù)量的不同結(jié)果有所差異，且選材帶有一定的區(qū)域局限性，缺少在全國范圍內(nèi)與國外品種的比較。對(duì)脂肪酸組分變異的特點(diǎn)及油纖兼用型材料涉及較少。本研究以國內(nèi)外具有代表性的237份油用、纖用亞麻材料為研究對(duì)象，分析了不同來源、不同類型及不同品種間的油份及脂肪酸組分的差異、相關(guān)及變異情況，并篩選出油用、纖用的高油及高α－亞麻酸的特異種質(zhì)資源，為配置雜交組合提供親本，為目標(biāo)基因研究提供材料，并為培育纖維品質(zhì)好、油分含量高、脂肪酸組分配比合理的亞麻新品種提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2014年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)田 (糖業(yè)研究所)種植不同類型亞麻材料237份，按其用途分:纖用亞麻材料209份，油用材料28份。按其來源分:國內(nèi)材料167份，國外材料70份。每份材料按行種植，3次重復(fù)，行長(zhǎng)2 m，行距20 cm，條播。管理同大田。收獲后，隨機(jī)抽取有代表性的種子50 g供分析用。

1.2 試驗(yàn)方法

亞麻籽油份及脂肪酸組分含量的測(cè)定采用DA7200型近紅外品質(zhì)分析儀。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用EXCEL及DPSv7.05軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同類型亞麻種質(zhì)資源脂肪酸組分變異情況

237份亞麻種質(zhì)資源油份含量的平均值為39.02%，含油量最高的為引自加拿大的油用材料CN114040，含量為45.66%;含油量最低的為黑龍江省的纖用材料Po3007－2，含量為34.5%。變異系數(shù)為4.22%，說明油份含量在各種質(zhì)資源間變化不大比較穩(wěn)定。在本研究的5種脂肪酸中不飽和脂肪酸的情況為:油酸含量最高的為黑龍江省纖用材料yk0520－28，含量為29.07%;含量最低的為河北省油用材料QS11，含量為10.46%。亞油酸含量最高的為黑龍江省纖用材料35H03112，含量為25.44%;含量最低的為波蘭油用材料Kreola，含量為4.38%。亞麻酸含量最高的加拿大油用材料CN11379，含量為57.38%;含量最低的為黑龍江纖用材料7號(hào)－1，含量為27.96%。并且除亞麻酸的變異系數(shù) (9.94%)較小外，其余四種棕櫚酸、硬脂酸、油酸及亞油酸的變異系數(shù)均較大，其中棕櫚酸的變異系數(shù)最大為26.79%。五種脂肪酸的變異系數(shù)基本均在10%以上，說明本研究利用的試驗(yàn)材料具有很豐富的遺傳背景。

表1 不同類型亞麻種質(zhì)資源脂肪酸組分含量及變異情況Tab.1 Variation and content of fatty acid in different types of flax germplasm resources

2.2 亞麻脂肪酸組分間的相關(guān)分析

通過對(duì)亞麻籽中油分含量及脂肪酸組分間的相關(guān)研究，可以明確油份含量及不同組分間的相關(guān)關(guān)系，為進(jìn)一步的高油及高多不飽和脂肪酸品種的選育提供科學(xué)依據(jù)。本研究利用DPS軟件對(duì)參試材料的各性狀進(jìn)行了相關(guān)分析 (見表2)，結(jié)果表明:油分含量與油酸、亞油酸呈極顯著負(fù)相關(guān)，而與亞麻酸呈極顯著正相關(guān);棕櫚酸含量與硬脂酸、油酸呈極顯著負(fù)相關(guān)，而與亞麻酸呈極顯著正相關(guān);硬脂酸含量與油酸呈極顯著正相關(guān)，而與亞麻酸呈極顯著負(fù)相關(guān);油酸含量與亞油酸、亞麻酸呈極顯著負(fù)相關(guān)。本研究結(jié)果與周亞東[10]、趙利[13]等的研究結(jié)果基本一致，由以上結(jié)果可見當(dāng)亞麻籽中油份含量高時(shí)其亞麻酸的含量也相對(duì)較高，說明對(duì)于育種家而言篩選高油的亞麻品種的同時(shí)也對(duì)高亞麻酸品種進(jìn)行了篩選。而油酸含量高時(shí)其亞油酸和亞麻酸的含量就相對(duì)較低，這可能意味著三種不飽和脂肪酸之間存在著此消彼長(zhǎng)的平衡關(guān)系，即油酸脫氫后會(huì)產(chǎn)生亞油酸或者亞麻酸。

表2 油份及不同脂肪酸組分間的相關(guān)性分析Tab.2 The correlation among six quality traits

2.3 不同來源亞麻種質(zhì)資源脂肪酸組成分析

根據(jù)本研究材料的不同來源可將其分為兩大類即:國內(nèi)資源和國外資源，而按其類型又可以進(jìn)一步分為纖用材料和油用材料兩類，各類型亞麻資源的油份和脂肪酸組成的具體信息如表3所示。由結(jié)果可知，參試材料的油份和亞麻酸含量平均值均表現(xiàn)為國外纖用＞國內(nèi)纖用、國外油用＞國內(nèi)油用，可見國外引進(jìn)材料的油分和高不飽和脂肪酸的含量與國內(nèi)資源相比較高，對(duì)于育種家而言在培育高油及高亞麻酸品種時(shí)，可以考慮多引進(jìn)國外優(yōu)異資源進(jìn)行雜交組合配置。但以上結(jié)果僅是從平均值的角度分析得到的結(jié)論，本研究的參試材料中部分國內(nèi)資源的油份和脂肪酸組分也表現(xiàn)十分優(yōu)異 (見表5)。

表3 不同來源脂肪酸含量組成Tab.3 Comparison of fatty acid in flax varieties from different sources

2.4 高油及高亞麻酸亞麻種質(zhì)資源的分布情況

參照趙利[14]等對(duì)亞麻優(yōu)異種質(zhì)資源油份及脂肪酸含量的評(píng)價(jià)指標(biāo)及結(jié)合本研究的實(shí)際情況，我們將油分含量大于40%的劃為中高油分材料，將大于42%的劃為高油份材料;α－亞麻酸含量大于50%的劃為中高亞麻酸材料，而大于55%的劃為高亞麻酸材料，依據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本研究的237份亞麻種質(zhì)資源材料進(jìn)行優(yōu)異種質(zhì)資源的劃分及篩選 (見表4、表5)。結(jié)果篩選出中高油材料52份、中高亞麻酸材料6份、高油材料12份及高亞麻酸材料2份。高油及高亞麻酸的亞麻材料作為特異優(yōu)質(zhì)材料被篩選出來，其中油用材料7份 (國外材料5份，國內(nèi)2份)，纖用材料5份 (國外材料1份，國內(nèi)材料4份)。由以上結(jié)果可知，以上被篩選出的優(yōu)質(zhì)材料都具有高油分或高亞麻酸的性狀，為了有針對(duì)性地進(jìn)行亞麻油分及脂肪酸組分改良，擴(kuò)大遺傳基礎(chǔ)，這些優(yōu)良性狀對(duì)資源創(chuàng)新和育種是非常有利的，可推薦作為品質(zhì)育種或品質(zhì)改良的親本供育種研究利用。特別要強(qiáng)調(diào)的就是5份纖用材料，其中4份來自于黑龍江，這為黑龍江省發(fā)展高纖高油兼用型亞麻品種的培育奠定了良好的基礎(chǔ)。

表4 高油及高α－亞麻酸優(yōu)異種質(zhì)資源總體情況Tab.4 The characters of high－grade flax germplasm as to oil and α －Linolenic acid

3 討論與結(jié)論

育種經(jīng)驗(yàn)表明，雜交親本的選配是育種的前提，優(yōu)質(zhì)資源材料是定向育種的物質(zhì)基礎(chǔ)，要進(jìn)行品種改良首先必須要有比較合適的特異材料作為供體，了解親本的差異性是提高育種效率的基礎(chǔ)[15]。因此，明確材料的脂肪酸組分的遺傳變異規(guī)律、分布情況以及脂肪酸各組分的相關(guān)性對(duì)于品種選育具有重要意義。關(guān)于亞麻籽油脂脂肪酸各組分相關(guān)性及遺傳變異規(guī)律的分析國內(nèi)外研究學(xué)者已有部分報(bào)道:2006年，趙利[11]等對(duì)胡麻種子脂肪酸含量及組分的研究結(jié)果為油分與亞油酸極顯著正相關(guān);與硬脂酸極顯著負(fù)相關(guān);但與其他脂肪酸的相關(guān)性均未達(dá)到顯著水平。且該作者在2008年的研究結(jié)果表明，硬脂酸與粗脂肪含量、油酸、亞油酸和亞麻酸含量之間均呈極顯著相關(guān)，油酸與粗脂肪含量、亞油酸和亞麻酸含量之間呈極顯著負(fù)相關(guān)，粗脂肪含量與亞油酸含量呈極顯著正相關(guān)[13]。而周亞東[10]等對(duì)亞麻種子脂肪酸含量及組分的研究表明，亞麻酸與其他四種脂肪酸都呈負(fù)相關(guān)性，其中與硬脂酸、油酸達(dá)到極顯著負(fù)相關(guān)，亞油酸與棕櫚酸、油酸呈負(fù)相關(guān)，其中與油酸達(dá)到顯著性負(fù)相關(guān)，與硬脂酸達(dá)到顯著性正相關(guān)，油酸與硬脂酸之間達(dá)到顯著性正相關(guān)。亞麻籽脂肪酸組分均有一定變異，其中硬脂酸含量變異最大為30.82%，亞麻酸含量變化差異最小為11.07%。Naqvi[12]等針對(duì)10個(gè)印度本土亞麻品種的籽粒脂肪酸含量的研究結(jié)果為油分與硬脂酸、油酸呈顯著性負(fù)相關(guān)，但與亞麻酸呈極顯著正相關(guān)。本研究通過對(duì)國內(nèi)外237份亞麻材料的油份及脂肪酸含量進(jìn)行分析，得到五種脂肪酸的變異系數(shù)均較大，這與Bickert[9]、周亞東[10]等得到的五種脂肪酸變異系數(shù)均大于10%的結(jié)論相一致。且本研究中油份含量與亞麻酸含量呈極顯著正相關(guān)，油酸含量與亞油酸、亞麻酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，此結(jié)論與周亞東[10]，趙利[13]等的結(jié)果基本一致。而根據(jù)材料的不同來源劃分，呈現(xiàn)出國外材料油份及亞麻酸含量總體高于國內(nèi)材料的趨勢(shì)，但本研究共篩選出12份優(yōu)異種質(zhì)資源材料中有6份來自于國內(nèi)，這說明雖然總體上國外材料在油份及亞麻酸含量上占有優(yōu)勢(shì)，但國內(nèi)仍有非常優(yōu)異的種質(zhì)資源等待挖掘，同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)篩選的優(yōu)異材料中有5份為高油高纖材料，這為今后培育高油高纖兼用型亞麻新品種奠定了良好的基礎(chǔ)。

表5 篩選出的特異種質(zhì)資源具體信息Tab.5 The detail information of special germplasm resources

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