燕山山脈不同居群豆茶決明的種子形態(tài)及營養(yǎng)成分比較

魏賢星， ?！⌒?， 杜一鳴， 徐興友

(河北科技師范學(xué)院生命科技學(xué)院， 河北 秦皇島 066000)

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燕山山脈不同居群豆茶決明的種子形態(tài)及營養(yǎng)成分比較

魏賢星， 常旭， 杜一鳴， 徐興友①

(河北科技師范學(xué)院生命科技學(xué)院， 河北 秦皇島 066000)

豆茶決明; 居群; 種子; 形態(tài)特征; 營養(yǎng)成分

豆茶決明〔Cassianomame(Sieb.) Kitag.〕為云實(shí)科(Caesalpiniaceae)決明屬(CassiaLinn.)一年生草本植物[1]，其地上部分及種子可入藥，主治水腫、腎炎、慢性便秘、咳嗽和痰多等，并具有驅(qū)蟲、健胃之功效，也可代茶飲用[2]，在藥理和保健方面具有多重功效，是極具開發(fā)潛力的野生植物資源。目前僅燕山山脈的河北省青龍滿族自治縣每年就有近1 000 t的豆茶決明全草出口，而且燕山山脈民間還有用豆茶決明種子做醬的習(xí)慣，致使豆茶決明野生資源面臨枯竭的境地。目前，對(duì)豆茶決明的研究還非常有限，尤其在資源調(diào)查、引種、栽培和開發(fā)等方面。

作為種子植物的繁殖器官，種子經(jīng)過自然選擇和人工選擇，其形態(tài)構(gòu)造會(huì)發(fā)生一定的分化，形成形態(tài)多樣的種子[3]；長期的地理和氣候差異也會(huì)導(dǎo)致同種植物不同居群間的種子性狀產(chǎn)生差異。因此，為探明燕山山脈分布的豆茶決明種子特性的變異狀況，比較種子形態(tài)及其成分的差異，作者對(duì)來源于燕山山脈5個(gè)豆茶決明居群的種子形態(tài)特征及主要營養(yǎng)成分進(jìn)行了比較和分析，以期為豆茶決明的人工栽培和優(yōu)良品種選育提供基礎(chǔ)研究資料。

1　材料和方法

1.1材料

供試豆茶決明種子于2013年10月底分別采自位于河北省的秦皇島市青龍縣界嶺(東經(jīng)119°15′11″、北緯40°11′01″，海拔345 m)、承德市寬城縣黃崖子(東經(jīng)118°27′37″、北緯40°33′54″， 海拔350 m)、 承德市興隆縣三道梁子(東經(jīng)118°09′29″、北緯40°33′46″，海拔245 m)、唐山市遷西縣東荒峪(東經(jīng)118°25′43″、北緯40°11′52″，海拔122 m)和唐山市遵化市小廠(東經(jīng)118°08′19″、 北緯40°14′33″， 海拔181 m)的5個(gè)居群，居群面積均為5 m×5 m。隨機(jī)取樣，混合后置于室溫條件下自然風(fēng)干，保存、待用。

于2014年5月將各居群的豆茶決明種子用冷水浸泡過夜，播種于河北科技師范學(xué)院生命科技試驗(yàn)站，株距6.65 cm、行距27.60 cm，各居群播種面積均為4.58 m2；種植過程中僅適當(dāng)澆水和除草。于2014年10月豆莢呈棕褐色時(shí)隨機(jī)采收種子，置于室溫條件下自然風(fēng)干，待用。

1.2方法

1.2.1形態(tài)指標(biāo)、百粒質(zhì)量和含水量測(cè)定從各居群中分別選取完整飽滿的種子30粒，以種子的最長邊、最寬邊和中間厚度作為其長度、寬度和厚度，分別用精度0.01 mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量每粒種子的長度、寬度和厚度，各重復(fù)3次。從各居群中選取完整飽滿的種子100粒，采用電子天平稱取百粒質(zhì)量，重復(fù)3次。種子在105 ℃條件下烘干至恒質(zhì)量，測(cè)定其含水量[4]。

1.2.2主要營養(yǎng)成分及礦質(zhì)元素含量測(cè)定將各居群種子分別置于105 ℃烘干并粉碎；采用考馬斯亮藍(lán)法[5]81-83測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量；采用蒽酮比色法[5]128-129測(cè)定可溶性糖含量；采用殘余法[5]131-132測(cè)定粗脂肪含量。

分別取各居群種子約5 g，105 ℃烘干并粉粹。準(zhǔn)確稱取4.5 g粉末，加入30 mL消化液〔V(HNO3)∶V(HClO4)=4∶1〕，消解至無色透明或淡黃色，冷卻后用蒸餾水定容至50 mL，并依據(jù)測(cè)定元素適當(dāng)稀釋后，采用GB/T 14609—2008的火焰原子吸收法測(cè)定Fe、Mn、Cu、Zn、Ca和Mg含量。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析

采用EXCEL 2007數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2　結(jié)果和分析

2.1不同居群豆茶決明種子形態(tài)特征的比較

不同居群豆茶決明種子的基本特征見表1。結(jié)果表明：5個(gè)豆茶決明居群的種子長度變幅為3.36～3.50 mm、寬度變幅為2.46～2.61 mm， P1居群(秦皇島青龍)種子最長、P3居群(承德興隆)種子最寬，P4居群(唐山遷西)種子長度和寬度均最??；各居群種子厚度的變幅為1.18～1.28 mm，P4居群種子厚度最大(1.28 mm)、P5居群(唐山遵化)種子厚度最小(1.18 mm)，各居群種子厚度平均值為1.22 mm。差異顯著性分析結(jié)果表明：5個(gè)居群間種子長度無顯著差異(P>0.05)；種子寬度僅在P3居群與P4居群和P5居群間有顯著差異(P<0.05)，在其他居群間均無顯著差異；種子厚度在P4居群與P1

居群編號(hào)2)No.ofpopulation2)長度/mmLength寬度/mmWidth厚度/mmThickness寬/長比Width/lengthratio百粒質(zhì)量/gHundred-grainweight含水量/%WatercontentP13.50±0.19Aa2.56±0.18Aab1.21±0.05Bbc0.73±0.07Aab1.13±0.06Aa5.00±0.31AaP23.41±0.22Aa2.58±0.40Aab1.20±0.09Bbc0.76±0.08Aab1.02±0.01Bb4.82±0.29AaP33.40±0.20Aa2.61±0.25Aa1.23±0.11ABab0.77±0.06Aa0.92±0.03CDc5.11±0.35AaP43.36±0.34Aa2.46±0.18Ab1.28±0.10Aa0.74±0.09Aab0.86±0.02Dd4.94±0.07AaP53.47±0.27Aa2.49±0.21Ab1.18±0.10Bc0.72±0.08Ab0.93±0.02Cc5.28±0.49Aa

1)同列中不同的大寫和小寫字母分別表示差異極顯著(P<0.01)和顯著(P<0.05) Different capitals and small letters in the same column indicate the extremely significant (P<0.01) and significant (P<0.05) differences， respectively.

2)P1: 秦皇島青龍Qinglong of Qinhuangdao; P2: 承德寬城Kuancheng of Chengde; P3: 承德興隆 Xinglong of Chengde; P4: 唐山遷西Qianxi of Tangshan; P5: 唐山遵化Zunhua of Tangshan.

居群、P2居群(承德寬城)和P5居群間有極顯著差異(P<0.01)；種子的寬/長比僅在P3居群與P5居群唐山間有顯著差異。

豆茶決明種子的百粒質(zhì)量在不同居群間存在較大差異，其中，種子百粒質(zhì)量最大的是P1居群(1.13 g)、最小的是P4居群(0.86 g)；種子百粒質(zhì)量?jī)H在P3居群與P5居群間無顯著差異，在其他居群間均有極顯著差異。此外，各居群間的種子含水量均無顯著差異,變幅為4.82%～5.28%。

2.2不同居群豆茶決明種子主要營養(yǎng)成分和礦質(zhì)元素含量的比較

5個(gè)豆茶決明居群種子中主要營養(yǎng)成分的含量見表2，種子中部分礦質(zhì)元素的含量見表3。

由表2可見：種子中可溶性蛋白質(zhì)含量以P5居群最高(24.03 mg·g-1)、P4居群最低(21.52 mg·g-1)，前者是后者的1.12倍；種子中可溶性糖含量以P2居群最高(49.79 mg·g-1)、P4居群最低(29.98 mg·g-1)，前者是后者的1.66倍；種子中粗脂肪含量以P3居群最高(55.58 mg·g-1)、P2居群最低(30.08 mg·g-1)，前者是后者的1.85倍。差異顯著性分析結(jié)果表明：種子中可溶性蛋白質(zhì)含量在5個(gè)居群間均無顯著差異；種子中可溶性糖含量在P1居群與P2居群間有顯著差異，在其他各居群間均有極顯著差異；種子中粗脂肪含量在P1居群、P4居群和P5 居群間無顯著差異，在P2居群與P3居群間有極顯著差異。

居群編號(hào)2)No.ofpopulation2)含量/mg·g-1 Content可溶性蛋白質(zhì)Solubleprotein可溶性糖Solublesugar粗脂肪CrudefatP122.58±3.43Aa48.44±0.84Ab40.80±0.39BbP223.05±1.47Aa49.79±0.96Aa30.08±0.69CcP322.20±3.45Aa34.77±0.77Cd55.58±0.72AaP421.52±3.04Aa29.98±0.25De41.11±0.91BbP524.03±0.14Aa46.03±0.42Bc40.37±0.88Bb

1)同列中不同的大寫和小寫字母分別表示差異極顯著(P<0.01)和顯著(P<0.05) Different capitals and small letters in the same column indicatetheextremelysignificant(P<0.01)andsignificant (P<0.05) differences， respectively.

2)P1: 秦皇島青龍Qinglong of Qinhuangdao; P2: 承德寬城Kuancheng of Chengde; P3: 承德興隆Xinglong of Chengde; P4: 唐山遷西Qianxi of Tangshan; P5: 唐山遵化Zunhua of Tangshan.

居群編號(hào)2)No.ofpopulation2)礦質(zhì)元素含量 ContentofmineralelementsFe/μg·g-1Mn/μg·g-1Cu/μg·g-1Zn/μg·g-1Ca/mg·g-1Mg/mg·g-1P167.35±4.94Aa13.35±0.11ABb10.71±0.29Cd42.22±2.87Bc8.30±0.14Ac4.94±0.12AbcP253.95±0.42Bb12.92±0.06Bb13.63±0.12Aa52.82±0.47Aa8.43±0.70Abc5.37±0.24AaP349.96±0.12Bb14.15±0.02Aa11.74±0.06Bc49.22±0.18Aab6.78±0.30Bd4.88±0.06AbcP449.39±1.23Bb10.50±0.50Cc12.61±0.35Bb47.94±0.37Ab9.37±0.00Aab5.21±0.00AabP554.86±0.38Bb12.85±0.14Bb10.61±0.14Cd50.85±1.09Aab9.42±0.30Aa4.87±0.07Ac

1)同列中不同的大寫和小寫字母分別表示差異極顯著(P<0.01)和顯著(P<0.05) Different capitals and small letters in the same column indicatetheextremelysignificant(P<0.01)andsignificant (P<0.05) differences， respectively.

2)P1: 秦皇島青龍Qinglong of Qinhuangdao; P2: 承德寬城Kuancheng of Chengde; P3: 承德興隆Xinglong of Chengde; P4: 唐山遷西Qianxi of Tangshan; P5: 唐山遵化Zunhua of Tangshan.

由表3可見：5個(gè)居群種子中Fe、Mn、Cu、Zn、Ca和Mg含量差異較大。其中，P1居群的Fe含量最高(67.35 μg·g-1)、Zn含量最低(42.22 μg·g-1)，且與其他居群間均有極顯著差異，而另4個(gè)居群間的Fe和Zn含量總體上無顯著差異；Mn含量以P3居群最高(14.15 μg·g-1)、 P4居群最低(10.50 μg·g-1)，且與其他居群間均有極顯著差異；P2居群的Cu含量(13.63 μg·g-1)極顯著高于其他居群，而P1和P5居群的Cu含量(分別為10.17和10.61 μg·g-1)極顯著低于其他居群；Ca含量以P3居群最低(6.78 mg·g-1)，且與其他居群間有極顯著差異；Mg含量以P2居群和P4居群較高(分別為5.37和5.21 mg·g-1)，而另3個(gè)居群間Mg含量無顯著差異。此外，各居群的礦質(zhì)元素總量也有差異，其中，礦質(zhì)元素總量最高的是P4居群、最低的是P3居群。

3　討論和結(jié)論

上述測(cè)定結(jié)果表明：來源于不同居群豆茶決明種子的百粒質(zhì)量為0.86 g～1.13 g、長度為3.36～3.50 mm、寬度為2.46～2.61 mm，屬小型種子。種子形態(tài)不僅決定其擴(kuò)散能力，也影響種子的萌發(fā)和幼苗定植，在分類和遺傳上也具有重要價(jià)值[6]；遺傳和環(huán)境因素導(dǎo)致種子形態(tài)特征存在差異，而這種差異也可在種子品質(zhì)上有所反映。

不同居群豆茶決明種子中的可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和粗脂肪含量均較高，但各居群間的可溶性蛋白質(zhì)含量無顯著差異，而各居群間的可溶性糖含量則有顯著差異；秦皇島青龍、唐山遷西和唐山遵化3個(gè)居群間的粗脂肪含量無顯著差異，而承德寬城和承德興隆居群與前3個(gè)居群間的粗脂肪含量有極顯著差異。海拔和經(jīng)緯度差異構(gòu)成不同的水、光、熱梯度[7]，供試豆茶決明各居群的產(chǎn)地經(jīng)緯度相差不大，但海拔高度明顯不同，對(duì)種子的形態(tài)及成分均有一定影響。承德興隆居群的海拔為245 m，其種子中主要營養(yǎng)成分的總含量最多，而礦質(zhì)元素總含量最少；唐山遷西居群的海拔為122 m，其種子中主要營養(yǎng)成分的總含量最少，而礦質(zhì)元素總含量最多。說明豆茶決明種子中各營養(yǎng)成分含量與產(chǎn)地海拔并無直接對(duì)應(yīng)的變化規(guī)律，種子的形態(tài)建成和營養(yǎng)成分積累受多因素綜合影響。

豆茶決明種子中粗脂肪含量較高，其中承德興隆居群種子中粗脂肪含量達(dá)到55.58 mg·g-1，是一種極具開發(fā)價(jià)值的新型油料植物。豆茶決明種子中富含生物體所必需的礦質(zhì)元素Fe、Mn、Cu、Zn、Ca和Mg等，其中唐山遷西居群的種子中礦質(zhì)元素總含量最高，尤其是Ca和Mg含量較高，有較高的營養(yǎng)和保健價(jià)值。因而，可對(duì)不同產(chǎn)地的豆茶決明種子進(jìn)行毒理學(xué)和藥理學(xué)研究，進(jìn)一步明確其食用及藥用功效。

[1]河北植物志編輯委員會(huì). 河北植物志: 第一卷[M]. 石家莊: 河北科學(xué)技術(shù)出版社, 1986: 693-696.

[2]趙東利, 李東霞, 王仁軍. 豆茶決明(Cassianomame)的核型分析[J]. 內(nèi)蒙古師大學(xué)報(bào): 自然科學(xué)漢文版, 1998, 27(4): 310-312.

[3]唐曉倩, 劉廣全, 王華田, 等. 6種落葉櫟類種子形態(tài)特征和營養(yǎng)含量之差異[J]. 國際沙棘研究與開發(fā), 2013, 11(1): 21-27.

[4]李淑嫻, 高瑩瑩, 李運(yùn)紅, 等. 種子含水量的測(cè)定方法及展望[J]. 種子, 2010, 29(10): 57-59, 61.

[5]劉永軍, 郭守華, 楊曉玲. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)科技出版社, 2002.

[6]武高林, 杜國禎. 植物種子大小與幼苗生長策略研究進(jìn)展[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2008, 19(1): 191-197.

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(責(zé)任編輯: 郭嚴(yán)冬)

Comparison on morphology and nutrient composition in seeds ofCassianomamefrom different populations in Yanshan Mountains

WEI Xianxing， CHANG Xu， DU Yiming， XU Xingyou①

(College of Life Science and Technology, Hebei Normal University of Science and Technology, Qinhuangdao 066000, China),J.PlantResour. &Environ., 2016, 25(1): 108-110

Morphological characteristics, main nutrient composition and part of mineral element contents in seeds ofCassianomame(Sieb.) Kitag. from five populations in Yanshan Mountains were analyzed. The results show that length, width and thickness of seeds from different populations ofC.nomameare 3.36-3.50 mm, 2.46-2.61 mm and 1.18-1.28 mm, respectively. Hundred-grain mass is 0.86-1.13 g, water content is 4.82%-5.28%. The contents of soluble sugar, soluble protein and crude fat are 29.98-49.79 mg·g-1, 21.52-24.03 mg·g-1and 30.08-55.58 mg·g-1, respectively. The contents of Fe, Mn, Cu, Zn, Ca and Mg is 49.39-67.35 μg·g-1, 10.50-14.15 μg·g-1, 10.61-13.63 μg·g-1, 42.22-52.82 μg·g-1, 6.78-9.42 mg·g-1and 4.87-5.37 mg·g-1, respectively. In general, there is no significant difference in length, width, water content and soluble protein content in seeds from different populations, while there is significant difference in thickness, hundred-grain mass, soluble sugar content, crude fat content and mineral element (including Fe, Mn, Cu, Zn, Ca and Mg) contents in seeds.

Cassianomame(Sieb.) Kitag.; population; seed; morphological characteristics; nutrient composition

10.3969/j.issn.1674-7895.2016.01.15

2015-05-16

國家科學(xué)技術(shù)部科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目資助(2008FY110400-3-1-1)

魏賢星(1988—)，男，江西九江人，碩士研究生，主要從事野生植物保護(hù)與利用方面的工作。

Q949.751.9; Q946.91

A

1674-7895(2016)01-0108-03