不同品質(zhì)類型花生籽仁脂肪酸積累規(guī)律研究

張佳蕾，顧學(xué)花，楊傳婷，郭 峰，李向東，萬書波*

(1. 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究中心/山東省作物遺傳改良與生態(tài)生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250100； 2. 山東英才學(xué)院，山東 濟(jì)南 250104； 3. 沂水縣農(nóng)業(yè)局，山東 臨沂 276400； 4. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 泰安 271018)

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不同品質(zhì)類型花生籽仁脂肪酸積累規(guī)律研究

張佳蕾1，顧學(xué)花2，楊傳婷3，郭 峰1，李向東4*，萬書波1*

(1. 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究中心/山東省作物遺傳改良與生態(tài)生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250100； 2. 山東英才學(xué)院，山東 濟(jì)南 250104； 3. 沂水縣農(nóng)業(yè)局，山東 臨沂 276400； 4. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 泰安 271018)

以高蛋白品系KB008、高脂肪品種花17和高油酸/亞油酸品種農(nóng)大818為材料對(duì)花生籽仁發(fā)育過程中脂肪酸積累規(guī)律進(jìn)行研究。結(jié)果顯示，在花生籽仁發(fā)育過程中，籽仁中脂肪的積累速度呈先快后慢的趨勢。油酸亞油酸比值(O/L)受遺傳因素影響較大，收獲期O/L值以農(nóng)大818最高，KB008最低，差異顯著。不同品種成熟期的脂肪酸組分相對(duì)含量存在差異，高蛋白品種成熟期亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸和山崳酸相對(duì)含量顯著高于高脂肪和高O/L值品種，而其油酸和二十四烷酸相對(duì)含量明顯低于后兩者。高脂肪品種和高O/L值品種成熟期脂肪酸組分相對(duì)含量差異不明顯。

花生；品質(zhì)類型；脂肪酸；積累規(guī)律

花生是我國主要油料作物，在國家食用油脂供應(yīng)、食品加工、出口創(chuàng)匯和農(nóng)民增收中占有重要地位[1]。花生品質(zhì)的好壞主要取決于品種，不同類型間和同一類型不同品種間以及同一品種不同成熟度的籽仁，其品質(zhì)均存在顯著差異[2]。榨油一直是我國花生最主要的用途，其總產(chǎn)的近60%用于榨油，花生油年消費(fèi)量在2700 kt左右[3-5]。

脂肪酸的組成對(duì)花生籽粒的營養(yǎng)品質(zhì)和加工特性都有著非常重要的影響，是油料品質(zhì)評(píng)價(jià)中的重要指標(biāo)。目前對(duì)于花生籽仁中脂肪酸組分的研究相對(duì)較多，但對(duì)不同品質(zhì)類型花生籽仁脂肪酸積累規(guī)律的研究鮮見報(bào)道。本試驗(yàn)探討了不同品質(zhì)類型花生籽仁發(fā)育過程中脂肪酸的積累規(guī)律，旨在為花生的合理選擇品種、適時(shí)收獲和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2013年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)實(shí)驗(yàn)站高產(chǎn)田進(jìn)行，0～20 cm土壤肥力狀況：有機(jī)質(zhì)15.4 g/kg、堿解氮61.8 mg/kg、速效磷(P2O5)43.7 mg/kg、速效鉀(K2O)76.8 mg/kg。選用高蛋白品系、高脂肪品種和高油酸/亞油酸品種，分別為KB008、花17(H17)和農(nóng)大818(ND818)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次。小區(qū)面積2 m×10 m，每小區(qū)播種6行，行距30 cm，穴距20 cm，每穴2粒，種植密度為15萬穴/hm2。播種前每小區(qū)施尿素1 kg，過磷酸鈣2 kg，按一般高產(chǎn)田進(jìn)行田間管理。5月10日播種，9月10日收獲。在果針大量形成期(7月5日左右)，掛牌標(biāo)記長約2 cm、靠近地面著生在第一對(duì)側(cè)枝的果針，每個(gè)重復(fù)標(biāo)記200個(gè)果針。分別于果針入土21d、28d、35d、42d、49d、56d和63d采集標(biāo)記植株的莢果后風(fēng)干，籽仁磨粉后供脂肪酸組分測試用。

1.2 測定方法

脂肪酸組分測定采用氣相色譜分析方法。稱取0.2g籽仁粉末加入2 mL乙醚：石油醚(1∶1)混合液提取過夜，加0.4 mol/L KOH-甲醇溶液1 mL和蒸餾水4 mL，搖勻后靜置1～2 h，取上清液放入加有無水硫酸鈉的小離心管中。

使用島津GC-2010氣相色譜儀(Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan)，色譜柱DB-FFAP，長度30.0 m，內(nèi)徑0.25 mm，薄膜厚度0.25 μm。載氣為N2，測定時(shí)氫氣流量40 mL/min，空氣流量400 mL/min，尾吹氣為氮?dú)?空氣，尾吹氣流量30 mL/min，F(xiàn)ID檢測器，柱溫190 ℃保留3 min，然后程序升溫至230 ℃，進(jìn)樣口溫度250 ℃，檢測器溫度250 ℃，進(jìn)樣量1 μL，采集20 min。

1.3 數(shù)據(jù)處理

氣相色譜分析結(jié)果用面積歸一法計(jì)算出8種主要脂肪酸的相對(duì)含量(%)，采用Origin 8 軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 脂肪含量的變化

由圖1可知，脂肪含量在莢果發(fā)育前期增長較快，后期緩慢。成熟時(shí)脂肪含量以H17最高，其次ND818，KB008最低。KB008和H17在籽仁發(fā)育前期的脂肪積累速率顯著高于ND818，而KB008的后期積累速率降低，接近成熟時(shí)脂肪含量略有下降，說明不同品種之間的脂肪動(dòng)態(tài)積累存在差異。高蛋白品種KB008脂肪含量在成熟時(shí)出現(xiàn)降低，可能是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)積累速率高于脂肪積累速率，導(dǎo)致脂肪的百分含量降低。

2.2 油酸、亞油酸的變化

由圖2可以看出，油酸含量以ND818最高，其次H17，KB008最低，KB008在不同生育期內(nèi)油酸含量都顯著低于ND818和花17，說明花生籽仁中油酸含量取決于花生的品種特性，受遺傳因素影響較大，高蛋白品種油酸含量明顯低于高油酸/亞油酸和高脂肪花生品種。ND818的油酸含量從籽仁發(fā)育前期開始就顯著高于其他兩個(gè)品種，說明高油酸/亞油酸品種ND818油酸積累速度較快，能夠在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大值。

KB008亞油酸含量與ND818、H17亞油酸含量存在顯著差異，ND818與H17間差異不顯著(圖2)。在花生莢果發(fā)育初期，三個(gè)品種籽仁中亞油酸相對(duì)含量都較高，但其變化趨勢明顯不同，KB008的亞油酸含量在種子發(fā)育過程中逐漸增加，在果針入土后56d達(dá)到相對(duì)含量最高值，成熟期略有下降。而H17、ND818亞油酸含量均呈現(xiàn)先下降后上升的變化趨勢。

圖 1 花生籽仁發(fā)育過程中脂肪含量的變化Fig. 1 Changes in fat content during peanut kernel development

圖 2 花生籽仁發(fā)育過程中油酸和亞油酸含量的變化Fig. 2 Changes of oleic acid and linoleic acid content during peanut kernel development

2.3 O/L值的變化

O/L值高低是品種耐貯藏的重要指標(biāo)。由圖3可以看出，H17和ND818籽仁中O/L變化趨勢比較一致，呈先上升后下降變化趨勢，ND818和H17分別在果針入土42d和49 d時(shí)達(dá)到最大值，但ND818在果針入土56 d后又略有上升。KB008的O/L值變化也呈先上升后下降又略有回升的變化趨勢，但變化幅度較小。收獲期O/L 值ND818最高，KB008最低，說明花生品種特性對(duì)O/L值影響很顯著。

2.4 其他脂肪酸的變化

花生種子除油酸、亞油酸之外的脂肪酸含量較低，成熟時(shí)除了棕櫚酸含量達(dá)到10%之外，其余脂肪酸相對(duì)含量均低于5%(圖4～6)。棕櫚酸、山崳酸、花生烯酸和二十四烷酸相對(duì)含量變化趨勢基本一致，均呈逐漸降低的變化趨勢。硬脂酸、花生酸的相對(duì)含量均呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢。KB008籽仁發(fā)育過程中的棕櫚酸、山崳酸和花生酸的相對(duì)含量均顯著高于H17和ND818，而KB008成熟期的二十四烷酸卻顯著低于其他兩個(gè)品種。三個(gè)品種成熟期的花生烯酸和硬脂酸的相對(duì)含量差異較小。

圖 3 花生籽仁發(fā)育過程中O/L值的變化Fig. 3 Changes in oleic acid /linoliec acid during peanut seed kernel development

圖 4 花生籽仁發(fā)育過程中棕櫚酸和山崳酸的變化Fig. 4 Changes of palmitic acid and behenic acid content during peanut seed kernel development

圖 5 花生籽仁發(fā)育過程中二十四烷酸和花生烯酸的變化Fig. 5 Changes of lignoceric acid and arachidonic acid content during peanut seed kernel development

圖 6 花生籽仁發(fā)育過程中硬脂酸和花生酸的變化Fig.6 Changes of stearic acid and arachidic acid content during peanut seed kernel development

3 討 論

花生不同品種間含油量差別很大(可達(dá)15%～22%)，不同亞種之間或不同類型之間均有含油量高的品種和含油量低的品種。籽仁脂肪含量變化過程基本可以劃分為初始積累、快速積累和穩(wěn)定積累3個(gè)階段，油分積累主要集中在前2個(gè)階段[6]。王小純等研究發(fā)現(xiàn)始花后37d花生不同品種籽仁的脂肪含量均超過其最高含量時(shí)的50%，品種間差異較小，始花后37～47d，花生各品種脂肪含量迅速增加，之后脂肪含量增加緩慢[7-8]。李寶龍等[9]研究也表明，隨著花生籽仁的發(fā)育成熟，脂肪酸總量在不斷持續(xù)增加，越是發(fā)育飽滿的籽仁，脂肪酸含量越高。本研究結(jié)果顯示，隨著花生種子的發(fā)育，籽仁中脂肪的含量逐漸增加，積累速度呈先快后慢的趨勢，與前人研究結(jié)果一致。籽仁中脂肪含量在莢果發(fā)育前期增長較快，后期緩慢，表明籽仁中脂肪含量在莢果發(fā)育前期積累快[10]。在本研究中，高蛋白品種KB008在成熟時(shí)脂肪含量略有降低，原因是其生育后期脂肪積累速度逐漸減慢，籽仁干物質(zhì)的增加速度超過了脂肪積累速度，所以當(dāng)用百分比表示含油量時(shí)，呈現(xiàn)下降趨勢。也有研究表明是因?yàn)樵诔墒旌笃?，植株?duì)I養(yǎng)器官開始衰老，光合能力下降，而植物完全成熟所需的一些蛋白質(zhì)和單糖的合成需要消耗部分油脂所造成[11]，有待于進(jìn)一步研究確定。

脂肪酸組成是決定食用油營養(yǎng)品質(zhì)和耐儲(chǔ)藏品質(zhì)好壞的重要因素。高油酸品種的花生與正常的油酸品種相比，儲(chǔ)藏期間能夠保持更理想的口味品質(zhì)和籽仁品質(zhì)的長期穩(wěn)定性。食用高油酸花生食品能夠降低人體內(nèi)的低密度脂蛋白[12-15]。本研究表明，花生籽仁中油酸含量取決于花生的品種特性，高蛋白品種油酸含量明顯低于高O/L值和高脂肪花生品種。高O/L值品種農(nóng)大818的油酸積累速度較快，能夠在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大值。姜慧芳等[5]研究表明，飽滿花生籽仁中不飽和脂肪酸(油酸、亞油酸、花生烯酸)的含量，占總脂肪酸的80%以上。本試驗(yàn)中油酸、亞油酸兩者之和高達(dá)80%以上，與前人研究結(jié)果一致。有研究表明O/L值隨籽仁的發(fā)育成熟逐漸增加，指出適當(dāng)晚收，提高籽仁飽滿度，是提高籽仁含油率和耐儲(chǔ)藏性的關(guān)鍵[9]。而本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，O/L值含量呈先上升后下降又略有回升的趨勢，且收獲期O/L值農(nóng)大818最高，KB008最低，說明花生籽仁的O/L值受遺傳因素影響較大，在生產(chǎn)中可以根據(jù)不同需求選用不同品質(zhì)類型的花生。

花生種子發(fā)育過程中，油酸、亞油酸之外的脂肪酸含量較低，在接近成熟時(shí)，除棕櫚酸含量達(dá)到10%以外，其余脂肪酸相對(duì)含量均低于5%。棕櫚酸(C16B0)是飽和脂肪酸，營養(yǎng)品質(zhì)較差，降低棕櫚酸含量是花生品質(zhì)改良的目標(biāo)之一。但通過育種來降低花生棕櫚酸含量必須打破棕櫚酸與其他脂肪酸組分的高度相關(guān)關(guān)系[8]。徐宜民等[10]研究表明棕櫚酸在籽仁發(fā)育早期含量高，但很快 降到一定水平，在中后期含量恒定。本研究結(jié)果表明，在花生生育期內(nèi)棕櫚酸逐漸降低，前期下降較為迅速，后期緩慢。與前人研究結(jié)果一致。籽仁中山崳酸、花生烯酸、二十四烷酸、硬脂酸和花生酸含量都很低，在籽仁發(fā)育過程中變化較小。不同品種成熟期的脂肪酸組分相對(duì)含量存在差異，高蛋白品種成熟期的亞油酸、棕櫚酸、花生酸和山崳酸相對(duì)含量顯著高于高脂肪和高O/L值品種，而其油酸和二十四烷酸相對(duì)含量明顯低于后兩者。高脂肪品種和高O/L值品種成熟期的脂肪酸組分相對(duì)含量差異不顯著。

綜上所述，花生籽仁發(fā)育過程中，脂肪含量逐漸增加，積累速度呈先快后慢的趨勢。高蛋白品種KB008的脂肪百分含量在成熟期略有降低。油酸/亞油酸(O/L)受遺傳因素影響較大，在生產(chǎn)中可根據(jù)不同需求選用不同品質(zhì)類型的花生。同時(shí)要根據(jù)不同品質(zhì)類型花生的需求，適時(shí)調(diào)整收獲期。

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Regularity of Fatty Acids Accumulation in Different Quality Types of Peanut Seed Kernel

ZHANG Jia-lei1, GU Xue-hua2, YANG Chuan-ting3, GUO Feng1, LI Xiang-dong4*, WAN Shu-bo1*

(1.BiotechnologyResearchCenter,ShandongAcademyofAgr.Sci. /KeyLab.ofCropGeneticImprovementandEcologicalPhysiologyofShandong,Jinan250100,China; 2.ShandongYingcaiUniversity,Jinan250104,China; 3.AgriculturalBureauofYishuiCounty,Linyi276400,China; 4.StateKeyLab.ofCropBiology,CollegeofAgronomy,ShandongAgr.Univ.,Tai'an271018,China)

Regularity of fatty acids accumulation during the seed development of peanut was studied with 3 cultivars: high protein cultivar KB008, high fat cultivar Hua17 and high O/L cultivar Nongda818. Results showed that the quantity of the total fatty acids increased rapidly during early stage of seed development, and increased slowly during later stage. The rate of oleic acid/linoliec acid (O/L) was mainly affected by genetic factors. The O/L of Nongda818 was the highest in harvest period, while the O/L of KB008 was the lowest. There were differences with the relative contents of fatty acid components among different cultivars during mature period. The relative contents of linoleic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid and behenic acid of high protein cultivar were significantly higher than those of high fat cultivar and high O/L cultivar during mature period. The relative contents of oleic acid and lignoceric acid of high protein cultivar were significantly lower than high fat cultivar and high O/L cultivar during mature period. The difference of the relative contents of fatty acid components of high fat cultivar and high O/L cultivar was insignificant during mature period.

peanut; quality types; fatty acid; accumulation regularity

10.14001/j.issn.1002-4093.2016.02.006

2016-02-25

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30840056；31171496)；山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系花生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席專家專項(xiàng)(SDAIT-05-022-01)

張佳蕾(1984-)，男，山東萊西人，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院助理研究員，博士，主要從事花生生理生態(tài)研究。

*通訊作者：李向東，教授，主要從事花生栽培生理研究。E-mail: lixdong@sdau.edu.cn

S565.2; Q547

A

萬書波，研究員，主要從事花生栽培生理和產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究。E-mail: wansb@saas.ac.cn