不同產(chǎn)地烏桕種子含油率差異的研究

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(南京林業(yè)大學南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心， 　江蘇 南京 210037)

烏桕(Sapiumsebiferum(L .) Roxb)，又名蠟子樹、血血樹，大戟科烏桕屬落葉喬木。烏桕原產(chǎn)于中國，主要分布于長江流域[1]，在我國已有1 400年的栽培歷史。烏桕葉形秀麗，秋季葉色或紅艷，或鮮黃奪目，是長江流域著名的色葉樹種，具有較高的觀賞價值[2]。烏桕種子中既含油又含脂，是重要的工業(yè)木本油料樹種[3]，是國家林業(yè)局倡導重點開發(fā)的生物質(zhì)能源樹種之一，具有較高的經(jīng)濟價值。烏桕根、樹皮、葉可入藥，具有殺蟲、解毒、利尿、通便的功效，兼具廣泛的藥用價值[4]。對烏桕種子休眠的原因、栽培、繁殖方法等已有大量的研究，但對不同產(chǎn)地烏桕種子含油率的差異未進行比較。本研究以2016年秋天采自4個不同產(chǎn)地的烏桕種子為材料，測定4個產(chǎn)地烏桕種子的形態(tài)、含水量和千粒重等指標的差異，并采用核磁共振法和索氏提取法對不同產(chǎn)地烏桕種子的含油率進行了分析與比較,研究不同產(chǎn)地烏桕種子含油率的差異并比較2種提取方法含油率結果的差異，以期為進一步開展烏桕優(yōu)良種源選擇提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　材　料

2016年秋天分別從安徽黃山、貴州貴陽、江蘇新沂、河南商城4個不同的地區(qū)采集烏桕種子，采后將其置于堿性溶液中浸泡，待脫去表層的蠟質(zhì)后自然晾干1周備用。

1.2　方　法

1.2.1烏桕種子形態(tài)指標測定

種子形態(tài)指標的測定包括千粒重和種子大小(即種子的長、寬、厚)。隨機數(shù)取每個產(chǎn)地的種子100粒，重復8次，參照林木種子檢驗規(guī)程(GB 2772—1999)的規(guī)定進行千粒重的測定[5]。采用電子游標卡尺測定種子的長、寬、厚，測量時隨機數(shù)取每個產(chǎn)地的種子20粒，重復3次，種子縱軸最長處的距離為種子的長度，垂直種臍種面最大橫向?qū)挾葹榉N子的寬度，種臍上頂點到其垂直種面最大距離為種子的厚度[6]。

1.2.2種子含水量測定

根據(jù)《林木種子檢驗規(guī)程》的規(guī)定，采用低恒溫烘干法80 ℃烘6 h，再測定4個產(chǎn)地烏桕種子中的水分含量[7]。

1.2.3種子含油率測定

1) 索氏提取法測定種子的含油率。

先將待測樣品放入80 ℃烘箱中烘至恒重，再根據(jù)王兆勇[8]的取樣方法，從烘干后的種子中稱取約20 g，研磨成粉末。分別稱取約5 g包裹于濾紙中，事先將濾紙包放入石油醚(30～60 ℃)中浸泡12 h。將浸泡過的濾紙包放入索氏提取器中，置于40～50 ℃恒溫水浴鍋，回流提取4 h至回流液無色。抽提結束后將含有溶劑和油脂的抽提瓶使用旋轉蒸發(fā)儀回收石油醚，并將抽提瓶置于80 ℃的恒溫干燥箱中烘至恒重，取出抽提瓶冷卻后再稱重，抽提瓶增加的重量則為烏桕的含油量。

表1不同產(chǎn)地烏桕種子形態(tài)差異比較

產(chǎn)地千粒重(g)種子大小長(mm)寬(mm)厚(mm)安徽黃山126.94±3.13d5.92±0.11b5.84±0.04a4.74±0.02b河南商城96.95±2.75c5.89±0.21b5.83±0.18a4.76±0.12b貴州貴陽61.44±1.06a5.50±0.14a5.91±0.05a4.17±0.06a江蘇新沂93.89±1.19b6.06±0.25b6.30±0.15b4.93±0.07c均值94.81±2.035.84±0.185.97±0.114.65±0.0.07F值1703.6118??8.277??10.179??54.769??

注：**為0.01水平差異極顯著，小寫字母表示α=0.05時的多重比較。字母相同代表差異不顯著，字母不同代表差異顯著。

2) 核磁共振法測定種子的含油率。

采用蘇州紐邁分析儀器有限公司生產(chǎn)的MicroMR 23-025 V 核磁共振分析儀，共振頻率23.347 MHz，磁體強度 0.50 T，線圈直徑為25 mm，磁體溫度為32 ℃。實驗前已將供試種子在80 ℃下烘至恒重。

制作標準曲線：在8支試管里分別放入0.13，0.14，0.15，0.19，0.27，0.37，0.59，0.74 g不同質(zhì)量的烏桕純油作為標樣，再將其分別放入樣品槽里采集信號，將得到的信號保存下來，利用“核磁共振分析儀”軟件定標，繪制標準曲線。

被測樣品的含油率測定。實驗設3次重復，每重復20粒種子，每次測定隨機取5粒種子，每重復測定4次，4次結果的平均值作為該重復的結果。每次測定時將供試種子倒入試管內(nèi)(至刻度線以下2～3 mm)稱重，再放入核磁共振儀內(nèi)測量，對比標準曲線得到供試種子的含油率。

1.3　數(shù)據(jù)分析

試驗結果均采用Microsoft Office Excel軟件進行原始數(shù)據(jù)的匯總及統(tǒng)計，采用SPSS 17.0軟件對各指標進行處理分析。

2　結果與分析

2.1　烏桕種子各性狀分析

形態(tài)學指標是種子質(zhì)量評價體系的重要組成部分，對衡量種子品質(zhì)的優(yōu)劣具有重要指導意義。本研究對來自4個不同產(chǎn)地的烏桕種子的千粒重、種子大小進行了測定，方差分析和多重比較，結果見表1。從表1可以看出，4個產(chǎn)地烏桕種子的千粒重均達極顯著水平，均值為94.81 g，變化范圍為61.44(貴陽)～126.94 g(黃山)。

從種子的大小來看，4個產(chǎn)地的種子長度均值為5.84 mm,變化范圍為5.50～6.06 mm。其中黃山、商城、新沂3個產(chǎn)地的烏桕種子的長度差異不顯著，但明顯比貴陽種子長；寬度均值為5.97 mm，變化范圍為5.83～6.30 mm。新沂種子最寬，且顯著寬于其它3個產(chǎn)地的種子；厚度均值為4.65 mm，變化范圍為4.17～4.93 mm。厚度指標江蘇新沂種子的最大，貴陽種子的最小。從長寬比和寬厚比上來看，4個產(chǎn)地的烏桕種子相差不大。由于河南商城烏桕種子的長寬比、寬厚比都較小，因此種子看起來更扁、更圓。

種子含水量是種子檢驗項目和種子質(zhì)量指標之一。供試的4個不同產(chǎn)地烏桕種子的含水量依次為6.8%、6.6%、7.3%、6.7%，各含水量間差異不顯著。所以表1中千粒重的差異主要是由種子大小、營養(yǎng)物質(zhì)的多少造成的。

2.2　種子含油率分析

種子含油率是優(yōu)選種質(zhì)資源的重要指標。本研究采用索氏提取法與核磁共振法測定了不同產(chǎn)地烏桕種子含油率的差異。在采用核磁共振法測定時，需先根據(jù)烏桕純油定標樣的核磁信號強度，繪制標準曲線(圖1)，得到回歸方程y=6 304.8x-9.543 7(R2=1)，再利用此回歸方程，計算出各測定樣品的含油率。利用兩種方法測定4個產(chǎn)地種子的含油率，結果見表2。

圖1　烏桕種子含油率的標準曲線

由表2可知,用索氏提取法測得4個產(chǎn)地烏桕含油率中，新沂種子含油率略高，為25.17%，貴陽種子略低，為23.68%，但4個含油率結果間差異不顯著。用核磁共振法測得4個產(chǎn)地的烏桕種子含油率由高到低的順序為：河南商城>江蘇新沂>安徽黃山>貴州貴陽，河南商城種子的含油率最高，為30.62%，貴陽種子最低，為24.97%，且顯著低于新沂和商城的種子，但與黃山種子含油率差異不顯著。對于同一個產(chǎn)地的種子，核磁共振法測得的含油率略高于索氏提取法，平均偏差為3.19%，其中河南商城2種方法測得的含油率偏差最大，為5.95%；貴陽種子的偏差最小，為1.29%。

表2索氏提取法與核磁共振法測定4個產(chǎn)地含油率結果比較

產(chǎn)地含油率(%)索氏提取法核磁共振法差異江蘇新沂25.17±0.03a28.61±0.03bc3.44河南商城24.67±0.04a30.62±0.02c5.95安徽黃山25.03±0.02a27.09±0.03ab2.06貴州貴陽23.68±0.01a24.97±0.02a1.29

3　結果與討論

3.1　烏桕種子性狀探討

受氣候、地形、土壤等因素的影響，不同種源的樹種在其種群內(nèi)和種群間甚至個體間，種子形態(tài)會存在一定差異[9]。黃雪芳等對烏桕不同種源間種子性狀的地理變異情況研究發(fā)現(xiàn)，在一定區(qū)域范圍內(nèi)隨著緯度的增加，種子的形態(tài)有增大的趨勢，由于年降水量與緯度成反比，所以年降水量與種子性狀呈負相關[10]。本研究結果表明，種子形態(tài)大小和千粒重均存在一定差異，尤其是千粒重指標，呈顯著性差異。從形態(tài)上看，4個產(chǎn)地的烏桕種子中，新沂種子最大，貴陽種子最小。千粒重是樹種重要的特征指標，可用于衡量種子的品質(zhì)[11]，可作為今后選優(yōu)的重要指標[12]。本次安徽黃山種子的千粒重最大，其次是河南商城和江蘇新沂的種子，貴州貴陽種子無論在形態(tài)還是千粒重方面都是最小的。

3.2　不同產(chǎn)地種子含油率差異及測定方法探討

本次索氏提取法測定種子含油率的結果顯示，新沂種子的含油率略高，貴陽種子的含油率略低，但各產(chǎn)地間差異不顯著；而核磁共振法測定結果表明，商城種子含油率最高，貴陽種子含油率仍是4個產(chǎn)地中最低。本研究通過索氏提取法和核磁共振法對4個產(chǎn)地的烏桕種子進行了含油率測定，發(fā)現(xiàn)用核磁共振法測得各產(chǎn)地種子的含油率高于索氏提取法，平均偏差為3.19%。這可能是由于索氏提取法常直接用石油醚提取樣品中以三酰甘油形式存在的油脂，而樣品中的磷脂、糖脂、脂蛋白、甾醇等結合態(tài)脂類未能被提取，常造成測定結果偏低。與傳統(tǒng)的萃取法相比較，核磁共振法快速、準確、簡便。因此，核磁共振法測定能源植物種子含油量，彌補了索氏提取法耗時、不能提取結合態(tài)脂類等不足[13]。劉喻娟等采用核磁共振法測定了廣寧紅花油茶(Camelliasemiserrata)種仁的含油率，并與索氏抽提法的測定結果進行了比較，發(fā)現(xiàn)同一樣品核磁共振法測得的含油率高于索氏抽提法，但2種方法間的絕對偏差小于 2%，因此核磁共振法的測定精密度和穩(wěn)定性較好[14]。董曉麗也采用核磁共振法和索氏提取法測定了曼陀羅(Daturastramonium)、海濱錦葵(Kosteletzkyavirginica)、中國沙棘(Hippophaerhamnoidesssp)、蓖麻(Ricinuscommunis)4種潛在能源植物種子的含油量，并對其進行了分析比較，結果顯示，核磁共振法測定的種子含油量也是明顯高于索氏提取法[15]。

目前烏桕的資源分布特點，決定了只能采用綜合評分法進行選優(yōu)。由于本次研究只是對去年采集的烏桕種子的含油率進行了測定，具體各種源含油率的差異情況還需要對其進行連續(xù)多年的定量和定性分析，只有根據(jù)多年的分析結果才能真正篩選出含油率較高的種源。此外，由于條件限制，本次并未對各產(chǎn)地種子的產(chǎn)量進行具體的調(diào)查，今后有必要開展此方面的工作。