利用變異系數(shù)分析‘鳳丹’牡丹籽油脂肪酸組分的遺傳穩(wěn)定性

阮建 孫金月 焦其慶 單雷 彭振英

摘要：本研究以1 903株‘鳳丹牡丹為試材，采用近紅外光譜法檢測其籽粒油脂脂肪酸組成及含量，并利用變異系數(shù)對脂肪酸組分的遺傳穩(wěn)定性進(jìn)行分析。結(jié)果表明，牡丹籽油含多種脂肪酸，不飽和脂肪酸占總脂肪酸含量的80%以上，含量最多的是亞麻酸，占總脂肪酸含量的43%。不同脂肪酸含量的變異系數(shù)差異較大，其中硬脂酸的變異系數(shù)最大，遺傳穩(wěn)定性較差；而亞麻酸和棕櫚酸具有較低的變異系數(shù)，遺傳較為穩(wěn)定，受環(huán)境影響小。此研究結(jié)果可為篩選高油牡丹新品種提供一定的理論支撐。

關(guān)鍵詞：‘鳳丹牡丹；籽油；近紅外光譜法；脂肪酸；變異系數(shù)

中圖分類號：S685.110.32 文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：1001-4942（2018）08-0024-05

Genetic Stability Analysis of Fatty Acid Composition of

Fengdan Peony Seed Oil Using Variation Coefficient

Ruan Jian1，2， Sun Jinyue3， Jiao Qiqing4， Shan Lei1，2， Peng Zhenying1，2

（1. Biotechnology Research Center， Shandong Academy of Agricultural Sciences/Shandong Provincial Key Laboratory of

Crop Genetic Improvement，Ecology and Physiology， Jinan 250100， China；

2. College of Life Sciences， Shandong University， Jinan 250100， China；

3. Institute of Agro-Food Science and Technology， Shandong Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Agro-Products

Processing Technology of Shandong Province/Key Laboratory of New Food Resources Processing， Ministry of Agriculture，

Jinan 250100， China； 4. Shandong Institute of Pomology， Taian 271000， China）

Abstract In this study， we detected the oil content and compositions in seeds of 1 903 Fengdan peony plants by near infrared method. The results showed that peony seed oil contained a variety of fatty acids， and the unsaturated fatty acids accounted for more than 80% of the total fatty acids， in which，linolenic acid was the most abundant one which accounted for about 43%. The genetic stability of fatty acids was analyzed with the variation coefficient. It showed that the variation coefficient of fatty acid contents varied greatly， in which，the variation coefficient of stearic acid was the highest and the genetic stability was poor， while linolenic and palmitic acid had lower variation coefficients indicating more stable heredity and less affected by environment. These results could provide some theoretical supports for screening new varieties of peony with high oil.

Keywords Fengdan peony； Seed oil； Near infrared method； Fatty acid； Coefficient of variation

牡丹花是中國的傳統(tǒng)名花，素有“國色天香”的美譽(yù)，具有極高的觀賞價值，是一種豐富的生態(tài)旅游資源。牡丹花瓣氣味芳香，可以做湯、蜜浸、炒食、制茶，具有較高的食用價值。牡丹根即丹皮，是傳統(tǒng)中藥材，具有活血化瘀、清熱涼血、降血糖、抗菌消炎等多種藥理作用。牡丹籽油不飽和脂肪酸含量高達(dá)90%以上，其中α-亞麻酸含量達(dá)42%，有“植物腦黃金”之稱[1，2]。

油用牡丹是一種集觀賞、食用、藥用和油用為一身的重要經(jīng)濟(jì)生態(tài)樹種，生長適應(yīng)性強(qiáng)，分布范圍廣，具有良好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益。大力發(fā)展木本油料產(chǎn)業(yè)，是黨中央、國務(wù)院站在保障全國糧油安全、促進(jìn)農(nóng)民增收致富的戰(zhàn)略高度作出的重大決策[3]。油用牡丹作為我國獨(dú)有的原生種植物，2011年被國家衛(wèi)生部批準(zhǔn)為新資源食品[4]。為推動牡丹油產(chǎn)業(yè)發(fā)展，山東省和河南省被列入油用牡丹產(chǎn)業(yè)發(fā)展試點(diǎn)省份。2011年，山東省把油用牡丹列入山東省油料產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃（2011—2015年），將牡丹籽油列為3大新開發(fā)油料之一。

目前有關(guān)油用牡丹的研究處于起步階段，人們關(guān)注較多的主要是種質(zhì)資源保護(hù)與開發(fā)利用、優(yōu)良品種選育和優(yōu)良種苗培育、牡丹籽油深加工設(shè)備和技術(shù)以及先進(jìn)實(shí)用的栽培管理技術(shù)等方面[1，5，6]，而關(guān)于牡丹籽油品質(zhì)性狀遺傳規(guī)律的研究則涉及很少。林萍等[7]分析了八年生‘鳳丹牡丹的各種經(jīng)濟(jì)性狀，發(fā)現(xiàn)籽粒含油率、脂肪酸成分和含量等指標(biāo)與單株產(chǎn)量差異不顯著，因此提出在油用牡丹新品種選育中，可以用單株產(chǎn)量作為重點(diǎn)選育目標(biāo)。秦亞龍等[8]分析了‘鳳丹牡丹籽油的脂肪酸組成，發(fā)現(xiàn)其含有21 種脂肪酸，亞油酸和亞麻酸分別占24.62%和49.61%。張延龍等[9]分析了9種野生牡丹籽油的主要脂肪酸成分，發(fā)現(xiàn)不同種和生態(tài)型牡丹種籽的出油率存在差異，其中楊山牡丹出油率最高，達(dá)22.31%，因此在油用牡丹新品種選育和種質(zhì)資源評價方面要綜合這些因素。由此可見環(huán)境對牡丹脂肪酸組成與含量具有一定的影響。

人們研究了多種方法提取牡丹籽油，使用較多的就是氣相色譜法或氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法，但不能用于生產(chǎn)化操作[7-9]。目前牡丹籽油比較理想的提取方法是超臨界CO2萃取法，成本較高，從而導(dǎo)致牡丹籽油價格昂貴[10]。這些方法都需要將牡丹籽破碎才可以進(jìn)行提取，對于育種中獲得的少量高油牡丹種子來說是不可取的。自20世紀(jì)90年代以來，近紅外光譜技術(shù)可同時快速無損測定多種組分并能實(shí)現(xiàn)在線檢測，發(fā)展迅速，在許多作物品種選育中發(fā)揮了重大作用[11-14]。但該方法未曾在油用牡丹品種篩選以及牡丹籽油檢測中得以應(yīng)用。本研究用近紅外光譜方法檢測1 903株‘鳳丹牡丹籽粒油脂脂肪酸組成及成分含量，并利用變異系數(shù)對脂肪酸成分的遺傳穩(wěn)定性進(jìn)行分析，以期為油用牡丹品質(zhì)育種提供一定的參考和借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試牡丹品種為‘鳳丹牡丹。

1.2 試驗(yàn)方法

于2017年8月中旬自濟(jì)南市長清區(qū)雙泉鎮(zhèn)牡丹種植地分別采集1 903株‘鳳丹牡丹蓇葖果，置于通風(fēng)陰涼處徹底干燥，逐份收集籽粒，選取顆粒飽滿、大小一致的種子備用。

1.3 測定指標(biāo)及方法

用近紅外光譜法測定籽粒油脂脂肪酸組分及含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel 2000進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，計(jì)算各脂肪酸含量平均值（X）、標(biāo)準(zhǔn)差（S）、變異系數(shù)（CV）。

不同脂肪酸之間的相關(guān)性用SPSS 21.0軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 牡丹籽油脂肪酸組成

牡丹籽油中含有多種脂肪酸，其中不飽和脂肪酸占總脂肪酸含量的80%以上，含量最多的是亞麻酸，其次是油酸和亞油酸，分別占總脂肪酸含量的43%、21%和18%左右；飽和脂肪酸主要有2種，棕櫚酸和硬脂酸，分別占5%和4%左右（圖1）。

由圖2可知，總脂肪含量分布在51.51～299.28 mg/g范圍內(nèi)，最高值為最低值的5.81倍，主要分布在150～200 mg/g區(qū)間內(nèi)，整個分布曲線為正態(tài)分布。5種主要脂肪酸含量的分布曲線均呈現(xiàn)為正態(tài)分布。亞麻酸含量分布在29.69～

127.90 mg/g之間，最高值為最低值的4.31倍，主要集中在60～90 mg/g區(qū)間內(nèi)。油酸含量分布范圍較大，從1.01～89.40 mg/g不等，最高值為最低值的88.50倍，差異較大，但是大多數(shù)集中在30～55 mg/g區(qū)間內(nèi)。亞油酸分布在14.81～60.77 mg/g范圍內(nèi)，最高值為最低值的4.10倍，主要分布在 25～40 mg/g區(qū)間內(nèi)。棕櫚酸分布在6.08～15.20 mg/g范圍內(nèi)，最高值為最低值的2.50倍，是這5種脂肪酸中含量分布范圍最小的脂肪酸，主要分布在9～11 mg/g區(qū)間內(nèi)。硬脂酸分布在0.46～11.81 mg/g范圍內(nèi)，最高值為最低值的25.67倍，主要分布在3～6 mg/g區(qū)間內(nèi)。

2.2 不同脂肪酸組分之間的相關(guān)性分析

由表1可知， 5種脂肪酸與總脂肪酸之間的相關(guān)系數(shù)在0.048≤|r|≤0.894之間，即都呈現(xiàn)一定的相關(guān)性。棕櫚酸與硬脂酸、亞麻酸、總脂肪酸、亞油酸在0.01水平呈高度正相關(guān)，而與油酸呈顯著性低度正相關(guān)。油酸與亞油酸為負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與亞麻酸為極顯著低度正相關(guān)。亞麻酸與亞油酸、棕櫚酸和硬脂酸均為極顯著高度正相關(guān)。

2.3 牡丹籽油脂肪酸含量的變異系數(shù)分析

由表2可知，硬脂酸的變異系數(shù)最大，為41.56%；其次是油酸和亞油酸，分別為32.15%和20.88%；亞麻酸和棕櫚酸的變異系數(shù)較小，僅為13.35%和12.14%。由此可以說明，硬脂酸在不同株系之間的變異較大，顯示出該指標(biāo)的遺傳不穩(wěn)定性。而亞麻酸和棕櫚酸具有較小的變異系數(shù)，說明二者的遺傳較為穩(wěn)定，受環(huán)境影響比較小?？傊舅岬淖儺愊禂?shù)也比較大，為19.71%，說明該指標(biāo)對環(huán)境變化的敏感性較高。

3 討論與結(jié)論

重瓣牡丹有許多變異導(dǎo)致結(jié)實(shí)率較低，甚至不結(jié)實(shí)。目前油用牡丹的主要品種是結(jié)實(shí)率相對較高的‘鳳丹牡丹，品種單一，影響牡丹產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前針對油用牡丹的研究主要集中在牡丹籽油的提取工藝[15-17]、成分分析[18-21]、抗氧化活性分析[19， 22， 23]以及儲藏保存[24， 25]等方面。因此系統(tǒng)研究‘鳳丹牡丹的單株產(chǎn)量、結(jié)實(shí)率、籽粒含油量、脂肪酸組分等指標(biāo)，并作為油用牡丹品種選育的理論依據(jù)，具有重大意義。本研究檢測了1 903株牡丹籽粒的總脂肪酸含量，發(fā)現(xiàn)其含量分布在51.51～299.28 mg/g范圍內(nèi)，最高值為最低值的5.81倍，說明不同單株之間脂肪酸含量差異較大，在自然條件下不同單株中篩選高油單株具有一定的可行性。

通過分析牡丹籽油中各脂肪酸組分之間的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，亞麻酸與其它幾種脂肪酸均為極顯著正相關(guān)，特別是與總脂肪酸呈高度正相關(guān)。因此在選育高油牡丹新品種時，可以同時選育高亞麻酸含量品種。

此外，本試驗(yàn)結(jié)果表明不同脂肪酸組分的遺傳穩(wěn)定性差異較大，其中變異較大的是硬脂酸和油酸，而相對較為穩(wěn)定的是棕櫚酸和亞麻酸，同時總脂肪酸含量變異也較大。說明在自然條件下，不同單株之間產(chǎn)生了較大變異，因此可以挑選含油量高的單株培育高油牡丹新品種。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] 陳慧玲，戴均華，楊彥伶，等.湖北油用牡丹產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢與思考[J]. 湖北林業(yè)科技，2013，42（6）： 49-52.

[2] 王宏年，秦乃花，王森林，等.山東油用牡丹產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對策[J]. 林業(yè)建設(shè)，2015（4）： 88-91.

[3] 張建龍.2013年油用牡丹產(chǎn)業(yè)發(fā)展座談會上的講話[N]. 中國綠色時報(bào)，2013-4-22.

[4] 李育材.中國油用牡丹工程的戰(zhàn)略思考[J]. 中國工程科學(xué)，2014，16（10）： 58-63.

[5] 周琳，王雁.我國油用牡丹開發(fā)利用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展對策[J]. 世界林業(yè)研究，2014，27（1）： 68-71.

[6] 韓晨靜，孟慶華，陳雪梅，等.我國油用牡丹研究利用現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)發(fā)展對策[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，47（10）： 125-132.

[7] 林萍，姚小華，曹永慶，等.油用牡丹‘鳳丹果實(shí)性狀及其脂肪酸組分的變異分析[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究，2015，33（1）：67-72.

[8] 秦亞龍，彭峰，束曉春，等.鳳丹牡丹籽油提取及其脂肪酸組分分析[J]. 分子植物育種，2016，14（7）： 1847-1851.

[9] 張延龍，韓雪源，牛立新，等.9種野生牡丹籽油主要脂肪酸成分分析[J]. 中國糧油學(xué)報(bào)，2015，30（4）： 72-75，79.

[10]肖豐坤，施蕊， 耿菲菲，等.滇牡丹籽油的超臨界CO2萃取工藝優(yōu)化及其脂肪酸成分分析[J]. 中國油脂，2015，40（6）： 12-14.

[11]李路，黃漢英，趙思明，等.大米蛋白質(zhì)、脂肪、總糖、水分近紅外檢測模型研究[J]. 中國糧油學(xué)報(bào)，2017，32（7）：121-126.

[12]宋雪健，錢麗麗，張東杰，等.近紅外光譜技術(shù)在食品溯源中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 食品研究與開發(fā)，2017，38（12）： 197-200.

[13]劉鵬，蔣雪松，沈飛，等.近紅外光譜技術(shù)的花生產(chǎn)毒霉菌侵染快速檢測[J]. 光譜學(xué)與光譜分析，2017，37（5）： 1397-1402.

[14]孫海霞，薛建新，張淑娟，等.基于光譜和水分補(bǔ)償方法的鮮棗內(nèi)部品質(zhì)檢測[J]. 光譜學(xué)與光譜分析，2017，37（8）： 2513-2518.

[15]鄧瑞雪，劉振，秦琳琳，等.超臨界CO2流體提取洛陽牡丹籽油工藝研究[J]. 食品科學(xué)，2010，31（10）： 142-145.

[16]史國安，郭香鳳，金寶磊，等.牡丹籽油超臨界CO2 萃取工藝優(yōu)化及抗氧化活性的研究[J]. 中國糧油學(xué)報(bào)，2013，28（4）： 47-50，107.

[17]白章振.牡丹籽油不同提取方法及其氧化穩(wěn)定性研究[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2017.

[18]高婷婷，王亞蕓，任建武.GC-MS 法分析牡丹籽油的成分及其防曬效果的評定[J]. 食品科技，2013，38（6）： 296-299.

[19]翟文婷，朱獻(xiàn)標(biāo)，李艷麗，等.牡丹籽油成分分析及其抗氧化活性研究[J]. 煙臺大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)與工程版），2013，26（2）： 147-150.

[20]華梅，馬惠芬，陳中華，等.不同夾帶劑條件下超臨界CO2流體萃取油用牡丹及成分分析[J]. 西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，37（5）： 198-202.

[21]羅國平，梁宇柱，閆夢茹，等.HPLC法測定牡丹籽油中游離型和結(jié)合型α-亞麻酸、亞油酸及油酸的含量[J]. 中國油脂，2017，42（8）： 140-144.

[22]王青，劉超，郭溆，等.牡丹籽油脂肪酸成分分析及其抗氧化性能研究[J]. 食品研究與開發(fā)，2017，38（2）： 166-169.

[23]李靜，姚茂君，王旭東，等.牡丹籽油自氧化及抗氧化性能的研究[J]. 食品工業(yè)科技，2013，34（22）： 84-87.

[24]史國安，郭香鳳，張改娜，等.油用牡丹籽粒長期貯藏劣變對其油脂品質(zhì)的影響[J]. 食品工業(yè)科技，2017，38（13）：277-280.

[25]吳媛霞，晉曉峰，顧菲菲，等.不同溫度、光照對牡丹籽油氧化穩(wěn)定性影響的研究[J]. 現(xiàn)代食品，2017，6（11）： 116-118.