不同成熟度牡丹種子在不同溫度貯藏后的萌發(fā)及脂肪酸組成研究

管麗 黃維 陸俊杏

摘要[目的]研究不同成熟度的鳳丹種子在不同溫度貯藏后的萌發(fā)情況和脂肪酸組成成分，為進(jìn)一步推進(jìn)油用牡丹商業(yè)化提供理論依據(jù)和實(shí)踐基礎(chǔ)。[方法]將不同成熟度的鳳丹種子分別貯藏在4 ℃和25 ℃培養(yǎng)箱，60 d后測(cè)定其萌發(fā)率、含水率、出仁率和含油率，用氣相質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)脂肪酸組成成分進(jìn)行分析。[結(jié)果]同發(fā)育階段的鳳丹種子在不同溫度貯藏后，其萌發(fā)率、含水率、出仁率、含油率、亞油酸和亞麻酸的相對(duì)含量均差異顯著； 4 ℃貯藏后的種子萌發(fā)率顯著低于25 ℃，而含油率顯著高于25 ℃貯藏后的種子。 25 ℃貯藏后不同成熟度的種子萌發(fā)率上升不顯著，含水率和含油率顯著下降，出仁率顯著上升，不飽和脂肪酸顯著下降；在4 ℃貯藏后種子萌發(fā)率顯著上升，含水率下降不顯著，出仁率顯著上升，不飽和脂肪酸無(wú)明顯規(guī)律。4 ℃貯藏后的不飽和脂肪酸平均含量低于25 ℃。萌發(fā)率、含油率、含水率、脂肪酸相對(duì)含量之間的相關(guān)性分析表明，含油率與亞麻酸呈極顯著正相關(guān)，而與棕櫚酸、硬脂酸和油酸呈顯著負(fù)相關(guān)；萌發(fā)率與棕櫚酸、硬脂酸、油酸呈顯著正相關(guān)，而與含油率、亞麻酸、含水率呈顯著負(fù)相關(guān)。[結(jié)論]鳳丹種子的萌發(fā)受種子成熟度、貯藏溫度、脂肪酸含量、含水率的影響，鳳丹種子在低溫短期貯藏不利于萌發(fā)，但低溫貯藏有利于油脂積累，提高其含油率。

關(guān)鍵詞油用牡丹；貯藏溫度；種子萌發(fā)；不飽和脂肪酸；含油率

中圖分類(lèi)號(hào)S685.11文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611（2019）08-0042-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.08.011

Abstract[Objective]To study the germination and fatty acid composition of Fengdan seeds with different maturity after storage at different temperatures，it provides a theoretical basis and practical basis for further promoting the commercialization of oil peony.[Method]The seeds of different maturity of Fengdan were stored in 4 ℃ and 25 ℃ incubators.The germination rate，water content，kernel yield and oil content were measured after 60 days.The fatty acid composition was analyzed by gas chromatography mass spectrometry.[Result]The germination rate，water content，kernel yield，oil content，linoleic acid and linolenic acid relative content of the Fengdan seeds in the same development stage were significantly different after storage at different temperatures；the seed germination rate after storage at 4 ℃was significantly lower than 25 ℃，and the oil content was significantly higher than the seeds after storage at 25 ℃.The seed germination rate of different maturity after storage at 25 ℃ was not significant，the water content and oil content decreased significantly，the kernel yield increased significantly，and the unsaturated fatty acids decreased significantly.After storage at 4 ℃，the germination rate of seeds increased significantly，the water content decreased not significantly，the kernel yield increased significantly，and there was no obvious pattern of unsaturated fatty acids.4 ℃ after storage of unsaturated fatty acids content on average was below 25 ℃ after storage.Correlation analysis between germination rate，oil content，water content and relative fatty acid content showed that the correlation analysis between germination rate，oil content，water content and fatty acid content showed that the oil content was significantly positively correlated with linolenic acid.There was a significant negative correlation with palmitic acid，stearic acid and oleic acid；the germination rate was significantly positively correlated with palmitic acid，stearic acid and oleic acid，but negatively correlated with oil content，linolenic acid and water content.[Conclusion]The germination of Fengdan seeds is affected by seed maturity，storage temperature，fatty acid content and water content.The shortterm storage of Fengdan seeds is not conducive to germination，but lowtemperature storage is conducive to oil accumulation and oil content increase.

Key wordsPaeonia suffruticosa Andr.；Storage temperature；Seed germination；Unsaturated fatty acids；Oil content

鳳丹（Paeonia ostii）是芍藥科芍藥屬牡丹組牡丹野生種楊山牡丹的栽培種，其含油率可達(dá)24%以上，和紫斑是油用牡丹的主要品種[1-2]。鳳丹主要以種子繁殖，由于鳳丹種子具有雙重休眠的特性，容易出現(xiàn)出苗不齊、萌發(fā)質(zhì)量不好等問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙了鳳丹生產(chǎn)商品化的發(fā)展。并且鳳丹種子存在種胚發(fā)育不完全、生理后熟等情況，貯藏條件和種子成熟度對(duì)種子后熟具有嚴(yán)重的影響[3-4]。貯藏的目的在于長(zhǎng)期保存種子同時(shí)維持其最大限度的活力，貯藏時(shí)間主要由含水量和溫度決定[5-6]。鳳丹種子油富含具有抗癌、脫膽固醇和抗血栓等功能的不飽和脂肪酸，貯藏溫度對(duì)種子內(nèi)脂肪酸含量有影響[7-9]。因此，研究不同成熟度的鳳丹種子在不同溫度貯藏后的萌發(fā)與脂肪酸組成成分具有重要意義。種子收獲后，需要貯藏一段時(shí)間才能播種。種子的質(zhì)量與活力受自身遺傳和貯藏條件的限制。張遠(yuǎn)兵等[10] 將鳳丹陳種子分別放在冰箱內(nèi)濕藏、干藏和自然濕藏、干藏，發(fā)現(xiàn)冰箱內(nèi)濕藏后的鳳丹種子萌發(fā)率最高。鳳丹種子在不同貯藏條件下其種子質(zhì)量和出油率變化較大，在4 ℃貯藏成熟的鳳丹種子保鮮效果較好，適宜的低溫利于油脂積累，但時(shí)間長(zhǎng)各項(xiàng)指標(biāo)也會(huì)嚴(yán)重下降[11]。研究表明，花生[12]、水稻[13]、玉米[14]、一串紅[15] 等植物種子，成熟度與萌發(fā)率成正比。Seyyedi等[16] 研究發(fā)現(xiàn)，冬油菜種子中脂肪含量對(duì)種子活力有影響。鳳丹是富含不飽和脂肪酸的木本油料作物之一，具有較好的開(kāi)發(fā)前景。國(guó)內(nèi)側(cè)重研究不同地區(qū)、品種的牡丹籽油中亞麻酸的相對(duì)含量和用GA3和低溫處理干燥鳳丹種子的萌發(fā)情況，但不同溫度貯藏后不同成熟度的未干燥鳳丹種子的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。筆者對(duì)油用牡丹鳳丹不同成熟度的種子在不同溫度貯藏后，測(cè)定其萌發(fā)率、含水率、出仁率、含油率、脂肪酸的組成成分變化及它們之間的相關(guān)性，旨在為保存油用牡丹種子奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1材料鳳丹角果采自重慶師范大學(xué)試驗(yàn)基地，分別采摘授粉后90、100、110、120 d共4個(gè)時(shí)期的鳳丹角果，每個(gè)時(shí)期的鳳丹角果分別置于4 ℃和25 ℃的保溫箱中貯藏60 d。

1.2種子萌發(fā)特性試驗(yàn)將經(jīng)過(guò)60 d貯藏的鳳丹角果果皮和鳳丹籽分離，取經(jīng)過(guò)不同溫度貯藏后不同成熟度的鳳丹種子分別播種在花盆中，各重復(fù)3組，定期澆水，觀察萌發(fā)情況，并在第2年4月統(tǒng)計(jì)其發(fā)芽率。

1.3種子含水率、出仁率和含油率測(cè)定參照林萍等[17] 的方法測(cè)定含水率和出仁率。用索式提取法提取鳳丹籽油，測(cè)定其含油率。

1.4脂肪酸成分分析脂肪酸甲酯化參照付松等[18] 的方法，有所改動(dòng)。稱(chēng)取0.05 g油脂于試管中，加入5 mL異辛烷溶解，再加入2 mL 0.4 mol/L氫氧化鉀-甲醇溶液。甲酯化完成后用島津Trace1310-ISQ單四級(jí)桿氣質(zhì)聯(lián)用儀分析。

GC條件：色譜柱TG-WAXMS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣：高純氮?dú)猓魉?.0 mL/min；程序升溫：起始溫度150 ℃，保持1 min，以10 ℃/min 起始升溫至230℃，保持10 min；進(jìn)樣口溫度250 ℃；進(jìn)樣方式為脈沖分流進(jìn)樣，分流比35∶1，脈沖壓力120 kPa；進(jìn)樣量1 μL。

MS條件：接口溫度230 ℃；離子源溫度230 ℃；掃描范圍：40～400 amu。

1.5數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0進(jìn)行差異顯著性分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同發(fā)育階段鳳丹牡丹種子經(jīng)不同溫度貯藏后萌發(fā)率從圖1可以看出，不同溫度貯藏后的種子萌發(fā)率均隨種子成熟度而上升。4 ℃下種子萌發(fā)率隨成熟度呈顯著性變化。25 ℃貯藏下的種子萌發(fā)率均高于50%，4 ℃貯藏下的種子萌發(fā)率最高僅達(dá) 23.33%。25 ℃貯藏下授粉后120 d的種子萌發(fā)率是授粉后90 d的1.23 倍，4 ℃貯藏下授粉后120 d的種子萌發(fā)率是授粉后90 d的14倍。這表明種子的成熟度與萌發(fā)率成正比，25 ℃比4 ℃更利于保存未干燥的種子。

2.2不同發(fā)育階段鳳丹牡丹種子經(jīng)不同溫度貯藏后的含水率、出仁率、含油率由圖2A可知，不同溫度貯藏后的種子含水率均隨種子成熟度下降。在25 ℃貯藏后的種子含水率呈顯著直線下降，授粉后90 d含水率最高為2.05%，授粉后120 d最低為0.23%，平均為1.26%。在4 ℃貯藏后的種子含水率平緩下降，平均含水率為1.49%，授粉后90 d和授粉后120 d含水率分別為1.63%、1.37%。不同溫度貯藏后同發(fā)育階段的鳳丹牡丹種子的含水率差異顯著。

由圖2B可知，不同溫度貯藏后種子出仁率隨種子成熟度顯著上升，25 ℃貯藏下的平均出仁率為65.20%，4 ℃為59.84%。25 ℃顯著高于4 ℃貯藏后同發(fā)育階段的出仁率。

由圖2C可知，在25 ℃貯藏后的種子含油率隨成熟度顯著下降；4 ℃貯藏后的種子含油率隨成熟度無(wú)明顯規(guī)律。4 ℃貯藏后的種子平均含油率均為30.48%，均顯著高于25 ℃貯藏的同發(fā)育階段的含油率，25 ℃的平均含油率為22.59%。這表明低溫有利于油脂的積累。

2.3不同發(fā)育階段鳳丹牡丹種子經(jīng)不同溫度貯藏后的脂肪酸成分從圖3A可以看出，4 ℃貯藏后的油酸相對(duì)含量隨種子成熟度顯著上升。硬脂酸、亞油酸相對(duì)含量無(wú)明顯規(guī)律，亞麻酸相對(duì)含量顯著下降，亞麻酸含量從47.05%下降至33.93%。亞油酸與亞麻酸之和從75.41%下降至62.36%。從圖3B可以看出，25 ℃貯藏后的油酸、棕櫚酸、硬脂酸相對(duì)含量均平緩上升，亞麻酸相對(duì)含量顯著下降，亞麻酸含量從49.08%下降至35.83%，不飽和脂肪酸含量從93.22%下降至86.36%， 種子中亞麻酸是不飽和脂肪酸的主要成分。

從圖3可以看出，授粉天數(shù)100和110 d在4 ℃貯藏后的亞麻酸含量顯著高于25 ℃，亞油酸是授粉后90和120 d，硬脂酸是授粉后90和100 d，棕櫚酸是授粉后90和120 d；25 ℃顯著高于4 ℃的脂肪酸有授粉后90和120 d的亞麻酸，有100和110 d的亞油酸，有120 d的硬脂酸，有110 d的棕櫚酸。油酸在不同溫度貯藏后無(wú)顯著差異。

從表1可以看出，在25 ℃貯藏的不飽和脂肪酸含量隨種子成熟度顯著下降，從93.22%下降至86.36%，平均為91.15%。在4 ℃不飽和脂肪酸含量先從91.72%上升至92.75%，再下降至85.5%，平均含量為90.51%。 在4 ℃貯藏授粉后100和110 d的亞麻酸與亞油酸含量之比顯著高于25 ℃，授粉后90和120 d顯著低于25 ℃。

2.4鳳丹種子發(fā)育過(guò)程中脂肪酸相對(duì)含量和萌發(fā)率、含水率、出仁率、含油率的相關(guān)分析為了深入了解鳳丹種子的萌發(fā)與各脂肪酸與含油率、含水率、出仁率之間的相互聯(lián)系，對(duì)其進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，含油率與亞麻酸呈極顯著正相關(guān)，說(shuō)明發(fā)育過(guò)程中鳳丹種子亞麻酸與含油量有密切聯(lián)系；含油率與棕櫚酸、硬脂酸和油酸均顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，與含油量的趨勢(shì)相反。萌發(fā)率與棕櫚酸、硬脂酸、油酸呈顯著或極顯著正相關(guān)，說(shuō)明發(fā)育過(guò)程中鳳丹種子的棕櫚酸、硬脂酸、油酸與萌發(fā)有某種聯(lián)系；萌發(fā)率與含油率、亞麻酸、含水率呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，與萌發(fā)率的趨勢(shì)相反。出仁率與油酸均顯著正相關(guān)，說(shuō)明發(fā)育過(guò)程中鳳丹種子油酸與出仁率有聯(lián)系。亞麻酸與棕櫚酸、硬脂酸、油酸呈極顯著負(fù)相關(guān)；硬脂酸、棕櫚酸、油酸之間均呈極顯著正相關(guān)，表明這3種脂肪酸的積累相似。亞油酸與各脂肪酸、含水率、含油率、出仁率等均無(wú)顯著相關(guān)性。在不同溫度貯藏后有明顯差異：25 ℃貯藏后的含水率與棕櫚酸、硬脂酸、油酸呈極顯著負(fù)相關(guān)，與亞麻酸、含油率呈極顯著正相關(guān)；25 ℃貯藏后的出仁率與亞麻酸、含油率、含水率呈極顯著負(fù)相關(guān)。4 ℃貯藏后無(wú)顯著相關(guān)性。

3結(jié)論與討論

3.1討論種子萌發(fā)率是衡量種子活力的重要表征。貯藏溫度、種子成熟度、含水率均為影響鳳丹種子萌發(fā)的重要指標(biāo)。該試驗(yàn)4 ℃貯藏后鳳丹種子的平均萌發(fā)率比25 ℃貯藏后鳳丹種子平均萌發(fā)率低52.9%，與其他研究結(jié)果一致[19]，鳳丹不適合短期低溫貯藏[19]。其可能原因是低溫導(dǎo)致淀粉種子和其他代謝物的降解延遲，從而低溫抑制種子萌發(fā)[20-21]。在4 ℃和 25 ℃貯藏后鳳丹牡丹種子的萌發(fā)率隨著種子成熟度升高而升高，與前人研究花生[12]、玉米[14]等的結(jié)果大致相同，證明種子成熟度是鳳丹種子萌發(fā)的重要因素之一。萌發(fā)率與含水率呈顯著負(fù)相關(guān)，與百喜草、 檫牡的種子研究結(jié)果一致，由于含水量過(guò)高不利于種子萌發(fā)[22-23]。其原因可能是播種含水量高的種子，在種子最初吸漲作用時(shí)，未發(fā)生滲漏，未能使種子內(nèi)抑制物濃度降低，從而抑制種子萌發(fā)[24]。萌發(fā)率與棕櫚酸、硬脂酸、油酸呈顯著或極顯著正相關(guān)，萌發(fā)率與含油率、亞麻酸呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，與冬油菜研究結(jié)果相似，由于亞麻酸和亞油酸含量高可能影響油質(zhì)，導(dǎo)致種子活力下降[16]。

研究表明，在種子油脂合成累積中，脂肪酸的增長(zhǎng)模式與油脂合成有極大聯(lián)系，該研究表明，含油率與亞麻酸呈極顯著正相關(guān)，與棕櫚酸、硬脂酸和油酸均呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，與其描述情況相符[25]。在4 ℃貯藏后的鳳丹種子萌發(fā)率顯著低于25 ℃，而含油率顯著高于25 ℃?？赡苡捎谶m宜的低溫使部分蛋白質(zhì)和糖類(lèi)被轉(zhuǎn)化為油脂，利于油脂的積累[26-28]。種子在低溫貯藏情況下，可以降低其呼吸作用和減少水分蒸發(fā)，保持含水率，該試驗(yàn)中4 ℃貯藏的鳳丹牡丹種子的含水率無(wú)明顯變化，與前人研究甜玉米的結(jié)果一致[29]。

劉紹等[30]和馬雪情等[31]研究鳳丹種子（授粉后90～120 d）發(fā)育過(guò)程，結(jié)果硬脂酸、棕櫚酸含量相對(duì)穩(wěn)定，亞麻酸含量逐漸下降，油酸含量持續(xù)增長(zhǎng)。與該研究結(jié)果基本一致，油中主要脂肪酸均是棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸，亞麻酸是不飽和脂肪酸的主要成分，油酸均呈上升趨勢(shì)，亞麻酸呈下降趨勢(shì)， 但脂肪酸含量不一致，是由于環(huán)境、種子貯藏等因素，研究表明，不同地區(qū)的鳳丹種子脂肪酸含量不同[32]。25 ℃貯藏后的不飽和脂肪酸高于4 ℃貯藏，且亞麻酸與亞油酸的比例最高是在25 ℃貯藏授粉后90 d的種子，最低在4 ℃貯藏后授粉120 d。研究表明，增加亞麻酸與亞油酸的比例，可以有效提高EPA和DHA的含量，并在一定條件下抑制炎癥因子[33-34]。

3.2結(jié)論鳳丹種子低溫短期貯藏不利于萌發(fā)，但有利于油脂的積累。未干燥的鳳丹種子經(jīng)不同溫度貯藏后種子成熟度均是影響萌發(fā)的主要因素。相關(guān)性分析表明，萌發(fā)率與棕櫚酸、硬脂酸、油酸呈顯著或極顯著正相關(guān)，萌發(fā)率與含油率、亞麻酸呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，萌發(fā)率與含水率呈顯著負(fù)相關(guān)，得出限制種子萌發(fā)的因素有含油率、脂肪酸含量、含水率。貯藏溫度和種子成熟度是影響種子脂肪酸的因素。該試驗(yàn)為研究種子萌發(fā)提供新的途徑，更進(jìn)一步推進(jìn)種子發(fā)芽萌發(fā)的原理機(jī)制。

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