亞麻種質(zhì)脂肪酸含量的鑒定與評(píng)價(jià)

陳明哲，高鳳云，斯欽巴特爾，賈霄云，周宇，李強(qiáng)，張輝

(1.錫林郭勒盟農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古 太仆寺旗 027000;2.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031)

亞麻(LinumusitatissimumL.)是亞麻科(Linaceae)亞麻屬(Linum)一年生經(jīng)濟(jì)作物，也是世界十大油料作物之一[1-2]。世界上種植亞麻的國(guó)家主要有加拿大、美國(guó)、阿根廷、印度、俄羅斯、中國(guó)等，亞麻在中國(guó)主要分布于西北、華北的干旱地區(qū)，即內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏、河北和新疆等地[3]。亞麻具有抗旱、耐瘠薄的特點(diǎn)，能夠適應(yīng)嚴(yán)酷的生態(tài)環(huán)境，已成為旱地農(nóng)業(yè)中不可取代的抗旱作物，在農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中具有重要作用。栽培亞麻一般分為兩種類型，一種是油用型(linseed)即胡麻，一種是纖維用型(flax)。油用和纖維用亞麻同屬一個(gè)種屬，是人們根據(jù)其用途，在長(zhǎng)期的馴化栽培過(guò)程中形成的具有不同特征特性的亞麻栽培類型[4]。亞麻籽含油率40%左右、蛋白質(zhì)22%～25%、不溶性膳食纖維20%～22%、木酚素10%左右、亞麻酸45%～60%，亞麻籽除為人類提供食用油之外，因富含不飽和脂肪酸(亞麻酸、亞油酸、油酸)、木酚素、亞麻膠等多種營(yíng)養(yǎng)，具有降血脂、降血壓、降血糖以及預(yù)防心腦血管疾病的保健功效[5-6]。因此，亞麻種質(zhì)脂肪酸組分含量的測(cè)定與評(píng)價(jià)對(duì)亞麻種質(zhì)創(chuàng)新和專用型新品種改良具有重要意義。前人對(duì)亞麻脂肪酸組分含量進(jìn)行了大量的研究與評(píng)價(jià)，但由于資源材料、種植環(huán)境以及測(cè)定方法的不同，導(dǎo)致研究結(jié)果有所差異。本研究對(duì)102份亞麻種質(zhì)的5種脂肪酸含量進(jìn)行測(cè)定與評(píng)價(jià)，旨在為亞麻品質(zhì)育種提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試102份亞麻種質(zhì)，其中國(guó)內(nèi)品種來(lái)自內(nèi)蒙古(18份)、河北(11份)、山西(13份)、甘肅(25份)、新疆(5份)、寧夏(7份)等省份，國(guó)外品種來(lái)源于美國(guó)(6份)、加拿大(5份)、法國(guó)(3份)、俄羅斯(7份)、巴基斯坦(2份)。

1.2 試驗(yàn)方法

2019年，供試材料種植于內(nèi)蒙古錫林郭勒盟農(nóng)科所實(shí)驗(yàn)基地，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每份材料種植3行，每行長(zhǎng)1 m，行距0.2 m，3次重復(fù)。亞麻種子生理成熟后收獲，每份材料種子充分混勻后隨機(jī)取20 g，采用D7200近紅外儀檢測(cè)5種脂肪酸含量，每份材料重復(fù)檢測(cè)3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0和Excel 2013進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和相關(guān)分析[7]。表型遺傳多樣性采用Shannon Weaver遺傳多樣性指數(shù)來(lái)衡量[8-9]，多態(tài)性指數(shù)計(jì)算見(jiàn)公式：

H′=-∑Pi×lnPi

式中：

H—遺傳多樣性指數(shù)；

Pi—某性狀第i個(gè)級(jí)別出現(xiàn)的頻率。

2 結(jié)果與分析

2.1 亞麻脂肪酸成分的統(tǒng)計(jì)分析

5種脂肪酸組分含量的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示(見(jiàn)表1)，棕櫚酸含量平均值6.16%，高于均值的樣本有42份，變異系數(shù)11.78%，遺傳多樣性指數(shù)2.03；硬脂酸含量均值6.01%，高于均值的樣本有37份，變異系數(shù)35.61%，遺傳多樣性指數(shù)2.31；油酸含量均值25.19%，高于均值的樣品有57份，變異系數(shù)16.18%，遺傳多樣性指數(shù)1.84；亞油酸均值14.98%，高于均值的樣品數(shù)有55份，變異系數(shù)29.07%，遺傳多樣性指數(shù)1.92；亞麻酸均值47.66%，高于均值的樣品數(shù)有54份，變異系數(shù)11.96%，遺傳多樣性系數(shù)2.09。亞麻5種脂肪酸組分含量變異系數(shù)11.78%～35.61%，依次排序?yàn)橛仓?亞油酸>油酸>亞麻酸>棕櫚酸；遺傳多樣性指數(shù)為1.84～2.31，依次排序?yàn)橛仓?亞麻酸>棕櫚酸>亞油酸>油酸。

表1 102份亞麻種質(zhì)脂肪酸成分遺傳多樣性分析

2.2 亞麻脂肪酸成分的相關(guān)性分析

由表2可知，棕櫚酸與硬脂酸呈極顯著正相關(guān)(r=0.672)，與油酸呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.353)；亞麻酸與硬脂酸、油酸、亞油酸呈極顯著負(fù)相關(guān)，其中亞油酸負(fù)相關(guān)系數(shù)最大(r=-0.596)。棕櫚酸與硬脂酸相關(guān)系數(shù)明顯大于與其他性狀間的相關(guān)系數(shù)，反映在一定范圍內(nèi)，亞麻種質(zhì)棕櫚酸含量與硬脂酸含量密切相關(guān)。

表2 亞麻5種脂肪酸成分之間的相關(guān)系數(shù)

2.3 聚類分析

從圖1可知，在馬氏距離D=58.21時(shí)，將102份亞麻品種分為4個(gè)類群，第一類群包括12份種質(zhì)，其中中國(guó)11份(內(nèi)蒙古3份，河北2份，山西4份，甘肅和寧夏均為1份)，美國(guó)1份；第二類群包括58份種質(zhì)，其中中國(guó)47份(甘肅14份，內(nèi)蒙古5份，河北6份，山西7份，新疆、寧夏均為4份)，美國(guó)4份，巴基斯坦和法國(guó)均為2份，加拿大3份；第三類群包括26份種質(zhì)，其中中國(guó)22份(甘肅9份，內(nèi)蒙古7份，寧夏、河北、山西均為2份)，加拿大2份，新疆和美國(guó)均為1份；第四類群包括6份種質(zhì)，其中中國(guó)5份(內(nèi)蒙古3份，甘肅和河北均為1份)，法國(guó)1份。

注：A.第一類群；B.第二類群；C.第三類群；D.第四類群。圖1 聚類分析結(jié)果Fig. 1 Cluster analysis results

3 討論與結(jié)論

亞麻脂肪酸組分含量的檢測(cè)與評(píng)價(jià)對(duì)亞麻品質(zhì)育種具有重要意義。趙利等[10]對(duì)甘肅116個(gè)亞麻地方種質(zhì)資源的粗脂肪和5種脂肪酸含量及碘價(jià)等主要品質(zhì)性狀進(jìn)行測(cè)定分析，初步篩選出一批優(yōu)良種質(zhì)。伊六喜等[11]對(duì)401份亞麻進(jìn)行表型評(píng)價(jià)，篩選出了亞麻酸含量55%以上的品種16份。張瓊等[12]利用氣相色譜法對(duì)162份亞麻材料的脂肪酸含量進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)油脂含量存在廣泛變異，同時(shí)篩選出優(yōu)質(zhì)種質(zhì)材料 11 份，為胡麻品質(zhì)遺傳改良提供了親本材料。本研究檢測(cè)篩選出寧亞21、禮縣底腳、崇禮小、張亞2、伊亞3、西禮白6份高亞麻酸種質(zhì)。由于樣品差異、種植環(huán)境和脂肪酸組分含量檢測(cè)技術(shù)差異，102份亞麻種質(zhì)聚類結(jié)果與前人研究結(jié)果有所差異[13-15]。本研究中102份亞麻種質(zhì)的5種脂肪酸含量變異系數(shù)為11.78%～35.61%，依次排序?yàn)橛仓?亞油酸>油酸>亞麻酸>棕櫚酸；遺傳多樣性指數(shù)為1.84～2.31，依次排序?yàn)橛仓?亞麻酸>棕櫚酸>亞油酸>油酸，說(shuō)明供試材料5種脂肪酸含量表型變異較大，遺傳多樣性豐富。