國(guó)內(nèi)亞麻育成品種品質(zhì)性狀的分析與評(píng)價(jià)

王 斌， 趙 利， 侯靜靜

(甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，蘭州 730070)

亞麻是一年生自花授粉作物，主要用途為油用和纖維用，在我國(guó)有5 000多年的栽培歷史。油用亞麻主要分布在我國(guó)甘肅、內(nèi)蒙古、河北、寧夏、山西、新疆等西北、華北地區(qū)，纖維用亞麻主要分布在東北的黑龍江等地。亞麻籽中富含多種功能性營(yíng)養(yǎng)成分，如亞麻籽油、木酚素、優(yōu)質(zhì)蛋白、膳食纖維、亞麻膠，也含有豐富的維生素、礦物質(zhì)、植物甾醇和酚類化合物等微量營(yíng)養(yǎng)元素[1]，這些營(yíng)養(yǎng)成分使得亞麻籽具有改善機(jī)體脂質(zhì)代謝、預(yù)防心血管疾病及癌癥等功能特性[2]。亞麻籽含油率40%左右，其中α-亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在50%以上，是人體必需的多不飽和脂肪酸，在人體肝臟內(nèi)通過(guò)去飽和酶和鏈延長(zhǎng)酶的作用下生成 EPA 和 DHA，是保證人體和大腦正常工作的重要不飽和脂肪酸，如果日常攝入不足，可能引起抑郁癥、注意力缺失癥、阿爾茨海默氏癥[3,4]。北美以亞麻籽油代替昂貴的深海魚(yú)油，降低獲得不飽和脂肪酸的成本[5]。在我國(guó)，亞麻籽主要用來(lái)榨油，只有一少部分被開(kāi)發(fā)用作功能性食品。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在胡麻籽深加工、精加工方面較為薄弱，加工技術(shù)落后；應(yīng)深入研究胡麻籽營(yíng)養(yǎng)、藥用保健等價(jià)值，挖掘其利用潛力。因此，深入研究亞麻籽油的品質(zhì)性狀，對(duì)于高效開(kāi)發(fā)相關(guān)功能產(chǎn)品具有重要意義。

傳統(tǒng)的亞麻育種主要以提高產(chǎn)量和改良抗性為主，品質(zhì)育種近年來(lái)才逐漸受到重視。我國(guó)亞麻育種從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，目前經(jīng)過(guò)品種審定和登記的品種有100多個(gè)。其中20世紀(jì)90年代以后不同地區(qū)品種各具特點(diǎn)，隴亞系列新品種豐產(chǎn)抗病，定亞系列新品種抗旱穩(wěn)產(chǎn)耐瘠薄，晉亞系列新品種抗病穩(wěn)產(chǎn)，壩亞系列新品種穩(wěn)產(chǎn)抗旱，寧亞系列新品種抗病適應(yīng)性廣，內(nèi)亞系列含油率高，這些品種成為我國(guó)不同地方的主栽品種[6]。目前，對(duì)亞麻種質(zhì)資源品質(zhì)性狀的研究已有一些報(bào)道，黨照等[7]利用近紅外分析儀對(duì)364份胡麻資源的品質(zhì)性狀進(jìn)行了分析，篩選出了一些優(yōu)異種質(zhì)資源，還有對(duì)國(guó)內(nèi)外亞麻種質(zhì)資源品質(zhì)性狀進(jìn)行了分析與評(píng)價(jià)[8-12]，Soto-Cerda等[13]研究了390份亞麻核心種質(zhì)的品質(zhì)性狀，并與SSR標(biāo)記進(jìn)行了關(guān)聯(lián)分析，Sylvie等[14]對(duì)78份亞麻DH群體品質(zhì)性狀進(jìn)行了分析，并構(gòu)建了品質(zhì)性狀的SSR遺傳連鎖圖，郝榮楷等[15]利用形態(tài)學(xué)標(biāo)記和SRAP分子標(biāo)記對(duì)我國(guó)油用亞麻育成品種進(jìn)行了遺傳多樣性分析。但對(duì)國(guó)內(nèi)亞麻育成品種品質(zhì)性狀的研究鮮有報(bào)道。本研究對(duì)127份亞麻育成品種的7個(gè)品質(zhì)性狀進(jìn)行了測(cè)定，采用相關(guān)分析，主成分分析和聚類分析等方法，分析了不同品種間品質(zhì)性狀的差異，以期為品種評(píng)價(jià)、材料改良、品種選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

127份亞麻品種資源包含油用、油纖兼用、纖維用亞麻品種，其中有11份為國(guó)外亞麻資源。116份亞麻育成品種均為全國(guó)亞麻產(chǎn)區(qū)歷年選育并通過(guò)審定或登記的栽培品種，包含甘肅、內(nèi)蒙古、山西、河北、寧夏、新疆、黑龍江等亞麻主要種植地區(qū)，127份亞麻品種資源見(jiàn)表1。其中黑亞系列、雙壓系列、華亞1號(hào)、華亞4號(hào)和華亞5號(hào)為纖維用亞麻品種；隴亞8號(hào)、華亞2號(hào)和華亞3號(hào)等品種為油纖兼用品種，其他品種為油用品種。

表1 127份亞麻品種資源

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)于2020年在甘肅省主產(chǎn)區(qū)景泰縣進(jìn)行，按編號(hào)順序播種，不設(shè)重復(fù)，每小區(qū)5行，行距0.2 m，行長(zhǎng)2 m，小區(qū)面積2 m2，每行種植300粒。田間管理按常規(guī)大田管理進(jìn)行。利用DA 7200型近紅外品質(zhì)分析儀進(jìn)行品質(zhì)成分分析，測(cè)定指標(biāo)包括粗脂肪含量、脂肪酸組分(主要為棕櫚酸、硬脂酸、亞油酸、亞麻酸、油酸)和木酚素含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2010和DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析。采用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，歐氏距離、離差平方和法進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 亞麻品種資源品質(zhì)性狀的變異分析

亞麻品種資源7個(gè)品質(zhì)性狀中，變異幅度在3.62%～14.62%之間，亞麻品種資源品質(zhì)性狀的變異分析見(jiàn)表2。其中硬脂酸的變異系數(shù)最大，為14.62%；其次是木酚素，為12.71%；粗脂肪的變異系數(shù)最小，為3.62%。各品質(zhì)性狀的變異系數(shù)大小順序?yàn)? 硬脂酸>木酚素>亞油酸>油酸>亞麻酸>棕櫚酸>粗脂肪。

表2 亞麻品種資源品質(zhì)性狀的變異分析

對(duì)亞麻3個(gè)主要品質(zhì)性狀粗脂肪、木酚素和亞麻酸含量進(jìn)行分析，亞麻品種資源品質(zhì)性狀含量的正態(tài)分布如圖1所示。其中粗脂肪含量高的資源(≥40.0%)4份，其中張亞2號(hào)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，達(dá)到42.19%，其次是輪選3號(hào)、張亞1號(hào)、壩選3號(hào)；粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥39%的品種8份，分別為內(nèi)亞6號(hào)、寧亞11號(hào)、定亞9號(hào)、晉亞6號(hào)、雙亞9號(hào)、伊亞4號(hào)、定亞1號(hào)、定亞8號(hào)；質(zhì)量分?jǐn)?shù)38%左右品種有7份，37%左右有31份，36%左右有46份，35%左右有18份；其中壩亞6號(hào)、蒙亞4號(hào)和隴亞3號(hào)粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，在34%左右。木酚素含量最高的品種是壩亞9號(hào)，達(dá)到10.99 mg/g；其中10 mg/g左右的品種17份，含量9 mg/g左右品種有44份，含量8 mg/g左右的有37份，含量7 mg/g左右的有17份，含量6 mg/g左右的有9份；其中華亞1號(hào)木酚素含量最低，為5.34 mg/g。亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的品種(≥55%)2份，張亞2號(hào)為59%，內(nèi)亞6號(hào)為56.82%，隴亞1號(hào)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為39.8%；在50%～55%之間的品種有49份；45%～50%之間的品種有62份，42%～45%之間的品種有13份。

2.2 亞麻品種資源品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

如表3所示，結(jié)果表明，粗脂肪含量與木酚素、亞油酸極顯著正相關(guān)，與棕櫚酸極顯著負(fù)相關(guān)，與油酸顯著負(fù)相關(guān)，與亞麻酸和硬脂酸負(fù)相關(guān)；木酚素與棕櫚酸、硬脂酸極顯著正相關(guān)，與亞油酸極顯著負(fù)相關(guān)，與亞麻酸、油酸負(fù)相關(guān)；亞麻酸與硬脂酸、油酸、棕櫚酸極顯著負(fù)相關(guān)；亞油酸與硬脂酸、棕櫚酸極顯著負(fù)相關(guān)，硬脂酸與棕櫚酸極顯著正相關(guān)。

表3 亞麻7個(gè)品質(zhì)性狀間的相關(guān)系數(shù)

2.3 亞麻品種資源品質(zhì)性狀的主成分分析

如表3所示，結(jié)果表明前5個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率為97.11%。其中第1主成分的特征值2.74，貢獻(xiàn)率39.19%，特征向量絕對(duì)值較高的是亞油酸、棕櫚酸和硬脂酸，向量關(guān)系表明，棕櫚酸和硬脂酸越含量高，亞麻酸含量就越低；第2主成分的特征值1.8，貢獻(xiàn)率25.76%，特征向量絕對(duì)值較高的是亞麻酸和油酸，向量關(guān)系顯示，油酸含量越高，亞麻酸含量就越低；第3主成分的特征值0.97，貢獻(xiàn)率13.9%，向量絕對(duì)值較高的是粗脂肪；第4主成分的特征值0.68，貢獻(xiàn)率9.66%，向量絕對(duì)值較高的是木酚素和亞油酸，向量關(guān)系表明，木酚素和亞油酸含量越高，亞麻酸、油酸和硬脂酸含量越低；第5主成分的特征值0.6，貢獻(xiàn)率8.6%，向量絕對(duì)值較高的是棕櫚酸，向量關(guān)系表明，棕櫚酸含量越高，木酚素含量越低。

表4 品質(zhì)性狀的主成分分析

2.4 亞麻品種資源品質(zhì)性狀的聚類分析

利用DPS軟件歐氏距離離差平方和方法，對(duì)127份亞麻品種資源的7個(gè)品質(zhì)性狀進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，劃分為4大類群。第Ⅰ類群共有40份資源，占總材料的31.50%，這一類群材料主要特點(diǎn)是油酸含量最高，亞麻酸含量最低；第Ⅱ類群共有35份資源，占總材料的27.56%，這類材料木酚素含量最高，粗脂肪、亞油酸含量最低；第Ⅲ類群共有39份資源，占總材料的30.71%，這類材料粗脂肪、亞麻酸含量最高，油酸、棕櫚酸含量最低；第Ⅳ類群包括13份資源，占總品種的10.24%，主要是纖維類亞麻品種，這類材料亞油酸含量最高，木酚素、硬脂酸含量最低，亞麻4個(gè)類群7個(gè)品質(zhì)性狀的平均值見(jiàn)表5。

表5 亞麻4個(gè)類群7個(gè)品質(zhì)性狀的平均值

3 討論

粗脂肪含量、木酚素和脂肪酸組分中的亞麻酸含量是亞麻品質(zhì)育種的重要性狀，綜合分析亞麻歷年育成品種的品質(zhì)性狀，對(duì)于目前亞麻品質(zhì)育種具有參考價(jià)值。本研究表明，127份亞麻育成品種品質(zhì)性狀變異幅度在3.62%～14.62%之間，其中變異系數(shù)最大的是硬脂酸和木酚素，變異系數(shù)大于 10%，說(shuō)明這兩個(gè)性狀在不同材料間的含量差異較大；最小的是粗脂肪，為3.62%。不同品質(zhì)性狀研究表明，粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為37.22%，亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均49.04%；而Soto-Cerda等[13]測(cè)定390份亞麻核心種質(zhì)粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)在33.4%～49.7%之間，平均為41.6%；亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3.6%～65.4%之間，平均為52.2%；與本研究差異比較大。木酚素含量在5.34～10.99 mg/g之間，與黨照對(duì)364份胡麻資源木酚素測(cè)定的結(jié)果一致[7]；研究報(bào)道表明，瑞典亞麻籽中木酚素含量在4.96～10.06 mg/g之間，與本研究結(jié)果一致[16]。相關(guān)性分析表明，粗脂肪含量與木酚素、亞油酸極顯著正相關(guān)，與棕櫚酸極顯著負(fù)相關(guān)，與油酸顯著負(fù)相關(guān)；木酚素與棕櫚酸、硬脂酸極顯著正相關(guān)，與亞油酸極顯著負(fù)相關(guān)；亞麻酸與硬脂酸、油酸、棕櫚酸極顯著負(fù)相關(guān)。Soto-Cerda等[13]對(duì)390份亞麻核心種質(zhì)品質(zhì)分析表明，不同地點(diǎn)品質(zhì)性狀相關(guān)分析結(jié)果不一致，說(shuō)明不同環(huán)境對(duì)品質(zhì)性狀影響顯著；粗脂肪與棕櫚酸顯著正相關(guān)，與本研究結(jié)果不一致；亞麻酸與其他品質(zhì)性狀顯著負(fù)相關(guān)，與本研究結(jié)果一致。Sylvie等[14]對(duì)78份亞麻DH群體品質(zhì)性狀相分析表明，脂肪酸含量與其他品質(zhì)性狀無(wú)顯著關(guān)系，亞麻酸與棕櫚酸、亞油酸顯著負(fù)相關(guān)，與本研究結(jié)果不一致。亞麻酸與油酸極顯著負(fù)相關(guān)、與亞油酸正相關(guān)，與姚琳等[17]在油菜上的研究結(jié)果不一致。

本研究通過(guò)系統(tǒng)聚類，把127份亞麻育成品種劃分為代表不同品質(zhì)性狀的4大類，第Ⅰ類特點(diǎn)是油酸含量最高，亞麻酸含量最低；第Ⅱ類群材料木酚素含量最高，粗脂肪、亞油酸含量最低；第Ⅲ類群粗脂肪、亞麻酸含量最高，油酸、棕櫚酸含量最低；第Ⅳ類群亞油酸含量最高，木酚素、硬脂酸含量最低。第Ⅳ類主要為纖維用亞麻品種外，其他3個(gè)類群中不同地方育成品種交叉存在，說(shuō)明不同地方育成品種存在較強(qiáng)的人為選擇作用和不同地區(qū)間頻繁的引種交流。前人研究表明，亞麻種質(zhì)資源親緣關(guān)系比較近，遺傳基礎(chǔ)狹窄。要選育品質(zhì)優(yōu)異的亞麻品種，關(guān)鍵是需要引進(jìn)和創(chuàng)制新的優(yōu)異資源。

4 結(jié)論

127份亞麻品種資源粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為37.22%，木酚素平均含量為8.84 mg/g、平均亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49.04%。絕大多數(shù)亞麻育成品種脂肪酸含量和亞麻酸含量偏低，與優(yōu)異品質(zhì)(粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)>42%，亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)>55%)還有很大差距，說(shuō)明亞麻品質(zhì)育種還有很大提升空間。粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于39%的品種，亞麻酸大于50%的品種，不同產(chǎn)區(qū)都有代表性品種；而木酚素含量大于10 mg/g的品種中定亞、晉亞系列品種較多。本研究中張亞2號(hào)粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，達(dá)到42.19%，輪選3號(hào)、張亞1號(hào)、壩選3號(hào)的都大于40%，張亞2號(hào)、內(nèi)亞6號(hào)亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于55%，可作為品質(zhì)性狀較好的育種材料加以利用。