關(guān)鍵詞:元寶楓;優(yōu)樹(shù);含油率;脂肪酸組分;相關(guān)性分析
中圖分類號(hào):S794.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1673-923X(2023)12-0165-12
元寶楓Acer truncatum 隸屬槭樹(shù)科Aceraceae槭樹(shù)屬Acer,為落葉小喬木,中國(guó)特有樹(shù)種,元寶楓集食用(油)、藥用、材用及園林觀賞于一身,具有經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)價(jià)值,主要分布于我國(guó)的黃河中下游各省及東北南部,內(nèi)蒙古以及江蘇、安徽等地,元寶楓因其絢麗的秋葉顏色用作園林綠化樹(shù)種[1]。因其堅(jiān)硬的質(zhì)地和高水平的蛋白質(zhì)、綠原酸、單寧和類黃酮成為木材、蛋白質(zhì)、藥物和化學(xué)原料的理想來(lái)源[2-3]。前人研究也表明元寶楓籽油是一種優(yōu)良的食用油,種仁含油率達(dá)48% 以上,機(jī)榨出油率35%,高于油菜籽,經(jīng)過(guò)加工可以得到53% 的亞油酸和亞麻酸,其中亞油酸具有防止骨質(zhì)流失、抗癌、減肥等功能[4]。神經(jīng)酸是大腦神經(jīng)細(xì)胞和組織的天然核心物質(zhì),具有促進(jìn)腦神經(jīng)發(fā)育和防治神經(jīng)衰老等功能,而元寶楓籽油中神經(jīng)酸含量達(dá)5% ~ 6%[2-3],屬植物稀有種類[5],因此,元寶楓被認(rèn)為是開(kāi)發(fā)有價(jià)值的營(yíng)養(yǎng)和藥用物質(zhì)的潛在物種。2011 年3 月,原衛(wèi)生部發(fā)布了《關(guān)于批準(zhǔn)元寶楓籽油和牡丹籽油作為新資源食品的公告》,元寶楓籽油正式成為我國(guó)一種木本新資源油品。近年來(lái),隨著人口的增加和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,耕地資源和糧食生產(chǎn)安全嚴(yán)重限制了食用油的發(fā)展,為此世界各國(guó)通過(guò)生產(chǎn)木本油脂來(lái)解決食用油短缺問(wèn)題[6]。如印度尼西亞通過(guò)生產(chǎn)椰子油解決了全國(guó)60% 人口食用油問(wèn)題;西班牙的橄欖油已占全國(guó)食用油的84%,希臘則達(dá)到93%;馬來(lái)西亞的油棕油占世界棕油總產(chǎn)量的60% 以上。元寶楓作為一種天然、無(wú)公害、高營(yíng)養(yǎng)的“藥食兩用”樹(shù)種,開(kāi)發(fā)和利用已經(jīng)較為普遍,主要集中在資源調(diào)查[7]、生長(zhǎng)特性研究[8-9]、遺傳結(jié)構(gòu)分析[10] 以及種子油的加工工藝[11-12] 等方面,對(duì)中國(guó)種源、不同產(chǎn)地元寶楓果實(shí)和種子脂肪酸的成分以及含量的詳細(xì)研究很少,目前僅有魏伊楚等[13]、喬謙[14] 對(duì)不同地理居群元寶楓果實(shí)含油率等進(jìn)行過(guò)相關(guān)研究,但由于元寶楓分布廣泛,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然選擇和物種進(jìn)化,種質(zhì)分化嚴(yán)重,種子質(zhì)量、籽油理化性質(zhì)和脂肪酸組成存在一定差異[15]。本研究以篩選出的22 株元寶楓優(yōu)樹(shù)為對(duì)象,以種仁出油率為產(chǎn)量指標(biāo),以油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸等作為脂肪酸品質(zhì)指標(biāo),通過(guò)比較分析研究元寶楓的含油率和脂肪酸組成及其相關(guān)性,以期為高產(chǎn)高品質(zhì)元寶楓良種選育提供理論依據(jù)。
1 研究地概況
試驗(yàn)地蘇中園藝有限公司槭樹(shù)良種繁育基地位于泰州市海陵區(qū)(119°48′33″E,32°27′06″N),海拔2 m,屬北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū),四季分明,無(wú)霜期長(zhǎng),熱量充裕,降水豐沛。年平均氣溫13.9 ~ 15.7 ℃之間,年平均降水量1 049.1 mm,年降雨日平均為116.3 d。
2 材料與方法
2.1 研究材料
22 株10 年生初選優(yōu)樹(shù)于2021 年11 月采集果實(shí),采集時(shí)用高枝剪隨機(jī)剪取22 棵優(yōu)樹(shù)翅果,在室內(nèi)按四分法,分別隨機(jī)挑選飽滿且果翅完好的果實(shí)脫殼處理得到種子,干燥去皮,種仁粉碎后過(guò)40 目篩備用。
2.2 分析方法
油脂含量參照GB/T 14772—2008[16] 之索氏提取法的測(cè)定,乙醚為溶劑;脂肪酸成分參照GB5009.168—2016 之外標(biāo)質(zhì)譜法測(cè)定[17],氨水催化水解,氫氧化鈉甲醇溶液進(jìn)行脂肪的皂化和脂肪酸的甲酯化,混合脂肪酸甲酯標(biāo)品定性,色譜峰面積外標(biāo)法定量。
色譜條件: 色譜柱為DA-2560(100 m×0.25 mm×0.20 um ) 強(qiáng)極性毛細(xì)管色譜柱, 進(jìn)樣體積1.0 μL,進(jìn)樣器溫度270 ℃,檢測(cè)器溫度280 ℃;程序升溫:初始溫度100 ℃(13 min)、100 ~ 180 ℃(6 min,升溫速率10 ℃ /min)、180 ~ 200 ℃(20 min,升溫速率1 ℃ /min)、200 ~ 230 ℃(10.5 min,升溫速率4 ℃ /min),氮?dú)廨d氣,分流比100∶1。質(zhì)譜條件:EI 電離,電離能量70 eV,離子源溫度230 ℃,四級(jí)桿溫度150 ℃,輔助線溫度280 ℃,離子掃描,各組分測(cè)定重復(fù)3 次。
2.3 數(shù)據(jù)處理與分析
元寶楓油脂含量計(jì)算公式為:X=(W1-W0)/W0×100%。式中:X 為元寶楓種子油脂提取率;W0 為提取前種仁粉質(zhì)量;W1 為提取后殘?jiān)|(zhì)量。
脂肪酸組分和含量計(jì)算:檢測(cè)總離子流圖中峰值質(zhì)譜掃描信息形成質(zhì)譜圖,通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)檢索,與脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)比分析確定每種組分的化學(xué)結(jié)構(gòu);各組分的相對(duì)含量采用峰面積外標(biāo)法計(jì)算。采用Excel 2010 軟件作圖, 采用SPSS 26.0 軟件對(duì)含油率和脂肪酸組分進(jìn)行多重比較、變異分析和主成分分析。
3 結(jié)果分析
3.1 不同優(yōu)樹(shù)種仁含油率及脂肪酸組分含量變異分析
3.1.1 不同優(yōu)樹(shù)種仁含油率變異分析
通過(guò)對(duì)蘇中園藝有限公司槭樹(shù)良種繁育基地2021 年采收的22 個(gè)元寶楓優(yōu)樹(shù)種子含油率的測(cè)定發(fā)現(xiàn),不同單株的元寶楓種仁含油率(表1)范圍為25.35% ~ 50.11%,這說(shuō)明了元寶楓種子普遍含油率高,其中優(yōu)良單株WYZ-5 和SYZ-5 種仁含油率最高(50.11%),單株XYZ-3 種仁含油率最低(25.35%),增幅為97.69%,優(yōu)株間種子含油率變異系數(shù)0.19,變化不穩(wěn)定。
元寶楓就含油率單一因素而言,含油率在40% 以上為高油單株。通過(guò)計(jì)算22 個(gè)優(yōu)良單株含油率的平均值為40.77%,其中干籽含油率大于40% 的有13 個(gè),低于30% 的有2 個(gè),標(biāo)準(zhǔn)差高達(dá)7.72,表明具有極高的篩選價(jià)值。在蘇中園藝有限公司槭樹(shù)良種繁育基地,SYZ-5 等14 個(gè)優(yōu)良單株通過(guò)含油率測(cè)定列為高含油率品系,可作為重要的元寶楓種質(zhì)資源進(jìn)行進(jìn)一步的跟蹤觀測(cè).
3.1.2 不同優(yōu)樹(shù)脂肪酸組分含量變異分析
元寶楓種油GC 檢測(cè)共獲得13 種脂肪酸,其中包括油酸(C18:1n9c)、亞油酸(C18:2n6c)、γ-亞麻酸(C18:3n6)、α- 亞麻酸(C18:3n3)、花生一烯酸(C20:1)、花生二烯酸(C20:2)、芥酸(C22:1n9)、神經(jīng)酸(C24:1)等8 種不飽和脂肪酸以及棕櫚酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)、花生酸(C20:0)、山崳酸(C22:0)、木焦油酸(C24:0)等5 種飽和脂肪酸。從變異系數(shù)看,以上脂肪酸組分以γ- 亞麻酸最大為0.38,其次花生二烯酸0.37、α- 亞麻酸0.36、硬脂酸0.35,油酸、神經(jīng)酸和芥酸變異系數(shù)較小,分別為0.15、0.17 和0.18。
1)不同優(yōu)樹(shù)不飽和脂肪酸組分含量變異分析。人體所必需的脂肪酸包括有亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸等幾種不飽和脂肪酸。由表1 可知,元寶楓不飽和脂肪酸含量為總成分的91.54%。其中以亞油酸含量最高,22 個(gè)優(yōu)良單株的平均值為77.57 g/kg,參試22 個(gè)優(yōu)良單株中以WYZ-4 和WYZ-6 亞油酸相對(duì)含量較高,其值分別為106.87和106.34 g/kg,高于其他20 個(gè)單株,亞油酸相對(duì)含量最低的是XYZ-2,僅為49.40 g/kg。油酸含量次之,22 個(gè)優(yōu)良單株的平均值為70.64 g/kg,參試的22 個(gè)優(yōu)良單株中以SYZ-5 油酸相對(duì)含量最高,其值分別為97.06 g/kg,高于其他單株,油酸相對(duì)含量最低的是XYZ-3,僅為48.55 g/kg。
芥酸(C22:1n9)是元寶楓種子內(nèi)含量較高的另一種不飽和脂肪酸,22 個(gè)優(yōu)良單株的平均值為45.85 g/kg,參試22 個(gè)優(yōu)良單株中以WYZ-8 最高,其值分別為57.97 g/kg,含量最低的是XYZ-3,僅為32.17 g/kg,在本次試驗(yàn)中還檢測(cè)到了花生一烯酸(C20:1)和花生二烯酸(C20:2)兩種不飽和脂肪酸,其均值分別為22.23 和0.56 g/kg。元寶楓種子中亞麻酸含量較低,α- 亞麻酸和γ- 亞麻酸均值分別為3.97 和1.13 g/kg;22 株優(yōu)良單株神經(jīng)酸的相對(duì)含量在4.23% ~ 6.23% 范圍內(nèi)。
2)不同優(yōu)樹(shù)飽和脂肪酸組分含量變異分析。植物體內(nèi)的飽和脂肪酸可代替動(dòng)物性飽和脂肪酸,具有預(yù)防心腦血管疾病和保養(yǎng)皮膚的作用,棕櫚酸和硬脂酸是元寶楓種子重要的飽和脂肪酸,22 個(gè)優(yōu)良單株元寶楓種子棕櫚酸平均含量為11.75 g/kg,WYZ-6 含量為15.19 g/kg,顯著高于其他單株,WYZ-4 和WYZ-8 單株其相對(duì)含量也在15.00 g/kg及以上,處于較高水平,而XYZ-3 的棕櫚酸相對(duì)含量為7.87 g/kg,處于最低水平,且各單株間差異顯著。元寶楓種子中硬脂酸含量亦較高,平均值為6.10 g/kg,其相對(duì)含量最高的是WYZ-4,為9.37 g/kg,WYZ-8 為9.14 g/kg,其他20 單株相對(duì)含量均在9.00 g/kg 以下。總的來(lái)說(shuō),飽和脂肪酸含量為總油脂成分的8.46%,以棕櫚酸為主,硬脂酸較少。
如表1 所示,元寶楓種子花生酸(C20:0)、山崳酸(C22:0)和木焦油酸(C24:0)含量較低,其中,22 個(gè)單株中花生酸(C20:0)含量最高僅為0.95 g/kg,平均值為0.67 g/kg;山崳酸(C22:0)含量單株最高為3.44 g/kg,最低僅為1.46 g/kg,平均值2.45 g/kg;而22 個(gè)優(yōu)良單株中,WYZ-4 木焦油酸(C24:0)相對(duì)含量最高,僅為1.42 g/kg。
不飽和脂肪酸(亞油酸和油酸)和飽和脂肪酸(棕櫚酸)是元寶楓籽油中的主要脂肪酸,占脂肪酸總量的61.47%,其中亞油酸占29.83%。由表1 可知,22 個(gè)單株亞油酸相對(duì)含量波動(dòng)幅度較大,其變異系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.27 和2.07;棕櫚酸相對(duì)含量波動(dòng)幅度最小,變異系數(shù)和相對(duì)極差分別在0.20 和0.24 及以上,由此得出,元寶楓單株間種仁亞油酸含量變化幅度較大,而棕櫚酸含量相對(duì)穩(wěn)定。
3.2 不同優(yōu)樹(shù)種仁含油率及脂肪酸組分含量差異分析
3.2.1 不同優(yōu)樹(shù)種仁含油率差異分析
由表2 可知,各優(yōu)樹(shù)間種仁含油率差異極顯著(P < 0.01),含油率最高的WYZ-5 和SYZ-5(50.11%)與其他優(yōu)樹(shù)存在極顯著差異(P < 0.01)。優(yōu)樹(shù)WYZ-2、WYZ-3、WYZ-8、SYZ-6、WYZ-4、WYZ-9 和WYZ-1 含油率均高于45%;22 株優(yōu)樹(shù)含油率高于45% 的占40.90%,介于40% ~ 45%的占22.72%,低于40% 的占27.27%??芍?,大部分元寶楓優(yōu)樹(shù)種仁含油率較高,達(dá)到45% 以上。
3.2.2 元寶楓不同優(yōu)樹(shù)脂肪酸組分含量差異分析
1) 不飽和脂肪酸組分含量差異分析。由表2 可知,元寶楓籽油中不飽和脂肪酸組分油酸、花生一烯酸、芥酸和神經(jīng)酸含量差異極顯著(P < 0.01),γ- 亞麻酸、α- 亞麻酸、花生二烯酸和亞油酸含量差異不顯著。22 株元寶楓籽油油酸含量大部分為60 ~ 80 g/kg,最高的SYZ-5 與其他優(yōu)樹(shù)差異極顯著(P < 0.01);亞油酸含量最高的WYZ-4 與含量次之的單株WYZ-6 差異不顯著(P > 0.05);γ- 亞麻酸以WYZ-4 最高為1.73g/kg,其次WYZ-3 為1.71 g/kg, 二者差異不顯著(P> 0.05),大部分優(yōu)樹(shù)為1.00 ~ 1.50 g/kg;α- 亞麻酸以WYZ-3 最高為5.95 g/kg,其次WYZ-6 為5.84 g/kg,二者差異不顯著(P > 0.05),SYZ-3最低,為1.72 g/kg;花生一烯酸以SYZ-5 最高為29.38 g/kg,其次WYZ-8 為27.05 g/kg,二者差異不顯著(P > 0.05),大部分優(yōu)樹(shù)為20 ~ 30 g/kg,XYZ-3 最低, 為15.05 g/kg,XYZ-2 次之, 為15.62 g/kg;花生二烯酸以WYZ-6 最高為0.89 g/kg,其次WYZ-4 為0.88 g/kg,二者差異不顯著(P >0.05),大部分優(yōu)樹(shù)為0.5 ~ 0.9 g/kg,XYZ-2 和SYZ-3 最低,為0.31 g/kg;芥酸以WYZ-8 最高為57.97g/kg,其次WYZ-6 為57.33 g/kg,二者差異不顯著(P > 0.05),大部分優(yōu)樹(shù)為45 ~ 58 g/kg,XYZ-3 最低, 為32.17 g/kg,SYZ-4 次之, 為34.71 g/kg;神經(jīng)酸以WYZ-4 最高為19.69 g/kg,其次WYZ-8 為19.58 g/kg,二者差異不顯著(P >0.05),大部分優(yōu)樹(shù)為15 ~ 20 g/kg,SYZ-4 最低,為11.00 g/kg,SYZ-3 次之,為12.37 g/kg;
2)飽和脂肪酸組分含量差異分析。由表2 可知,元寶楓籽油飽和脂肪酸組分山崳酸、棕櫚酸和硬脂酸差異顯著(P < 0.05),花生酸和木焦油酸含量差異不顯著,棕櫚酸以WYZ-6 最高為15.19 g/kg, 與WYZ-4(15.03 g/kg) 和WYZ-8(15.00 g/kg)差異不顯著,與其他優(yōu)樹(shù)差異顯著(P < 0.05),大部分優(yōu)樹(shù)為10 ~ 15 g/k g,以XYZ-3 最低為7.87 g/kg;硬脂酸以WYZ-4 最高為9.37 g/kg,與WYZ-8(9.14 g/kg)差異不顯著,與其他優(yōu)樹(shù)差異極顯著(P < 0.01),大部分優(yōu)樹(shù)為5.0 ~ 9.0 g/kg,以XYZ-3 最低,僅為3.25 g/kg;花生酸以WYZ-4 最高為0.95g/kg,其次WYZ-8為0.94g/kg,二者差異不顯著(P > 0.05),大部分優(yōu)樹(shù)為0.5 ~ 0.95 g/kg,XYZ-3 最低,為0.34 g/kg,XYZ-6 次之, 為0.39 g/kg; 山崳酸以WYZ-4 最高為3.44 g/kg, 其次WYZ-8 為3.35 g/kg, 二者差異不顯著(P > 0.05),大部分優(yōu)樹(shù)為2.00 ~3.50 g/kg,XYZ-3 最低,為1.46 g/kg,XYZ-6 次之,為1.58 g/kg;木焦油酸以WYZ-4 最高為1.42 g/kg,其次WYZ-8 為1.40 g/kg,二者差異不顯著(P >0.05),大部分優(yōu)樹(shù)為1.00 ~ 1.50 g/kg,XYZ-3最低,為0.73 g/kg,SYZ-4 次之,為0.77 g/kg。
3.3 不同優(yōu)樹(shù)種仁含油率及脂肪酸組分相關(guān)分析
含油率和脂肪酸組分含量是遺傳和環(huán)境綜合作用的結(jié)果,可作為生物遺傳變異的表征。探討優(yōu)樹(shù)間含油率和脂肪酸組分之間的相關(guān)關(guān)系,可以作為優(yōu)樹(shù)選擇育種以及資源保存時(shí)樣本選擇的重要依據(jù)。相關(guān)性分析表明,不同優(yōu)樹(shù)種仁含油率及脂肪酸組分間存在一定的相關(guān)關(guān)系(表3),其中,種仁含油率與脂肪酸組分間存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P < 0.01);棕櫚酸與硬脂酸、油酸、亞油酸、花生酸、γ- 亞麻酸、α- 亞麻酸、花生一烯酸、花生二烯酸、山崳酸、芥酸、木焦油酸以及神經(jīng)酸間存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P < 0.01);硬脂酸與油酸、亞油酸、花生酸、γ- 亞麻酸、α-亞麻酸、花生一烯酸、花生二烯酸、山崳酸、芥酸、木焦油酸以及神經(jīng)酸間存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P < 0.01);油酸與亞油酸、花生酸、γ- 亞麻酸、α- 亞麻酸、花生一烯酸、花生二烯酸、山崳酸、芥酸以及木焦油酸間存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P < 0.01),和神經(jīng)酸間存在不顯著的正相關(guān)關(guān)系(P > 0.05);亞油酸及花生酸、γ- 亞麻酸、α-亞麻酸、花生一烯酸、花生二烯酸、山崳酸、芥酸、木焦油酸和神經(jīng)酸間存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P < 0.01)。結(jié)果表明,元寶楓優(yōu)樹(shù)間的含油率與脂肪酸性狀間相關(guān)性較高,在元寶楓優(yōu)樹(shù)選育時(shí),可以選擇相關(guān)性較高作為目標(biāo)性狀來(lái)輔助選育目標(biāo),篩選出高油、高神經(jīng)酸含量的優(yōu)良單株。
3.4 不同優(yōu)樹(shù)種仁含油率及脂肪酸組分主成分分析及綜合評(píng)價(jià)
3.4.1 元寶楓含油率和脂肪酸組分主成分分析
為了消除元寶楓種仁含油率和脂肪酸組分的量綱和數(shù)量級(jí)影響,采用均值化方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理,采用主成分分析法對(duì)22 株優(yōu)樹(shù)的含油率、棕櫚酸、亞油酸、油酸、硬脂酸、花生酸、α- 亞麻酸、γ- 亞麻酸、花生一烯酸、花生二烯酸、芥酸、山崳酸、木焦油酸和神經(jīng)酸等14 個(gè)指標(biāo)(分別為Z1 ~ Z14)進(jìn)行分析,得到各含油率和脂肪酸各組分的特征值、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率(表4)。結(jié)果表明,數(shù)據(jù)分析提取了特征值大于1 的前2 個(gè)主成分,其方差貢獻(xiàn)率為84.608% 和8.639%,累計(jì)達(dá)到93.247%,說(shuō)明前2 個(gè)主成分包含了絕大部分原始信息。因此,元寶楓種仁油脂特性評(píng)價(jià)時(shí)可以選擇前2 個(gè)主成分代替原來(lái)的14 個(gè)性狀指標(biāo)。
由表5 得知:第1 主成分主要受X2(棕櫚酸)、X3(硬脂酸)、X5(亞油酸)、X6(花生酸)、X10(花生二烯酸)、X11(山崳酸)和X12(芥酸)的影響;第2 主成分主要受X1(含油率)、X4(油酸)、X7(γ- 亞麻酸)、X8(α- 亞麻酸)、X9(花生一烯酸)和X13(木焦油酸)的影響,其中X1(含油率)、X4(油酸)、X7(γ 亞麻酸)和X9(花生一烯酸)為正值,對(duì)第2 主成分產(chǎn)生正效應(yīng),X8(α- 亞麻酸)和X13(木焦油酸)為負(fù)值,對(duì)第2 主成分產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。
3.4.2 主成分得分及綜合評(píng)價(jià)
根據(jù)表6 的因子得分系數(shù)矩陣及其對(duì)應(yīng)的主成分,可以計(jì)算出每個(gè)主成分因子得分,元寶楓含油率和脂肪酸組分2 個(gè)主成分(F1,F(xiàn)2)的表達(dá)式如下:
以選取的2 個(gè)主成分所對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率占主成分方差累計(jì)貢獻(xiàn)率的比例作為權(quán)重,建立元寶楓綜合品質(zhì)得分(F)數(shù)學(xué)模型:F=(0.846F1+0.086F2)/0.932。利用該模型計(jì)算元寶楓單株品質(zhì)得分,根據(jù)各主成分得分和綜合品質(zhì)得分進(jìn)行優(yōu)良度排序(表7),由此表明,各單株間綜合評(píng)價(jià)得分由大到小依次為:WYZ-5 > WYZ-4 > WYZ-9 > WYZ-8 >W(wǎng)YZ-3 > WYZ-6 > WYZ-7 > WYZ-1 > WYZ-2 >SYZ-5 > SYZ-1 > XYZ-4 > SYZ-6 > SYZ-2 >XYZ-1 > XYZ-5 > SYZ-3 > XYZ-7 > XYZ-2 >XYZ-6 > SYZ-4 > XYZ-3。單株WYZ-5 得分最高,單株XYZ-3 得分最低,且為負(fù)值。
4 討 論
4.1 元寶楓種仁含油率優(yōu)質(zhì)特異育種性狀的選擇潛力
研究表明,優(yōu)良的種質(zhì)資源是林木育種的物質(zhì)基礎(chǔ),其中含油率和脂肪酸分析對(duì)高油高脂肪酸品種選育具有重要的意義。遺傳多樣性是種內(nèi)個(gè)體的變異性,是開(kāi)展育種工作的前提,變異系數(shù)反映了性狀離散性,其數(shù)值越大離散程度越高,變異越大,反之,系數(shù)越小,變異越小[18],因此在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中,元寶楓形成了較為豐富的遺傳多樣性和進(jìn)化潛力。王寧[19] 研究發(fā)現(xiàn)野生元寶楓含油率有較明顯差異,平均含油率為35.63%,種子脂肪酸組分變異幅度在1.22% ~53.51%,說(shuō)明元寶楓籽油不飽和脂肪酸具有高穩(wěn)定性。豐富的單株間變異是優(yōu)良油用單株選擇的物質(zhì)基礎(chǔ),喬謙等[20] 研究發(fā)現(xiàn),山東省泰安市51 株元寶楓單株間平均含油率32.32%,變異系數(shù)為16.28%,各性狀在群體內(nèi)差異極顯著,且有84.41% 變異來(lái)源于群體內(nèi),具有篩選高油,高特異組分的物質(zhì)基礎(chǔ)。本研究對(duì)元寶楓22 株優(yōu)樹(shù)測(cè)定發(fā)現(xiàn)其種仁含油率介于25.35% ~ 50.11% 之間,單株間含量變異較大,變異系數(shù)達(dá)19%,有9 個(gè)單株種仁含油率高于45%,這說(shuō)明本研究的元寶楓種仁含油率高,具有高油品種選育的潛在價(jià)值。
4.2 元寶楓優(yōu)株種仁脂肪酸組分分析
種子油的質(zhì)量和用途主要取決于脂肪酸組分,不同物種(甚至不同品種)的脂肪酸組成和含量豐富多樣,因此,脂肪酸的組成和含量可以用作生物油源識(shí)別以及油真實(shí)性的測(cè)試指標(biāo)[21]。本研究分離得到13 種脂肪酸,而魏明等[22] 在元寶楓油中提取出16 種脂肪酸成分,除本研究所測(cè)組分外,還包括微量的十七烷酸(C17:0)、十七碳烯酸(C17:1)以及二十二碳二烯(C22:2);劉祥義等[23] 在云南元寶楓中共檢測(cè)到12 種脂肪酸成分,與本研究相比,未檢測(cè)出花生一烯酸(C20:1)和花生二烯酸(C20:2),其余組分則相同,表明元寶楓籽油脂肪酸組分測(cè)定與提取工藝、提取條件和樣品場(chǎng)地有一定關(guān)系。
當(dāng)前,木本油料作物品種選育研究的主要方向是增加不飽和脂肪酸中油酸及亞油酸等含量,同時(shí)降低飽和脂肪酸含量[24]。對(duì)不同單株元寶楓脂肪酸組分分析結(jié)果表明,元寶楓籽油的不飽和度(92.54%)高于花生油(83.1%)、大豆油(84.4%)、橄欖油(86.2%)、棉籽油(74.1%)和其他食用油(美國(guó)農(nóng)業(yè)部,2012 年)。籽油中油酸和亞油酸占油脂總含量的56.97%,其中油酸平均含量占27.13%,在各類脂肪酸居第二位,屬于高油酸、高亞油酸油脂,這與魏伊楚等[25] 的研究結(jié)論一致,元寶楓油脂中各脂肪酸組分不同單株間存在極顯著差異,其中不同單株油酸的變異系數(shù)最?。?.15),但其標(biāo)準(zhǔn)差(1.06)在脂肪酸各組分中卻較大。而現(xiàn)有研究結(jié)果也表明,油酸在種子發(fā)育不同時(shí)期相對(duì)穩(wěn)定,表明油酸可以作為高油元寶楓育種的重要指標(biāo)。
同時(shí),元寶楓籽油中還含有一種特殊物質(zhì),名為神經(jīng)酸,通過(guò)參與神經(jīng)細(xì)胞髓鞘的生物合成來(lái)幫助維持大腦健康[26]。由于其稀缺性,神經(jīng)酸(C24:1)的購(gòu)買價(jià)格較高。因此,尋找富含神經(jīng)酸(C24:1)的替代植物源具有重要意義。目前,已從蕓苔科Brassicaceae、琉璃苣Boragoofficinalis、大麻Cannabis sativa, 六裂旱金蓮Tropaeolum speciosum、蒜頭果Malania oleifera 和文冠果Xanthoceros sorbifolia Bge 等植物中提取到神經(jīng)酸(C24:1)[27]。本研究中的元寶楓的神經(jīng)酸(C24:1)含量范圍為11.00 ~ 19.69 g/kg,平均值為16.23 g/kg,占脂肪酸含量的6.23%,遠(yuǎn)高于當(dāng)前藥用神經(jīng)酸來(lái)源文冠果的含量(1.52% ~ 3.04%)[28],因此,元寶楓種子將成為提取神經(jīng)酸的一種很有前景的原料。
但是, 本研究中測(cè)得元寶楓籽油中芥酸(C22:1n9)含量高達(dá)45.80 g/kg,接近于其在菜籽油中的含量,結(jié)果與王性炎等[29] 的研究結(jié)果一致。過(guò)量的芥酸可引起動(dòng)物心肌脂肪層積以及血管壁增厚,導(dǎo)致心肌纖維化和心肌疾病。這與有些報(bào)道中元寶楓籽油不含芥酸不符,因此,在元寶楓食用油開(kāi)發(fā)時(shí)要考慮籽油中芥酸的因素。
相關(guān)性分析表明,元寶楓種仁含油率和棕櫚酸呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P < 0.01),與油酸、花生一稀酸、芥酸以及神經(jīng)酸等不飽和脂肪酸呈極顯著正相關(guān)(P < 0.01),油酸與亞油酸、芥酸存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P < 0.01),與神經(jīng)酸間存在不顯著的正相關(guān)關(guān)系(P > 0.05);而喬謙等[30] 研究發(fā)現(xiàn),元寶楓種仁含油率與棕櫚酸呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,油酸含量與亞油酸、芥酸、神經(jīng)酸均呈極顯著負(fù)相關(guān)性,本試驗(yàn)結(jié)果與之不符。鄔賢夢(mèng)等[31] 對(duì)油菜Brassica campestri 的研究發(fā)現(xiàn),油酸是泛酸合成的一個(gè)重要代謝分支點(diǎn),一是在C18-COA 和C20-COA 延長(zhǎng)酶的作用下形成芥酸,二是經(jīng)Δ12 一油酰去飽和形成亞油酸,再經(jīng)Δ15 一亞油酸去飽和形成α- 亞麻酸,元寶楓之泛酸轉(zhuǎn)化過(guò)程是否與其一致需后續(xù)試驗(yàn)驗(yàn)證;本試驗(yàn)研究表明芥酸與神經(jīng)酸呈極顯著正相關(guān),表明二者之間存在一定的轉(zhuǎn)化關(guān)系,由于元寶楓組分含量受采摘時(shí)期、果實(shí)膨大期、油脂積累和轉(zhuǎn)化期氣象因子的影響,同時(shí)供試優(yōu)樹(shù)樣本量偏少,可能導(dǎo)致脂肪酸組分間相關(guān)性分析存在差異,有關(guān)差異性問(wèn)題需要進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。
本研究中的優(yōu)樹(shù)是在相似的環(huán)境條件和栽培條件下的選擇,具有一定的局限性,對(duì)不同產(chǎn)地生態(tài)因子與元寶楓含油率和脂肪酸成分相關(guān)性可進(jìn)一步探索研究,且脂肪酸組分都是復(fù)雜的數(shù)量性狀,受基因和環(huán)境共同的影響。因此,本研究?jī)H通過(guò)對(duì)元寶楓優(yōu)樹(shù)的含油率和脂肪酸組分進(jìn)行早期選擇是不夠的,DNA 分子標(biāo)記輔助選擇以及功能基因分子標(biāo)記還需進(jìn)一步研究。
5 結(jié)論
本研究對(duì)江蘇泰州人工林22 個(gè)元寶楓優(yōu)株含油率和脂肪酸組分進(jìn)行測(cè)試研究,結(jié)果表明:元寶楓單株平均含油率40.77%,大于其他地區(qū)元寶楓含油率,共檢測(cè)得到13 脂肪酸組分,其中不飽和脂肪酸相對(duì)含量達(dá)91.54%,神經(jīng)酸含量達(dá)6.32%,且單株間存在顯著差異,具有篩選高油、高神經(jīng)酸元寶楓的遺傳潛能;通過(guò)性狀相關(guān)性分析表明芥酸與神經(jīng)酸呈極顯著正相關(guān),且成分檢測(cè)發(fā)現(xiàn)元寶楓籽油中芥酸(C22:1n9)含量高達(dá)4.58 g/100 g,因此選育高神經(jīng)酸,低芥酸優(yōu)良單株是元寶楓品種選育的方向。
[ 本文編校:羅列]