時間:2022年03月02日 分類:科學技術論文 次數:
摘要:本研究測定了我國亞麻育成品種的主要品質性狀,通過對我國亞麻育成品種品質性狀進行綜合評價與分析,為我國亞麻品質育種提供參考。結果表明:127份亞麻育成品種粗脂肪含量在34.86%~42.19%之間,平均37.22%;亞麻酸含量在39~59%之間,平均49.04%;木酚素含量在5.34~1099mg/g之間,平均8.84mg/g。品質性狀變異系數在3.62%~14.62%之間,其中變異系數最大的是硬脂酸和木酚素,變異系數大于10%;最小的是粗脂肪,為3.62%。相關分析表明,粗脂肪含量與木酚素、亞油酸極顯著正相關,與棕櫚酸極顯著負相關,與油酸顯著負相關,與亞麻酸和硬脂酸負相關;木酚素與棕櫚酸、硬脂酸極顯著正相關,與亞油酸極顯著負相關,與亞麻酸、油酸負相關;亞麻酸與硬脂酸、油酸、棕櫚酸極顯著負相關。聚類分析把127份亞麻育成品種劃分為類,第Ⅰ類油酸含量最高,亞麻酸含量最低;第Ⅱ類木酚素含量最高,粗脂肪、亞油酸含量最低;第Ⅲ類粗脂肪、亞麻酸含量最高,油酸、棕櫚酸含量最低;第Ⅳ類亞油酸含量最高,木酚素、硬脂酸含量最低。
關鍵詞:亞麻;育成品種;品質性狀;主成分分析;聚類分析
亞麻是一年生自花授粉作物,主要用途為油用和纖維用,在我國有5000多年的栽培歷史。油用亞麻主要分布在我國甘肅、內蒙古、河北、寧夏、山西、新疆等西北、華北地區,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養成分,如亞麻籽油、木酚素、優質蛋白、膳食纖維、亞麻膠,也含有豐富的維生素、礦物質、植物甾醇和酚類化合物等微量營養元素[1],這些營養成分使得亞麻籽具有改善機體脂質代謝、預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亞麻酸質量分數在50%以上,是人體必需的多不飽和脂肪酸,在人體肝臟內通過去飽和酶和鏈延長酶的作用下生成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,會導致抑郁癥、注意力缺失癥、阿爾茨海默氏癥。
北美開始以亞麻籽油來代替昂貴的深海魚油,降低獲得不飽和脂肪酸的成本,從而更好的讓廣大消費者受益。隨著人們生活水平的提高和社會的迅速發展,亞麻籽和亞麻油中的營養成分越來越受到人們的關注。在我國,亞麻籽主要用來榨油,只有一少部分被開發用作功能性食品,亞麻籽的潛在價值沒有被開發利用。與發達國家相比,我國在胡麻籽深加工、精加工方面較為薄弱,加工技術落后;應深入研究胡麻籽營養、藥用保健等價值,挖掘其利用潛力。因此,深入研究亞麻籽油的品質性狀,對于高效開發相關功能產品具有重要意義。
傳統的亞麻育種主要以提高產量和改良抗性為主,品質育種近年來才慢慢受到重視。我國亞麻育種從20世紀50年代開始,目前經過品種審定和登記的品種有100多個。其中上世紀90年代以后選育的品種,不同地區品種各具特點,隴亞系列新品種豐產抗病,定亞系列新品種抗旱穩產耐瘠薄,晉亞系列新品種抗病穩產,壩亞系列新品種穩產抗旱,寧亞系列新品種抗病適應性廣,內亞系列含油率高,這些品種成為我國不同地方的主栽品種。
目前,對亞麻種質資源品質性狀的研究已有一些報道,黨照[7]利用近紅外分析儀對364份胡麻資源的品質性狀進行了分析,篩選出了一些優異種質資源,還有對國內外亞麻種質資源品質性狀進行了分析與評價[812],SotoCerda等[13]研究了390份亞麻核心種質的品質性狀,并與SSR標記進行了關聯分析,Sylvie等[1對78份亞麻DH群體品質性狀進行了分析,并構建了品質性狀的SSR遺傳連鎖圖,郝榮楷[1利用形態學標記和SRAP分子標記對我國油用亞麻育成品種進行了遺傳多樣性分析。
但對國內亞麻育成品種品質性狀的研究鮮有報道。本研究對127份亞麻育成品種的個品質性狀進行了測定,采用相關分析,主成分分析和聚類分析等方法,分析了不同品種間品質性狀的差異,以期為品種評價、材料改良、品種選育提供參考。
1材料與方法
1.1試驗材料
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份為國外亞麻資源。116份亞麻育成品種均為全國亞麻產區歷年選育并通過審定或登記的栽培品種,包含甘肅、內蒙古、山西、河北、寧夏、新疆、黑龍江等亞麻主要種植地區,127份亞麻品種資源見表。其中黑亞系列、雙壓系列、華亞號、華亞號和華亞號為纖維用亞麻品種;隴亞號、華亞號和華亞號等品種為油纖兼用品種,其他品種為油用品種。
1.2試驗方法
試驗于2020年在甘肅省主產區景泰縣進行,按編號順序播種,不設重復,每小區行,行距0.2,行長,小區面積,每行種植300粒。田間管理按常規大田管理進行。利用瑞士Perten公司生產的DA7200型近紅外品質分析儀,進行品質成分分析,測定指標包括粗脂肪含量、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數據分析
利用Excel2010和DPS軟件進行數據處理與統計分析。采用數據標準化處理,歐氏距離、離差平方和法進行系統聚類分析。
2結果與分析
2.1亞麻品種資源品質性狀的變異分析
亞麻品種資源個品質性狀中,變異幅度在3.2%~14.62之間,亞麻品種資源品質性狀的變異分析。其中硬脂酸的變異系數最大,為14.62%;其次是木酚素,為12.71;粗脂肪的變異系數最小,變異系數為3.2%。各品質性狀的變異系數大小順序為:硬脂酸>木酚素>亞油酸>油酸>亞麻酸>棕櫚酸>粗脂肪。 對亞麻個主要品質性狀粗脂肪、木酚素和亞麻酸含量進行分析,亞麻品種資源品質性狀含量的正態分布。
其中粗脂肪含量高的資源(≥40.0%)份,其中張亞號質量分數最高,達到42.19%,其次是輪選號,張亞號,壩選號;粗脂肪質量分數≥39%的品種份,分別為內亞號、寧亞11號、定亞號、晉亞號、雙亞號、伊亞號、定亞號、定亞號;質量分數38%左右品種有份,37%左右有31份,36%左右有46份,35%左右有18份;其中壩亞號、蒙亞號和隴亞號粗脂肪質量分數最低,在34%左右。
木酚素含量最高的品種是壩亞號,達到10.99mg/g;其中10mg/g左右的品種份,含量mg/g左右品種有44份,含量mg/g左右的有37份,含量mg/g左右的有17份,含量mg/g左右的有份;其中華亞號木酚素含量最低,為5.34mg/g。亞麻酸質量分數高的品種(≥55%)份,張亞號為59%,內亞號為56.82%,隴亞號質量分數最低,為39.8;在50%~55%之間的品種有49份;45%~50%之間的品種有62份,~45%之間的品種有13份。
2.2亞麻品種資源品質性狀的相關性分析
對127份亞麻品種資源個品質性狀進行相關分析,亞麻個品質性狀間的相關系數見表。結果表明,粗脂肪含量與木酚素、亞油酸極顯著正相關,與棕櫚酸極顯著負相關,與油酸顯著負相關,與亞麻酸和硬脂酸負相關;木酚素與棕櫚酸、硬脂酸極顯著正相關,與亞油酸極顯著負相關,與亞麻酸、油酸負相關;亞麻酸與硬脂酸、油酸、棕櫚酸極顯著負相關;亞油酸與硬脂酸、棕櫚酸極顯著負相關,硬脂酸與棕櫚酸極顯著正相關。
2.3亞麻品種資源品質性狀的主成分分析
對127份亞麻品種資源的個品種性狀進行主成分分析,品質性狀的主成分分析見表。結果表明前個主成分的累計貢獻率為97.11。其中第主成分的特征值2.74,貢獻率39.19,特征向量絕對值較高的是亞油酸、棕櫚酸和硬脂酸,向量關系表明,棕櫚酸和硬脂酸越含量高,亞麻酸含量就越低;第主成分的特征值1,貢獻率25.76,特征向量絕對值較高的是亞麻酸和油酸,向量關系顯示,油酸含量越高,亞麻酸含量就越低;第主成分的特征值1.97,貢獻率13.9,向量絕對值較高的是粗脂肪;第主成分的特征值0.68,貢獻率9.66,向量絕對值較高的是木酚素和亞油酸,向量關系表明,木酚素和亞油酸含量越高,亞麻酸、油酸和硬脂酸含量越低;第主成分的特征值0.6,貢獻率8.6%,向量絕對值較高的是棕櫚酸,向量關系表明,棕櫚酸含量越高,木酚素含量越低。
2.4亞麻品種資源品質性狀的聚類分析
利用DPS軟件歐氏距離離差平方和方法,對127份亞麻品種資源的個品質性狀進行系統聚類分析,劃分為大類群。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是油酸含量最高,亞麻酸含量最低;第Ⅱ類群共有份資源,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,亞麻個類群個品質性狀的平均值表。
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育種的重要性狀,綜合分析亞麻歷年育成品種的品質性狀,對于目前亞麻品質育種具有重要的指導意義。本研究表明,127份亞麻育成品種品質性狀變異幅度在3.62%~14.62%之間,其中變異系數最大的是硬脂酸和木酚素,變異系數大于10%,說明這兩個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%。
不同品質性狀研究表明,粗脂肪質量分數平均為37.22%,亞麻酸質量分數平均49.04;而國外報道,SotoCerda測定390份亞麻核心種質粗脂肪質量分數在33.4~49.7之間,平均為41.6;亞麻酸質量分數在3.6~5.4之間,平均為52.2;與本研究差異比較大13。木酚素含量在5.34~0.99mg/g之間,與黨照對364份胡麻資源木酚素測定的結果一致;研究報道表明,瑞典亞麻籽中木酚素含量在4.96~10.06mg/g之間,與本研究結果一致[16]。
相關性分析表明,粗脂肪含量與木酚素、亞油酸極顯著正相關,與棕櫚酸極顯著負相關,與油酸顯著負相關;木酚素與棕櫚酸、硬脂酸極顯著正相關,與亞油酸極顯著負相關;亞麻酸與硬脂酸、油酸、棕櫚酸極顯著負相關。
SotoCerda13對390份亞麻核心種質品質分析表明,不同地點品質性狀相關分析結果不一致,說明不同環境對品質性狀影響顯著;粗脂肪與棕櫚酸顯著正相關,與本研究結果不一致;亞麻酸與其他品質性狀顯著負相關,與本研究結果一致。SylvieCloutier4]對78份亞麻DH群體品質性狀相分析表明,脂肪酸含量與其他品質性狀無顯著關系,亞麻酸與棕櫚酸、亞油酸顯著負相關,與本研究結果不一致。
亞麻酸與油酸極顯著負相關、與亞油酸正相關,與姚琳在油菜上的研究結果不一致[17]。本研究通過系統聚類,把127份亞麻育成品種劃分為代表不同品質性狀的大類,第Ⅰ類特點是油酸含量最高,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,其他個類群中不同地方育成品種交叉存在,說明不同地方育成品種存在較強的人為選擇作用和不同地區間頻繁的引種交流。前人研究表明,亞麻種質資源親緣關系比較近,遺傳基礎狹窄。要選育品質優異的亞麻品種,關鍵是需要引進和創制新的優異資源。
4結論
127份亞麻品種資源粗脂肪質量分數平均為37.22%,木酚素平均含量為8.84mg/g、平均亞麻酸質量分數為49.04%。絕大多數亞麻育成品種脂肪酸含量和亞麻酸含量偏低,與優異品質(粗脂肪質量分數>42%,亞麻酸質量分數>55%)還有很大差距,說明亞麻品質育種還有很大提升空間。粗脂肪質量分數高于39%的品種,亞麻酸大于50%的品種,不同產區都有代表性品種;而木酚素含量大于10mg/g的品種中定亞、晉亞系列品種較多。本研究中張亞號粗脂肪質量分數最高,達到42.19%,輪選號、張亞號、壩選號的都大于40%,張亞號、內亞號亞麻酸質量分數大于55%,可作為品質性狀較好的育種材料加以利用。
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作者:王斌,趙利,侯靜靜