山东省22份元宝枫种质资源含油率及脂肪酸组分分析_王因花.pdf
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1、Vol.43 No.2Feb.2023第 43 卷 第 2 期2023 年 2 月中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 Journal of Central South University of Forestry&Technologyhttp:/收稿日期:2022-03-10基金项目:山东省重点研发计划(农业良种工程)项目“元宝枫高产优质新品种选育”(2020LZGC0903);山东省农业科技资金(林业科技创新)项目“木本油料树种元宝枫、花椒品种筛选与高效栽培利用”(2019LY001)。第一作者:王因花(),高级工程师,硕士。通信作者:燕丽萍(ylp_),正高级工程师,博士。引文格式:王
2、因花,孔雨光,燕丽萍,等.山东省 22 份元宝枫种质资源含油率及脂肪酸组分分析 J.中南林业科技大学学报,2023,43(2):180-187.WANG Y H,KONG Y G,YAN L P,et al.Seed oil content and fatty acid composition analysis of 22 germplasm of Acer truncatum Bunge in Shandong ProvinceJ.Journal of Central South University of Forestry&Technology,2023,43(2):180-187.山东省
3、 22 份元宝枫种质资源含油率 及脂肪酸组分分析王因花1,孔雨光2,燕丽萍1,吴德军1,任 飞1,李庆华1(1.山东省林业科学研究院/山东省林木遗传育种重点实验室,山东 济南 250014;2.山东省国土空间规划院,山东 济南 250014)摘 要:【目的】筛选发掘元宝枫优异种质,为元宝枫良种选育提供理论支撑和物质基础。【方法】以 22 份元宝枫种质为材料,测定元宝枫种仁含油率,并利用气相色谱法测定籽油中脂肪酸组分及含量,利用隶属函数法和主成分分析法对各种质进行综合评价。【结果】22 份元宝枫种仁的含油率为 24.4%39.2%,变异系数为13.9%;在元宝枫籽油中共检测到 19 种脂肪酸成分
4、,脂肪酸含量的变异系数为 14.9%42.5%,其中神经酸含量的变化范围为 4.49%11.69%,变异系数为 25.0%。8 种主要脂肪酸成分的平均含量由高到低的顺序为亚油酸(22.93%)油酸(20.09%)花生四烯酸(17.44%)花生一烯酸(7.74%)神经酸(6.78%)棕榈酸(3.82%)硬脂酸(1.98%)亚麻酸(1.24%)。相关性分析结果表明,含油率与亚油酸、硬脂酸、亚麻酸显著相关,与其他几种脂肪酸相关性不显著,8 种主要的脂肪酸成分之间存着在不同程度的相关性。利用主成分分析法进行降维分析,根据累积贡献率不低于 85%的原则,共提取到 3 个主成分,累积贡献率为 87.939
5、%。分别利用隶属函数法和主成分分析法对元宝枫各种质的含油率和 8 种主要脂肪酸含量进行综合评价,得到的评价结果基本一致。【结论】元宝枫各种质的含油率及脂肪酸含量间均存在丰富的变异,具备筛选高神经酸含量、高含油率等特定选育目标的物质基础。其中,22 号种质含油率为 38.9%,神经酸含量为 9.68%,综合评价值位列第 1,19 号种质神经酸含量最高,达 11.69%,综合评价值位列第 2。根据评价结果筛选出 22 号、19 号和 1 号共 3 份优良种质。关键词:元宝枫;含油率;脂肪酸;神经酸;主成分分析中图分类号:S789.7 文献标志码:A 文章编号:1673-923X(2023)02-0
6、180-08Seed oil content and fatty acid composition analysis of 22 germplasm of Acer truncatum Bunge in Shandong ProvinceWANG Yinhua1,KONG Yuguang2,YAN Liping1,WU Dejun1,REN Fei1,LI Qinghua1(1.Shandong Provincial Academy of Forestry/Shandong Provincial Key Laboratory of Forest Tree Genetic Improvement
7、,Jinan 250014,Shangdong,China;2.Shandong Territorial and Spatial Planning Institute,Jinan 250014,Shandong,China)Abstract:【Objective】The objective of this study was to screen and explore the excellent germplasm of Acer truncatum Bunge,and provide theoretical support and a material basis for the breed
8、ing of superior varieties.【Method】Taking 22 Acer truncatum germplasm as the materials,the oil content of the seed kernel was determined,and the components and contents of fatty acids in seed oil were determined by GC.Various qualities were comprehensively evaluated by the membership function method
9、and principal component analysis.【Result】The results showed that the seed oil content ranged from 24.4%to 39.2%,with a variance coefficient of 13.9%,a total of 19 kinds of fatty acids were detected in Acer truncatum seed oil,with a variance coefficient of 14.9%-42.5%.The nervonic acid content was 4.
10、49%-11.69%,with a variance coefficient of 25.0%.The average content of the eight main fatty acids was in the order of linoleic acid(22.93%)oleic acid(20.09%)arachidonic acid(17.44%)arachidonic acid(7.74%)nerve acid(6.78%)palmitic acid(3.82%)stearic acid(1.98%)linolenic acid(1.24%).The results of cor
11、relation analysis showed that the oil content Doi:10.14067/ki.1673-923x.2023.02.019181中 南 林 业 科 技 大 学 学 报第 43 卷元宝枫 Acer truncatum Bunge 为槭树科槭树属落叶乔木,中国特有木本油料树种,集食用、药用、观赏、化工、材用等多种功能于一体1,具有很高的经济价值、社会价值和生态价值。其叶片富含绿原酸和黄酮类物质,种子含丰富的油脂且籽油中不饱和脂肪酸含量高于花生油、豆油和菜籽油2,尤其是含有功能性脂肪酸-神经酸,可用于治疗和预防神经受损,对受损的脑细胞进行修复和再生3。还可
12、促进胎儿大脑发育,提高记忆能力,同时对治疗各种脑部疾病具有重要作用,医用价值巨大4-5。王性炎等6对中国 974 种油脂植物种仁(果实)含油率及脂肪酸成分进行了分析,发现神经酸含量在 2%以上的木本植物仅有 10 种,其中,元宝枫具有结果量大、抗性强、适生范围广7 等优点,开发潜力巨大。我国传统的食用植物油多来自草本油料作物,受到耕地面积、气候、经济效益等多方面因素的制约。发展木本油料作物,能够打破以上制约因素,将对保障我国粮油安全,弥补草本油料作物的不足起到重要作用8-9。而含油率和脂肪酸组分是衡量植物油脂营养价值高低的重要参考指标10-11。2011年,元宝枫籽油被正式批准成为新资源食品,
13、研究者相继对其含油率和脂肪酸组分开展了检测分析。乔谦等12对 14 个种源的元宝枫检测结果显示,元宝枫种子平均含油率为 28.57%,并检测出了 15 种脂肪酸成分;代彦满等13对元宝枫果实成熟过程中的脂肪酸组分进行检测,共检出 17种;刘祥义等14测得云南的元宝枫种子中含有 12种脂肪酸成分。目前对元宝枫油的研究多集中在含油率和脂肪酸成分分析及针对某一特定目标进行单株选择,但综合评价鲜见报道。本研究以 22 份元宝枫种质为材料,进行了种仁含油率和37项脂肪酸成分测定,并用隶属函数法和主成分分析法进行综合评价,旨在为元宝枫优异种质筛选提供一定的理论支撑。1 材料与方法1.1 试验材料在国家林业
14、草原元宝枫工程技术研究中心试验示范基地,选择健壮、丰产、无病虫害的元宝枫共计 22 株采集种子。10 月份翅果由绿变为黄褐色时进行采收,采后晾晒 3 5 d,去杂后获得纯净种子,在阴凉、通风、干燥处贮存。去除种皮后进行种仁含油率及脂肪酸成分测定。1.2 试验方法1.2.1 元宝枫种仁含油率测定约取 10 g 种仁,使用 SPECPMR 脉冲式核磁共振含油含水量分析仪(北京斯派克科技发展有限公司)进行含油率快速测定,每份种质重复测定 3 次。1.2.2 脂肪酸成分测定元宝枫种仁脂肪酸的测定按照 GB 5009.1682016 食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定中规定的外标法进行测定。1.2.2
15、.1 仪器设备研磨仪、气相色谱仪(具有氢火焰离子检测器)、毛细管色谱柱、恒温水浴、分析天平、离心机、旋转蒸发仪、螺口玻璃管和离心管。1.2.2.2 试验试剂盐酸、氨水、焦性没食子酸、乙醚、石油醚(沸程 30 60)、乙醇(95%)、甲醇、氢氧化钠、正庚烷、三氟化硼甲醇溶液(15%)、无水硫酸钠、甲苯、乙酰氯、异辛烷、碳酸氢钠、氢氧化钾和脂肪酸甲酯混合标准品(37 种)。1.2.2.3 脂肪酸成分测定经过 GC 分析得到色谱图,色谱条件如下:毛细管色谱柱:聚二氰丙基硅氧烷强极性固定相,柱长 100 m,内径 0.25 mm,膜厚 0.2 m;was significantly correlate
16、d with linoleic acid,stearic acid and linolenic acid,but not with other fatty acids,and there were different degrees of correlations among the eight main fatty acid components.Using the principal component analysis method for dimension reduction analysis and according to the principle that the cumul
17、ative contribution rate was not less than 85%,three principal components were extracted,and the cumulative contribution rate was 87.939%.The contents of oil and eight main fatty acids of each Acer truncatum germplasm were comprehensively evaluated by the membership function method and principal comp
18、onent analysis method,and the evaluation results obtained by the two methods were the same.【Conclusion】There were abundant variations in the contents of oil and fatty acids of each Acer truncatum germplasm,which had the material basis for screening specific breeding objectives such as high nerve aci
19、d content and high oil content,the oil content of germplasm 22 was 38.9%,and the content of nerve acid was 9.68%,ranking the first in the comprehensive evaluation value.The content of nerve acid of germplasm 19 was the highest,up to 11.69%,and the comprehensive evaluation value ranked the second.Thr
20、ee elite germplasm(No.22,No.19 and No.1)were screened based on the evaluation results.Keywords:Acer truncatum Bunge;oil content;fatty acid;nervonic acid;principal component analysis王因花,等:山东省 22 份元宝枫种质资源含油率及脂肪酸组分分析182第 2 期载气:高纯氮气;进样器温度为 270;程序升温:初始温度 100,持续 13 min;100 180,升温速率 10/min,保持 6 min;180 200
21、,升温速率 1/min,保持 20 min;200 230,升温速率 4/min,保持 10.5 min;检测器温度为280;分流比为 1001;进样体积为 1.0 L。将脂肪酸标准测定液及试样测定液分别注入气相色谱仪,以色谱的峰面积定量测定脂肪酸成分,具体测定成分见表 1。表 1 测定的脂肪酸成分Table 1 Fatty acid composition序号No.脂肪酸名称Name of fatty acid脂肪酸简称Fatty acid abbreviation序号No.脂肪酸名称Name of fatty acid脂肪酸简称Fatty acid abbreviation1丁酸C4020
22、亚油酸C182n6c 2己酸C60 21花生酸C2003辛酸C8022-亚油酸C183n64葵酸C10023花生一烯酸C201 5十一碳酸C11024亚麻酸C183n3 6十二碳酸C120 25二十一碳酸C210 7十三碳酸C130 26花生二烯酸C202 8肉豆蔻酸C140 27山嵛酸C220 9肉豆蔻油酸C14128二十碳三烯酸C203n6 10十五碳酸C150 29芥酸C221n9 11十五碳一烯酸C15130二十碳三烯酸C203n3 12棕榈酸C160 31花生四烯酸 ARAC204n613棕榈油酸C161 32二十三碳酸C23014十七碳酸C17033二十二碳二烯酸C22215十七碳
23、一烯酸C171 34木焦油酸C24016硬脂酸C180 35二十碳五烯酸 EPAC205n317反式油酸C181n9t 36神经酸C24118油酸C181n9c37二十二碳六烯酸甲酯 DHAC226n319反式亚油酸C182n6t 1.2.3 统计分析采用 Excel 2010 软件进行数据统计,用 SPSS 23.0 软件进行主成分分析和相关性分析。采用隶属函数法和主成分分析法对含油率和脂肪酸组分进行综合评价。隶属函数法的评价方法:对各指标进行隶属函数值计算,以各指标隶属函数值的平均值作为评价标准,隶属函数平均值越大效果越好,元宝枫籽油的综合品质越好。minmaxmin()jjXXR XXX
24、=-。式中:Xj为测定的指标值,Xmin、Xmax分别为该指标所有测定值中的最小值和最大值。主成分分析法的综合评价方法:以各主成分的方差贡献率为权重,由各主成分的得分与对应的权重相乘,计算各单株的综合得分 F:1niiiFPZ=,i=1,2,3n。式中:Pi为第 i 个主成分的权重;Zi为该元宝枫单株第 i 个主成分的得分,F 值越大,代表综合评价值越高。2 结果与分析2.1 元宝枫种仁含油率及脂肪酸组分分析各种质元宝枫种仁含油率及脂肪酸组分测定结果见表 2。由表 2 可以看出,元宝枫不同种质间含油率变化范围为 24.4%39.2%,平均含油率32.5%,其中有 13 个种质的含油率超过平均值
25、,含油率最高的为 15 号种质(39.2%),其次为22 号种质,含油率为 38.9%,含油率变异系数为13.9%。对各种质进行了 37 种脂肪酸组分检测分析,色谱图见图 1(以 22 号种质的色谱图为例),其中有 20 份种质检出 19 种脂肪酸成分,5 号种质和20 号种质各检出 18 种(表 2)。由表 2 结果可以看出,元宝枫籽油中脂肪酸各组分平均含量由高到183中 南 林 业 科 技 大 学 学 报第 43 卷表 2 各元宝枫种质含油率与脂肪酸组分分析 Table 2 Analysis of oil content and fatty acid composition of Acer
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