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盐碱胁迫对花生脂肪酸品质的影响

2017-03-15石运庆胡晓辉苗华荣陈静

山东农业科学 2017年2期
关键词:主成分分析脂肪酸花生

石运庆++胡晓辉++苗华荣++陈静

摘要:为了确定盐碱胁迫对花生脂肪酸品质的影响,在花生育种田和盐碱地上分别种植45个花生品种及育种材料,成熟期分别将种子混合取样,采用气相色谱法测定种子的8种脂肪酸含量,利用主成分分析法研究各脂肪酸组分变化情况。结果表明,花生酸、花生烯酸、二十四碳烷酸、棕榈酸、硬脂酸受盐碱胁迫影响较大,而花生脂肪酸的主要成分油酸、亚油酸变化较小,说明盐碱胁迫对花生脂肪酸品质变化的影响较小。

关键词:花生;脂肪酸;盐碱胁迫;主成分分析

中图分类号:S565.201文献标识号:A文章编号:1001-4942(2017)02-0044-04

盐碱胁迫是作物生产中经常遇到的自然逆境之一,也是影响土壤生产力的重要障碍因子之一,严重制约作物生产能力的提升和农业的可持续发展。根据FAO统计资料,世界盐碱地面积超过80×108 hm2,占世界全部土地面积的6%[1]。我国是受盐碱危害较严重的国家之一,盐碱地面积约为3 600×104 hm2,占全国可利用土地面积的4.88%[2]。由于全球面临的人口、资源和粮食问题等诸多压力,要求人们充分挖掘盐碱化耕地的生产潜力,加快开发利用不同类型的盐碱地资源,从而增加有效耕地面积,进一步提高盐碱地资源的利用效率和土地生产力。因此,合理开发、利用、改良盐碱地资源,对农业生产具有极其重要的意义。

花生是世界范围内广泛栽培的油料与经济作物,是重要的油脂和蛋白质来源[3]。花生籽粒含油量一般在46%~57%,主要由8种脂肪酸构成,包括棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、花生酸、花生烯酸、山嵛酸和二十四碳烷酸。其中,油酸和亚油酸占整个脂肪酸组分的80%左右,棕榈酸大约占10%,剩余的10%是由其它脂肪酸构成[4]。国内外学者对花生脂肪酸含量[5-9]和品质[10-14]相关的研究做了大量工作,但是关于盐碱胁迫对花生脂肪酸品质影响的研究尚未见报道。

主成分分析是一种多元统计分析技术,它是降维或者把多个指标转化为少数几个综合指标的一种方法,主成分分析的目的是简化数据和解释变量间的关系,当原始变量被换算成新变量后,其结果还可以进一步用于回归分析、聚类分析等[15]。本研究选用45个花生品种及育种材料分别播种在莱西育种试验田和东营盐碱地中,分别于成熟期在两地将每个材料随机选取5株,将种子混合取样,用气相色谱法测定每个品种及材料的各脂肪酸组分含量。利用主成分分析法将9个指标归类分析,得到与耐盐碱性相关的主因子,根据各因子的权重对45个花生品种及育种材料聚类分析,以期探明盐碱胁迫对花生脂肪酸品质的变化影响。

1材料与方法

1.1供试材料

试验选用本课题组45个花生品种及育种材料(以下简称供试材料),包括花育25、花育28、花育36,31份P材料和11份G材料(P、G为本课题组两组育种中间材料)。

1.2试验设计

本试验于2014年5月将供试材料分别播种在莱西育种试验田和东营盐碱地中,两地含盐量分别为0.7 g/kg和2.1 g/kg。分别于成熟期在两地将每个材料随机选取5株,将种子混合取样,用气相色谱法测定每个供试材料的脂肪酸组分含量。

1.3耐盐碱指数

耐盐碱指数=盐碱地花生脂肪酸含量/育种试验田花生脂肪酸含量。各指标分别表示为:相对棕榈酸含量(relative palmitic acid content,RPAC棕)、相对硬脂酸含量(relative stearic acid content,RSAC)、相对油酸含量(relative oleic acid content,ROAC)、相对亚油酸含量(relative linoleic acid content,RLAC)、相对花生酸含量(relative peanut acid content,RPAC )、相对花生烯酸含量(relative arachidonic acid content,RAAC)、相对山嵛酸含量(relative behenic acid content,RBAC)、相对二十四碳烷酸含量(relative tetracosenoic acid content,RTAC)、相对油亚比值(relative oleic/linoleic acid value, ROLA)。

1.4 数据统计与分析

采用Microsoft Excel 2003和SPSS 19.0 软件进行数据统计、主成分分析和聚类分析等。

2 结果与分析

2.1花生脂肪酸耐盐碱指数的描述性统计分析

对45个供试材料的脂肪酸组分分析发现,8个脂肪酸组分和O/L耐盐碱指数的变异系数差异很大(表1),其中变异系数最小的是油酸,为0.07;其次是亚油酸,为0.11。初步说明花生脂肪酸中受盐碱胁迫影响最小的是油酸,其次是亚油酸。

3讨论与结论

花生脂肪酸主要有棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、花生酸、花生烯酸、山嵛酸、二十四碳烷酸等8种成分组成,其中油酸与亚油酸总和占花生脂肪酸的80%左右,是两种主要的脂肪酸,它们的含量很大程度上决定了花生脂肪酸的品质[4,16]。本研究对45个供试花生材料的脂肪酸组分描述性统计分析发现,虽然8个脂肪酸组分和O/L耐盐碱指数的变异系数差异很大,但是油酸、亚油酸的变异系数小,初步说明盐碱胁迫下油酸、亚油酸含量变化小,对花生脂肪酸品质影响较小。

利用主成分分析法将9个耐盐碱指数分成三个主成分:花生酸、花生烯酸、二十四碳烷酸、棕榈酸、硬脂酸在第一主成分上载荷较大,反映原始数据信息量的49.247%,為第一主成分;油亚比值、油酸、亚油酸在第二主成分上载荷较大,反映原始数据信息量的27.966%,为第二主成分;山嵛酸在第三主成分上载荷值最大,反映了原始数据信息量的9.909%,为第三主成分。方差贡献反映出主成分的重要程度,分析结果表明,第一主成分是第二、三主成分的1.76倍和4.97倍,说明花生酸、花生烯酸、二十四碳烷酸、棕榈酸、硬脂酸受盐碱胁迫影响程度较大。由于这5种脂肪酸成分在花生整个脂肪酸组分中所占比例较小[4],因此盐碱胁迫下它们的变化程度虽然较大,但对花生脂肪酸品质变化的影响较小。

根据主成分得分F值进行聚类分析,将45个供试材料分为5大类群。其中第一类群为盐碱胁迫对脂肪酸品质影响大的花生材料,仅占4.4%;盐碱胁迫对脂肪酸品质影响中等以下的花生材料(第三、四、五类群)占66.7%,进一步证明盐碱胁迫对花生脂肪酸品质的影响较小。

參考文献:

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收稿日期:2016-05-31;修回日期:2016-11-21

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