亚麻种质脂肪酸含量的鉴定与评价
2021-08-11陈明哲高凤云斯钦巴特尔贾霄云周宇李强张辉
陈明哲,高凤云,斯钦巴特尔,贾霄云,周宇,李强,张辉
(1.锡林郭勒盟农牧业科学研究所,内蒙古 太仆寺旗 027000;2.内蒙古自治区农牧业科学院,内蒙古 呼和浩特 010031)
亚麻(LinumusitatissimumL.)是亚麻科(Linaceae)亚麻属(Linum)一年生经济作物,也是世界十大油料作物之一[1-2]。世界上种植亚麻的国家主要有加拿大、美国、阿根廷、印度、俄罗斯、中国等,亚麻在中国主要分布于西北、华北的干旱地区,即内蒙古、甘肃、宁夏、河北和新疆等地[3]。亚麻具有抗旱、耐瘠薄的特点,能够适应严酷的生态环境,已成为旱地农业中不可取代的抗旱作物,在农业结构调整中具有重要作用。栽培亚麻一般分为两种类型,一种是油用型(linseed)即胡麻,一种是纤维用型(flax)。油用和纤维用亚麻同属一个种属,是人们根据其用途,在长期的驯化栽培过程中形成的具有不同特征特性的亚麻栽培类型[4]。亚麻籽含油率40%左右、蛋白质22%~25%、不溶性膳食纤维20%~22%、木酚素10%左右、亚麻酸45%~60%,亚麻籽除为人类提供食用油之外,因富含不饱和脂肪酸(亚麻酸、亚油酸、油酸)、木酚素、亚麻胶等多种营养,具有降血脂、降血压、降血糖以及预防心脑血管疾病的保健功效[5-6]。因此,亚麻种质脂肪酸组分含量的测定与评价对亚麻种质创新和专用型新品种改良具有重要意义。前人对亚麻脂肪酸组分含量进行了大量的研究与评价,但由于资源材料、种植环境以及测定方法的不同,导致研究结果有所差异。本研究对102份亚麻种质的5种脂肪酸含量进行测定与评价,旨在为亚麻品质育种提供科学依据。
1 材料和方法
1.1 材料
供试102份亚麻种质,其中国内品种来自内蒙古(18份)、河北(11份)、山西(13份)、甘肃(25份)、新疆(5份)、宁夏(7份)等省份,国外品种来源于美国(6份)、加拿大(5份)、法国(3份)、俄罗斯(7份)、巴基斯坦(2份)。
1.2 试验方法
2019年,供试材料种植于内蒙古锡林郭勒盟农科所实验基地,采用随机区组设计,每份材料种植3行,每行长1 m,行距0.2 m,3次重复。亚麻种子生理成熟后收获,每份材料种子充分混匀后随机取20 g,采用D7200近红外仪检测5种脂肪酸含量,每份材料重复检测3次。
1.3 数据处理
采用SPSS 19.0和Excel 2013进行统计分析和相关分析[7]。表型遗传多样性采用Shannon Weaver遗传多样性指数来衡量[8-9],多态性指数计算见公式:
H′=-∑Pi×lnPi
式中:
H—遗传多样性指数;
Pi—某性状第i个级别出现的频率。
2 结果与分析
2.1 亚麻脂肪酸成分的统计分析
5种脂肪酸组分含量的统计分析结果显示(见表1),棕榈酸含量平均值6.16%,高于均值的样本有42份,变异系数11.78%,遗传多样性指数2.03;硬脂酸含量均值6.01%,高于均值的样本有37份,变异系数35.61%,遗传多样性指数2.31;油酸含量均值25.19%,高于均值的样品有57份,变异系数16.18%,遗传多样性指数1.84;亚油酸均值14.98%,高于均值的样品数有55份,变异系数29.07%,遗传多样性指数1.92;亚麻酸均值47.66%,高于均值的样品数有54份,变异系数11.96%,遗传多样性系数2.09。亚麻5种脂肪酸组分含量变异系数11.78%~35.61%,依次排序为硬脂酸>亚油酸>油酸>亚麻酸>棕榈酸;遗传多样性指数为1.84~2.31,依次排序为硬脂酸>亚麻酸>棕榈酸>亚油酸>油酸。
表1 102份亚麻种质脂肪酸成分遗传多样性分析
2.2 亚麻脂肪酸成分的相关性分析
由表2可知,棕榈酸与硬脂酸呈极显著正相关(r=0.672),与油酸呈极显著负相关(r=-0.353);亚麻酸与硬脂酸、油酸、亚油酸呈极显著负相关,其中亚油酸负相关系数最大(r=-0.596)。棕榈酸与硬脂酸相关系数明显大于与其他性状间的相关系数,反映在一定范围内,亚麻种质棕榈酸含量与硬脂酸含量密切相关。
表2 亚麻5种脂肪酸成分之间的相关系数
2.3 聚类分析
从图1可知,在马氏距离D=58.21时,将102份亚麻品种分为4个类群,第一类群包括12份种质,其中中国11份(内蒙古3份,河北2份,山西4份,甘肃和宁夏均为1份),美国1份;第二类群包括58份种质,其中中国47份(甘肃14份,内蒙古5份,河北6份,山西7份,新疆、宁夏均为4份),美国4份,巴基斯坦和法国均为2份,加拿大3份;第三类群包括26份种质,其中中国22份(甘肃9份,内蒙古7份,宁夏、河北、山西均为2份),加拿大2份,新疆和美国均为1份;第四类群包括6份种质,其中中国5份(内蒙古3份,甘肃和河北均为1份),法国1份。
注:A.第一类群;B.第二类群;C.第三类群;D.第四类群。图1 聚类分析结果Fig. 1 Cluster analysis results
3 讨论与结论
亚麻脂肪酸组分含量的检测与评价对亚麻品质育种具有重要意义。赵利等[10]对甘肃116个亚麻地方种质资源的粗脂肪和5种脂肪酸含量及碘价等主要品质性状进行测定分析,初步筛选出一批优良种质。伊六喜等[11]对401份亚麻进行表型评价,筛选出了亚麻酸含量55%以上的品种16份。张琼等[12]利用气相色谱法对162份亚麻材料的脂肪酸含量进行检测,发现油脂含量存在广泛变异,同时筛选出优质种质材料 11 份,为胡麻品质遗传改良提供了亲本材料。本研究检测筛选出宁亚21、礼县底脚、崇礼小、张亚2、伊亚3、西礼白6份高亚麻酸种质。由于样品差异、种植环境和脂肪酸组分含量检测技术差异,102份亚麻种质聚类结果与前人研究结果有所差异[13-15]。本研究中102份亚麻种质的5种脂肪酸含量变异系数为11.78%~35.61%,依次排序为硬脂酸>亚油酸>油酸>亚麻酸>棕榈酸;遗传多样性指数为1.84~2.31,依次排序为硬脂酸>亚麻酸>棕榈酸>亚油酸>油酸,说明供试材料5种脂肪酸含量表型变异较大,遗传多样性丰富。