亚麻种质资源脂肪酸组分含量与品质性状的相关分析

周亚东，李 明，苏 钰，姜 硕，冷 超

（东北农业大学农学院，哈尔滨 150030）

油用亚麻是世界主要油料作物之一，我国的油用亚麻产量仅次于加拿大列世界第二（FAO）。亚麻籽含油量较高（35%～45%），亚麻油中含有丰富的α-亚麻酸[1]，含量高达45%～66%，而大豆中仅含6.8%，其他油料作物中含量更少，因此亚麻籽可以作为亚麻酸的重要来源[2]。α-亚麻酸可在人体肝脏内在去饱和酶和链延长酶的作用下生成EPA和DHA[3]，是保证人体和大脑正常工作的重要不饱和脂肪酸，如果日常摄入不足，会导致抑郁症、注意力缺失症、阿尔茨海默氏症[4-5]。亚麻油的饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的比例，比其他的植物油更合理，其保健性远远超过了其他种类的植物油，北美开始以亚麻籽油来代替昂贵的深海鱼油，降低获得不饱和脂肪酸的成本，从而更好的让广大消费者受益[6]。我国亚麻品种资源匮乏，主要引自国外，深入研究亚麻籽脂肪酸组成关系，不仅有助于深化脂肪酸积累转化规律的认识，还有利于筛选亲本，提高品质育种的效率。关于亚麻籽脂肪酸含量间关系，亚麻种质资源的脂肪酸组成等，国内研究较少，赵利等曾对甘肃省地方胡麻品种资源进行分析[7]，郑伟等针对引进低亚麻酸材料的杂交后代进行了分析[8]，由于材料的特点决定了结论的局限。本文以国内外具有代表性的105份亚麻材料为研究对象，分析不同品种间脂肪酸组分含量的差异以及与品质性状的相关性，筛选出特异种质资源，以期为亚麻的品质育种提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料、仪器与试剂

材料：试验共测定了105份材料，包括引自加拿大亚麻种质资源中心的82份材料和23份国内亚麻材料。其中国外材料主要参考PGRC的核心种质资源和欧洲亚麻种质资源的代表品种（包括欧洲、北美的主要油用亚麻和纤维亚麻品种），国内品种侧重黑龙江省纤维亚麻品种。

仪器：日本岛津公司的GC-14气相色谱仪；色谱柱为安捷伦公司6890-N气相色谱柱；氢火焰离子化检测器（FID）；N-3000色谱工作站。

试剂：甲醇（优级纯，购自天津科密欧化学试剂开发中心）；乙醚（分析纯，购自石家庄化学试剂厂）；乙酸乙酯（分析纯，购自石家庄化学试剂厂）；氢氧化钾（分析纯，购自天津科密欧化学试剂开发中心）；水为高纯水。

1.2 检测方法、色谱条件和统计方法

检测方法：将待测亚麻籽样品研磨成粉末状，称取0.4～0.5 g粉末装于磨口三角瓶中，加入5 mL乙醚进行油分提取，乙醚液面一定要高过样品，浸泡过夜。过夜后，将上层含油液转移到带盖的试管中，再向试管中加入3 mL 0.04 mol·L-1氢氧化钾-甲醇溶液，盖好盖子后振摇5 min，然后静置10 min，加入5 mL蒸馏水，静置5 min。吸取上层液100 μL于小瓶中，加入1 mL的乙酸乙酯。取1 μL溶液进行上机测试，每测定一个样品用时7 min。

色谱条件：FFAP弹性石英毛细管柱（30 m×0.125 mm×0.13 m）；FID检测器；柱温：210℃；进样温度：250℃；检测器温度：250℃；空气流速：400 mL·min-1；氢气流速 40 mL·min-1；氮气压力：11 619 kPa；进样量：1 μL；分流比：1： 50。

色谱图结果计算按峰面积归一法在N3000气谱工作站下完成。利用DPS软件进行相关分析[9]。

2 结果与分析

2.1 脂肪酸定性、定量分析及脂肪酸变异比较

将甲酯化的样品进行分析，结果如图1所示。105份材料的色谱图均清晰呈现5个峰，其中第一个峰的保留时间在3.25 min左右，第二和第三个峰出现时间段紧挨在一起，最后一个峰的保留时间在7.42 min左右。

以品种Ocean为例（见图1），亚麻籽样品色谱图中的5个峰保留时间先后依次为棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸，它们的保留时间依次为3.432、5.357、5.799、6.457、7.756 min。这五种脂肪酸占亚麻籽出峰物质的99%以上，各组分含量由高到低顺序依次为：亚麻酸、油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸。105份材料的脂肪酸测定结果见表1。

图1 亚麻籽样品色谱Fig.1 Chromatography graphs of linseed testing samples

表1 亚麻材料的脂肪酸百分含量Table 1 Content of fatty acids in different flax accessions (%)

续表

续表

亚麻籽脂肪酸组分均有一定变异，其中硬脂酸含量变异最大为30.82%，亚麻酸含量变化差异最小为11.07%，结果见表2。

依据前人对亚麻籽脂肪酸含量划分的经验标准[7]，经筛选后发现，棕榈酸含量超过5%的品种有57个，占参试品种的54.3%；硬脂酸含量超过5%的有35个，占参试品种的33.3%；油酸含量超过30%的有41个，占参试品种的39%，其中油酸含量超过35%的只有5个，分别为Mikael、CN97311、Ocean、CN19014、CN100632，这5份材料可作为今后培育高油酸含量亚麻籽品种的珍贵种质资源；亚麻酸含量超过50%的有25个，占总数的23.1%，其中亚麻酸含量超过60%的只有3份材料，分别为CN101137、CN101132、张亚2号，这三份材料可用做培育高亚麻酸含量品种亲本材料。亚麻酸含量低于40%的品种只有两个，分别为Ocean和CN97311，占总数的1.9%。

2.2 脂肪酸组分的相关分析

相关分析表明，油份与亚麻酸、棕榈酸呈极显著正相关（r=0.30**，r=0.25**），与硬脂酸、亚油酸呈极显著负相关（r=-0.30**，r=-0.30**），与油酸呈负相关性但未达到显著。亚麻酸与其他四种脂肪酸都呈负相关性，其中与硬脂酸、油酸达到极显著负相关（r=-0.52**，r=-0.87**）。亚油酸与棕榈酸、油酸呈负相关，其中与油酸达到显著性负相关（r=-0.25*），与硬脂酸达到显著性正相关（r=0.15*）。油酸与硬脂酸之间达到显著性正相关（r=0.22*）。棕榈酸与其他四种脂肪酸间关系均不明显。

表2 不同亚麻材料脂肪酸组分变异Table 2 Variation of fatty acids content in different flax accessions

表3 不同亚麻品种脂肪酸组分间的相关性分析Table 3 Correlation analysis among components of fatty acids in different flax accessions

3 讨 论

前人研究表明多数不饱和脂肪酸的生物合成是在饱和脂肪酸合成途径上的扩展。乙酰辅酶A和丙二酰辅酶A在脂肪酸合成酶系的作用下首先合成棕榈酸，棕榈酸碳链延长2个碳原子转变为硬酯酸（即饱和脂肪酸），由硬酯酸去饱和转变为油酸，油酸脱氢去饱和转变为亚油酸，亚油酸脱氢去饱和转变为亚麻酸。由脂肪酸代谢过程可知不饱和脂肪酸是在饱和脂肪酸的基础上经过去饱和来逐渐形成的，两者间具有此消彼长的关系，因此去饱和程度最高的亚麻酸与其他四种脂肪酸间则呈现出不同程度的负相关关系。通过脂肪酸间性状相关分析，还可以进一步了解脂肪酸内在关系，并为亲本选配和杂交后代的间接选择提供依据。本研究表明，油分与亚麻酸、棕榈酸呈极显著正相关；与硬脂酸、亚油酸呈极显著负相关；与油酸相关性不显著。而赵利等对甘肃胡麻地方品种结果为油分与亚油酸极显著正相关；与硬脂酸极显著负相关；但与其他脂肪酸均未达到显著水平[7]。印度学者Naqvi针对10个印度品种的研究结果为油分与硬脂酸、油酸呈显著性负相关，但与亚麻酸呈极显著正相关[8]。与前人结果不同的主要原因是材料选用的代表性和不同地区气候差异。例如郑伟等对诱导的低亚麻酸含量材料与杂交后代的分析是一种特例[10]，不具普遍意义。本文结果还表明，亚麻酸与其他四种脂肪酸都呈负相关关系，其中与硬脂酸、油酸达到极显著负相关。此结果与其他学者研究基本一致。

4 结论

通过对国内外20多个国家105份材料的脂肪酸组分分析，结果表明，油分与亚麻酸、棕榈酸呈极显著正相关；与硬脂酸、亚油酸呈极显著负相关；与油酸相关性不显著。材料整体具有很好的代表性，各种脂肪酸差异变化范围极大，有非常丰富的遗传背景。其中部分材料特点突出，如高亚麻酸（CN101137、CN101132、张亚2号等）、高油酸（Mikael、CN97311等）、高亚油酸 （比 2、Fany）、低亚麻酸（Ocean、CN97311）、低油酸（CN101137、张亚2号等）、低亚油酸（CN101596）、高硬脂酸（CN98346）、低硬脂酸（内 56）、高棕榈酸（Mures）、低棕榈酸（Querandi M.A）材料等，其中高亚油酸材料多是纤维亚麻，这些优异种质为今后油用亚麻品质育种（针对不同需求培育特点各异的品种）奠定了基础。

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