小果油茶不同居群种仁含油率及脂肪酸组分数量性状频率分布及多样性指数分析

黄 勇

（福建省林业科学研究院国家林业局南方山地用材林培育重点实验室，福州 350012）

小果油茶（Camellia meiocarpaHu.）又名江西子、小茶、鸡心子等，主要分布在福建、江西、广西、湖南、贵州、广东及浙江等省，栽培面积及产量仅次于普通油茶，具有皮薄、出籽率高、出油率高、丰产性及称产性好等优点，具有良好的开发利用前景，特别是中亚热带及南亚热北部山地丘陵地带具有极大的生产潜力［1－2］。茶油具有所含的饱和脂肪酸含量低、油酸含量高、耐贮性好及富含保健活性成分等优点，且长期食用具有降血脂、缓解动脉粥样硬化、抗胃溃疡、抗氧化、提高机体免疫力及护肝等功效，被视为食用油中的佳品［2－3］。

小果油茶（Camellia meiocarpaHu.）是山茶属中的一个食用油物种，含油率较高，油脂主要由棕榈酸（C16∶0）、硬脂酸（C18∶0）、油酸（C18∶1）、亚油酸（C18∶2）、亚麻酸 （C18∶3）等成分组成，目前对其全分布区的不同居群进行种仁含油率及脂肪酸组成成分多样性分析未见报道。

本研究全分布区的15个小果油茶居群为样本，对不同居群及个体种仁的含油率及脂肪酸组成成分多样性指数进行比较分析，以期为特异育种种质材料收集提供参考依据，也为进一步小果油茶的良种选育打下前期的基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

在小果油茶的全分布区采集具有代表性的15个地理居群，居群的分布地点及生态地理因子见表1，每个地理居群采集样株20株，株距在100 m以上。

GC2010气相色谱仪：南京华壁科学仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 测定内容

选择小果油茶不同居群的种仁含油率及脂肪酸组成作为本研究主要测定指标，具体为含油率（oil content）、棕榈酸（16∶0）、硬脂酸（18∶0）、棕榈烯酸（16∶1Δ9c）、油酸（18∶19c）、亚麻酸（18∶3 9c，12c，15c）、亚油酸（18∶2 9c，12c）、顺 －11－二十碳烯酸（20∶1Δ11c）。

其他指标：

单不饱和脂肪酸（Monounsaturated fatty acid，MUFA）＝棕榈烯酸（Palm）＋油酸（Ole）

多不饱和脂肪酸（Polyunsaturated fatty acid，PU-FA）＝亚油酸（Lin）＋亚麻酸（Lino）＋顺 －11－二十碳烯酸（Arac）

不饱和脂肪酸（Unsaturated fatty acid，UFA）＝MUFA＋PUFA

饱和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA）＝棕榈酸（Pal）十硬脂酸（Ste）

以上各指标值均为百分比。

1.2.2 小果油茶含油率测定方法［4－5］

油茶种籽剥壳为种仁后，在105℃干燥箱中烘7 h，然后研磨成粉末；用直径为12.5 cm的滤纸折成滤纸包，置于铝盒中在105℃下烘2 h，称重并记录为m1；将研磨好的种仁粉末放入滤纸包中，105℃烘干4 h，称重并记录为m2；把有种仁粉末的滤纸包放入索氏抽提器中，加入适量石油醚，浸泡过夜；水浴锅温度定为45℃用索氏抽提器抽提6 h左右；取出滤纸包，放入原铝盒中，105℃烘干4 h，称重并记录为m3；含油率 ＝（m2－m3）／（m2－m1）。每个样品重复3次。

1.2.3 脂肪酸测定方法［6－9］

脂肪酸测定前处理：取一滴油加2 mL石油醚，加2 moL／L氢氧化钠的甲醇溶液，然后静止10 min，再加饱和食盐水定容，静止10／min，最后取上层液上机。

气相色谱条件：色谱柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm）；升温程序：初始温度为150℃，保持1 min，以5℃／min升至190℃，保持20 min。进样量1μL，分流比1∶10；柱流速1 mL／min，进样口 220℃，检测器为220℃。

1.2.4 统计分析方法

用shannon－Weine多样性指数来评定不同地理不同居群种仁含油率及脂肪酸变异变异频率差异及变异程度，具体如下：对数值性状的基本分析采用原始数值数据，在计算种实形态频率分布及多样性指数时，采用数值性状的分级数据，数值性状的划级方法如下：先计算参试材料总体平均数（x）和标准差（σ），然后划分为10级，从第一级［Xi＜（X－2σ）］到第十级Xi＞（X＋2σ）］，每0．5σ为一级。每一级的相对频率用于计算多样性指数。多样性指数H′＝－∑PilnPi），为某性状第i级别内的材料份数占总份数的百分比，ln为自然对数［10－11］。多样性指数在生态学和遗传学研究中广泛应用，具有加权性，可以用来合并不同性状、位点或者不同地区材料的变异，能较好的比较某一作物、某一物种或某一地区的居群遗传变异性分析［12－14］。

趋势面的数学表达式是用多项式函数，3次和4次函数方程分别如下［15］：

F（x，y）＝b0＋b1x＋b2y＋b3x2＋b4xy＋b5y2＋b6x3＋b7x2y＋b8xy2＋b9y3

F（x，y）＝b0＋b1x＋b2y＋b3x2＋b4xy＋b5y2＋b6x3＋b7x2y＋b8xy2＋b9y3＋b10x4－b11x3Y－b12x2y2－b13y3－b14y4［14］。

利用Excel 2003及Spass 17.0软件进行数据分析处理。

表1 小果油茶采样点生态地理因子

2 结果与分析

2.1 小果油茶含油率及脂肪酸数量性状频率分布

对12个含油率及脂肪酸性状的频率分布和频率类别进行统计以及显著性检验（表2及表3），可见，在10个性状组数均为10的情况下，12个性状的众数频率相差不大，其中最大的为棕榈烯酸，其众数频率为27.02%，众数所在组0.11～0.13；最小的为硬脂酸，其众数频率为18.03%，众数所在组1.55～1.7，其余性状的众数频率位于20.41%～23.67%。亚麻酸、硬脂酸及含油率峰度的绝对值很小接近于零，说明这3个性状数量分布接近于正态分布，而其余性状的峰度均大于零，说明数据分布大多数在平均值附近，形成高窄尖峭峰。

2.2 小果油茶含油率及脂肪酸多样性指数比较

15个居群的含油率及脂肪酸性状Shannon－Weaver多样性指数如表4所示。12个性状之间的多样性指数相差并不大，平均多样性指数为2.912 1，变化幅度在2.633 7～3.007 5之间，其中硬脂酸多样性指数最高，棕榈烯酸的多样性指数最低。从不同居群的多样性指数比较来看，同样也相差不大，平均多样性指数为2.576 7，最高为广西融水（2.713 7），最小为湖北阳新（2.479 3），说明广西融水小果油茶居群含油率及脂肪酸的遗传多样性程度最高，而湖北阳新的遗传多样性程度则最小，其余居群的遗传样性指数在2.479 4～2.691 0之间。

表2 小果油茶含油率及脂肪酸数量性状频率分布

表3 数量性状频率类别分类及显著性检验

2.3 小果油茶含油率及脂肪酸多样性指数与地理生态因子的相关分析

将小果油茶含油率及脂肪酸多样性指数与地理生态因子进行相关分析，如表5所示，含油率及脂肪酸多样性指数大多与地理生态因子没有显著相关，其中油酸和不饱和脂肪酸多样性指数与无霜期呈显著或极显著正相关，含油率多样性指数与7月份均温呈极显著负相关，亚麻酸多样性指数与8月份降雨量显著正相关，而不饱和脂肪酸多样性指数、多不饱和脂肪酸多样性指数及不饱和脂肪酸多样性指数均与7月降雨量呈显著正相关，说明温度与降水是影响含油率及脂肪酸多样性指数的主要因子。与生态地理因子相关的因子主要为油酸多样性指数、不饱和脂肪酸多样性指数、多不饱和脂肪酸多样性指数、不饱和脂肪酸多样性指数及含油率多样性指数。

2.4 小果油茶含油率脂肪酸多样性指数地理变异趋势面分析

分别以经纬度为自变量及12个含油率及脂肪酸多样性指数为因变量，作二元三次或四次进行趋势面分析，如表6所示，可见，棕榈酸多样性指数在3次趋势面分析中达到显著水平（0.05），拟合效果较佳，达到90.70%，其他方程由于P值或拟合度达不到要求，而失去意义。图1可知，在趋势面的西北部最小，其次为西南部，总体上由西向东，棕榈酸多样性指数逐渐增大，在经度117.220 0处达到最大，尔后又稍有下降的趋势。

表5 小果油茶含油率及脂肪酸多样性指数与地理生态因子相关分析

表6 小果油茶含油率及脂肪酸性状多样性指数地理变异趋势面分析

图1 棕榈酸多样性指数等值线趋势面图

3 讨论与结论

3.1 小果油茶种仁含油率及脂肪酸性状多样性指数较大，变异程度高

对小果油茶种仁含油率及脂肪酸的数量性状频率统计分析结果来看，在组数均为10的情况下，12个性状的众数频率相差不大，其中最大的为棕榈烯酸，最小的为硬脂酸。亚麻酸、硬脂酸及含油率的数量性状的频率分布接近于正态分布，而其余性状的数量性状频率分布大多数在平均值附近，形成高窄尖峭峰。不同性状的平均多样性指数2.912 1，18个居群平均多样性指数为2.576 7，其中广西融水小果油茶居群含油率及脂肪酸的遗传多样性指数最大，变异程度最高，而湖北阳新的遗传多样性指数最小，变异程度则最小。

3.2 小果油茶含油率及脂肪酸性状及其多样性指数的生态地理梯度变异规律

小果油茶含油率及脂肪酸性状及其多样性指数与生态地理因子也有一定的相关关系，且不同性状受地理生态因子影响也不同。在二元三次趋势面分析中，只有饱和脂肪酸及棕榈酸多样性指数与经纬度变化趋势呈明显相关。

3.3 小果油茶种仁含油率及脂肪酸的优质特异育种性状的选择潜力

对小果油茶不同性状遗传遗传多样研究的最终目地是为了良种选育提供参考依据，选择育种是良种选育的重要方法，它是依据育种目标，从自然变异中定向选符合人们需求的性状指标，但这种选择的标准希望把所有的优良性状都集中一个个体或居群上，但由于个体自身的遗传特性及性状间常有负相关等原因，符合人们育种期望的优良性状往往是很难集中在一起，如果过分强调这些综合优良的性状，务必会错失对某些居群或个体的突出特异性进行选择的机会，对育种资源造成很大的浪费。因此，小果油茶良种选择不仅是综合性状的选择，也要进行特异性状选择休。选取某些突出的优良经济性状的个体既可以为杂交育种提供原始材料，同时也可以满足人们特定的需要。不饱和脂肪酸有益于人体健康的生理活性，具有抗氧化及增强免疫力的作用，可明显降低胆固醇含量及降低心血管的发病率［15］。

油酸是一种优质脂肪酸，可以降低胆固醇，有效地预防心血管疾病［16－17］，以油酸为主的单不饱和脂肪酸含量高，意味着它具有较强抗氧化功能，这对保持其品质稳定具有重要的作用［18－19］。

营养专家研究发现，亚油酸在人体内可通过代谢转变为花生四烯酸，对于合成磷脂和前列腺素和细胞各种界膜膜脂组成，且对降低胆固醇，预防心血管疾病，均有重要作用［20］。所以亚油酸含量的高低，也是评价小果油茶油脂品质的重要标准之一。亚麻酸是人体不能合成却又是必需的不饱和脂肪酸，对于抑制缺血性心血管疾病等方面起到重要作用［21－23］。因此可将小果油茶脂肪酸优质性状定为不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、油酸、亚油酸及亚麻酸。从不饱和脂肪酸多样性指数来看，广西融水、江西黎川、广西三江及广西龙胜居群较大，具有较高的选择潜力；从单不饱和脂肪酸多样性指数比较来看，广西龙胜和湖南平江明显大于其他居群，选择潜力最大；从油酸多样性指数比较来看，广西三江、湖南平江、广西融水及江西黎川较大，也有具大的选择潜力；从亚油酸多样性指数比较来看，广西融水和湖南通道最大，可选择的潜力也最大，而从亚麻酸的多样性指数来看，广西融水和龙胜的可选择潜力则最高。

志谢：本文是在笔者的博士研究生导师，中国林业科学研究院亚热带林业研究所姚小华研究员悉心指导下完成，谨此表示感谢！

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