无性繁殖方式对芳樟叶精油及主成分的影响

黄秋良，张国防，谢亚兵，张 春，丁力朋，林必青，杨 阳

(1.福建农林大学林学院，福建 福州 350002； 2.福建省漳州市林业局，福建 漳州 363000；3.福建省南平市林业局，福建 南平 353000； 4.福建省南平市延平区林业局，福建 南平 353001；5.福建农林大学机电工程院，福建 福州 350002)

无性繁殖方式对芳樟叶精油及主成分的影响

黄秋良1，张国防1，谢亚兵1，张 春2，丁力朋3，林必青4，杨 阳5

(1.福建农林大学林学院，福建 福州 350002； 2.福建省漳州市林业局，福建 漳州 363000；3.福建省南平市林业局，福建 南平 353000； 4.福建省南平市延平区林业局，福建 南平 353001；5.福建农林大学机电工程院，福建 福州 350002)

在福建省南平市郊林场，分别以组培苗、扦插苗造林的6年生的优良芳樟无性系(187、PC1、PC2和变异2)为研究对象，测定不同优良无性系叶精油及其芳香醇和樟脑含量，分析不同繁殖方式的芳樟叶精油含量、主成分及无性系在栽培过程中的差异性及遗传稳定性。结果表明：不同的繁殖方式对子代芳樟无性系的叶精油含油量及主成分有不同的影响，其中扦插子代樟脑含量变化不明显，组培子代芳樟无性系的樟脑含量比母本的樟脑含量降低了-12.50%～24.52%，但子代芳樟无性系在栽植过程叶精油含油量及主成分都能够较好保持稳定性，无性系187扦插苗造林更有利提高芳樟叶精油的品质。

芳樟；叶精油；主成分；组培苗；扦插苗

芳樟(Cinnamomumcamphoravar.linalooliferaFujita.)为樟科樟属常绿阔叶乔木，是我国著名的香料树种。其叶油主成分是可用于制作香料、香水、香精的芳樟醇(C10H18O)[1]。芳香醇市场容量大、用途广、价格高，在国际市场上非常紧缺[2]。芳樟优良无性系在栽培过程中叶精油及其主成分保持稳定是芳樟产业化的研究重点。目前芳樟育苗工厂化生产主要是以扦插繁殖和组培繁殖2种方式为主。不同的繁殖方式对芳樟幼林的生长性状有影响[3]，但不同的繁殖方式对芳樟的叶精油主成分的影响尚未报道。鉴于此，本研究对南平市郊林场采用芳樟扦插苗、组培苗造林的不同芳樟优良无性系试验林的叶精油及主成分进行长期定位研究，旨在发现不同无性繁殖方式对芳樟的叶精油及主成分的差异，以期对樟树的良种选育和产业化提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

南平市郊林场位于东经117°00′—119°25′、北纬26°30′—28°20′，属中亚热带湿润季风气候，年均降水量1650 mm，年均气温18～20 ℃，年无霜期250～300 d，土壤类型为红壤，东南坡，坡度41°。

1.2 试验材料

本试验所用的材料为福建省林木种苗科技攻关项目选育的芳樟187、PC1、PC2和变异2无性系为母株，采摘同一无性系芳樟母株的中部带有芽且半木质化的枝条作为扦插、组培繁殖的原材料，以扦插、组培繁殖的方式进行育苗。造林时苗龄均为1 a，芳樟扦插苗、组培苗于2007年3月在南平市郊林场(矮甲坑山场)，分别在上、中、下坡以随机排列方式栽植，3个重复。

1.3 芳樟无性系母本的叶精油及主成分含量

芳樟无性系母本的叶精油及主成分分析结果见表1。

1.4 方法

1.4.1 样品采集方法 每一无性系随机选择3株作为试验样株。2008—2012年，每年8月对3株样株的各部位均匀采集叶片100 g，测定无性系的叶精油、芳樟醇、樟脑含量，用于分析无性系在栽培过程中各个性状和稳定性。

表1 芳樟无性系母本的叶精油及主成分含量 %

1.4.2 精油提取及主成分含量的测定方法 采用常压水蒸气蒸馏法提取芳樟叶精油。将剪碎的100 g鲜叶片装进蒸馏瓶中，加开水200 mL蒸馏60 min后熄火，收集精油，测定叶精油含油量；采用SP-6890型气相色谱仪测定精油的化学组成，并采用峰面积归一化法计算无性系各主成分的含量[4]，并计算平均值。

1.5 数据处理

应用DPSv 7.50软件和Excel 2000软件对试验数据进行统计和分析。

2 结果与分析

2.1 芳樟扦插苗、组培苗造林对叶精油含量的影响

由表2可知，芳樟扦插苗造林的不同无性系叶精油含量的平均值为1.99%～2.21%，子代的叶精油含量比母本的叶精油含量增加了-3.98%～3.38%；芳樟组培苗造林不同无性系的叶精油含量平均值为1.93%～2.12%，子代的叶精油含量比母本的叶精油含量减少了1.83%～8.29%。同一母株的芳樟扦插苗造林的叶精油含量平均值比芳樟组培苗造林的叶精油含量平均值高3.5%～4.1%，且同一母株不同繁殖方式无性系的叶精油含量间存在显著或极显著差异。不同母株繁殖的无性系在同一年的叶精油含量变化趋势不完全一样，同一母株不同繁殖方式的无性系在不同年限间叶精油含量会有微量变动，且叶精油含量变化趋势是一致的，说明芳樟叶精油含量主要是由遗传基因控制，环境因素对其有轻度影响。

表2 芳樟扦插苗、组培苗造林对叶精油含量的影响 %

*：不同小写字母为差异显著；不同大写字母为差异极显著。下同。

2.2 芳樟扦插苗、组培苗造林对芳樟醇含量的影响

由表3可知，芳樟扦插苗造林不同无性系的芳樟醇含量平均值为95.14%～95.86%，子代的芳樟醇含量比母本的芳樟醇含量增加了-0.53%～0.51%；芳樟组培苗造林的不同无性系的芳樟醇含量平均值为94.85%～95.05%，子代的芳樟醇含量比母本的芳樟醇含量减少了0.21%～1.31%。同一母株的芳樟扦插苗造林的芳樟醇含量平均值比芳樟组培苗造林的芳樟醇含量平均值高0.3%～0.8%，且同一母株的不同繁殖方式的芳樟醇含量间存在显著或极显著差异。不同母株繁殖的无性系在同一年份的芳樟醇含量变化趋势不完全一样，同一母株的不同繁殖方式在不同年限间芳樟醇含量会有轻微波动，且芳樟醇含量变化趋势是一致的，说明芳樟醇含量主要是由遗传基因控制，环境因素对其有轻度影响。

表3 芳樟扦插苗、组培苗造林对芳樟醇含量的影响 %

2.3 芳樟扦插苗、组培苗造林对樟脑含量的影响

由表4可知，芳樟扦插苗造林不同无性系的樟脑含量平均值为0.07%～0.25%，子代的樟脑含量比母本的樟脑含量降低了4.29%～12.50%；芳樟组培苗造林不同无性系的樟脑含量平均值为0.09%～0.23%，子代的樟脑含量比母本的樟脑含量降低了-12.50%～24.52%；其中芳樟无性系187(组培)、变异2(组培)、PC1(组培)的樟脑含量分别降低了24.52%、16.25%、14.29%，芳樟无性系PC2(组培)的樟脑含量增加了12.50%。同一母株的芳樟扦插苗造林的樟脑含量平均值比芳樟组培苗造林的樟脑含量平均值高-28.57%～8.00%，同一母株的不同繁殖方式的樟脑含量间存在显著或极显著差异。芳樟扦插苗造林和芳樟组培苗造林过程中，不同母株繁殖的无性系在同一年份的樟脑含量变化趋势不完全一样，同一母株的不同繁殖方式在不同年限间樟脑含量会有轻微波动，且与芳樟醇含量变化趋势是一致的，说明芳樟组培苗在组培过程中芳樟的樟脑性状的表达基因受培养基和培养条件的影响[5]，但在栽植过程中樟脑含量较稳定，环境因子影响小。

表4 芳樟扦插苗、组培苗造林对樟脑含量的影响 %

2.4 芳樟不同无性系的叶精油含量及主成分的聚类分析

以欧氏距离为指标，利用离差平方和法(Ward′ Smethod)对芳樟不同无性系叶精油含量及主成分进行聚类分析，结果见图1。由图1可见，截取λ=2.4，可将8个样本分为2类。187(扦插)、PC1(扦插)、PC2(扦插)样本聚为一类；187(组培)、PC1(组培)、PC2(组培)、变异2(组培)、变异2(扦插)样本聚为一类。除无性系变异2(扦插)外，无性系按其繁殖方式分类为扦插型和组培型。进一步说明芳樟无性系不同的繁殖方式对其叶精油含量及主成分有不同影响。

3 结论与讨论

不同母株繁殖的无性系在同一年的叶精油含量、芳樟醇含量和樟脑含量变化趋势不完全一样，同一母株不同繁殖方式的无性系在不同年份叶精油含量、芳樟醇含量和樟脑含量会有微量的变动，环境因子对其有轻度影响。本研究结果表明，2种不同繁殖方式造林的同一无性系的叶精油含量、芳樟醇含量和樟脑含量变化趋势一致，说明芳樟叶精油含量主要由遗传基因控制。张国防等[6]，邢建宏等[7]利用ISSR分子标记和RAPD分子标记手段分析樟树3种化学类型及3个近缘种的亲缘关系和遗传多样性，研究表明樟树各化学类型在遗传上有一定的稳定性，本研究从芳香的叶精油含量及主成分的各个方面分析也印证了芳樟无性系的各化学类型在遗传上有一定的稳定性。

同一母株繁殖的芳樟扦插苗造林的叶精油含量、芳樟醇含量、樟脑含量平均值比芳樟组培苗造林的叶精油含量、芳香醇含量、樟脑含量平均值高。其中子代芳樟无性系187(组培)、变异2(组培)和PC1(组培)的樟脑含量比母本的樟脑含量分别降低了24.52%、16.25%和14.29%，芳樟无性系PC2(组培)的樟脑含量增加了12.50%。这可能是芳樟组培苗在培养过程中受遗传基因、培养基和培养条件的影响，张国防等[8]在芳樟组培 1 代的无性系中，有3株产生了一定的变异，部分单株叶型与枫香叶型类似，谭建晖等[9-10]在研究巨尾桉组培苗和扦插苗时也发现苗期生长指标及叶绿素存在差异。

不同繁殖方式对子代芳樟无性系的叶精油含量及主成分有不同的影响，但子代芳樟无性系在栽植过程叶精油含量及主成分都能较好保持稳定性。扦插繁殖的子代芳樟无性系在叶精油含量及主成分都较好保持母本的遗传特性，组培繁殖的子代芳樟无性系在叶精油含量和芳樟醇含量较好保持母本的遗传特性。子代芳樟无性系187(组培)、变异2(组培)和PC1(组培)的樟脑含量比母本的樟脑含量低，同时子代芳樟无性系187(扦插)、变异2(扦插)和PC1(扦插)的樟脑含量平均值是子代芳樟无性系187(组培)、变异2(组培)和PC1(组培)的樟脑含量平均值的1.12～1.29倍。

芳樟扦插苗、组培苗造林的叶精油含量都在1.85%以上、芳樟醇含量能保持在90%以上、樟脑含量能保持在5%以下，由此可见，利用优良芳樟建立的无性系原料林可以规模化推广。芳樟叶精油的樟脑成分对于芳樟精油的香气品质带来很大的影响，同时对芳樟精油的提纯和深加工增加难度和成本。所以利用无性系187(扦插)造林更有利于提高芳樟叶精油的品质。

[1]段博莉.樟树叶片精油及其主要成分的遗传变异研究[D].北京：中国林业科学研究院，2006.

[2]张国防.樟精油主成分变异与选择的研究[D].福州：福建农林大学，2006.

[3]吴幼媚，王鹏良，王以红，等.不同繁殖方式下芳樟幼林生长性状分析[J].林业科技开发，2009，23(5)：23-26.

[4]万琴，萧伟，王振中，等.气相色谱法测定金银花中芳樟醇的含量[J].南京中医药大学学报，2010，26(4)：317-318.

[5]彭东辉.樟树优良单株选择与组培研究[D].福州：福建农林大学，2004.

[6]张国防，陈存及.不同化学型樟树的RAPD分析[J].植物资源与环境学报，2007，16(2)：17-21.

[7]邢建宏，陈存及，张国防，等.樟树几种化学类型及近缘种的ISSR分析[J].福建林业科技，2008，35(4)：101-104.

[8]张国防，于静波，冯娟.芳樟无性系叶精油及芳樟醇含量变异分析[J].植物资源与环境学报，2012，21(2)：117-118.

[9]谭健晖，蔡玲，王以红，等.不同无性繁殖复壮措施对桉树生长及抗病性比较研究[J].广西科学，2007，14(2)：167-171.

[10]谭健晖，王以红，陈学政,等.桉树无性繁殖衰退过程中的生理变化[J].北京林业大学学报，2007，29(3)：15-22.

Effect of Asexual Reproduction of Aromatic Camphor Leaves Essential Oil and Principal Component

HUANG Qiu-liang1，ZHANG Guo-fang1，XIE Ya-bing1，ZHANG Chun2，DING Li-peng3，LIN Bi-qing4，YANG Yang5

(1.CollegeofForestry，FujianAgricultureandForestryUniversity，Fuzhou350002，Fujian，China；2.ZhangzhouForestryAdministration，Zhangzhou363000，Fujian，China；3.NanpingForestryAdministration，Nanping353000，Fujian，China；4.YanpingDistrictForestryBureauofNanping，Nanping353001，Fujian，China；5.CollegeofMechanicalandelectricalengineering，FujianAgricultureandForestryUniversity，Fuzhou350002，Fujian，China)

In the Fujian Province Nanping suburbs tree farm，respectively cultivates the seedling，the cut seedling 6 year fresh fine fragrant camphor tree clone took the group (187，PC1，PC2 and variation 2) as the object of study，the determination different fine clone leaf volatile oil and the aromatic alcohol and the camphor content，the analysis different reproduction way fragrant camphor tree leaf volatile oil content，the principal components and the clone in the cultivation process difference and the heredity stability. The result indicated that the different reproduction way antithetical couplet generation of fragrant camphor tree clone leaf volatile oil content and the principal components have the different influence，in which cut filial generation camphor content change are not obvious，the group cultivated the filial generation fragrant camphor tree clone the camphor content to reduce compared to the female parent camphor content -12.50%～24.52%，the clone 187 cut seedling was more advantageous enhances the fragrant camphor tree leaf volatile oil the quality；But the filial generation fragrant camphor tree clone is transplanting the process leaf volatile oil content and the principal components all can the good maintenance stability.

Cinnamomumcamphoravar.linalooliferaFujita.；essential oil in leaf；main composition；tissue culture seddlings；cutting seddlings

10.13428/j.cnki.fjlk.2016.02.030

2015-07-12

福建省林业厅种苗科技攻关项目(k85130001)；科技部农业成果转化项目(1C4005002)；福建省五新项目(FKY018001)

黄秋良(1989—)，男，福建漳州人，福建农林大学林学院硕士研究生，从事森林培育研究。E-mail：904204191@qq.com。

张国防(1966—)，男，福建农林大学林学院教授，博士生导师，从事森林培育、经济林栽培等方面的研究。E-mail：fjzgfzgf@126.com。

S723.1+32；S792.23

A

1002-7351(2016)02-0156-04