不同成熟度牡丹种子在不同温度贮藏后的萌发及脂肪酸组成研究

管丽 黄维 陆俊杏

摘要[目的]研究不同成熟度的鳳丹种子在不同温度贮藏后的萌发情况和脂肪酸组成成分，为进一步推进油用牡丹商业化提供理论依据和实践基础。[方法]将不同成熟度的凤丹种子分别贮藏在4 ℃和25 ℃培养箱，60 d后测定其萌发率、含水率、出仁率和含油率，用气相质谱联用仪对脂肪酸组成成分进行分析。[结果]同发育阶段的凤丹种子在不同温度贮藏后，其萌发率、含水率、出仁率、含油率、亚油酸和亚麻酸的相对含量均差异显著； 4 ℃贮藏后的种子萌发率显著低于25 ℃，而含油率显著高于25 ℃贮藏后的种子。 25 ℃贮藏后不同成熟度的种子萌发率上升不显著，含水率和含油率显著下降，出仁率显著上升，不饱和脂肪酸显著下降；在4 ℃贮藏后种子萌发率显著上升，含水率下降不显著，出仁率显著上升，不饱和脂肪酸无明显规律。4 ℃贮藏后的不饱和脂肪酸平均含量低于25 ℃。萌发率、含油率、含水率、脂肪酸相对含量之间的相关性分析表明，含油率与亚麻酸呈极显著正相关，而与棕榈酸、硬脂酸和油酸呈显著负相关；萌发率与棕榈酸、硬脂酸、油酸呈显著正相关，而与含油率、亚麻酸、含水率呈显著负相关。[结论]凤丹种子的萌发受种子成熟度、贮藏温度、脂肪酸含量、含水率的影响，凤丹种子在低温短期贮藏不利于萌发，但低温贮藏有利于油脂积累，提高其含油率。

关键词油用牡丹；贮藏温度；种子萌发；不饱和脂肪酸；含油率

中图分类号S685.11文献标识码A

文章编号0517-6611（2019）08-0042-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.08.011

Abstract[Objective]To study the germination and fatty acid composition of Fengdan seeds with different maturity after storage at different temperatures，it provides a theoretical basis and practical basis for further promoting the commercialization of oil peony.[Method]The seeds of different maturity of Fengdan were stored in 4 ℃ and 25 ℃ incubators.The germination rate，water content，kernel yield and oil content were measured after 60 days.The fatty acid composition was analyzed by gas chromatography mass spectrometry.[Result]The germination rate，water content，kernel yield，oil content，linoleic acid and linolenic acid relative content of the Fengdan seeds in the same development stage were significantly different after storage at different temperatures；the seed germination rate after storage at 4 ℃was significantly lower than 25 ℃，and the oil content was significantly higher than the seeds after storage at 25 ℃.The seed germination rate of different maturity after storage at 25 ℃ was not significant，the water content and oil content decreased significantly，the kernel yield increased significantly，and the unsaturated fatty acids decreased significantly.After storage at 4 ℃，the germination rate of seeds increased significantly，the water content decreased not significantly，the kernel yield increased significantly，and there was no obvious pattern of unsaturated fatty acids.4 ℃ after storage of unsaturated fatty acids content on average was below 25 ℃ after storage.Correlation analysis between germination rate，oil content，water content and relative fatty acid content showed that the correlation analysis between germination rate，oil content，water content and fatty acid content showed that the oil content was significantly positively correlated with linolenic acid.There was a significant negative correlation with palmitic acid，stearic acid and oleic acid；the germination rate was significantly positively correlated with palmitic acid，stearic acid and oleic acid，but negatively correlated with oil content，linolenic acid and water content.[Conclusion]The germination of Fengdan seeds is affected by seed maturity，storage temperature，fatty acid content and water content.The shortterm storage of Fengdan seeds is not conducive to germination，but lowtemperature storage is conducive to oil accumulation and oil content increase.

Key wordsPaeonia suffruticosa Andr.；Storage temperature；Seed germination；Unsaturated fatty acids；Oil content

凤丹（Paeonia ostii）是芍药科芍药属牡丹组牡丹野生种杨山牡丹的栽培种，其含油率可达24%以上，和紫斑是油用牡丹的主要品种[1-2]。凤丹主要以种子繁殖，由于凤丹种子具有双重休眠的特性，容易出现出苗不齐、萌发质量不好等问题，严重阻碍了凤丹生产商品化的发展。并且凤丹种子存在种胚发育不完全、生理后熟等情况，贮藏条件和种子成熟度对种子后熟具有严重的影响[3-4]。贮藏的目的在于长期保存种子同时维持其最大限度的活力，贮藏时间主要由含水量和温度决定[5-6]。凤丹种子油富含具有抗癌、脱胆固醇和抗血栓等功能的不饱和脂肪酸，贮藏温度对种子内脂肪酸含量有影响[7-9]。因此，研究不同成熟度的凤丹种子在不同温度贮藏后的萌发与脂肪酸组成成分具有重要意义。种子收获后，需要贮藏一段时间才能播种。种子的质量与活力受自身遗传和贮藏条件的限制。张远兵等[10] 将凤丹陈种子分别放在冰箱内湿藏、干藏和自然湿藏、干藏，发现冰箱内湿藏后的凤丹种子萌发率最高。凤丹种子在不同贮藏条件下其种子质量和出油率变化较大，在4 ℃贮藏成熟的凤丹种子保鲜效果较好，适宜的低温利于油脂积累，但时间长各项指标也会严重下降[11]。研究表明，花生[12]、水稻[13]、玉米[14]、一串红[15] 等植物种子，成熟度与萌发率成正比。Seyyedi等[16] 研究发现，冬油菜种子中脂肪含量对种子活力有影响。凤丹是富含不饱和脂肪酸的木本油料作物之一，具有较好的开发前景。国内侧重研究不同地区、品种的牡丹籽油中亚麻酸的相对含量和用GA3和低温处理干燥凤丹种子的萌发情况，但不同温度贮藏后不同成熟度的未干燥凤丹种子的研究鲜见报道。笔者对油用牡丹凤丹不同成熟度的种子在不同温度贮藏后，测定其萌发率、含水率、出仁率、含油率、脂肪酸的组成成分变化及它们之间的相关性，旨在为保存油用牡丹种子奠定基础。

1材料与方法

1.1材料凤丹角果采自重庆师范大学试验基地，分别采摘授粉后90、100、110、120 d共4个时期的凤丹角果，每个时期的凤丹角果分别置于4 ℃和25 ℃的保温箱中贮藏60 d。

1.2种子萌发特性试验将经过60 d贮藏的凤丹角果果皮和凤丹籽分离，取经过不同温度贮藏后不同成熟度的凤丹种子分别播种在花盆中，各重复3组，定期浇水，观察萌发情况，并在第2年4月统计其发芽率。

1.3种子含水率、出仁率和含油率测定参照林萍等[17] 的方法测定含水率和出仁率。用索式提取法提取凤丹籽油，测定其含油率。

1.4脂肪酸成分分析脂肪酸甲酯化参照付松等[18] 的方法，有所改动。称取0.05 g油脂于试管中，加入5 mL异辛烷溶解，再加入2 mL 0.4 mol/L氢氧化钾-甲醇溶液。甲酯化完成后用岛津Trace1310-ISQ单四级杆气质联用仪分析。

GC条件：色谱柱TG-WAXMS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；载气：高纯氮气，流速1.0 mL/min；程序升温：起始温度150 ℃，保持1 min，以10 ℃/min 起始升温至230℃，保持10 min；进样口温度250 ℃；进样方式为脉冲分流进样，分流比35∶1，脉冲压力120 kPa；进样量1 μL。

MS条件：接口温度230 ℃；离子源温度230 ℃；扫描范围：40～400 amu。

1.5数据分析试验数据采用SPSS 21.0进行差异显著性分析。

2结果与分析

2.1不同发育阶段凤丹牡丹种子经不同温度贮藏后萌发率从图1可以看出，不同温度贮藏后的种子萌发率均随种子成熟度而上升。4 ℃下种子萌发率随成熟度呈显著性变化。25 ℃贮藏下的种子萌发率均高于50%，4 ℃贮藏下的种子萌发率最高仅达 23.33%。25 ℃贮藏下授粉后120 d的种子萌发率是授粉后90 d的1.23 倍，4 ℃贮藏下授粉后120 d的种子萌发率是授粉后90 d的14倍。这表明种子的成熟度与萌发率成正比，25 ℃比4 ℃更利于保存未干燥的种子。

2.2不同发育阶段凤丹牡丹种子经不同温度贮藏后的含水率、出仁率、含油率由图2A可知，不同温度贮藏后的种子含水率均随种子成熟度下降。在25 ℃贮藏后的种子含水率呈显著直线下降，授粉后90 d含水率最高为2.05%，授粉后120 d最低为0.23%，平均为1.26%。在4 ℃贮藏后的种子含水率平缓下降，平均含水率为1.49%，授粉后90 d和授粉后120 d含水率分别为1.63%、1.37%。不同温度贮藏后同发育阶段的凤丹牡丹种子的含水率差异显著。

由图2B可知，不同温度贮藏后种子出仁率随种子成熟度显著上升，25 ℃贮藏下的平均出仁率为65.20%，4 ℃为59.84%。25 ℃显著高于4 ℃贮藏后同发育阶段的出仁率。

由图2C可知，在25 ℃贮藏后的种子含油率随成熟度显著下降；4 ℃貯藏后的种子含油率随成熟度无明显规律。4 ℃贮藏后的种子平均含油率均为30.48%，均显著高于25 ℃贮藏的同发育阶段的含油率，25 ℃的平均含油率为22.59%。这表明低温有利于油脂的积累。

2.3不同发育阶段凤丹牡丹种子经不同温度贮藏后的脂肪酸成分从图3A可以看出，4 ℃贮藏后的油酸相对含量随种子成熟度显著上升。硬脂酸、亚油酸相对含量无明显规律，亚麻酸相对含量显著下降，亚麻酸含量从47.05%下降至33.93%。亚油酸与亚麻酸之和从75.41%下降至62.36%。从图3B可以看出，25 ℃贮藏后的油酸、棕榈酸、硬脂酸相对含量均平缓上升，亚麻酸相对含量显著下降，亚麻酸含量从49.08%下降至35.83%，不饱和脂肪酸含量从93.22%下降至86.36%， 种子中亚麻酸是不饱和脂肪酸的主要成分。

从图3可以看出，授粉天数100和110 d在4 ℃贮藏后的亚麻酸含量显著高于25 ℃，亚油酸是授粉后90和120 d，硬脂酸是授粉后90和100 d，棕榈酸是授粉后90和120 d；25 ℃显著高于4 ℃的脂肪酸有授粉后90和120 d的亚麻酸，有100和110 d的亞油酸，有120 d的硬脂酸，有110 d的棕榈酸。油酸在不同温度贮藏后无显著差异。

从表1可以看出，在25 ℃贮藏的不饱和脂肪酸含量随种子成熟度显著下降，从93.22%下降至86.36%，平均为91.15%。在4 ℃不饱和脂肪酸含量先从91.72%上升至92.75%，再下降至85.5%，平均含量为90.51%。 在4 ℃贮藏授粉后100和110 d的亚麻酸与亚油酸含量之比显著高于25 ℃，授粉后90和120 d显著低于25 ℃。

2.4凤丹种子发育过程中脂肪酸相对含量和萌发率、含水率、出仁率、含油率的相关分析为了深入了解凤丹种子的萌发与各脂肪酸与含油率、含水率、出仁率之间的相互联系，对其进行相关分析，结果见表2。由表2可知，含油率与亚麻酸呈极显著正相关，说明发育过程中凤丹种子亚麻酸与含油量有密切联系；含油率与棕榈酸、硬脂酸和油酸均显著或极显著负相关，与含油量的趋势相反。萌发率与棕榈酸、硬脂酸、油酸呈显著或极显著正相关，说明发育过程中凤丹种子的棕榈酸、硬脂酸、油酸与萌发有某种联系；萌发率与含油率、亚麻酸、含水率呈显著或极显著负相关，与萌发率的趋势相反。出仁率与油酸均显著正相关，说明发育过程中凤丹种子油酸与出仁率有联系。亚麻酸与棕榈酸、硬脂酸、油酸呈极显著负相关；硬脂酸、棕榈酸、油酸之间均呈极显著正相关，表明这3种脂肪酸的积累相似。亚油酸与各脂肪酸、含水率、含油率、出仁率等均无显著相关性。在不同温度贮藏后有明显差异：25 ℃贮藏后的含水率与棕榈酸、硬脂酸、油酸呈极显著负相关，与亚麻酸、含油率呈极显著正相关；25 ℃贮藏后的出仁率与亚麻酸、含油率、含水率呈极显著负相关。4 ℃贮藏后无显著相关性。

3结论与讨论

3.1讨论种子萌发率是衡量种子活力的重要表征。贮藏温度、种子成熟度、含水率均为影响凤丹种子萌发的重要指标。该试验4 ℃贮藏后凤丹种子的平均萌发率比25 ℃贮藏后凤丹种子平均萌发率低52.9%，与其他研究结果一致[19]，凤丹不适合短期低温贮藏[19]。其可能原因是低温导致淀粉种子和其他代谢物的降解延迟，从而低温抑制种子萌发[20-21]。在4 ℃和 25 ℃贮藏后凤丹牡丹种子的萌发率随着种子成熟度升高而升高，与前人研究花生[12]、玉米[14]等的结果大致相同，证明种子成熟度是凤丹种子萌发的重要因素之一。萌发率与含水率呈显著负相关，与百喜草、 檫牡的种子研究结果一致，由于含水量过高不利于种子萌发[22-23]。其原因可能是播种含水量高的种子，在种子最初吸涨作用时，未发生渗漏，未能使种子内抑制物浓度降低，从而抑制种子萌发[24]。萌发率与棕榈酸、硬脂酸、油酸呈显著或极显著正相关，萌发率与含油率、亚麻酸呈显著或极显著负相关，与冬油菜研究结果相似，由于亚麻酸和亚油酸含量高可能影响油质，导致种子活力下降[16]。

研究表明，在种子油脂合成累积中，脂肪酸的增长模式与油脂合成有极大联系，该研究表明，含油率与亚麻酸呈极显著正相关，与棕榈酸、硬脂酸和油酸均呈显著或极显著负相关，与其描述情况相符[25]。在4 ℃贮藏后的凤丹种子萌发率显著低于25 ℃，而含油率显著高于25 ℃。可能由于适宜的低温使部分蛋白质和糖类被转化为油脂，利于油脂的积累[26-28]。种子在低温贮藏情况下，可以降低其呼吸作用和减少水分蒸发，保持含水率，该试验中4 ℃贮藏的凤丹牡丹种子的含水率无明显变化，与前人研究甜玉米的结果一致[29]。

刘绍等[30]和马雪情等[31]研究凤丹种子（授粉后90～120 d）发育过程，结果硬脂酸、棕榈酸含量相对稳定，亚麻酸含量逐渐下降，油酸含量持续增长。与该研究结果基本一致，油中主要脂肪酸均是棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸，亚麻酸是不饱和脂肪酸的主要成分，油酸均呈上升趋势，亚麻酸呈下降趋势， 但脂肪酸含量不一致，是由于环境、种子贮藏等因素，研究表明，不同地区的凤丹种子脂肪酸含量不同[32]。25 ℃贮藏后的不饱和脂肪酸高于4 ℃贮藏，且亚麻酸与亚油酸的比例最高是在25 ℃贮藏授粉后90 d的种子，最低在4 ℃贮藏后授粉120 d。研究表明，增加亚麻酸与亚油酸的比例，可以有效提高EPA和DHA的含量，并在一定条件下抑制炎症因子[33-34]。

3.2结论凤丹种子低温短期贮藏不利于萌发，但有利于油脂的积累。未干燥的凤丹种子经不同温度贮藏后种子成熟度均是影响萌发的主要因素。相关性分析表明，萌发率与棕榈酸、硬脂酸、油酸呈显著或极显著正相关，萌发率与含油率、亚麻酸呈显著或极显著负相关，萌发率与含水率呈显著负相关，得出限制种子萌发的因素有含油率、脂肪酸含量、含水率。贮藏温度和种子成熟度是影响种子脂肪酸的因素。该试验为研究种子萌发提供新的途径，更进一步推进种子发芽萌发的原理机制。

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