基于种子含油量的无患子优异种质选择

万 泉，王 鹏，肖祥希，余荣卓

（1.福建林业职业技术学院，福建南平 353000；2.福建省宁德市林业科研与技术推广中心，福建宁德 352100；3.福建省林业科学研究院，福建福州 350012）

无患子（Sapindus mukorossi）广泛分布于我国南方各省区及东南亚各国，系无患子科（Sapindaceae）无患子属落叶大乔木，又名目浪树和木患子等，因其果皮富含可用于洗涤的皂苷，经水浸泡后起泡明显，洗涤衣物去污能力强，民间又称肥皂果树[1-2]。无患子干形挺拔，冠形优美，叶色季相变化明显，耐瘠薄，适应性强，对二氧化硫和工业粉尘污染具有较强抗性，是低质林分改造、荒山生态修复和城乡绿化优良树种[3-4]。近年来，无患子皂苷作为生物制药、高档化妆品和洗涤用品的天然原料而备受追捧[5]。关于无患子皂苷提取技术、化学成分、药理功效、对重金属的洗脱作用及种苗繁育与栽培已有较多研究[6-11]。无患子作为优良生物质能源树种，其种仁含油量高、热值高，较普通柴油含硫少，润滑性能好，更容易充分燃烧。无患子皂苷主要从果皮中提取，生物柴油则是从种仁中提取，原料来源不冲突。无患子含油量的研究偏少，尤其是对营建无患子生物质原料林具有重要意义的高含油量优良种质筛选，尚未见有系统的研究报道。本研究对全国无患子主要分布区进行全面踏查，选择树体挺拔、树冠圆满和结实量大的无患子优良单株，对其种子含油量进行测定分析与选择，以期筛选优异种质材料，为无患子高含油量优树的无性扩繁和工业原料林的营建提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 供试材料

在无患子主要分布区的福建古田县（gt）、屏南县（pn）、清流县（ql）、顺昌县（sc）和南平市（np），浙江杭州市萧山区（xs），江西九江县（jj），四川盐边县（yb），云南石林县（sl）和宜良县（yl），初选生长良好、树体挺拔、树冠丰满、结实量大和无病虫害的无患子优良单株67株（表1）。

表1 各种源无患子优树的基本情况Tab.1 Basic situations of superior trees of S.mukorossi

1.2 试验方法

1.2.1 试样的采集与处理

在秋季对选定的无患子优良单株，在树冠中部分东、南、西、北4个方向均匀采收充分成熟的果实，每个方向1～2 kg，混合装入种子袋，并按优良单株编号做好标记。采收后及时带回实验室，测定鲜果重，随机抽取部分样品将果肉（假种皮）和果核分离后测定果核千粒重。

1.2.2 分析方法

根据无患子优良单株编号进行取样分析，每个优良单株种子样品为100 g，3个重复。种子含油量的测定委托福建省林产品质量检测中心采用索氏提取法进行测定[12]。计算公式为含油量=[种子油脂质量/（种子质量-水分质量）]×100%。

数据采用Excel 2007进行整理，采用DPS 7.05的非齐性方差分析和Duncan多重比较法对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 无患子种源含油量分析

不同种源无患子的含油量差异不显著（表2）。10个种源67株优树种子的总体平均含油量为27.69%（表3）。其中，种子含油量最高为福建顺昌种源（32.16%），较总体平均水平高出16.14%；种子含油量最低为浙江萧山种源（23.69%），较总体平均水平低14.45%；其它种源的种子含油量与总体平均水平相比，浮动均在10%以内。

67株无患子优树中，种子含油量最高的优树为jj10（36.4%），其次为sc01、xs04和jj09，含油量分别为35.1%、34.9%和34.6%；种子含油量最低的4株优树分别为jj01、ql04、xs10和xs06，含油量分别为14.4%、13.5%、13.4%和5.2%。同属江西九江种源的，优树含油量差异达2.53倍；同属浙江萧山种源的，优树含油量差异达6.71倍。说明无患子优良单株间的差异较群体间的差异明显更大，应更注重个体选择。

2.2 无患子含油量的相关性分析

无患子的含油量和经度、纬度、树高、胸径、单果重和果核千粒重均无显著相关关系，说明无患子种子含油量与优树的地理分布、树高、胸径和种子特性等指标关联性极小，这些指标不宜作为高含油量优树选择的参考指标（表4）。

鉴于所选的无患子优树种子含油量在种源群体间的差异较小，而单株间差异较大，对初选的67株优树进行聚类分析。67株优树总体上可分为5类，第1类优树有8株，分别为xs06、xs10、ql04、jj01、gt03、xs07、xs08和np03，种子含油量为5.2% ～ 18.3%，为含油量最低的一类；第2类优树包括yb10、yb03和yl03等19株，含油量为22.7%～27.5%，低于总体平均水平；第3类优树有sl05、gt10和gt04等16株，含油量均超过总体平均水平，但超出不多；第4类优树有gt02、gt05和sl04等18株，含油量为30.8%～33.0%，属含油量较高的一类；第5类优树有sc02、xs05、jj09、xs04、sc01和jj10等6株，含油量均在34%以上，其中jj10的含油量为平均水平的1.31倍（图1）。

表2 不同种源无患子种子含油量方差分析Tab.2 Variance analysis on oil content of seeds of different S.mukorossi provenances

表3 不同种源无患子种子含油量分析Tab.3 Oil contents analysis on seeds of different S.mukorossi provenances

表4 无患子种子含油量与优树特性及经纬度的相关性分析Tab.4 CorrelationanalysisbetweenoilcontentofS.mukorossiseedsandsuperiortreescharacteristics,longitudeandlatitude

3 结论与讨论

本研究通过对全国无患子主要分布区进行踏查，初选出福建等5省10县（市、区）的67株优树，对其种子含油量进行测定，并分析含油量与优树所处的地理位置及树势、种子特性等指标间的相关关系。结果表明，67株无患子优树种子的总体平均含油量为27.69%，不同种源种子含油量差异不显著，但优良单株间的差异较大，同一种源的优良单株间含油量差异最高达到了6.71倍。无患子种子含油量与优树所处的经纬度和优树的树高、胸径、单果重及果核千粒重的相关性均极小，说明无患子含油量更多的是由其自身遗传特性决定，受环境变化的影响较小，在无患子优良种质筛选中，含油量优树的选择应以个体选择为主。聚类分析的结果显示，67株优树可分为5类，第1类和第2类优树的种子含油量均低于总体平均水平，不宜应用于无患子生物柴油原料林建设，但可以发掘这些优树在皂苷产出率和木材加工性能方面的优点，并充分利用；第3类、第4类和第5类优树种子含油量均高于总体平均水平，尤其是第5类的6株优树，种子含油量均在34%以上，是无患子生物质能源利用不可多得的遗传改良和良种栽培材料，可以通过组培、嫁接或扦插的方式进行无性扩繁后加以利用，解决当前无患子生物质原料林基地建设苗木供应难题。建设无患子能源林，种植材料选择除了考虑种子含油量，还必须充分考虑种植材料的种子产量、种子质量及综合利用方面的潜力，以保证能源林的可持续发展。第4类和第5类优树共计24株，种子含油量高，可在这些优树中进一步筛选结实量大和结实性状稳定的单株。

图1 无患子种子含油量聚类分析Fig.1 Clustering analysis on oil contents of S.mukorossi seeds

能源是人类社会向前发展的动力之源，在维护国家安全、维持社会稳定和维系经济发展方面具有极高的战略地位。在石油等传统化石能源日益枯竭、市场价格攀升飙涨的时候，油料植物尤其是木本油料植物资源的开发利用显得重要且必要。无患子作为福建省乡土木本油料植物的代表，其含油量高，油品质量好，用途广泛[13-14]。我国无患子种质资源极为丰富，但多为野生资源，致使无患子产业的发展缺乏良种支持而徘徊不前。本研究从含油量的角度筛选了sc02、xs05、jj09、xs04、sc01和jj10这6株含油量高的无患子优树。相关性分析发现，无患子优树的含油量与优树所处的经纬度、树的大小和种子性状关联性很小，这可能是由于指标选择不够全面，无患子优树的树龄和分布区的年有效积温、无霜期、年均降水量、年均气温和海拔等因素均未涉及，有待进一步的深入分析。

致谢：福建省林业科学研究院吴开金高级工程师、福建大青实业有限公司朱剑秋等同志参与了试验调查和室内分析工作，在此一并致谢！