六种太空莲挥发性成分分析

田敏 王凌云 曹桦 李涵 陆琳 施自明 赵培飞

(1 云南省农业科学院花卉研究所∕云南省花卉育种重点实验室∕国家观赏园艺工程技术研究中心云南昆明 650200;2 金华市农业科学研究院 浙江金华 321000)

莲是最古老的被子植物之一，不仅在植物系统演化中占有重要地位，也是中国最重要的水生经济植物之一［1］。莲，即荷花，是睡莲科（Nymphaeaceae）莲属（NelumboAdans.）的多年生水生草本植物［2］，中国原产［3］。中国是世界上种植和利用荷花最广泛的国家［1，4］。荷花在我国有2 500 年以上的栽培历史和广大的栽培面积［5］，是中国传统名花之一；目前我国的荷花品种超过800个，已成为世界荷花育种中心和栽培中心［6］。荷花除花朵可以观赏外，花朵、花粉［6］、荷叶、根状茎（莲藕）、果实（莲子）均可食用或药用，同时荷花能净化水质［7-8］、荷杆纤维亦能分离利用［6］，具有较高的观赏价值、经济价值和生态价值。

江西省广昌县白莲科学研究所培育的太空莲品系因其性状稳定、莲子产量高、综合农艺性状优良［9］，目前已成为我国生产莲子主要采用的种源［10］。如何在采收太空莲莲子的同时，利用太空莲的其他部分、增加经济收入，成为新的研究课题。唐伯辰等［11］测定了不同生长期和采收期太空莲叶中荷叶碱的含量；梁华正等［12］对太空莲叶原花青素的提取及分离纯化进行了研究，为太空莲的荷叶资源开发利用提供了参考依据。本文从荷花清新淡雅的香气入手，研究太空莲3 号［13］及由其衍生的太空莲品种的挥发性物质，了解不同育种技术形成的不同品种间的花香成分差异，为荷花香气成分的遗传改良和太空莲的精深加工提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料（图1、表1）均从江西省广昌县白莲科学研究所以种苗形式引进，以缸载的方式保存于云南省农业科学院花卉研究所澄江基地高原水生植物资源圃内。

图1 供试品种

表1 供试品种及其育种方法

1.2 方法

在同一时间（上午9：00）取样，以避免生物钟带来的误差。将供试品种开放首日的整朵鲜花置于容器中，并密封好后，在室温下用固相微萃取柱（65um PDMS/DVB，Fused Silica 24 Ga，Manual Holder，3 pk.SUPELCO，USA）吸附50 min，直接进样，进行GC/MS 分析（HP6890GC/5973MS，Agilent Technologies， USA）。GC 条件：HP-5MS 石英毛细管柱（30 mm×0.25 mm×0.25 m）。柱温：起始温度40°C，程序升温3°C/min 至80°C，再5°C/min升温至280°C，保持10 min；柱流量为1.0 mL/min；进样口温度250°C；柱前压100 kPa；分流比5∶1；载气为高纯氦气。MS 条件：电离方式EI；电子能量70 eV；传输线温度250℃；离子源温度230℃；四极杆温度150℃；质量范围35～500。采用wiley7n.l和NIST98.L标准谱库计算机检索定性。

依据总离子流各色谱峰平均峰面积，并通过面积归一化法，计算各组分的相对百分含量进行定量分析。每个样品分别进行3次平行重复实验。

2 结果与分析

GC/MS分析6个太空莲品种的芳香组分的质谱，各组分质谱经计算机谱库（NIST/WILEY）检索及资料分析，检出的主要芳香成分及相对含量见表2。

2.1 太空莲3号的花香成分

太空莲3 号为赣莲85-4 太空诱变培育。太空莲3 号盛开期花朵挥发性物质共检索到13 种（表2），包括1 种醇类、1 种芳香烃类、6 种烯烃类和5种烷烃类。其中烷烃类化合物含量最高，相对含量达到38.84%（表3）。含量最高的芳香成分是十五烷，相对含量为24.58%；反式石竹烯和α-萜品醇的含量也较高，分别占总含量的20.79% 和18.41%；另外，1，4-二甲氧基苯、月桂烯、柠檬烯、α-律草烯、6，8-十七碳二烯、1-甲基-2-乙基-环十二烷相对含量均在2.00%～10.00%（表2）；α-律草烯是太空莲3号的特有成分（表2）。

表2 六个太空莲品种的主要花香成分及其相对含量

续表2 六个太空莲品种的主要花香成分及其相对含量

表3 六个太空莲品种挥发性成分及含量分类统计

2.2 翠荷红颜的花香成分

翠荷红颜为太空莲3号离子注入培育。翠荷红颜盛开期花朵挥发性物质共检索到10 种（表2），包括1 种醇类、6 种烯烃类和3 种烷烃类。其中烷烃类化合物含量最高，相对含量达到36.88%（表3）。含量最高的芳香成分是α-萜品醇，相对含量为29.94%；十五烷的含量也较高，占总含量的27.83%；另外，月桂烯、柠檬烯、反式石竹烯、6，8-十七碳二烯、8-十七碳烯、1-甲基-2-乙基-环十二烷、十七烷相对含量均在2.00%～10.00%（表2）；α-异松油稀是翠荷红颜的特有成分（表2）。

2.3 嫦娥醉舞的花香成分

嫦娥醉舞为杂交育种单株97-1 与太空莲3 号杂交培育。嫦娥醉舞盛开期花朵挥发性物质共检索到13 种（表2），包括2 种醇类、1 种芳香烃类、4 种烯烃类和6 种烷烃类。其中烷烃类化合物含量最高，相对含量达到62.24%（表3）。含量最高的芳香成分是十五烷，相对含量为45.42%；6，8-十七碳二烯的含量也较高，占总含量的11.98%；另外，α-萜品醇、反式石竹烯、8-十七碳烯、1-甲基-2-乙基-环十二烷、十七烷、十九烷相对含量均在2.00%～10.00%（表2）；芳樟醇、1，3-环辛二烯和十六烷是嫦娥醉舞的特有成分（表2）。

2.4 太空娇容的花香成分

太空娇容为杂交育种单株97-1 与太空莲3 号杂交培育。太空娇容盛开期花朵挥发性物质共检索到10 种（表2），包括1 种醇类、1 种芳香烃类、3 种烯烃类和5 种烷烃类。其中烷烃类化合物含量最高，相对含量达到62.28%（表3）。含量最高的芳香成分是十五烷，相对含量为43.55%；1-甲基-2-乙基-环十二烷的含量也较高，占总含量的12.04%；另外，α-萜品醇、1，4-二甲氧基苯、反式石竹烯、6，8-十七碳二烯、8-十七碳烯、十七烷相对含量均在2.00%～10.00%（表2）。

2.5 风雪弥漫的花香成分

风雪弥漫为杂交育种单株97-1 与太空莲3 号杂交培育。风雪弥漫盛开期花朵挥发性物质共检索到7种（表2），包括2种醇类、1种芳香烃类、2种烯烃类和2种烷烃类。其中烷烃类化合物含量最高，相对含量达到40.52%（表3）。含量最高的芳香成分是十五烷，相对含量为37.21%；十六醇、1，4-二甲氧基苯和6，8-十七碳二烯的含量也较高，分别占总含量的11.06%、14.15%和12.86%；另外，8-十七碳烯、十七烷相对含量在2.00%～10.00%（表2）；十六醇是风雪弥漫的特有成分（表2）。

2.6 雪里行军的花香成分

雪里行军为杂交育种单株97-1 与太空莲3 号杂交培育。雪里行军盛开期花朵挥发性物质共检索到11 种（表2），包括1 种醇类、4 种烯烃类和6种烷烃类。其中烷烃类化合物含量最高，相对含量达到67.15%（表3）。含量最高的芳香成分是十五烷，相对含量为36.27%；1-甲基-2-乙基-环十二烷的含量也较高，占总含量的19.33%；另外，反式石竹烯、6，8-十七碳二烯、8-十七碳烯、十三烷、十四烷、十七烷相对含量均在2.00%～10.00%（表2）；3-十四碳烯是雪里行军的特有成分（表2）。

3 讨论

在6种太空莲品种中，共检测到挥发性物质21种，包括醇类3 种、芳香烃类1 种、烯烃类9 种和烷烃类8种；烷烃类在各个品种中均含量最多，其次是烯烃类和醇类，与徐双双［16］和张芳［17］结论一致。6 种太空莲品种中共有的成分5 种，分别是α-萜品醇、6，8-十七碳二烯、8-十七碳烯、十五烷和十七烷。除翠荷红颜含量最多的物质为α-萜品醇外，其他5个太空莲品种含量最多的物质均为十五烷。在6 种太空莲中，香气物质主要来源于α-萜品醇（松油气味）、1，4-二甲氧基苯（丁香气味）、反式石竹烯（丁香气味）；另外太空莲3号的香气物质还有月桂烯、柠檬烯和α-律草烯，翠荷红颜缺少1，4-二甲氧基苯，具有月桂烯、柠檬烯和α-异松油稀，嫦娥醉舞的香气物质还有芳樟醇，风雪弥漫缺少反式石竹烯具有十六醇，雪里行军缺少1，4-二甲氧基苯。

从品种来源看，5 个太空莲品种均由太空莲3号培育而来，所不同的是翠荷红颜是离子注入法，其他的4个太空莲品种嫦娥醉舞、太空娇容、风雪弥漫、雪里行军是杂交育种法且亲本相同。太空莲3号离子注入获得的翠荷红颜含量最多的物质为α-萜品醇，其他4 个太空莲3 号杂交育种获得的子代品种含量最多的物质是十五烷，与亲本太空莲3号一致。另外，翠荷红颜及其亲本太空莲3号都具有月桂烯和柠檬烯；其他4 个杂交培育的太空莲3号子代品种不具有月桂烯和柠檬烯这两个香气物质，α-萜品醇的含量远低于翠荷红颜和太空莲3号，而十五烷的含量远高于翠荷红颜和太空莲3号。徐双双［16］和张芳［17］分别对 5 个和 20 个荷花品种（均为常规杂交育种）进行挥发性成分分析，表明主要挥发性成分类似，分别为烷烃类、烯烃类和醇类物质，共有物质为十五烷、α-萜品醇、1，4-二甲氧基苯，8-十七碳烯等，与太空育种、离子注入等育种方法形成的荷花品种，在挥发性成分方面虽含量略有不同，但挥发性物质主要成分类似。因此，不能说明太空育种、离子注入及常规杂交育种等育种方法在荷花品种香气改良上具有显著差异。