国内亚麻育成品种品质性状的分析与评价

王 斌， 赵 利， 侯静静

(甘肃省农业科学院作物研究所，兰州 730070)

亚麻是一年生自花授粉作物，主要用途为油用和纤维用，在我国有5 000多年的栽培历史。油用亚麻主要分布在我国甘肃、内蒙古、河北、宁夏、山西、新疆等西北、华北地区，纤维用亚麻主要分布在东北的黑龙江等地。亚麻籽中富含多种功能性营养成分，如亚麻籽油、木酚素、优质蛋白、膳食纤维、亚麻胶，也含有丰富的维生素、矿物质、植物甾醇和酚类化合物等微量营养元素[1]，这些营养成分使得亚麻籽具有改善机体脂质代谢、预防心血管疾病及癌症等功能特性[2]。亚麻籽含油率40%左右，其中α-亚麻酸质量分数在50%以上，是人体必需的多不饱和脂肪酸，在人体肝脏内通过去饱和酶和链延长酶的作用下生成 EPA 和 DHA，是保证人体和大脑正常工作的重要不饱和脂肪酸，如果日常摄入不足，可能引起抑郁症、注意力缺失症、阿尔茨海默氏症[3,4]。北美以亚麻籽油代替昂贵的深海鱼油，降低获得不饱和脂肪酸的成本[5]。在我国，亚麻籽主要用来榨油，只有一少部分被开发用作功能性食品。与发达国家相比，我国在胡麻籽深加工、精加工方面较为薄弱，加工技术落后；应深入研究胡麻籽营养、药用保健等价值，挖掘其利用潜力。因此，深入研究亚麻籽油的品质性状，对于高效开发相关功能产品具有重要意义。

传统的亚麻育种主要以提高产量和改良抗性为主，品质育种近年来才逐渐受到重视。我国亚麻育种从20世纪50年代开始，目前经过品种审定和登记的品种有100多个。其中20世纪90年代以后不同地区品种各具特点，陇亚系列新品种丰产抗病，定亚系列新品种抗旱稳产耐瘠薄，晋亚系列新品种抗病稳产，坝亚系列新品种稳产抗旱，宁亚系列新品种抗病适应性广，内亚系列含油率高，这些品种成为我国不同地方的主栽品种[6]。目前，对亚麻种质资源品质性状的研究已有一些报道，党照等[7]利用近红外分析仪对364份胡麻资源的品质性状进行了分析，筛选出了一些优异种质资源，还有对国内外亚麻种质资源品质性状进行了分析与评价[8-12]，Soto-Cerda等[13]研究了390份亚麻核心种质的品质性状，并与SSR标记进行了关联分析，Sylvie等[14]对78份亚麻DH群体品质性状进行了分析，并构建了品质性状的SSR遗传连锁图，郝荣楷等[15]利用形态学标记和SRAP分子标记对我国油用亚麻育成品种进行了遗传多样性分析。但对国内亚麻育成品种品质性状的研究鲜有报道。本研究对127份亚麻育成品种的7个品质性状进行了测定，采用相关分析，主成分分析和聚类分析等方法，分析了不同品种间品质性状的差异，以期为品种评价、材料改良、品种选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

127份亚麻品种资源包含油用、油纤兼用、纤维用亚麻品种，其中有11份为国外亚麻资源。116份亚麻育成品种均为全国亚麻产区历年选育并通过审定或登记的栽培品种，包含甘肃、内蒙古、山西、河北、宁夏、新疆、黑龙江等亚麻主要种植地区，127份亚麻品种资源见表1。其中黑亚系列、双压系列、华亚1号、华亚4号和华亚5号为纤维用亚麻品种；陇亚8号、华亚2号和华亚3号等品种为油纤兼用品种，其他品种为油用品种。

表1 127份亚麻品种资源

1.2 实验方法

实验于2020年在甘肃省主产区景泰县进行，按编号顺序播种，不设重复，每小区5行，行距0.2 m，行长2 m，小区面积2 m2，每行种植300粒。田间管理按常规大田管理进行。利用DA 7200型近红外品质分析仪进行品质成分分析，测定指标包括粗脂肪含量、脂肪酸组分(主要为棕榈酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸、油酸)和木酚素含量。

1.3 数据分析

利用Excel 2010和DPS软件进行数据处理与统计分析。采用数据标准化处理，欧氏距离、离差平方和法进行系统聚类分析。

2 结果与分析

2.1 亚麻品种资源品质性状的变异分析

亚麻品种资源7个品质性状中，变异幅度在3.62%～14.62%之间，亚麻品种资源品质性状的变异分析见表2。其中硬脂酸的变异系数最大，为14.62%；其次是木酚素，为12.71%；粗脂肪的变异系数最小，为3.62%。各品质性状的变异系数大小顺序为: 硬脂酸>木酚素>亚油酸>油酸>亚麻酸>棕榈酸>粗脂肪。

表2 亚麻品种资源品质性状的变异分析

对亚麻3个主要品质性状粗脂肪、木酚素和亚麻酸含量进行分析，亚麻品种资源品质性状含量的正态分布如图1所示。其中粗脂肪含量高的资源(≥40.0%)4份，其中张亚2号质量分数最高，达到42.19%，其次是轮选3号、张亚1号、坝选3号；粗脂肪质量分数≥39%的品种8份，分别为内亚6号、宁亚11号、定亚9号、晋亚6号、双亚9号、伊亚4号、定亚1号、定亚8号；质量分数38%左右品种有7份，37%左右有31份，36%左右有46份，35%左右有18份；其中坝亚6号、蒙亚4号和陇亚3号粗脂肪质量分数最低，在34%左右。木酚素含量最高的品种是坝亚9号，达到10.99 mg/g；其中10 mg/g左右的品种17份，含量9 mg/g左右品种有44份，含量8 mg/g左右的有37份，含量7 mg/g左右的有17份，含量6 mg/g左右的有9份；其中华亚1号木酚素含量最低，为5.34 mg/g。亚麻酸质量分数高的品种(≥55%)2份，张亚2号为59%，内亚6号为56.82%，陇亚1号质量分数最低，为39.8%；在50%～55%之间的品种有49份；45%～50%之间的品种有62份，42%～45%之间的品种有13份。

2.2 亚麻品种资源品质性状的相关性分析

如表3所示，结果表明，粗脂肪含量与木酚素、亚油酸极显著正相关，与棕榈酸极显著负相关，与油酸显著负相关，与亚麻酸和硬脂酸负相关；木酚素与棕榈酸、硬脂酸极显著正相关，与亚油酸极显著负相关，与亚麻酸、油酸负相关；亚麻酸与硬脂酸、油酸、棕榈酸极显著负相关；亚油酸与硬脂酸、棕榈酸极显著负相关，硬脂酸与棕榈酸极显著正相关。

表3 亚麻7个品质性状间的相关系数

2.3 亚麻品种资源品质性状的主成分分析

如表3所示，结果表明前5个主成分的累计贡献率为97.11%。其中第1主成分的特征值2.74，贡献率39.19%，特征向量绝对值较高的是亚油酸、棕榈酸和硬脂酸，向量关系表明，棕榈酸和硬脂酸越含量高，亚麻酸含量就越低；第2主成分的特征值1.8，贡献率25.76%，特征向量绝对值较高的是亚麻酸和油酸，向量关系显示，油酸含量越高，亚麻酸含量就越低；第3主成分的特征值0.97，贡献率13.9%，向量绝对值较高的是粗脂肪；第4主成分的特征值0.68，贡献率9.66%，向量绝对值较高的是木酚素和亚油酸，向量关系表明，木酚素和亚油酸含量越高，亚麻酸、油酸和硬脂酸含量越低；第5主成分的特征值0.6，贡献率8.6%，向量绝对值较高的是棕榈酸，向量关系表明，棕榈酸含量越高，木酚素含量越低。

表4 品质性状的主成分分析

2.4 亚麻品种资源品质性状的聚类分析

利用DPS软件欧氏距离离差平方和方法，对127份亚麻品种资源的7个品质性状进行系统聚类分析，划分为4大类群。第Ⅰ类群共有40份资源，占总材料的31.50%，这一类群材料主要特点是油酸含量最高，亚麻酸含量最低；第Ⅱ类群共有35份资源，占总材料的27.56%，这类材料木酚素含量最高，粗脂肪、亚油酸含量最低；第Ⅲ类群共有39份资源，占总材料的30.71%，这类材料粗脂肪、亚麻酸含量最高，油酸、棕榈酸含量最低；第Ⅳ类群包括13份资源，占总品种的10.24%，主要是纤维类亚麻品种，这类材料亚油酸含量最高，木酚素、硬脂酸含量最低，亚麻4个类群7个品质性状的平均值见表5。

表5 亚麻4个类群7个品质性状的平均值

3 讨论

粗脂肪含量、木酚素和脂肪酸组分中的亚麻酸含量是亚麻品质育种的重要性状，综合分析亚麻历年育成品种的品质性状，对于目前亚麻品质育种具有参考价值。本研究表明，127份亚麻育成品种品质性状变异幅度在3.62%～14.62%之间，其中变异系数最大的是硬脂酸和木酚素，变异系数大于 10%，说明这两个性状在不同材料间的含量差异较大；最小的是粗脂肪，为3.62%。不同品质性状研究表明，粗脂肪质量分数平均为37.22%，亚麻酸质量分数平均49.04%；而Soto-Cerda等[13]测定390份亚麻核心种质粗脂肪质量分数在33.4%～49.7%之间，平均为41.6%；亚麻酸质量分数在3.6%～65.4%之间，平均为52.2%；与本研究差异比较大。木酚素含量在5.34～10.99 mg/g之间，与党照对364份胡麻资源木酚素测定的结果一致[7]；研究报道表明，瑞典亚麻籽中木酚素含量在4.96～10.06 mg/g之间，与本研究结果一致[16]。相关性分析表明，粗脂肪含量与木酚素、亚油酸极显著正相关，与棕榈酸极显著负相关，与油酸显著负相关；木酚素与棕榈酸、硬脂酸极显著正相关，与亚油酸极显著负相关；亚麻酸与硬脂酸、油酸、棕榈酸极显著负相关。Soto-Cerda等[13]对390份亚麻核心种质品质分析表明，不同地点品质性状相关分析结果不一致，说明不同环境对品质性状影响显著；粗脂肪与棕榈酸显著正相关，与本研究结果不一致；亚麻酸与其他品质性状显著负相关，与本研究结果一致。Sylvie等[14]对78份亚麻DH群体品质性状相分析表明，脂肪酸含量与其他品质性状无显著关系，亚麻酸与棕榈酸、亚油酸显著负相关，与本研究结果不一致。亚麻酸与油酸极显著负相关、与亚油酸正相关，与姚琳等[17]在油菜上的研究结果不一致。

本研究通过系统聚类，把127份亚麻育成品种划分为代表不同品质性状的4大类，第Ⅰ类特点是油酸含量最高，亚麻酸含量最低；第Ⅱ类群材料木酚素含量最高，粗脂肪、亚油酸含量最低；第Ⅲ类群粗脂肪、亚麻酸含量最高，油酸、棕榈酸含量最低；第Ⅳ类群亚油酸含量最高，木酚素、硬脂酸含量最低。第Ⅳ类主要为纤维用亚麻品种外，其他3个类群中不同地方育成品种交叉存在，说明不同地方育成品种存在较强的人为选择作用和不同地区间频繁的引种交流。前人研究表明，亚麻种质资源亲缘关系比较近，遗传基础狭窄。要选育品质优异的亚麻品种，关键是需要引进和创制新的优异资源。

4 结论

127份亚麻品种资源粗脂肪质量分数平均为37.22%，木酚素平均含量为8.84 mg/g、平均亚麻酸质量分数为49.04%。绝大多数亚麻育成品种脂肪酸含量和亚麻酸含量偏低，与优异品质(粗脂肪质量分数>42%，亚麻酸质量分数>55%)还有很大差距，说明亚麻品质育种还有很大提升空间。粗脂肪质量分数高于39%的品种，亚麻酸大于50%的品种，不同产区都有代表性品种；而木酚素含量大于10 mg/g的品种中定亚、晋亚系列品种较多。本研究中张亚2号粗脂肪质量分数最高，达到42.19%，轮选3号、张亚1号、坝选3号的都大于40%，张亚2号、内亚6号亚麻酸质量分数大于55%，可作为品质性状较好的育种材料加以利用。