文章信息
- 陈静, 周开兵
- CHEN Jing, ZHOU Kaibing
- 越南油茶实生树茶籽油主要脂肪酸组成变异分析
- Composition variation of fatty acids in seed oil of Camellia vietnamensis seedling tree
- 森林与环境学报,2018, 38(3): 355-360.
- Journal of Forest and Environment,2018, 38(3): 355-360.
- http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2018.03.015
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文章历史
- 收稿日期: 2017-11-22
- 修回日期: 2018-04-25
越南油茶(Camellia vietnamensis T. C. Huang ex Hu)又称大果油茶、高州油茶、陆川油茶和华南油茶,是栽培面积居第三位的重要油茶种[1],主产于两广以南的南亚热带和热带地区,能适应高温、高湿气候,从广东省高州市和广西壮族自治区陆川县逐渐北移,则其生殖生长也逐渐表现不良,至长江流域基本上很难开花结果[2],因此,其种子油成为陆川县和雷州半岛等以南的南亚热带和热带地区特产茶籽油。海南人食用越南油茶茶籽油的历史悠久,并立足于生活经验而认为其为医疗保健用油,岛内市场火爆[3],越南油茶茶籽油成为海南省稀、特、优食用油。
越南油茶迄今尚无丰产品种,这是其产业化的最大瓶颈,当务之急就是加强其新品种选育研究,目前在海南省已经初选了一些丰产单株[4]。在其育种目标上,除丰产性外,还应注意选择在营养品质上出现的优良变异。最主要的营养品质变异当属不饱和脂肪酸含量变化,鉴于越南油茶茶籽油脂肪酸主要为C16~C20脂肪酸[5],本文探讨了越南油茶不同实生单株茶籽油C16~C20脂肪酸组成的变异特点,为针对其营养品质性状展开种质资源分类和新品种选育研究时提供选择依据和方法。
1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 试验地概况油茶园位于海南省澄迈县福山镇长安村,于2003年采用越南油茶实生苗建园。油茶树2008年开始结果,2011年进入盛果期。油茶林地处热带季风及海洋湿润气候区,年均气温24 ℃,年均降雨量2 250 mm,年均日照时间1 900 h,终年无霜雪。该园土壤为砖红壤,土壤有机质丰富,富含钾和硒等元素。油茶林位于海南省松涛水库福山片区旁,水源充足。油茶林主要物候期:上一年12月—翌年1月为盛花期,2—4月为末花期和坐果期,5—9月为果实迅速膨大期和花芽分化期,10—11月为果实成熟期。
1.1.2 试验材料自2008年以来,依据挂果量和稳产性,不断选择和淘汰,至2016年筛选出35个丰产单株,分别依次命名为“侯臣1号”至“侯臣35号”。2016年10月26日,在各试验单株树冠中部外围四方随机采果30个,按照不同单株分装并带回实验室。采用文献[5]的方法对果实进行采后处理和制备种子干粉。
1.2 测定方法茶籽油索氏法提取和脂肪酸GC法测定均采用文献[5]介绍的仪器设备和具体步骤,其中GC色谱仪采用HP-2NNOWax毛细管柱,规格为30 m×0.25 mm×0.25 μm。混合标样包含C12~C24脂肪酸。
1.3 数据分析采用SAS软件完成数据统计分析。采用MEANS过程对不同脂肪酸含量作描述性统计分析;采用ANOVA过程对不同实生单株脂肪酸含量作方差分析,采用DUNCAN法对不同实生单株脂肪酸含量作多重比较分析;采用CLUSTER过程对35个丰产单株依据主要脂肪酸含量作聚类分析,采用最小距离法进行聚类;采用GLM过程作聚类分析后不同类间主要脂肪酸含量的方差分析,采用DUNCAN法作各脂肪酸在不同类间的多重比较分析;采用REG过程作有关脂肪酸含量间的一元线性回归分析。
2 结果与分析 2.1 不同实生单株聚类分析同一生境下的35个越南油茶丰产单株茶籽油主要脂肪酸含量如表 1所示,表明茶籽油脂肪酸主要由C16~C20的脂肪酸组成,说明越南油茶茶籽油脂肪酸组成种类与其它油茶茶籽油基本一致;同时表明不同实生单株间在茶籽油的脂肪酸含量组成上明显不一致,说明不同实生单株茶籽油脂肪酸含量组成与自身遗传差异有关。对35个实生单株依据其茶籽油7种脂肪酸含量作聚类分析,聚类树形图如图 1所示,表明这些丰产实生单株可聚成8类(r2=0.885),进一步说明不同实生单株茶籽油脂肪酸含量组成决定于自身遗传差异;其中第Ⅰ类、第Ⅱ类、第Ⅳ类和第Ⅶ类分别包含14、10、3和4个单株,其余4类则为单株成类,说明不同的基因型可能存在丰度差异,4类单株成类者可能是不常见基因型。对具多个单株成类的4类开展类间不同主要脂肪酸含量方差分析和多重比较,结果如表 2所示,表明各主要脂肪酸在不同类间差异显著或极显著。油酸和亚油酸含量按照第Ⅰ类、第Ⅱ类、第Ⅳ类和第Ⅶ类分别极显著递减和递增;棕榈酸含量则表现为第Ⅶ类极显著高于第Ⅰ、Ⅱ类,第Ⅳ类极显著高于第Ⅰ类,第Ⅱ类与第Ⅰ类、第Ⅳ类和第Ⅳ与第Ⅶ类分别差异不显著;硬脂酸则表现为第Ⅰ类显著高于第Ⅶ类,但第Ⅱ类和第Ⅳ类居中而与第Ⅰ类和第Ⅶ类无显著差异。说明聚类主要依据油酸和亚油酸含量的类间差异性和类内相似性而进行分类,同时也说明油酸和亚油酸含量的高低是区分茶籽油质量优劣的重要营养指标。
% | |||||||
序号 Number |
棕榈酸 Palmitic acid |
棕榈一烯酸 Palmitoleic acid |
硬脂酸 Stearic acid |
油酸 Oleic acid |
亚油酸 Linoleic acid |
亚麻酸 α-Linolenic acid |
花生一烯酸 11-Eicosenoaic acid |
1 | 9.9 | 0.1 | 3.4 | 80.7 | 5.2 | 0.3 | 0.4 |
2 | 9.7 | 0.0 | 3.4 | 81.3 | 4.9 | 0.3 | 0.4 |
3 | 10.0 | 0.1 | 2.3 | 80.0 | 6.8 | 0.4 | 0.4 |
4 | 9.4 | 0.0 | 2.9 | 83.5 | 3.4 | 0.2 | 0.5 |
5 | 11.5 | 0.1 | 1.9 | 77.0 | 8.7 | 0.4 | 0.4 |
6 | 11.1 | 0.0 | 2.0 | 76.7 | 9.4 | 0.3 | 0.5 |
7 | 9.4 | 0.0 | 2.1 | 79.3 | 8.5 | 0.3 | 0.4 |
8 | 12.8 | 0.0 | 2.5 | 70.6 | 13.2 | 0.4 | 0.5 |
9 | 11.2 | 0.0 | 2.0 | 77.0 | 8.9 | 0.3 | 0.4 |
10 | 10.6 | 0.0 | 2.2 | 77.7 | 8.7 | 0.2 | 0.5 |
11 | 11.6 | 0.0 | 2.3 | 74.0 | 11.3 | 0.4 | 0.5 |
12 | 12.2 | 0.0 | 2.4 | 75.3 | 9.4 | 0.3 | 0.4 |
13 | 11.7 | 0.0 | 2.5 | 76.6 | 8.5 | 0.3 | 0.4 |
14 | 11.8 | 0.0 | 2.0 | 75.6 | 9.8 | 0.3 | 0.5 |
15 | 10.5 | 0.0 | 3.0 | 78.0 | 7.9 | 0.2 | 0.4 |
16 | 12.2 | 0.0 | 2.2 | 74.9 | 10.0 | 0.3 | 0.4 |
17 | 11.0 | 0.0 | 2.3 | 77.1 | 8.9 | 0.2 | 0.5 |
18 | 11.6 | 0.0 | 1.9 | 78.9 | 7.0 | 0.3 | 0.4 |
19 | 10.0 | 0.0 | 2.3 | 80.7 | 6.3 | 0.2 | 0.4 |
20 | 11.6 | 0.0 | 3.0 | 79.0 | 5.8 | 0.2 | 0.4 |
21 | 9.7 | 0.0 | 2.7 | 81.0 | 6.0 | 0.2 | 0.4 |
22 | 11.4 | 0.1 | 2.5 | 78.5 | 6.9 | 0.2 | 0.4 |
23 | 9.2 | 0.0 | 2.7 | 81.7 | 5.6 | 0.2 | 0.5 |
24 | 9.6 | 0.0 | 2.4 | 81.1 | 6.3 | 0.2 | 0.5 |
25 | 9.3 | 0.0 | 3.3 | 81.5 | 5.3 | 0.2 | 0.4 |
26 | 13.2 | 0.0 | 2.1 | 71.4 | 12.6 | 0.4 | 0.3 |
27 | 11.1 | 0.0 | 3.6 | 77.6 | 7.1 | 0.2 | 0.4 |
28 | 12.7 | 0.0 | 1.7 | 71.9 | 12.9 | 0.3 | 0.5 |
29 | 11.5 | 0.1 | 2.6 | 78.0 | 7.2 | 0.2 | 0.4 |
30 | 12.5 | 0.1 | 1.6 | 72.2 | 12.7 | 0.3 | 0.5 |
31 | 10.7 | 0.1 | 2.3 | 76.7 | 9.5 | 0.2 | 0.5 |
32 | 10.4 | 0.1 | 2.9 | 77.7 | 8.3 | 0.2 | 0.5 |
33 | 12.1 | 0.0 | 3.2 | 77.3 | 6.8 | 0.2 | 0.4 |
34 | 10.8 | 0.0 | 2.5 | 76.3 | 9.6 | 0.4 | 0.5 |
35 | 10.7 | 0.0 | 2.1 | 79.5 | 6.9 | 0.3 | 0.4 |
% | ||||
聚类 Cluster |
棕榈酸 Palmitic acid |
硬脂酸 Stearic acid |
油酸 Oleic acid |
亚油酸 Linoleic acid |
Ⅰ | 10.4C | 2.7a | 79.8A | 6.3D |
Ⅱ | 11.0BC | 2.4ab | 77.1B | 8.8C |
Ⅳ | 12.1AB | 2.2ab | 75.3C | 9.7B |
Ⅶ | 12.8A | 2.0b | 71.5D | 12.9A |
注:同列数字后不同小写字母表示差异显著,相同小写字母表示差异不显著(P<0.05);同列数字后不同大写字母表示差异极显著,相同大写字母表示差异不显著(P<0.01)。Note: the numbers followed by the different small letters show the significant difference, and by the same small letters show the insignificant difference at P < 0.05, and the numbers followed by the different capital letters show the extremely significant difference, and by the same capital letters show the insignificant difference at P < 0.01. |
由表 3可见,所有不饱和脂肪酸的总含量达86.52%,其中又以油酸含量为高,亚油酸次之,二者总含量为85.8%;饱和脂肪酸主要以棕榈酸和硬脂酸为主,总含量为13.5%;这4种主要脂肪酸总含量高达99.3%,且相互间差异极显著,其中油酸含量最高,往后由高到低依次为棕榈酸、亚油酸和硬脂酸,这4种脂肪酸含量的变异系数均较小,其中油酸和棕榈酸含量在不同实生单株上的变异系数分别低于5%和10%,说明越南油茶茶籽油与其它植物油脂肪酸组成特点相似,脂肪酸均以油酸、棕榈酸、亚油酸和硬脂酸为主,并且具有较强的遗传稳定性,油酸含量的遗传性最稳定。棕榈一烯酸、亚麻酸和花生一烯酸总含量近0.7%,各自含量极显著低于上述4种主要脂肪酸,且其相互间无显著差异,它们在不同实生单株上的的变异系数均较大,因此,尽管这些不饱和脂肪酸在脂肪酸含量组成上所占比重很小,但在不同实生单株间差异明显,说明这些比重很小的不饱和脂肪酸在反映不同实生单株遗传差异性上很重要,并且也能说明实生变异因基因型不同而可能会引起茶籽油营养品质改变。
脂肪酸 Fatty acid |
含量 Content/% |
变异系数 Coefficients of variance/% |
备注 Comment |
棕榈酸Palmitic acid | 11.0B | 9.99 | 饱和Saturated |
棕榈一烯酸Palmitoleic acid | 0.02E | 186.39 | 不饱和Unsaturated |
硬脂酸Stearic acid | 2.5D | 20.35 | 饱和Saturated |
油酸Oleic acid | 77.6A | 3.98 | 不饱和Unsaturated |
亚油酸Linoleic acid | 8.2C | 29.45 | 不饱和Unsaturated |
亚麻酸α-Linolenic acid | 0.3E | 27.64 | 不饱和Unsaturated |
花生一烯酸11-Eicosenoaic acid | 0.4E | 12.51 | 不饱和Unsaturated |
注:同列数字后不同大写字母表示差异极显著,相同大写字母表示差异不显著(P<0.01)。Note: the numbers followed by the different capital letters show the extremely significant difference, and by the same capital letters show the insignificant difference at P < 0.01. |
由图 2可见,不同实生单株茶籽油的油酸含量与亚油酸含量呈极显著负相关一元线性回归关系(F=439.88,P<0.000 1),说明越南油茶茶籽油在脂肪酸转化和积累过程中,存在油酸向亚油酸的直接转化。由图 3可见,不同实生单株茶籽油的油酸含量与棕榈酸含量呈极显著负相关一元线性回归关系(F=125.6, P<0.000 1),说明越南油茶茶籽油在脂肪酸转化和积累过程中,存在棕榈酸向硬脂酸和硬脂酸向油酸的连续恒量转化关系。由图 4可见,棕榈酸含量与亚油酸含量呈极显著正相关一元线性回归关系(F=46.74, P<0.000 1),进一步说明越南油茶茶籽油在脂肪酸转化和积累过程中,存在图 3所示的棕榈酸向硬脂酸、硬脂酸向油酸连续恒量转化的中间环节,最后一步转化则完全是图 2所示的油酸向亚油酸转化程序。
3 讨论本文研究表明,越南油茶不同实生单株茶籽油脂肪酸组成的差异决定于自身遗传性差异,这与前人[5-6]在越南油茶和普通油茶(Camellia oileifera Abel.)上的研究结果相同。
关于茶籽油的油酸和亚油酸的含量呈极显著负线性相关,这与本课题组之前报道和前人在其它油茶种的茶籽油上报道一致[5, 7],前人也类似地报道过普通油茶在茶籽成熟过程中油酸含量和亚油酸含量的动态变化趋势一直相反[8],这进一步证实越南油茶在积累茶籽油过程中存在油酸向亚油酸的直接转化。依据油酸和亚油酸含量的类间差异性和类内相似性进行聚类分析,则为首次报道。关于越南油茶茶籽油不饱和脂肪酸以油酸和亚油酸为主,并以油酸含量为最高,且其含量的遗传性最稳定,与其它油茶种的报道一致[9-10]。基于这3项试验结果,说明在越南油茶种质资源按照营养品质分类和针对营养品质进行优系选育时,可以只将油酸含量作为分类和选择的参考指标。
一般认为,油酸含量的高低是评价食用油品质好坏的重要依据[11],并且应用近红外透射光谱技术来快速检测茶籽油油酸含量可能会成为有效方法[12],同时,油酸在预防和治疗血液与心血管疾病上效果显著,也是人和哺乳动物自身不能合成或转化的、正常生理活动所必需的“安全脂肪酸”[13]。因此,由本试验结果可见,越南油茶茶籽油是一种营养保健价值极高的食用油。同时也进一步说明,在越南油茶种质资源按照营养品质分类和针对营养品质进行优系选育时,将油酸含量作为分类和选择的参考指标是合理的。
4 结论综上所述,越南油茶茶籽油脂肪酸组成具备如下特点:越南油茶茶籽油脂肪酸主要由C16~C20脂肪酸组成,不同实生单株茶籽油的脂肪酸含量组成差异受遗传因素控制。本文35个丰产实生单株依据其茶籽油脂肪酸含量组成差异可以聚成8类,其中可能包含一些稀有基因型;越南油茶茶籽油主要含有油酸、棕榈酸、亚油酸和硬脂酸,其中又以不饱和脂肪酸为主,不饱和脂肪酸又以油酸含量最高,其它比重很小的不饱和脂肪酸在不同实生单株间也存在明显差异;越南油茶茶籽油油酸含量的遗传性稳定,油酸和亚油酸含量呈极显著负相关一元线性回归关系,二者在不同实生单株间的差异是决定越南油茶聚类分析结果的主要因素;越南油茶茶籽油的棕榈酸含量与其油酸和亚油酸含量分别呈极显著的负和正相关一元线性回归关系。基于此,建议将油酸含量作为越南油茶种质资源按照营养品质分类和针对营养品质选择优系的参考指标。
[1] | 姚小华. 中国油茶品种志[M]. 北京: 中国林业出版社, 2016: 31-32. |
[2] | 陈永忠. 油茶优良种质资源[M]. 北京: 中国林业出版社, 2008: 164. |
[3] | 郑道君, 潘孝忠, 谢良商, 等. 海南省油茶产业发展现状调查与分析[J]. 经济林研究, 2015, 33(1): 131–135. |
[4] | 周开兵, 吴友根, 符碧海, 等. 越南油茶"琼海优"品系实生选种研究初报[J]. 热带生物学报, 2016, 7(3): 353–357. |
[5] | 刘欢, 于靖, 吴友根, 等. 大果油茶实生树茶籽油脂肪酸组成分析[J]. 热带作物学报, 2017, 38(5): 1–7. |
[6] | 张国武, 阙龙善, 赖笋芽, 等. 6个油茶优良无性系种子脂肪酸组分与含量分析[J]. 江西科学, 2007, 25(1): 33–36. |
[7] | 郭夏丽, 肖萍, 杜尚广, 等. 不同品系油茶种子脂肪酸组成分析[J]. 南昌大学学报(理科版), 2013, 37(1): 43–46. |
[8] | 凌宏有, 郑德勇. 油茶籽成熟过程中功能成分的变化规律[J]. 福建林学院学报, 2012, 32(1): 89–92. |
[9] | WANG X Q, ZENG Q M, VERARDO V, et al. Fatty acid and sterol composition of tea seed oils: their comparison by the "Fancy Tiles" approach[J]. Food Chemistry, 2017, 233: 302–310. DOI:10.1016/j.foodchem.2017.04.110 |
[10] | 胡哲森. 浙江红花茶籽油中脂肪酸的分析[J]. 福建林学院学报, 1987, 7(1): 70–71. |
[11] | 吴小娟, 李红冰, 逢越, 等. 山茶和油茶种子中脂肪酸的分析[J]. 大连大学学报, 2006, 27(4): 56–58. |
[12] | YUAN J J, WANG C Z, CHEN H X, et al. Prediction of fatty acid composition in Camellia oleifera oil by near infrared transmittance spectroscopy (NITS)[J]. Food Chemistry, 2013, 138: 1657–1662. DOI:10.1016/j.foodchem.2012.11.096 |
[13] | 柏云爱, 宋大海, 张富强, 等. 油茶籽油与橄榄油营养价值的比较[J]. 中国油脂, 2008, 33(3): 39–41. |