蒜头果(Malania oleifera Chun et S. Lee ex S. Lee)为国家二级保护植物，是中国特有的珍稀植物，别名山桐果、马兰后(壮语)，是铁青树科(Olacaceae)蒜头果属(Malania)单型种植物^[1]。蒜头果仅自然分布于云南东南部和广西西部的狭窄区域^[2-3]，多生长于海拔300~1 200 m石灰岩低山地区，是石漠化地区重要的绿化树种，是我国西南石灰岩山地一种非常珍稀的木本油料树种^[4-5]。其果仁油脂的出油率可达64.5%，且富含二十四碳烯酸，又名神经酸，是大脑发育和维持生理功能必需的营养物质，对提高脑神经的活跃性、预防脑神经衰弱有很重要的作用^[6-7]，可用作药品和保健品^[8]。

由于全球环境变化和受经济利益驱使的人为破坏，加之蒜头果野生种群有缺乏幼苗幼树、天然更新难的树种特性，其资源数量日渐减少^[1]。摸清蒜头果野生资源分布，探索其遗传多样性对蒜头果资源保护与繁育、优良种质资源开发和药用价值研究尤为重要。谢伟东等^[9]分析了蒜头果地理分布与水热的关系，认为极端高温和干燥的气候可能是蒜头果分布区逐渐缩小并濒危的重要因素。刘伟等^[10]发现云南省广南县蒜头果群落与热带区系联系紧密，且以灌木和草本居多，生境极易受到人为和牲畜活动影响。郭方斌等^[5]调查发现，野生分布的蒜头果植株多为老龄大树，结实量有明显的大小年之分，果实总产量极其有限，亟需人工规模化种植替代野生资源。杨玉玲等^[2]以云南省广南县蒜头果种子单粒鲜重、横径和纵径为指标制订外观质量分级标准，但同时提出种子品质受到成熟度、含水率及出仁率的影响，分级标准存在不合理性。SU et al^[11]研究表明，云南蒜头果含油率为47.8%，不饱和脂肪酸占96.09%，神经酸含量为45.04%，认为蒜头果油可作为潜在的神经酸资源。广西壮族自治区是蒜头果主要分布区，对区内蒜头果资源分布、种子特征和优株筛选的研究仍处于起步阶段，本研究通过对广西壮族自治区河池市的凤山县、巴马县和百色市的田林县、隆林县4个县20个蒜头果单株的种子形态特征、干仁含油率和脂肪酸成分差异进行分析和评价，旨在从神经酸的开发方向筛选出优良的蒜头果单株，为蒜头果良种选育与开发利用奠定基础。

分别从广西壮族自治区河池市的凤山县、巴马县和百色市的田林县、隆林县采集成熟蒜头果样品，采样地4个县均分布在亚热带季风气候区内，县域平均气温、平均降水量和蒜头果单株实测经纬度、平均海拔信息如表 1所示。蒜头果单株通常处于石灰岩地区次生混交林的上层，山坡、洼地或林缘分布较多，常呈小块状或零星分布。通过实地踏勘和群众荐优掌握蒜头果优树的基本情况，选取处于盛产期，且历年种子产量较高的单株。2020年9月，采集单株成熟、新鲜的蒜头果，剥去青皮，用清水洗净和擦干种子，阴干备测。

用电子天平(精确到0.01 g)称量已经阴干的蒜头果单粒种子重后，用工具敲开种壳，将全部种仁取出，并称量单粒种仁重，每个单株测量30粒种子，仁重占种子阴干质量的百分比为出仁率。用游标卡尺(精确到0.01 mm)测量阴干种子横径、纵径和种皮厚度，每个单株测30粒种子。

将30粒种子的种仁分为3组，称量每组仁重，在105 ℃恒温下烘干至恒重后再称量，计算其含水率，取3组的平均值，并将干燥后的种仁放入封口袋中干燥保存备用。

将干燥后的种仁放入粉碎机中破碎到粉状或糊状，搅拌均匀后称取10 g装入索氏提取器中，加入石油醚250 mL，于80 ℃恒温水浴锅中提取12 h，提取液于旋转蒸发器上浓缩回收石油醚，得到的粗油置于105 ℃烘箱中烘干3 h，称重计算干仁含油率^{[8, 12]}，重复3次取平均值。参考游惠明等^[13]的方法按照GB 5009.168—2016测定脂肪酸含量和组成，蒜头果种仁油中脂肪酸成分和保留时间如表 2所示。

采用IBM SPSS v20.0软件对试验数据进行统计处理、方差分析、Pearson相关性分析、主成分分析和聚类分析。

将20个蒜头果单株的种子主要性状进行方差分析，结果见表 3。除了种皮厚外，其余6个种子形态性状指标在不同单株和不同产地间的差异均达到极显著水平(P＜0.01)，种皮厚在不同单株间的差异达到极显著水平(P＜0.01)，而不同产地间的差异不显著(P＞0.05)。干仁含油率和脂肪酸含量在不同单株和产地间的差异均达到极显著水平(P＜0.01)。

20个蒜头果单株的种子形态特征结果(表 4)表明，整体变异系数(coefficient of variation, C_v)在20%以上的指标是种子重(21.44%)、仁重(24.67%)和含水率(22.92%)。种子重的平均值为16.04 g，变化范围为10.83~24.43 g，TL7的种子重最小，比平均值低32.48%，LL2的种子重最大，比平均值高52.31%。仁重平均值为11.81 g，变化范围为6.79~18.46 g，TL7的仁重最小，比平均值低42.51%，LL2的仁重最大，比平均值高56.31%。含水率平均值为43.99%，变化范围为31.57%~61.16%，TL7的含水率最小，比平均值低28.23%，FS6的含水率最大，比平均值高39.03%。

从表 4可以看出，种子横径、种子纵径、种皮厚和出仁率的C_v分别为7.63%、7.07%、10.98%和8.56%。种子横径的平均值为32.40 mm，变化范围为28.08~38.00 mm，TL7的种子横径最小，比平均值低13.33%，LL2的种子横径最大，比平均值高17.28%。种子纵径平均值为30.14 mm，变化范围为25.39~33.11 mm，TL7的种子纵径最小，比平均值低15.76%，FS5的种子纵径最大，比平均值高9.85%。种皮厚平均值1.33 mm，变化范围为1.05~1.61 mm，BM2的种皮厚最小，比平均值低21.14%，BM1的种皮厚最大，比平均值高20.92%。出仁率平均值为71.28%，变化范围为57.43%~83.77%，FS6的出仁率最小，比平均值低19.43%，TL3的出仁率最大，比平均值高17.52%。

20个蒜头果单株的干仁含油率和脂肪酸含量差异性分析结果(表 5)表明，C_v在10%以上的指标有棕榈酸含量(17.59%)、硬脂酸含量(15.04%)、亚油酸含量(24.49%)和亚麻酸含量(15.20%)。棕榈酸含量平均值为0.616%，变化范围为0.395%~0.824%，BM1的棕榈酸含量最低，比平均值低35.88%，LL1的棕榈酸含量最高，比平均值高33.77%。硬脂酸含量平均值为0.226%，变化范围为0.174%~0.290%，BM1的硬脂酸含量最低，比平均值低23.01%，TL2的硬脂酸含量最高，比平均值高28.32%。亚油酸含量平均值为1.651%，变化范围为0.634%~2.295%，TL1的亚油酸含量最低，比平均值低61.60%，FS4的亚油酸含量最高，比平均值高39.00%。亚麻酸含量平均值为1.834%，变化范围为1.389%~2.375%，FS4的亚麻酸含量最低，比平均值低24.26%，TL4的亚麻酸含量最高，比平均值高29.50%。

从表 5可以看出，干仁含油率、油酸含量、二十碳烯酸含量和二十四碳烯酸含量C_v分别为7.59%、3.69%、7.06%和5.00%。干仁含油率平均值为57.40%，变化范围为38.49%~66.77%，LL2的干仁含油率最低，比平均值低32.94%，BM1的干仁含油率最高，比平均值高16.32%。油酸含量平均值为29.559%，变化范围为27.706%~32.001%，FS4的油酸含量最低，比平均值低6.27%，TL4的油酸含量最高，比平均值高8.26%。二十碳烯酸含量平均值为14.925%，变化范围为13.463%~16.901%，FS8的二十碳烯酸含量最低，比平均值低10.86%，LL1的二十碳烯酸含量最高，比平均值高13.24%。二十四碳烯酸含量平均值为45.731%，变化范围为41.334%~49.013%，TL4的二十四碳烯酸含量最低，比平均值低9.61%，BM1的二十四碳烯酸含量最高，比平均值高7.18%。

蒜头果单株种子形态特征、脂肪酸含量与地理环境因子的相关性分析结果如表 6所示，经度与干仁含油率和二十四碳烯酸含量呈显著正相关(P＜0.05)，与硬脂酸、二十碳烯酸含量呈极显著负相关(P＜0.01)，与亚麻酸含量呈显著负相关(P＜0.05)。纬度与亚油酸含量呈极显著正相关(P＜0.01)，与出仁率呈极显著负相关(P＜0.01)，与干仁含油率呈显著负相关(P＜0.05)。海拔与种子纵径、出仁率和干仁含油率呈显著负相关(P＜0.05)，与二十四碳烯酸含量呈极显著负相关(P＜0.01)，与油酸、亚麻酸含量呈显著正相关(P＜0.05)，与二十碳烯酸含量呈极显著正相关(P＜0.01)。年平均气温与硬脂酸、二十碳烯酸含量呈极显著负相关(P＜0.01)，与亚麻酸含量呈显著负相关(P＜0.05)，与二十四碳烯酸含量呈显著正相关(P＜0.05)。年平均降水量与硬脂酸、二十碳烯酸含量呈极显著负相关(P＜0.01)，与油酸、亚麻酸含量呈显著负相关(P＜0.05)，与二十四碳烯酸含量呈显著正相关(P＜0.05)。

蒜头果单株种子形态特征与脂肪酸含量的相关性分析结果如表 7所示，种子重、种子横径、种子纵径、仁重、种皮厚与脂肪酸含量均无显著相关性。出仁率与油酸含量呈显著负相关(P＜0.05)，含水率与棕榈酸、亚油酸含量呈显著正相关(P＜0.05)；干仁含油率与棕榈酸含量呈极显著负相关(P＜0.01)，与油酸、亚麻酸、二十碳烯酸含量呈显著负相关(P＜0.05)，与二十四碳烯酸含量呈显著正相关(P＜0.05)。

蒜头果单株种子脂肪酸组成之间的相关性分析结果如表 8所示，棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚麻酸、二十碳烯酸含量两两之间均呈极显著正相关(P＜0.01)，但与二十四碳烯酸含量均呈极显著负相关(P＜0.01)，亚油酸含量与其他脂肪酸含量的关系不显著。

选取种子重、种子横径、种子纵径、仁重、出仁率、干仁含油率、油酸、亚油酸、亚麻酸、二十碳烯酸和二十四碳烯酸含量共11个正向指标^[14-15]进行主成分分析和综合评价，结果分别如表 9和表 10所示。前3个主成分累计贡献率达到85.847%，涵盖了大部分的信息，表明前3个主成分能够代表 11个性状来分析蒜头果的综合品质。从表 9可以看出，第1主成分的特征值为5.204，相应贡献率为47.308%，特征向量较大的因子有种子重、种子横径、种子纵径、仁重和二十四碳烯酸含量，综合反映了种子的形态特征和脂肪酸组成；第2主成分的特征值为2.979，相应贡献率为27.080%，特征向量较大的因子有种子重、种子横径和仁重，集中反映了种子的形态特征；第3主成分的特征值为1.261，相应贡献率为11.459%，主要反映亚油酸含量。计算蒜头果单株种子的综合得分，得分越高，综合表现越好^[1]。从表 10可以看出，第1主成分得分较高的有FS5(0.612)、BM2(0.684)和FS7(0.624)，第2主成分得分较高的为LL2(1.118)和LL1(0.811)，第3主成分得分最高的为FS6(0.415)。综合得分从高到低前5个单株依次为LL2、FS5、BM2、FS7、TL1。

基于蒜头果单株种子形态特征与脂肪酸含量指标数据，利用SPSS v20.0软件进行系统聚类分析，结果(图 1)表现出一定程度的地域性，从欧式距离为10处可将蒜头果单株分为5类，从下往上第1类为隆林县单株LL1和LL2，主要特征为油酸和二十碳烯酸含量较高，但干仁含油率较低；第2类为凤山县的5个单株，分别为FS1~FS4及FS6，特征为种子重和仁重较轻，种子横径低于平均值，含水率较高，亚油酸含量较高；第3类为田林县的1个单株TL3，特征为种子重较轻，但种皮薄，出仁率最高；第4类为田林县的4个单株，为TL4~TL7，特征为种子重和仁重较轻，种子横径和纵径较小，出仁率低于平均值，但干仁含油率和油酸含量高于平均值；第5类有8个单株，分别为巴马县的BM1~BM3，凤山县的FS5、FS7和FS8，田林县的TL1、TL2，特征为干仁含油率皆高于平均值，油酸含量较低。

	注：树状图采用系统聚类—欧式距离的平方绘制，图顶端数字为类之间的相对距离。 Note: the tree diagram is drawn by squared Euclidean distance of hierachial cluster analysis, and numbers at the top of diagram are relative distance of clustering. 图 1 蒜头果种子形态特征与脂肪酸含量的聚类分析 Fig. 1 Cluster analysis on the morphological characteristics and fatty acid content of M. oleifera
图选项

种子特性和品质性状受遗传组成和所处环境两方面因素的影响，具有一定的稳定性和变异性，反映了群体生物遗传信息和种质差异，决定着资源选择余地的大小^[16-17]。在本研究中，种子形态特征和脂肪酸含量在20个不同单株之间的差异均达到极显著水平(P＜0.01)，除种皮厚外不同产地的差异也达到极显著水平(P＜0.01)。种子形态特征变异系数较大的有种子重、仁重和含水率，种仁脂肪酸成分变异系数较大的为棕榈酸、硬脂酸、亚油酸和亚麻酸含量，在蒜头果选育过程中，这7个性状的选择空间相对较大^[17]。种子形态特征、含油率及脂肪酸成分含量，尤其是二十四碳烯酸含量不仅是蒜头果的重要经济性状，也是蒜头果野生植株选优和人工定向培育新品种的基础^{[2, 18-19]}。杨玉玲等^[2]的研究表明，云南省广南县123个蒜头果单株的种子重为7.10~25.5 g，种子横径为24.65~38.80 mm，种子纵径为23.90~34.07 mm。在本研究中，广西壮族自治区凤山、田林、巴马和隆林4县的20个蒜头果单株种子重为10.83~24.43 g，种子横径为28.08~38.00 mm，种子纵径为25.39~33.11 mm，与云南省广南县蒜头果的种子表型性状较为接近。蒜头果干仁含油率平均值为57.40%，与云南省富宁县(61.05%)^[20]、广西壮族自治区乐业县(65.00%)^[12]和巴马县(52.70%)^[8]的蒜头果干仁含油率比较接近，但单株间差异较大，范围为38.49%~66.77%。此外，蒜头果脂肪酸成分中比较受到关注的二十四碳烯酸，在本研究中的平均值为45.731%，范围为41.334%~49.013%，最高值为巴马县BM2单株，比张茜等^[12]对巴马县蒜头果种源的研究结果(50.71%)低1.7%，比周永红等^[8]报道的乐业县(47.16%)、巴马县(46.55%)和广南县(40.92%)以及SU et al^[11]报道的富宁县(45.04%)蒜头果种源的研究结果分别高1.85%、2.46%、8.09%和8.82%。然而，在种子采集和成分分析中发现，干仁含油率、脂肪酸成分含量与种子成熟度关系较大，需进一步研究种子成熟与脂肪酸形成和转化的关系。

种子形态特征、含油率和脂肪酸成分含量在地理变异上表现出不同的规律，经度越大、纬度越低，蒜头果种子干仁含油率越高、二十四碳烯酸含量越高，出仁率也随着纬度降低显著升高。随着海拔降低，种子纵径、出仁率、干仁含油率和二十四碳烯酸含量均显著升高。这与同为油料树种的西伯利亚杏(Armeniaca sibirica L.)有所差异，随纬度降低，西伯利亚杏的种核厚增大从而降低了出仁率^[21]，而蒜头果的种皮厚与地理因子关联性不大。油料树种文冠果(Xanthoceras sorbifolia Bunge)的种形指数、种仁油含量随经度减小而降低^[22]，随海拔降低而升高，与本研究结果一致。另外，平均气温升高或降水量增加，蒜头果的二十四碳烯酸含量也会显著增加，可见水热条件越好，越有利于二十四碳烯酸的积累。脂肪酸含量受到干仁含油率的影响较大，干仁含油率越高的种子二十四碳烯酸含量越高，而棕榈酸、油酸、亚麻酸和二十碳烯酸含量越低，且二十四碳烯酸含量与其他检测出的脂肪酸成分的含量明显存在此消彼长的现象。通过聚类分析发现，蒜头果单株种子特性有一定的地理区域性，如第1、2、4类均为同一产地具有相似性状的单株聚为一类，第5类由不同产地但性状相似的单株聚为一类，而第3类因性状比较特殊单独为一类，可见不同单株既存在着区域板块变异模式，又有随机变异模式，受自身遗传变异特性和外界环境因素的综合影响^[23-25]。

综合种子形态特征、干仁含油率和脂肪酸含量等11个正向指标的主成分分析，综合得分从高到低前5个单株依次为LL2、FS5、BM2、FS7、TL1。LL2的种子重、种子横径和仁重在所有单株中最高，种子形态特征比较突出，同时也是单项性状优异的单株。FS5、BM2、FS7、TL1的含油率和二十四碳烯酸含量高，种子纵径较大，仁重较高，综合品质较优，可以作为实际选育工作中的主要依据。为了避免极大值的优良基因损失，所以极值单株也应该受到关注^[26]，比如出仁率最高的TL3，干仁含油率和二十四碳烯酸含量最高的BM1。