亞麻種質資源脂肪酸組分含量與品質性狀的相關分析

周亞東，李 明，蘇 鈺，姜 碩，冷 超

（東北農業大學農學院，哈爾濱 150030）

油用亞麻是世界主要油料作物之一，我國的油用亞麻產量僅次于加拿大列世界第二（FAO）。亞麻籽含油量較高（35%～45%），亞麻油中含有豐富的α-亞麻酸[1]，含量高達45%～66%，而大豆中僅含6.8%，其他油料作物中含量更少，因此亞麻籽可以作為亞麻酸的重要來源[2]。α-亞麻酸可在人體肝臟內在去飽和酶和鏈延長酶的作用下生成EPA和DHA[3]，是保證人體和大腦正常工作的重要不飽和脂肪酸，如果日常攝入不足，會導致抑郁癥、注意力缺失癥、阿爾茨海默氏癥[4-5]。亞麻油的飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸的比例，比其他的植物油更合理，其保健性遠遠超過了其他種類的植物油，北美開始以亞麻籽油來代替昂貴的深海魚油，降低獲得不飽和脂肪酸的成本，從而更好的讓廣大消費者受益[6]。我國亞麻品種資源匱乏，主要引自國外，深入研究亞麻籽脂肪酸組成關系，不僅有助于深化脂肪酸積累轉化規律的認識，還有利于篩選親本，提高品質育種的效率。關于亞麻籽脂肪酸含量間關系，亞麻種質資源的脂肪酸組成等，國內研究較少，趙利等曾對甘肅省地方胡麻品種資源進行分析[7]，鄭偉等針對引進低亞麻酸材料的雜交后代進行了分析[8]，由于材料的特點決定了結論的局限。本文以國內外具有代表性的105份亞麻材料為研究對象，分析不同品種間脂肪酸組分含量的差異以及與品質性狀的相關性，篩選出特異種質資源，以期為亞麻的品質育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料、儀器與試劑

材料：試驗共測定了105份材料，包括引自加拿大亞麻種質資源中心的82份材料和23份國內亞麻材料。其中國外材料主要參考PGRC的核心種質資源和歐洲亞麻種質資源的代表品種（包括歐洲、北美的主要油用亞麻和纖維亞麻品種），國內品種側重黑龍江省纖維亞麻品種。

儀器：日本島津公司的GC-14氣相色譜儀；色譜柱為安捷倫公司6890-N氣相色譜柱；氫火焰離子化檢測器（FID）；N-3000色譜工作站。

試劑：甲醇（優級純，購自天津科密歐化學試劑開發中心）；乙醚（分析純，購自石家莊化學試劑廠）；乙酸乙酯（分析純，購自石家莊化學試劑廠）；氫氧化鉀（分析純，購自天津科密歐化學試劑開發中心）；水為高純水。

1.2 檢測方法、色譜條件和統計方法

檢測方法：將待測亞麻籽樣品研磨成粉末狀，稱取0.4～0.5 g粉末裝于磨口三角瓶中，加入5 mL乙醚進行油分提取，乙醚液面一定要高過樣品，浸泡過夜。過夜后，將上層含油液轉移到帶蓋的試管中，再向試管中加入3 mL 0.04 mol·L-1氫氧化鉀-甲醇溶液，蓋好蓋子后振搖5 min，然后靜置10 min，加入5 mL蒸餾水，靜置5 min。吸取上層液100 μL于小瓶中，加入1 mL的乙酸乙酯。取1 μL溶液進行上機測試，每測定一個樣品用時7 min。

色譜條件：FFAP彈性石英毛細管柱（30 m×0.125 mm×0.13 m）；FID檢測器；柱溫：210℃；進樣溫度：250℃；檢測器溫度：250℃；空氣流速：400 mL·min-1；氫氣流速 40 mL·min-1；氮氣壓力：11 619 kPa；進樣量：1 μL；分流比：1： 50。

色譜圖結果計算按峰面積歸一法在N3000氣譜工作站下完成。利用DPS軟件進行相關分析[9]。

2 結果與分析

2.1 脂肪酸定性、定量分析及脂肪酸變異比較

將甲酯化的樣品進行分析，結果如圖1所示。105份材料的色譜圖均清晰呈現5個峰，其中第一個峰的保留時間在3.25 min左右，第二和第三個峰出現時間段緊挨在一起，最后一個峰的保留時間在7.42 min左右。

以品種Ocean為例（見圖1），亞麻籽樣品色譜圖中的5個峰保留時間先后依次為棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和亞麻酸，它們的保留時間依次為3.432、5.357、5.799、6.457、7.756 min。這五種脂肪酸占亞麻籽出峰物質的99%以上，各組分含量由高到低順序依次為：亞麻酸、油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸。105份材料的脂肪酸測定結果見表1。

圖1 亞麻籽樣品色譜Fig.1 Chromatography graphs of linseed testing samples

表1 亞麻材料的脂肪酸百分含量Table 1 Content of fatty acids in different flax accessions (%)

續表

續表

亞麻籽脂肪酸組分均有一定變異，其中硬脂酸含量變異最大為30.82%，亞麻酸含量變化差異最小為11.07%，結果見表2。

依據前人對亞麻籽脂肪酸含量劃分的經驗標準[7]，經篩選后發現，棕櫚酸含量超過5%的品種有57個，占參試品種的54.3%；硬脂酸含量超過5%的有35個，占參試品種的33.3%；油酸含量超過30%的有41個，占參試品種的39%，其中油酸含量超過35%的只有5個，分別為Mikael、CN97311、Ocean、CN19014、CN100632，這5份材料可作為今后培育高油酸含量亞麻籽品種的珍貴種質資源；亞麻酸含量超過50%的有25個，占總數的23.1%，其中亞麻酸含量超過60%的只有3份材料，分別為CN101137、CN101132、張亞2號，這三份材料可用做培育高亞麻酸含量品種親本材料。亞麻酸含量低于40%的品種只有兩個，分別為Ocean和CN97311，占總數的1.9%。

2.2 脂肪酸組分的相關分析

相關分析表明，油份與亞麻酸、棕櫚酸呈極顯著正相關（r=0.30**，r=0.25**），與硬脂酸、亞油酸呈極顯著負相關（r=-0.30**，r=-0.30**），與油酸呈負相關性但未達到顯著。亞麻酸與其他四種脂肪酸都呈負相關性，其中與硬脂酸、油酸達到極顯著負相關（r=-0.52**，r=-0.87**）。亞油酸與棕櫚酸、油酸呈負相關，其中與油酸達到顯著性負相關（r=-0.25*），與硬脂酸達到顯著性正相關（r=0.15*）。油酸與硬脂酸之間達到顯著性正相關（r=0.22*）。棕櫚酸與其他四種脂肪酸間關系均不明顯。

表2 不同亞麻材料脂肪酸組分變異Table 2 Variation of fatty acids content in different flax accessions

表3 不同亞麻品種脂肪酸組分間的相關性分析Table 3 Correlation analysis among components of fatty acids in different flax accessions

3 討 論

前人研究表明多數不飽和脂肪酸的生物合成是在飽和脂肪酸合成途徑上的擴展。乙酰輔酶A和丙二酰輔酶A在脂肪酸合成酶系的作用下首先合成棕櫚酸，棕櫚酸碳鏈延長2個碳原子轉變為硬酯酸（即飽和脂肪酸），由硬酯酸去飽和轉變為油酸，油酸脫氫去飽和轉變為亞油酸，亞油酸脫氫去飽和轉變為亞麻酸。由脂肪酸代謝過程可知不飽和脂肪酸是在飽和脂肪酸的基礎上經過去飽和來逐漸形成的，兩者間具有此消彼長的關系，因此去飽和程度最高的亞麻酸與其他四種脂肪酸間則呈現出不同程度的負相關關系。通過脂肪酸間性狀相關分析，還可以進一步了解脂肪酸內在關系，并為親本選配和雜交后代的間接選擇提供依據。本研究表明，油分與亞麻酸、棕櫚酸呈極顯著正相關；與硬脂酸、亞油酸呈極顯著負相關；與油酸相關性不顯著。而趙利等對甘肅胡麻地方品種結果為油分與亞油酸極顯著正相關；與硬脂酸極顯著負相關；但與其他脂肪酸均未達到顯著水平[7]。印度學者Naqvi針對10個印度品種的研究結果為油分與硬脂酸、油酸呈顯著性負相關，但與亞麻酸呈極顯著正相關[8]。與前人結果不同的主要原因是材料選用的代表性和不同地區氣候差異。例如鄭偉等對誘導的低亞麻酸含量材料與雜交后代的分析是一種特例[10]，不具普遍意義。本文結果還表明，亞麻酸與其他四種脂肪酸都呈負相關關系，其中與硬脂酸、油酸達到極顯著負相關。此結果與其他學者研究基本一致。

4 結論

通過對國內外20多個國家105份材料的脂肪酸組分分析，結果表明，油分與亞麻酸、棕櫚酸呈極顯著正相關；與硬脂酸、亞油酸呈極顯著負相關；與油酸相關性不顯著。材料整體具有很好的代表性，各種脂肪酸差異變化范圍極大，有非常豐富的遺傳背景。其中部分材料特點突出，如高亞麻酸（CN101137、CN101132、張亞2號等）、高油酸（Mikael、CN97311等）、高亞油酸 （比 2、Fany）、低亞麻酸（Ocean、CN97311）、低油酸（CN101137、張亞2號等）、低亞油酸（CN101596）、高硬脂酸（CN98346）、低硬脂酸（內 56）、高棕櫚酸（Mures）、低棕櫚酸（Querandi M.A）材料等，其中高亞油酸材料多是纖維亞麻，這些優異種質為今后油用亞麻品質育種（針對不同需求培育特點各異的品種）奠定了基礎。

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