蓖麻種子形成過程中脂肪酸的累積規律

常如慧 趙文博 李巖

摘要：為了研究不同發育時間蓖麻種子中各種脂肪酸的動態變化，分析蓖麻油酸與種子中其他脂肪酸成分的關系，采用索氏提取法及毛細管氣相色譜法，對不同發育時間“2129”蓖麻種子中各種成分的絕對含量進行測定，以期為蓖麻高油品質育種研究提供參考依據。結果表明，蓖麻種子形成過程中，不飽和脂肪酸含量呈不斷上升的趨勢，在 40 d 后趨于穩定;飽和脂肪酸大多在20 d時含量達到最高，隨后降低并趨于穩定或檢測不到，種子形成過程中脂肪酸以蓖麻油酸為主要組分。將脂肪酸積累分為積累初期、快速積累期和穩定積累期3個階段。在授粉后40 d時種子達到物質積累和發育的分界點，60 d時種子成熟，脂肪酸含量穩定。

關鍵詞：蓖麻種子;粗脂肪;脂肪酸;蓖麻油酸;動態變化

中圖分類號： S565.601 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）22-0170-04

蓖麻（Ricinus communis L.）是一種特殊的工業油源作物[1]，主要以種子為原料榨油。蓖麻油中的脂肪酸主要以蓖麻油酸為主，其在工業用油中是唯一以含羥基酸為主的脂肪酸，也包括油酸、棕櫚酸和亞油酸等，其不飽和脂肪酸總量高達88%左右。中國作為世界上第二大蓖麻產業國，由于蓖麻產量低、收購價格低等原因，導致蓖麻種植面積逐年萎縮、種子供不應求，因此蓖麻育種的最主要的目標之一是高產[2-4]。對于蓖麻高油品質育種的研究最近幾年才剛剛開始[5-6]。雖然從20世紀70年代就陸續有對蓖麻種子中脂肪酸研究的相關報道[7-8]，且對某種蓖麻材料種子中脂肪酸成分的相對含量、對多個蓖麻材料種子中脂肪酸的絕對含量也有人進行過研究[9]，但是對不同發育時間蓖麻種子中各種脂肪酸絕對含量進行測定的研究尚未見相關報道。

本研究采用索氏提取法、毛細管氣相色譜法，以“2129”高油品系不同發育時間蓖麻種子為試驗材料，測定不同發育時間蓖麻種子中各種脂肪酸成分的含量，研究其中各種脂肪酸的動態變化，對蓖麻油酸與其他幾種脂肪酸的線性回歸關系進行分析，以期為蓖麻的高油品質育種研究提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

所選用的試驗材料為“2129”高油品系分別發育至10、20、30、40、50、60 d的蓖麻種子，由內蒙古自治區高校蓖麻產業工程技術研究中心提供。

1.2 試驗儀器

ProgRes C5照相機、游標卡尺（精度0.01 mm）、電子天平（精度0.000 1 g）、氣相色譜、磨口燒瓶、回流冷凝器、沸石（脫脂）、自動加樣器、玻璃瓶、分液漏斗、旋轉蒸發儀，索氏脂肪抽提器。

1.3 試驗試劑

水（符合GB/T 6682—2008《分析實驗室用水規格和試驗方法》中3級水的要求）、乙醚、0.5 mol/L NaOH/甲醇溶液、質量分數為12%～15%的三氟化硼/甲醇溶液、飽和NaCl溶液、無水硫酸鈉、異辛烷（色譜純）、十七碳烯酸甘油三酯（C17 ∶ 1標準品）。

1.4 試驗方法

1.4.1 種子形態指標的測定 隨機選取發育至10、20、30、40、50、60 d的蓖麻種子各10粒，利用游標卡尺對種子的長度進行測量，求其平均值。將種子裝入確定容積的容器內，加水、稱質量，根據容器內水和種子的總質量、水的質量與體積、種子總粒數，進而得到其平均體積數。

1.4.2 種子質量指標的測定 隨機選取發育至10、20、30、40、50、60 d的蓖麻種子各100粒，測百粒質量（g），去掉外種皮后測定其鮮種仁百粒質量（g）。將去皮鮮種仁在60 ℃下烘干至恒質量，測其烘干后種仁的質量。通過以下公式計算鮮種仁率和烘干種仁率：

式中：Y為百粒種子中脂肪酸絕對含量，g;X為百粒種子中粗脂肪相對含量，%;H為百粒種子中水分含量，g;P為百粒種子中蛋白質含量，g。

1.5 數據分析

使用SPSS 19.0軟件進行單因素ANOVA方差分析、最近距離法系統聚類分析和相關性分析，使用GraphPad Prism和Excel軟件對所得數據進行作圖。

2 結果與分析

2.1 種子形成過程中形態變化

蓖麻蒴果在發育過程中于授粉后10 d時種皮為白色，隨著發育時間的延長，其種皮顏色逐漸加深，直至變為黑色，并伴有花紋;于授粉后40 d內逐漸長大，40 d后蒴果果皮逐漸干燥、開裂，60 d時蒴果完全開裂，達到成熟狀態（圖1）。種子也于授粉后40 d內逐漸長大，40 d后種皮變硬、顏色加深，種子變小。授粉后40 d種子逐漸發育到最大，長度達到最大值1.52 cm，體積達到2.27 cm3;之后種子的長度和體積均逐漸變小（圖2）。

2.2 種子形成過程中質量變化

蓖麻種子在形成過程中其鮮質量和干質量均存在明顯差異，由于在形成過程中干物質的不斷積累和水分的持續吸收，蓖麻種子的百粒質量、鮮種仁百粒質量在授粉后0～40 d內迅速增加，隨后逐漸降低，趨于穩定;而鮮種仁率、烘干種仁百粒質量、烘干種仁率則持續增加，在授粉后60 d時達到最大值（圖3-B），并且隨著發育時間的延長，種子中水分含量逐漸減少，蛋白質含量逐漸增加（圖3-D）。因此，蓖麻種子在形成過程中干物質不斷積累，水分含量不斷降低。并且授粉后40 d種子百粒質量、鮮種仁百粒質量達到最大值;授粉后60 d種子的鮮種仁率、烘干種仁百粒質量、烘干種仁率達到最大（圖3-B）。

2.3 種子形成過程中粗脂肪含量變化

隨著種子逐漸形成，種子中粗脂肪絕對含量、烘干種仁中粗脂肪相對含量、種仁中粗脂肪相對含量、種子中粗脂肪相對含量具有明顯提高（圖3-C），與種子中干物質積累的規律基本保持一致。