無患子種質皂苷性狀分析評價及優良種質選擇

萬 泉

（福建林業職業技術學院，南平 353000）

無患子（Sapindus mukorossi）別名木患子、目浪樹、肥皂樹等，屬無患子科（Sapindaceae）無患子屬落葉喬木，原產中國長江流域以南各地以及中南半島各地、印度和日本[1-2]。無患子生長快，適應性強，耐瘠薄耐干旱，在低山、丘陵、石灰巖地區均能生長，是很好的造林綠化樹種；其木材堅硬致密，紋理美觀，是家具、工藝品等的優良用材；其樹形優美，葉色季相變化明顯，秋冬季節葉色金黃，是重要的園林綠化樹種[3-4]；其種仁含油率高，可作為生物柴油樹種[2,4-5]；其假種皮中含有皂苷，具有良好的起泡性，能大大降低水的表面張力，是各種生物洗滌劑的天然原料[4,6]；無患子皂苷還具有抗病毒、降血壓、抗真菌、殺蟲等多種藥理作用[7-10]，是生物制藥的重要原料。無患子用途廣泛，隨著近幾年來皂苷生物洗滌劑、化妝品和生物制藥等方面研發和利用的不斷推進，無患子非木質利用前景廣闊，社會、生態和經濟效益顯著。但長期以來，無患子多作為園林綠化樹種種植，作為特種經濟林規模化、產業化利用較少。目前國內外學者的研究主要集中在無患子培育技術[11-13]、化學成分及其提取工藝、產品的研發等方面[14-15]，無患子育種方面的研究比較薄弱，在種質資源收集保存和篩選方面鮮有研究，尤其對種質某一特定性狀的分析評價及選擇研究更少。本文在無患子種質收集的基礎上，開展種質皂苷性狀的分析評價及優良種質選擇研究，以期為無患子的定向培育提供育種材料，也為無患子生物原料林的營建與利用提供科學指導。

1 材料與方法

1.1 供試材料

2008—2010年，對全國10個無患子分布區進行了實地調查，10個種源地分別為福建省古田縣（gt）、江西省九江縣（jj）、福建省南平市（np）、福建省屏南縣（pn）、福建省清流縣（ql）、福建省順昌縣（sc）、云南省石林縣（sl）、浙江省杭州市蕭山區（xs）、四川省鹽邊縣（yb）和云南省宜良縣（yl），在果實產量、冠形、樹冠面積、樹冠豐滿度、樹勢、高徑比、高冠比、病蟲害等指標綜合評價的基礎上，初選了江西、四川、浙江、云南、福建等5省區67株無患子優良單株（表1）。

表1 無患子優良單株種源分布Tab.1 The list of provenance distribution for Sapindus mukurossi excellent individuals

1.2 試驗方法

1.2.1 試樣的采集與處理

在秋季對選定的無患子優良單株，在樹冠中部分東南西北4個方向均勻地采收充分成熟的果實，每個方向1～2 kg，均勻混合裝入種子袋，并按優良單株編號做好標記。采收后及時帶回實驗室，測定鮮果重，隨機抽取部分樣品將果肉（假種皮）和種子分離烘干后測定果肉比例、種子千粒重等，另一部分保持完整果實烘干粉碎后供皂苷提取測定，烘干溫度為65～75℃。

1.2.2 分析方法

無患子果實皂苷等指標測定委托福建省林產品質量檢測中心測定，果實皂苷采取微波萃取法提取，參照饒厚曾等[16-17]的無患子皂苷測定法對皂苷產出率進行測定，無患子皂苷產出率計算公式：皂苷產出率=皂苷產量/（無患子果實質量×4%）[16-17]；皂苷增益（%）=（種源皂苷均值-種源皂苷總體平均值）×100/種源皂苷總體平均值。

因各種源樣本數不盡相同，采用非齊性方差分析和Duncan多重比較法對各優良單株皂苷產出率進行分析處理；各優良單株的皂苷產出率的系統聚類及皂苷產出率（Y）與優良單株所在地的環境因子（東經（X1）、北緯（X2））、優良單株性狀指標（樹高（X3）、胸徑（X4）、果實鮮果重（X5）、果肉比（X6）、果核千粒重（X7）、果肉千粒重（X8））的相關性分析采用DPS9.50專業版數據處理系統進行處理分析。

2 結果與分析

2.1 無患子種源皂苷產出率

各種源皂苷產出率為14.20%～24.32%，最高的種源為福建順昌（24.32%），最低的種源為四川鹽邊（14.20%），種源總體平均值為20.12%，其中皂苷產出率比較高的種源有福建順昌、云南石林、浙江蕭山、福建延平，分別比種源總體平均值增加20.87%、13.72%、11.28%、10.83%，且不同種源無患子皂苷產出率差異不顯著（表2、3）。由此可見，皂苷產出率個體之間差異很大，群體之間差異不明顯，個體選擇優勢明顯，個體選擇優于群體，因此開展高皂苷無患子種質材料選擇單株選擇優于種源選擇。

表2 不同種源無患子皂苷產出率分析Tab.2 Analysis on the production rate of saponins from different Sapindus mukurossi provenances

表3 不同種源無患子皂苷產出率方差分析及顯著性檢驗Tab.3 Variance analysis and significance test on the production rate of saponins from different provenances of Sapindus mukurossi

2.2 無患子優良單株皂苷產出率聚類分析

初選的67株優良單株皂苷產出率為5.6%～33.2%，總體平均值為20.11%，優良單株之間皂苷產出率差異明顯，最高的為sc04（33.2%），最低為yb01（5.6%），大于等于總體平均值的有30個單株。67個初選優良單株可分為5類，第1類優良單株皂苷產出率最高，共2個單株（sc04、xs05），平均值為32.95%，比總體平均值提高63.8%；第2類共27個單株，皂苷產出率次之，平均值為25.83%，比總體平均值提高28.4%；第3類共計35個單株，皂苷產出率平均值為16.0%，比總體平均值下降20.4%；第4類共2個單株，皂苷產出率平均值為9.45%，第5類只有1個單株（yb01），皂苷產出率最低（5.6%）（圖1）。綜上分析說明，第1類為高皂苷最優單株，可通過嫁接、扦插等無性繁殖在皂苷生物質原料林中大量推廣；第2類為皂苷指標較優的27個優良單株，可作為基礎種質材料在生產實踐中邊推廣邊篩選邊提高；第3類可作為育種材料進行無性系測定和篩選，選出的優良無性系可在生產上應用；第4類、第5類由于皂苷產出率太低，不宜在生產上推廣應用。

圖1 無患子皂苷產出率系統聚類Fig.1 Cluster analysis of production rate of Sapindus mukurossi saponin

0.00 0.11 0.23 0.34 0.45 0.56

表4 無患子皂苷產出率與優樹及采種地環境因子的相關性分析Tab.4 Correlation analysis between production rate of saponin and superior individuals，environmental factors of Sapindus mukurossi

2.3 無患子皂苷產出率影響因子分析

相關關聯分析結果（表4）表明：無患子皂苷產出率（Y）對各因子的關聯序列為東經（經度）（X1）＞果肉千粒重（X8）＞果實鮮果重（X5）＞果核千粒重（X7）＞果肉比（X6）＞樹高（X3）＞胸徑（X4）＞北緯（X2），其中皂苷產出率與經度（X1）、果肉千粒重（X8）、果實鮮果重（X5）3個因子密切相關，相關性達到極顯著水平，與果核千粒重 （X7）、果肉比 （X6）、樹高 （X3）、胸徑（X4）、北緯（X2）等5個因子相關性不明顯。

3 結論與討論

本研究對收集的10個無患子種源共計67個優良單株進行了皂苷性狀指標的分析評價與優良種質篩選，對皂苷生物質原料林的建設具有重要的指導作用和參考價值。研究結果表明，無患子種源皂苷產出率為14.20%～24.32%，總體平均值為20.12%，最高的種源為福建順昌（24.32%），最低的種源為云南延邊（14.20%），其中皂苷產出率比較高的種源有福建順昌、云南石林、浙江蕭山、福建延平，分別比種源總體平均值增加20.87%、13.72%、11.28%、10.83%。但不同種源間無患子皂苷產出率差異不顯著，究其原因主要是種源內個體之間皂苷產出率差異大，變異較多，導致種源間差異不明顯。由此可見，個體選擇優勢明顯，潛力更大效率更高，個體選擇優于群體，因此開展高皂苷無患子種質材料選擇單株選擇優于種源選擇。本研究初選的67株優良單株皂苷產出率為5.6%～33.2%，總體平均值為20.11%，優良單株之間皂苷產出率差異顯著，通過聚類分析，sc04、xs05皂苷產出率平均值為32.95%，比總體平均值提高63.8%，提倡加快無性化繁殖步伐并在皂苷生物質原料林中大量推廣應用，其余各類無患子優樹可作為基礎種質材料在生產實踐中邊應用邊做進一步篩選。無患子皂苷產出率與經度（X1）呈密切正相關，與果肉千粒重（X8）、果實鮮果重（X5）呈密切負相關，與果核千粒重（X7）、果肉比（X6）、樹高（X3）、胸徑（X4）、北緯（X2）等5個因子相關性不明顯。這對無患子種質的選擇和皂苷生物質原料林建設區域的選擇具有重要的指導作用和參考價值。本研究中皂苷產出率與優良單株胸徑相關不明顯，與范輝華等[18]的研究結果不一致，今后要進一步深入研究和驗證。此外，皂苷主要存在于果肉（假種皮）中，因此在高皂苷產出率種質的基礎上，通過育種手段提高果實單果重、提高果肉比例和提高單位面積果實產量，是今后無患子育種的方向。

福建省林業科學研究院肖祥希教授級高工、吳開金高級工程師、湯行昊工程師，福建農林大學林冠烽副教授和福建大青實業有限公司給予了大力支持和幫助，在此一并致謝！