亞麻種質脂肪酸含量的鑒定與評價

陳明哲，高鳳云，斯欽巴特爾，賈霄云，周宇，李強，張輝

(1.錫林郭勒盟農牧業科學研究所，內蒙古 太仆寺旗 027000;2.內蒙古自治區農牧業科學院，內蒙古 呼和浩特 010031)

亞麻(LinumusitatissimumL.)是亞麻科(Linaceae)亞麻屬(Linum)一年生經濟作物，也是世界十大油料作物之一[1-2]。世界上種植亞麻的國家主要有加拿大、美國、阿根廷、印度、俄羅斯、中國等，亞麻在中國主要分布于西北、華北的干旱地區，即內蒙古、甘肅、寧夏、河北和新疆等地[3]。亞麻具有抗旱、耐瘠薄的特點，能夠適應嚴酷的生態環境，已成為旱地農業中不可取代的抗旱作物，在農業結構調整中具有重要作用。栽培亞麻一般分為兩種類型，一種是油用型(linseed)即胡麻，一種是纖維用型(flax)。油用和纖維用亞麻同屬一個種屬，是人們根據其用途，在長期的馴化栽培過程中形成的具有不同特征特性的亞麻栽培類型[4]。亞麻籽含油率40%左右、蛋白質22%～25%、不溶性膳食纖維20%～22%、木酚素10%左右、亞麻酸45%～60%，亞麻籽除為人類提供食用油之外，因富含不飽和脂肪酸(亞麻酸、亞油酸、油酸)、木酚素、亞麻膠等多種營養，具有降血脂、降血壓、降血糖以及預防心腦血管疾病的保健功效[5-6]。因此，亞麻種質脂肪酸組分含量的測定與評價對亞麻種質創新和專用型新品種改良具有重要意義。前人對亞麻脂肪酸組分含量進行了大量的研究與評價，但由于資源材料、種植環境以及測定方法的不同，導致研究結果有所差異。本研究對102份亞麻種質的5種脂肪酸含量進行測定與評價，旨在為亞麻品質育種提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 材料

供試102份亞麻種質，其中國內品種來自內蒙古(18份)、河北(11份)、山西(13份)、甘肅(25份)、新疆(5份)、寧夏(7份)等省份，國外品種來源于美國(6份)、加拿大(5份)、法國(3份)、俄羅斯(7份)、巴基斯坦(2份)。

1.2 試驗方法

2019年，供試材料種植于內蒙古錫林郭勒盟農科所實驗基地，采用隨機區組設計，每份材料種植3行，每行長1 m，行距0.2 m，3次重復。亞麻種子生理成熟后收獲，每份材料種子充分混勻后隨機取20 g，采用D7200近紅外儀檢測5種脂肪酸含量，每份材料重復檢測3次。

1.3 數據處理

采用SPSS 19.0和Excel 2013進行統計分析和相關分析[7]。表型遺傳多樣性采用Shannon Weaver遺傳多樣性指數來衡量[8-9]，多態性指數計算見公式：

H′=-∑Pi×lnPi

式中：

H—遺傳多樣性指數；

Pi—某性狀第i個級別出現的頻率。

2 結果與分析

2.1 亞麻脂肪酸成分的統計分析

5種脂肪酸組分含量的統計分析結果顯示(見表1)，棕櫚酸含量平均值6.16%，高于均值的樣本有42份，變異系數11.78%，遺傳多樣性指數2.03；硬脂酸含量均值6.01%，高于均值的樣本有37份，變異系數35.61%，遺傳多樣性指數2.31；油酸含量均值25.19%，高于均值的樣品有57份，變異系數16.18%，遺傳多樣性指數1.84；亞油酸均值14.98%，高于均值的樣品數有55份，變異系數29.07%，遺傳多樣性指數1.92；亞麻酸均值47.66%，高于均值的樣品數有54份，變異系數11.96%，遺傳多樣性系數2.09。亞麻5種脂肪酸組分含量變異系數11.78%～35.61%，依次排序為硬脂酸>亞油酸>油酸>亞麻酸>棕櫚酸；遺傳多樣性指數為1.84～2.31，依次排序為硬脂酸>亞麻酸>棕櫚酸>亞油酸>油酸。

表1 102份亞麻種質脂肪酸成分遺傳多樣性分析

2.2 亞麻脂肪酸成分的相關性分析

由表2可知，棕櫚酸與硬脂酸呈極顯著正相關(r=0.672)，與油酸呈極顯著負相關(r=-0.353)；亞麻酸與硬脂酸、油酸、亞油酸呈極顯著負相關，其中亞油酸負相關系數最大(r=-0.596)。棕櫚酸與硬脂酸相關系數明顯大于與其他性狀間的相關系數，反映在一定范圍內，亞麻種質棕櫚酸含量與硬脂酸含量密切相關。

表2 亞麻5種脂肪酸成分之間的相關系數

2.3 聚類分析

從圖1可知，在馬氏距離D=58.21時，將102份亞麻品種分為4個類群，第一類群包括12份種質，其中中國11份(內蒙古3份，河北2份，山西4份，甘肅和寧夏均為1份)，美國1份；第二類群包括58份種質，其中中國47份(甘肅14份，內蒙古5份，河北6份，山西7份，新疆、寧夏均為4份)，美國4份，巴基斯坦和法國均為2份，加拿大3份；第三類群包括26份種質，其中中國22份(甘肅9份，內蒙古7份，寧夏、河北、山西均為2份)，加拿大2份，新疆和美國均為1份；第四類群包括6份種質，其中中國5份(內蒙古3份，甘肅和河北均為1份)，法國1份。

注：A.第一類群；B.第二類群；C.第三類群；D.第四類群。圖1 聚類分析結果Fig. 1 Cluster analysis results

3 討論與結論

亞麻脂肪酸組分含量的檢測與評價對亞麻品質育種具有重要意義。趙利等[10]對甘肅116個亞麻地方種質資源的粗脂肪和5種脂肪酸含量及碘價等主要品質性狀進行測定分析，初步篩選出一批優良種質。伊六喜等[11]對401份亞麻進行表型評價，篩選出了亞麻酸含量55%以上的品種16份。張瓊等[12]利用氣相色譜法對162份亞麻材料的脂肪酸含量進行檢測，發現油脂含量存在廣泛變異，同時篩選出優質種質材料 11 份，為胡麻品質遺傳改良提供了親本材料。本研究檢測篩選出寧亞21、禮縣底腳、崇禮小、張亞2、伊亞3、西禮白6份高亞麻酸種質。由于樣品差異、種植環境和脂肪酸組分含量檢測技術差異，102份亞麻種質聚類結果與前人研究結果有所差異[13-15]。本研究中102份亞麻種質的5種脂肪酸含量變異系數為11.78%～35.61%，依次排序為硬脂酸>亞油酸>油酸>亞麻酸>棕櫚酸；遺傳多樣性指數為1.84～2.31，依次排序為硬脂酸>亞麻酸>棕櫚酸>亞油酸>油酸，說明供試材料5種脂肪酸含量表型變異較大，遺傳多樣性豐富。