不同类型亚麻种质资源脂肪酸组分相关及变异特点分析

谢冬微，赵德宝，杨学，路颖，戴志刚，粟建光*

(1.黑龙江省农业科学院经济作物研究所，哈尔滨150086;2.中国农业麻类科学院麻类研究所，长沙410205)

亚麻 (Linum usitatissiumu L.)属于亚麻科 (Linaceae)亚麻属 (Linum)。它是世界上最古老的纤维作物之一，据考古发现，新石器时代瑞士“湖滨居地”遗址的木屋里发现了炭化的亚麻种子。16世纪，在《方土记》一书中曾这样记载，“亚麻籽可榨油，油色青绿，入蔬香美”，这说明很早以前人们就将亚麻作为油料作物[1]。亚麻作为重要的经济作物被人们广泛种植。亚麻籽油中含有多种脂肪酸包括棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸及亚麻酸等，其中α－亚麻酸的含量可以达到40% ～60%[2－3]。近些年亚麻油作为一种功能性保健食品备受青睐，因其包含着人体所必须的脂肪酸，对人体健康起着决定性的作用。其中α－亚麻酸有降血脂、调节胆固醇代谢、降血压、抗血栓及预防癌变等作用[4－5]。也有学者研究表明，亚麻籽油可以有效改善猪[6]、鸡[7]的生产性能与品质，并促进鱼类的生长[8]。因此，深入研究亚麻油份含量及脂肪酸组分具有十分重要的意义。

关于亚麻种质资源的油分含量、脂肪酸组成及其变异情况国内外已有部分报道，Bickert[9]等(1994)对不同亚麻属植物、亚麻的栽培种和突变体的种子脂肪酸组成及甘油三酯含量进行了分析，结果表明亚麻酸含量在不同试验材料间的变异幅度为30.7% ～67.5%。周亚东[10]等(2010)对亚麻种子脂肪酸含量及组分的研究表明，油分与亚麻酸、棕榈酸呈极显著正相关;与硬脂酸、亚油酸呈极显著负相关;与油酸相关性不显著。亚麻籽脂肪酸组分均有一定变异，其中硬脂酸含量变异最大为30.82%，亚麻酸含量变化差异最小为11.07%。而赵利[11]等 (2006)对胡麻种子脂肪酸含量及组分的结果为油分与亚油酸极显著正相关;与硬脂酸极显著负相关;但与其他脂肪酸均未达到显著水平。Naqvi[12]等 (1987)针对10个印度本土亚麻品种的籽粒脂肪酸含量的研究结果为油分与硬脂酸、油酸呈显著性负相关，但与亚麻酸呈极显著正相关。

上述报道随试验材料、种植地点以及材料数量的不同结果有所差异，且选材带有一定的区域局限性，缺少在全国范围内与国外品种的比较。对脂肪酸组分变异的特点及油纤兼用型材料涉及较少。本研究以国内外具有代表性的237份油用、纤用亚麻材料为研究对象，分析了不同来源、不同类型及不同品种间的油份及脂肪酸组分的差异、相关及变异情况，并筛选出油用、纤用的高油及高α－亚麻酸的特异种质资源，为配置杂交组合提供亲本，为目标基因研究提供材料，并为培育纤维品质好、油分含量高、脂肪酸组分配比合理的亚麻新品种提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2014年在黑龙江省农业科学院试验田 (糖业研究所)种植不同类型亚麻材料237份，按其用途分:纤用亚麻材料209份，油用材料28份。按其来源分:国内材料167份，国外材料70份。每份材料按行种植，3次重复，行长2 m，行距20 cm，条播。管理同大田。收获后，随机抽取有代表性的种子50 g供分析用。

1.2 试验方法

亚麻籽油份及脂肪酸组分含量的测定采用DA7200型近红外品质分析仪。

1.3 数据处理

试验数据采用EXCEL及DPSv7.05软件进行统计分析。

2 结果与讨论

2.1 不同类型亚麻种质资源脂肪酸组分变异情况

237份亚麻种质资源油份含量的平均值为39.02%，含油量最高的为引自加拿大的油用材料CN114040，含量为45.66%;含油量最低的为黑龙江省的纤用材料Po3007－2，含量为34.5%。变异系数为4.22%，说明油份含量在各种质资源间变化不大比较稳定。在本研究的5种脂肪酸中不饱和脂肪酸的情况为:油酸含量最高的为黑龙江省纤用材料yk0520－28，含量为29.07%;含量最低的为河北省油用材料QS11，含量为10.46%。亚油酸含量最高的为黑龙江省纤用材料35H03112，含量为25.44%;含量最低的为波兰油用材料Kreola，含量为4.38%。亚麻酸含量最高的加拿大油用材料CN11379，含量为57.38%;含量最低的为黑龙江纤用材料7号－1，含量为27.96%。并且除亚麻酸的变异系数 (9.94%)较小外，其余四种棕榈酸、硬脂酸、油酸及亚油酸的变异系数均较大，其中棕榈酸的变异系数最大为26.79%。五种脂肪酸的变异系数基本均在10%以上，说明本研究利用的试验材料具有很丰富的遗传背景。

表1 不同类型亚麻种质资源脂肪酸组分含量及变异情况Tab.1 Variation and content of fatty acid in different types of flax germplasm resources

2.2 亚麻脂肪酸组分间的相关分析

通过对亚麻籽中油分含量及脂肪酸组分间的相关研究，可以明确油份含量及不同组分间的相关关系，为进一步的高油及高多不饱和脂肪酸品种的选育提供科学依据。本研究利用DPS软件对参试材料的各性状进行了相关分析 (见表2)，结果表明:油分含量与油酸、亚油酸呈极显著负相关，而与亚麻酸呈极显著正相关;棕榈酸含量与硬脂酸、油酸呈极显著负相关，而与亚麻酸呈极显著正相关;硬脂酸含量与油酸呈极显著正相关，而与亚麻酸呈极显著负相关;油酸含量与亚油酸、亚麻酸呈极显著负相关。本研究结果与周亚东[10]、赵利[13]等的研究结果基本一致，由以上结果可见当亚麻籽中油份含量高时其亚麻酸的含量也相对较高，说明对于育种家而言筛选高油的亚麻品种的同时也对高亚麻酸品种进行了筛选。而油酸含量高时其亚油酸和亚麻酸的含量就相对较低，这可能意味着三种不饱和脂肪酸之间存在着此消彼长的平衡关系，即油酸脱氢后会产生亚油酸或者亚麻酸。

表2 油份及不同脂肪酸组分间的相关性分析Tab.2 The correlation among six quality traits

2.3 不同来源亚麻种质资源脂肪酸组成分析

根据本研究材料的不同来源可将其分为两大类即:国内资源和国外资源，而按其类型又可以进一步分为纤用材料和油用材料两类，各类型亚麻资源的油份和脂肪酸组成的具体信息如表3所示。由结果可知，参试材料的油份和亚麻酸含量平均值均表现为国外纤用＞国内纤用、国外油用＞国内油用，可见国外引进材料的油分和高不饱和脂肪酸的含量与国内资源相比较高，对于育种家而言在培育高油及高亚麻酸品种时，可以考虑多引进国外优异资源进行杂交组合配置。但以上结果仅是从平均值的角度分析得到的结论，本研究的参试材料中部分国内资源的油份和脂肪酸组分也表现十分优异 (见表5)。

表3 不同来源脂肪酸含量组成Tab.3 Comparison of fatty acid in flax varieties from different sources

2.4 高油及高亚麻酸亚麻种质资源的分布情况

参照赵利[14]等对亚麻优异种质资源油份及脂肪酸含量的评价指标及结合本研究的实际情况，我们将油分含量大于40%的划为中高油分材料，将大于42%的划为高油份材料;α－亚麻酸含量大于50%的划为中高亚麻酸材料，而大于55%的划为高亚麻酸材料，依据此标准对本研究的237份亚麻种质资源材料进行优异种质资源的划分及筛选 (见表4、表5)。结果筛选出中高油材料52份、中高亚麻酸材料6份、高油材料12份及高亚麻酸材料2份。高油及高亚麻酸的亚麻材料作为特异优质材料被筛选出来，其中油用材料7份 (国外材料5份，国内2份)，纤用材料5份 (国外材料1份，国内材料4份)。由以上结果可知，以上被筛选出的优质材料都具有高油分或高亚麻酸的性状，为了有针对性地进行亚麻油分及脂肪酸组分改良，扩大遗传基础，这些优良性状对资源创新和育种是非常有利的，可推荐作为品质育种或品质改良的亲本供育种研究利用。特别要强调的就是5份纤用材料，其中4份来自于黑龙江，这为黑龙江省发展高纤高油兼用型亚麻品种的培育奠定了良好的基础。

表4 高油及高α－亚麻酸优异种质资源总体情况Tab.4 The characters of high－grade flax germplasm as to oil and α －Linolenic acid

3 讨论与结论

育种经验表明，杂交亲本的选配是育种的前提，优质资源材料是定向育种的物质基础，要进行品种改良首先必须要有比较合适的特异材料作为供体，了解亲本的差异性是提高育种效率的基础[15]。因此，明确材料的脂肪酸组分的遗传变异规律、分布情况以及脂肪酸各组分的相关性对于品种选育具有重要意义。关于亚麻籽油脂脂肪酸各组分相关性及遗传变异规律的分析国内外研究学者已有部分报道:2006年，赵利[11]等对胡麻种子脂肪酸含量及组分的研究结果为油分与亚油酸极显著正相关;与硬脂酸极显著负相关;但与其他脂肪酸的相关性均未达到显著水平。且该作者在2008年的研究结果表明，硬脂酸与粗脂肪含量、油酸、亚油酸和亚麻酸含量之间均呈极显著相关，油酸与粗脂肪含量、亚油酸和亚麻酸含量之间呈极显著负相关，粗脂肪含量与亚油酸含量呈极显著正相关[13]。而周亚东[10]等对亚麻种子脂肪酸含量及组分的研究表明，亚麻酸与其他四种脂肪酸都呈负相关性，其中与硬脂酸、油酸达到极显著负相关，亚油酸与棕榈酸、油酸呈负相关，其中与油酸达到显著性负相关，与硬脂酸达到显著性正相关，油酸与硬脂酸之间达到显著性正相关。亚麻籽脂肪酸组分均有一定变异，其中硬脂酸含量变异最大为30.82%，亚麻酸含量变化差异最小为11.07%。Naqvi[12]等针对10个印度本土亚麻品种的籽粒脂肪酸含量的研究结果为油分与硬脂酸、油酸呈显著性负相关，但与亚麻酸呈极显著正相关。本研究通过对国内外237份亚麻材料的油份及脂肪酸含量进行分析，得到五种脂肪酸的变异系数均较大，这与Bickert[9]、周亚东[10]等得到的五种脂肪酸变异系数均大于10%的结论相一致。且本研究中油份含量与亚麻酸含量呈极显著正相关，油酸含量与亚油酸、亚麻酸含量呈极显著负相关，此结论与周亚东[10]，赵利[13]等的结果基本一致。而根据材料的不同来源划分，呈现出国外材料油份及亚麻酸含量总体高于国内材料的趋势，但本研究共筛选出12份优异种质资源材料中有6份来自于国内，这说明虽然总体上国外材料在油份及亚麻酸含量上占有优势，但国内仍有非常优异的种质资源等待挖掘，同时我们还发现筛选的优异材料中有5份为高油高纤材料，这为今后培育高油高纤兼用型亚麻新品种奠定了良好的基础。

表5 筛选出的特异种质资源具体信息Tab.5 The detail information of special germplasm resources

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