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越南油茶優良實生單株的篩選

2023-07-11 13:11杜艷軍周開兵
熱帶作物學報 2023年5期
關鍵詞:品質

杜艷軍 周開兵

關鍵詞:越南油茶;實生單株;優良單株;豐產性;穩產性;品質

中圖分類號:S794.4 文獻標識碼:A

越南油茶(Camellia vietnamensis T. C. Huangex Hu)為四大木本油料作物之一。越南油茶又稱大果油茶、華南油茶、高州油茶和陸川油茶,屬于山茶科(Theaceae)山茶屬(Camellia)的喬木樹種,主要分布在我國的廣西壯族自治區陸川縣和廣東省高州市一線以南區域的部分地區[1]。越南油茶在海南省別稱“山柚”,其茶籽油擁有“王中之王”的稱號,同時素有“東方橄欖油”的美稱,醫療保健價值高于普通油茶(Camellia oleiferaAbel)、小果油茶(Camellia meiocarpa Hu)[2]、花生(Arachis hypogaea Linn)油等常見食用油,成為中國頂級的特產[3],具有廣闊的市場前景。由于普通油茶品種不適合在中國熱帶南亞熱帶作物種植區造林,越南油茶造林又極度缺乏綜合性狀較優品種,這就意味著選育越南油茶優良品種成為油茶產業興起的當務之急[4]。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗地點 在海南省保梅嶺生態保護區(白沙黎族自治縣金波鄉,JB)、霸王嶺長臂猿保護區(白沙黎族自治縣青松鄉,QS)、白沙黎族自治縣細水鄉江排村(XS)等粗放管理的越南油茶產區,初選22 個單株,分別用JB1~JB9、QS1~QS8、XS1~XS5 表示(字母代表地名,數字代表單株序號)。產區環境條件如表1 所示,土壤類型為紅黃壤,臺風、暴風雨、雷電為瓊西南熱帶雨林區的主要災害天氣。

1.1.2 試驗材料 篩選樹齡40 a 以上且每年的單位冠幅面積鮮果產量效率均在1.2 kg/m2 (約產毛油36 kg/667 m2)以上、籽仁含油率21%~56%的單株共22 株,其中主枝干分枝角度為45~75°、單果重為40 g 以上、鮮果出籽率為50%~60%。12 月至翌年1 月為盛花期,2—4 月為末花期和坐果期,5—9 月為果實迅速膨大期和花芽分化期,10—11 月為果實成熟期[5]。

1.2 試驗指標和主要觀測方法

在2019、2020、2021 年連續觀測,套用圓形面積公式換算冠幅垂直投影面積(東西徑和南北徑的四分之一為樹盤半徑),再計算單位冠幅果實產量效率[單株果實產量/(3.14×樹盤半徑2)];在樹冠中部外圍四方采取果實30 個,測平均單果重,取出種子,采用索氏提取法提取種子油[6],求取單果茶籽油重量,換算出鮮果含油率(茶籽油重量/果重)和單位冠幅面積茶籽油產量(鮮果含油率×單位冠幅面積產量效率)?;凇队筒枳延汀罚℅B/T11765—2018)[7]規定的標準測定理化性質和脂肪酸含量;脂肪酸甲酯制備遵照GB5009.168 規定,氣相色譜(GC)條件參照文獻[8]設定。

1.3 數據處理

采用SAS 軟件對數據作統計分析。以連續3 a的觀測值作為各單株的3 次重復,對各產地不同單株和不同年度的觀測指標分別采用ANOVA 過程作均衡數據單向分組資料方差分析; 采用DUNCAN 法作多重比較分析。采用Excel 軟件進行灰色關聯分析(P 取0.2)[9-12]和采用Cluster過程最小距離法作聚類分析;采用CORR 作一元線性相關分析。

2 結果與分析

2.1 豐產性和穩產性

JB、QS、XS 產區單株豐產性結果見表2,單位冠幅面積果實產量、鮮果含油率、單位冠幅面積毛油產量效率均存在顯著差異。

對JB 產區單株而言,單位冠幅面積果實產量效率以JB2 最高,JB6 和JB7 與JB2 無顯著差異;以JB3 最低和JB5、JB8 次低、再次低;JB 其余單株豐產性和穩產性居中;鮮果含油率和單位冠幅面積毛油產量效率均以JB2、JB6 和JB7 最高,JB1 和JB7 無顯著差異,JB4、JB9 和JB1 無顯著差異,以JB3、JB5 和JB8 最低、最低和次低,JB其余單株居中??梢?,根據優中選優的原則,JB2、JB6 和JB7 是豐產性和穩產性最優良的單株,JB1、JB4 和JB9 是豐產性和穩產性較優良的單株,JB3、JB5 和JB8 則是豐產性和穩產性較差的單株;單位冠幅面積果實產量效率與鮮果含油率、鮮果含油率與單位冠幅面積毛油產量效率、單位冠幅面積果實產量效率與單位冠幅面積毛油產量效率均呈極顯著一元正線性相關(r=0.9792**、0.9999**、0.9814**)。

對QS 產區單株而言,單位冠幅面積產量效率、鮮果含油率和單位冠幅面積毛油產量效率均以QS5 和QS6 最高,QS2 和QS8 次高,QS3 和QS7 最低,QS1 和QS4 次低??梢?,根據優中選優的原則,QS5 和QS6 是豐產性和穩產性最優良的單株,QS2 和QS8 是豐產性和穩產性較優良的單株,QS1 和QS4 則是豐產性和穩產性較差的單株,QS3 和QS7 則是豐產性和穩產性最差的單株;單位冠幅面積產量效率與鮮果含油率、鮮果含油率與單位冠幅面積毛油產量效率、單位冠幅面積果實產量效率與單位冠幅面積毛油產量效率均呈極顯著一元正線性相關(r=0.9738**、1.0000**、0.9754**)。

對XS 產區單株而言,單位冠幅面積果實產量效率、鮮果含油率和單位冠幅面積毛油產量效率以XS2 最高,以XS1、XS4 和XS5 次之、XS3最低??梢?,根據優中選優的原則,XS2 是豐產性和穩產性最優良的單株,XS1、XS4 和XS5 是豐產性和穩產性較優良的單株,XS3 則是豐產性和穩產性較差的單株;單位冠幅面積產量效率與鮮果含油率、鮮果含油率與單位冠幅面積毛油產量效率、單位冠幅面積果實產量效率與單位冠幅面積毛油產量效率均呈顯著或極顯著一元線性正相關(r=0.9860*、0.9999**、0.9880*)。

總之,通過優中選優,各產區均能優選出豐產性和穩產性最優的單株,單位冠幅面積果實產量效率可能是開展豐產性和穩產性優良單株篩選的有效指標。

2.2 理化性質

JB、QS、XS 產區單株茶籽油理化性質如表3所示,過氧化值、碘值、酸值、皂化值符合《油茶籽油》(GB/T 11765—2018)規定的茶籽油油閥值標準,XS 產區單株的過氧化值、皂化值差異不顯著,其余都存在顯著差異。

對JB 產區單株而言,過氧化值以JB8 和JB9最高,JB3 和JB5 次之,其余都較低;碘值JB1、JB2 和JB7 最高,以JB5、JB6、JB8 和JB9 最低,其余居中;酸價以JB3、JB5、JB6、JB8 和JB9較高,以JB4 居中,其余都較低;皂化值以JB1、JB2 和JB7 最高,JB6、JB8 和JB9 最低,其余居中。對不同單株各項性質之間作一元線性相關性的分析結果表明,過氧化值與碘值、碘值與酸價、酸價與皂化值、皂化值與過氧化值之間均呈極顯著一元線性負相關,其相關系數依次為–0.9916**、–0.9710**、–0.9530**和–0.9829**;過氧化值與酸價、碘值與皂化值之間均呈極顯著一元線性正相關,其相關系數分別為0.9415**、0.9934**。說明在JB 各單株茶籽油不飽和程度越高,則碳鏈越短,進一步導致抗氧化性越強和耐貯性越強,因此,優中選優,JB 應該以JB1、JB2 和JB7 更優,以JB3、JB4、JB5 居中,以JB6、JB8、JB9 較差。

對QS 產區單株而言,過氧化值以QS1、QS3、QS7 和QS8 最高,以QS2 和QS5 居中,以QS4和QS6 最低;碘值以QS6 最高,以QS5 和QS8居中,其余則較低;酸價以QS1、QS4、QS7 和QS8 最高,以QS2、QS3 和QS5 居中,以QS6較低;皂化值以QS6 最高,以QS3 和QS5 居中,其余則較低。對不同單株各項性質之間作一元線性相關性分析結果表明,過氧化值與碘值、碘值與酸價、酸價與皂化值、皂化值與過氧化值之間均呈顯著一元線性負相關,其相關系數分別為–0.7388*、–0.8271*、–0.8683**、–0.8218*;過氧化值與酸價、碘值與皂化值之間均呈極顯著一元線性正相關, 其相關系數分別為0.9387** 、0.9223**。說明在QS 單株中,也表現出與JB 單株間很相似差異特點和一致的理化性質指標間一元線性相關性,根據優中選優的原則,QS6 是理化性質綜合表現最優良的單株;其余單株則在某些理化性質上存在較明顯不足。

對XS 產區單株而言,碘值以XS1 較低,其余單株則差異不顯著且顯著高于XS1;酸價以XS1 最高,以XS3、XS5 居中,以XS2 和XS4較低。對不同單株各項性質之間作一元線性相關性分析結果表明,碘值與酸價、酸價與皂化值之間均呈顯著一元線性負相關,其相關系數分別為–0.8061*、–0.8382*;過氧化值與酸價呈顯著一元線性正相關,其相關系數為0.8256*;過氧化值與碘值、皂化值與過氧化值、碘值與皂化值的一元線性相關性不顯著,但前二者高低差異趨勢相反,后者則高低差異趨勢相同。說明在XS 單株中,也表現出與QS 和JB 單株間基本相似差異特點和基本一致的理化性質指標間一元線性相關性,根據優中選優的原則,XS2 和XS4 是理化性質綜合表現相對更為突出,其余單株則差異不明顯。

可見,茶籽油碘值(不飽和度)和茶籽油皂化值(碳鏈長短)可能是開展茶籽油理化性質或品質綜合表現優良單株篩選的有效指標。

2.3 脂肪酸

2.3.1 大量脂肪酸JB、QS、XS 產區單株茶籽油大量脂肪酸組成差異如表4 所示,所有單株的茶籽油棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸等含量均符合《油茶籽油》(GB/T11765—2018)規定的閥值標準,其中各產區不同單株的硬脂酸含量均差異不顯著,QS 區不同單株的棕櫚酸含量差異也不顯著,其余存在差異顯著。

對JB 產區單株而言,棕櫚酸含量以JB1、JB2、JB4 和JB7 最高,以JB8 最低,其余則較低;油酸含量以JB8 和JB8 顯著低于其他單株,且兩組各自單株間差異不顯著;亞油酸含量以JB5、JB6最高,以JJB3、B8 和JB9 居中,其余較低。對不同單株各大量脂肪酸含量之間作一元線性相關性分析結果表明,不同單株的棕櫚酸和硬脂酸、硬脂酸與油酸、油酸與亞油酸、亞油酸與棕櫚酸等含量間均呈顯著一元線性負相關,相關系數分別為–0.6359*、–0.6052*、–0.7300*、–0.7616*;棕櫚酸與油酸、硬脂酸與亞油酸等含量間分別呈極顯著和顯著一元線性正相關,相關系數分別為0.9859**和0.7765*。由于茶籽油大量脂肪酸中亞油酸含量是最重要的評價營養價值指標,根據優中選優的原則,JB5 和JB6 可能是最優良的單株;茶籽油不同大量脂肪酸之間應該存在棕櫚酸向硬脂酸、硬脂酸向油酸和油酸向亞油酸的轉化關系。

對QS 產區單株而言,油酸含量以QS6 和QS5最高,以QS2 和QS3 最低,其余居中;亞油酸含量以QS2、QS3、QS4、QS7 和QS8 較高,以QS5和QS6 較低,其余居中。對不同單株各大量脂肪酸含量之間作一元線性相關性分析結果表明,不同單株的棕櫚酸和硬脂酸、硬脂酸與油酸、油酸與亞油酸等含量間均呈顯著一元線性負相關,相關系數分別為–0.6969*、–0.6319*、–0.8251*;硬脂酸與亞油酸含量間呈顯著一元線性正相關,相關系數為0.7901*;亞油酸與棕櫚酸、棕櫚酸與油酸等含量間的一元線性相關性不顯著,但前者和后者分別表現出高低差異變化相反和相同的趨勢。仍基于亞油酸含量作優中選優,QS2、QS3、QS4、QS7 和QS8 可能是較優良的單株;也基本上說明茶籽油不同大量脂肪酸之間應該存在與JB 產區單株間所表現出的相同轉化關系。

對XS 產區而言,棕櫚酸含量以XS3 較低,其余單株則較高,其相互間差異不顯著;油酸含量以XS2 和XS4 最高,以XS1 最低,以XS3 和XS5 居中;亞油酸含量以XS1、XS3 和XS5 顯著高于XS2 和XS4,且前后兩組各自內部單株間分別無顯著差異。對不同單株各大量脂肪酸含量之間作一元線性相關性分析結果表明,不同單株的硬脂酸與油酸、油酸與亞油酸等含量間均呈顯著一元線性負相關,相關系數分別為–0.8242*、–0.91691*;硬脂酸與亞油酸含量間呈顯著一元線性正相關,相關系數為0.9719*;棕櫚酸和硬脂酸、亞油酸與棕櫚酸、棕櫚酸與油酸等含量間一元線性相關性不顯著,但分別基本表現出高低差異變化相反、相反和相同的趨勢。仍基于亞油酸含量作優中選優,XS1、XS3 和XS8 可能是較優良的單株;也基本說明茶籽油不同大量脂肪酸之間應存在與JB 和QS 產區單株間所表現出的相同轉化關系。

綜上所述,基于亞油酸含量作優中選優,各產區均能優選出茶籽油營養品質最優的單株;茶籽油不同大量脂肪酸之間應該存在棕櫚酸向硬脂酸、硬脂酸向油酸和油酸向亞油酸的轉化關系。

2.3.2 微量脂肪酸 JB、QS、XS 產區單株茶籽油微量脂肪酸組成差異如表5 所示,肉豆蔻酸、棕櫚油酸、亞麻酸、花生酸、花生一烯酸等含量符合《油茶籽油》(GB/T 11765—2018)規定的閥值標準,且除XS 區單株亞麻酸差異不顯著外,其余均存在顯著差異,說明不同單株各有其營養品質特點。

對 JB 產區單株而言,肉豆蔻酸含量以JB7 顯著最高,JB9 顯著次之,JB1 與二者差異不顯著;JB3 顯著低于上述三者,JB4 居JB9 與JIB3 之間而與之差異不顯著;其余單株顯著最低。棕櫚油酸含量以JB2 顯著最高,JB1、JB7 和JB9 顯著次之,JB4 則與上述單株均差異不顯著;JB3、JB6 和JIB8則顯著居最低,JB5 則僅與JB2 差異顯著。亞麻酸含量以JB1、JB2、JB4 和JB7 最高,JB3 顯著次之,JB5 顯著再次;JB9 則與JB3 和JB5 差異不顯著;JB6 和JB8 則顯著最低?;ㄉ岷縿t按照下述順序顯著遞減:JB1、JB2、JB7>JB9> JB3、JB8>JB4>JB5、JB6?;ㄉ幌┧岷恳訨B2 和JB7顯著最高,JB9 顯著次之,JB4 則與上述單株均無顯著差異;其余單株顯著最低且甚微。

對QS 產區單株而言,肉豆蔻酸含量按照以下順序顯著遞減:QS5>QS3、QS6>QS2、QS4、QS8>QS7>QS1。棕櫚油酸含量按照以下順序顯著遞減:QS6>QS5>QS7>QS1、QS2、QS3>QS4、QS8。亞麻酸含量以QS6 顯著最高和QS3、QS7顯著最低,其余單株與上述單株均差異不顯著?;ㄉ岷縿t按照下述順序顯著遞減:QS5、QS6>QS7>QS2、QS3、QS4、QS8>QS1?;ㄉ幌┧岷恳訯S6 顯著最高,QS1 顯著次之,QS2顯著再次,其余單株則顯著最低。

對XS 產區單株而言,肉豆蔻酸含量按照以下順序顯著遞減:XS2>XS4>XS1、XS3、XS5。棕櫚油酸含量按照以下順序顯著遞減:XS2、XS4>XS1、XS5>XS3?;ㄉ岷縿t按照以下順序顯著遞減:XS2、XS4>XS1、XS3、XS5?;ㄉ幌┧岷縿t表現為XS2 和XS4 顯著高于XS2和XS5,在XS1 中則未檢測到。

對JB 產區單株,棕櫚油酸與亞麻酸、亞麻酸與花生酸、肉豆蔻酸與亞麻酸、棕櫚油酸與花生一烯酸等含量之間均呈顯著或極顯著一元線性正相關(r=0.7895*、0.6965*、0.6709*、0.8354**);對于QS 產區單株,棕櫚油酸與亞麻酸、亞麻酸與花生酸、棕櫚油酸與花生酸等含量之間均呈顯著或極顯著一元線性正相關( r=0.7425* 、0.8494** 、0.8884**);對于XS 產區單株,花生酸與花生一烯酸、肉豆蔻酸與花生酸、肉豆蔻酸與花生一烯酸、棕櫚油酸與花生酸等含量之間均呈顯著一元線性正相關(r=0.9358*、0.9443*、0.8916*、0.9080*);其余不同指標間,雖然無顯著線性相關性,大都表現出高低差異變化相反、相似或相同的趨勢。由此說明,在果實生長期,不同微量脂肪酸之間,也存在飽和向不飽和的轉化關系。

因此,綜合分析表明JB2、JB7、JB1、QS6較優。

2.4 灰色關聯分析

分別取上述各指標在2019、2020 和2021 年的平均值組成變量組,進行灰色關聯分析,全部供試單株灰色關聯分析結果如表6 所示。排名前十的單株依次為JB2、JB7、QS6、JB1、QS5、XS2、JB4、XS4、JB9、XS5,其中JB 區5 株,約占該產區供試單株總數的55.56%,且其中又有3 株居前五名;QS 區2 株,占該產區供試單株總數的25%,且其中又有2 株居前五名;XS 區3株,占該產區供試單株總數的30%,且其中有1株在前七名;說明JB 較優單株最多;排名前十的單株包含上述理化性質、脂肪酸和豐產性較優排名前七的單株,說明在各產區均可以篩選出豐產、穩產且綜合品質優良的單株。

2.5 聚類分析

對2019、2020、2021 年JB、QS、XS 全部供試單株的上述各指標均值作聚類分析,如圖1 所示,聚成9 類(r=0.904)效果較好。第Ⅰ類包含JB1、JB9、QS5;第Ⅱ類包含JB3、QS3、QS7、JB6、QS4、QS1、XS3、XS1;第Ⅲ類包含XS4;第Ⅳ類包含JB8、QS8;第Ⅴ類包含QS2、XS5;第Ⅵ類包含JB4、QS6、XS2;第Ⅶ類包含JB7;第Ⅷ類包含JB6;第Ⅸ類包含JB2。第Ⅲ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ類各含一個單株,且灰色關聯分析結果中的綜合性狀最優單株JB2 聚在了第Ⅸ類中,說明海南省不同產區的茶籽油包含豐富的遺傳多樣性,JB2是所有供試單株中最優且最獨特的單株;灰色關聯分析結果中綜合性狀排名前五或前七的單株聚在了Ⅸ、Ⅶ、Ⅵ、Ⅰ中,說明綜合表現較優的單株包含不同類型,可望選育出特點多樣化的品種,有利于越南油茶造林生產。

3 討論

茶籽油理化性質和脂肪酸含量均符合《油茶籽油》(GB/T 11765—2018)中一級商品油閾值的標準,且不同單株間在4 項性質上總存在差異,說明越南油茶茶籽油的理化性質存在相對遺傳穩定性和一定限度內的變異,再一次說明越南油茶育種目標應以豐產性和穩產性為主[13-14],同時也說明瓊西南熱帶雨林區越南油茶實生變異中存在豐富的優良變異,并形成各自品質特色,這與本課題組前期研究結果一致[3, 14]。

參照國家林業局LY/T 1730.1—2008[15]規定實生選種的油茶樹齡和經濟性狀要求,本研究供選單株符合造林需要。由JB2 的經濟性狀綜合表現可見,其茶籽油具備最優的貯藏性、不飽和度和皂化性[3, 16-18],灰色關聯分析結果表明JB2 位居第一。在聚類分析中,JB2 單獨為Ⅸ類,說明JB2 基因型較為稀有。上述結果均表明JB2 將來可能是一個特色鮮明的優良品種。

油酸含量與單果重、果高、單果籽數呈正相關[18],表明油酸含量較高的XS2、JB2、JB7、JB4、QS5、XS4、JB9、XS3、JB3、JB5 是豐產且穩產單株。本研究的豐產性比較結果表明,XS2、JB2、JB7、QS5 和XS4 綜合表現在各產區最優或較優,其茶籽油理化性質結果也表明這5 個單株具備良好的貯藏和營養保健價值[19]?;诋a量和品質等性狀的灰色關聯分析結果表明,這5 個單株正好位列前五名。因此,這5 個單株均應進入新品種選育的復選階段,也說明茶籽油油酸含量是越南油茶新品種選育的關鍵選擇指標之一。鑒于本研究供試單株的經濟性狀表現是不同基因型和不同產區環境共同作用的結果[20],入選單株在后續的選擇階段應先在各產區抉選,然后通過區域試驗確定其推廣范圍。

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