阿力木江·克來(lái)木，蘇秀娟，瑪依拉·依不拉音，趙 強(qiáng)，鄧曉娟，木哈達(dá)斯·買(mǎi)買(mǎi)提依明

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，烏魯木齊 830052；2.新疆塔城市二工鎮(zhèn)農(nóng)機(jī)站，新疆塔城 834000)

0 引 言

【研究意義】棉花是一種棉、油、蛋白等綜合利用的重要大田作物，棉籽中含有豐富的油脂、蛋白質(zhì)、維生素E、碳水化合物等[1-5]。以往主要針對(duì)皮棉產(chǎn)量及纖維品質(zhì)等性狀對(duì)棉花進(jìn)行遺傳改良，未重視對(duì)棉籽營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的改良。有關(guān)棉籽營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的研究很早就有報(bào)道，但大都是針對(duì)其作為飼料或食品資源而進(jìn)行的[6-7]，為了提高棉花的生產(chǎn)效率和綜合利用價(jià)值，棉籽油分和蛋白質(zhì)改良也是棉花育種的目標(biāo)。通過(guò)提高棉花種子的品質(zhì)能改善棉籽質(zhì)量或增加產(chǎn)量。棉花是集糧、棉、油、柴等物質(zhì)于一體的作物，開(kāi)發(fā)利用好棉花副產(chǎn)品，對(duì)有效利用資源，這是為棉花品質(zhì)育種和棉花副產(chǎn)品綜合利用提供參考，對(duì)研究棉花籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與棉花育種生產(chǎn)當(dāng)中，提高植棉效益意義重大。研究棉花品種對(duì)綜合提高棉花種子質(zhì)量，對(duì)于評(píng)價(jià)棉籽仁營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與科學(xué)培育優(yōu)良品質(zhì)具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】我國(guó)每年棉籽產(chǎn)量達(dá)900×104t以上，棉籽油產(chǎn)量占全國(guó)植物油總產(chǎn)的四1/4，是重要的食用油和工業(yè)用油原料[8]。棉籽餅?zāi)戤a(chǎn)量達(dá)400×104～500×104t，脫脂后的棉仁粉，蛋白質(zhì)含量可高達(dá)60%以上，含有人體必需的8種氨基酸，是豐富的蛋白質(zhì)資源[9]。研究只限于種子的含油率以及環(huán)境對(duì)含油成分的影響，而將種子高含油量進(jìn)行特定的目標(biāo)育種研究較少。目前棉花種子的油分與蛋白含量仍維持在50年前甚至100年前的水平[10-11]。我國(guó)對(duì)棉籽的研究均集中于營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)間的關(guān)系、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與纖維產(chǎn)量間的關(guān)系、棉花主栽品種棉籽營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及播種品質(zhì)[12-16]和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的QTL定位[17]。20世紀(jì)80年代以來(lái)，美國(guó)等開(kāi)展了提高棉籽含油量的育種工作[17-19]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】有關(guān)棉籽營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)對(duì)播種品質(zhì)的影響報(bào)道較少。評(píng)價(jià)不同陸地棉品種棉籽的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】對(duì)14個(gè)陸地棉品種種子的籽指、含水量、粗脂肪和蛋白質(zhì)等種子質(zhì)量相關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定和分析，研究不同棉花品種的棉籽營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，為品質(zhì)育種提供優(yōu)質(zhì)親本，為針對(duì)棉籽蛋白質(zhì)、含油量進(jìn)行特定目標(biāo)育種及棉花副產(chǎn)品綜合利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

材料由新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院提供，均為陸地棉品種。品種有新陸早25號(hào)、關(guān)農(nóng)1號(hào)、短節(jié)岱、新陸早42號(hào)、新陸早38號(hào)、吐79-94、XND1584、新陸早50號(hào)、塔什干1號(hào)、XND1586、新陸早35號(hào)、吐76-74、Y1164和KK1543。

1.2 方 法

1.2.1 籽指測(cè)定

從充分混合的種子中隨機(jī)數(shù)取4份種子各100粒，分別在天平上稱(chēng)重，精確至 0.01 g。

1.2.2 含水量測(cè)定

采用高溫烘干法，取種4～5 g，130℃的恒溫烘箱2 h處理，三個(gè)重復(fù)。計(jì)算公式如下。

種子含水量(%)= [(烘前試樣重-烘后試樣重)/烘前試樣重]×100%。

兩份試樣測(cè)定結(jié)果差距不得超過(guò)0.4%，否則重測(cè)。

1.2.3 蛋白質(zhì)含量測(cè)定

采用考馬斯亮藍(lán)法，計(jì)算公式如下。

蛋白質(zhì)含量(mg/g)=(C×Vt)/(1 000×Vs×Wf)。

其中：C：蛋白質(zhì)提取液的濃度(μg/mL)；Vt：提取液總體積mL；Vs：測(cè)定時(shí)加樣量mL；Wf：樣品鮮重g。

1.2.4 粗脂肪含量測(cè)定

稱(chēng)樣2～4 g，105℃溫度30 min處理，趁熱研磨，于干燥器內(nèi)冷卻至室溫。

計(jì)算粗脂肪含量：

粗脂肪含量(%)= [粗脂肪重量/試樣重量(1-水分百分率)]×1 000%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和作圖，SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析和聚類(lèi)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同陸地棉品種籽指差異

研究表明，所用品種籽指之間存在極顯著差異，變幅較小，7.78%～10.23%，含量集中在30.00%～49.00%。其中籽指最高的是新陸早35號(hào)，高達(dá)10.23 g，籽指最低的是Y1164，只有7.78 g。14個(gè)品種可以聚類(lèi)成3大類(lèi)，其中高籽指類(lèi)的品種有XND1586和新陸早35號(hào)。圖1，圖2

圖1 不同陸地棉種子籽指含量變化

Fig.1Changesofseedcontentsindifferentuplandcottonvarieties

圖2 不同陸地棉籽指含量聚類(lèi)
Fig.2 Cluster analysis of seed contents in different upland cotton varieties

2.2 不同陸地棉品種的水分含量差異

研究表明，棉花不同品種水分含量差異極顯著，變幅較小，5.01%～6.34%，含量集中在5.33%～6.00%。XND1584和Y1164的含水量最高，新陸早38號(hào)含水量最低，Y1164、XND1584、76-94、塔什干1號(hào)、關(guān)農(nóng)1號(hào)、新陸早35號(hào)等品種含水量之間有差異。試驗(yàn)14個(gè)品種可以聚類(lèi)成3大類(lèi)，其中低水量類(lèi)的品種有短節(jié)岱，XND1586和新陸早38號(hào)。圖3，圖4

圖3 不同陸地棉種子含水量變化
Fig.3 Changes of water content in different upland cotton varieties

圖4 不同陸地棉種子含水量聚類(lèi)
Fig.4 Cluster analysis of water contents in different upland cotton varieties

2.3 不同陸地棉品種種子蛋白質(zhì)含量差異

研究表明，棉花品種間蛋白質(zhì)含量存在極顯著差異，變幅較大，3.84～22.59 mg/g，含量集中在18.00～23.00 mg/g。短節(jié)岱種子的蛋白質(zhì)含量最高，達(dá)22.59 mg/g，塔什干1號(hào)的種子蛋白質(zhì)含量最低，只有3.84 mg/g。試驗(yàn)14個(gè)品種可以聚類(lèi)成3大類(lèi)，其中高蛋白質(zhì)類(lèi)的品種有短節(jié)岱、新陸早25號(hào)、Y1164、新陸早42號(hào)、新陸早50號(hào)和KK1543。圖5，圖6

圖5 不同陸地棉種子蛋白質(zhì)含量變化
Fig.5 Changes of protein contents in different upland cotton varieties

圖6 不同品種種子蛋白質(zhì)含量聚類(lèi)
Fig.6 Cluster analysis of protein content in different upland cotton varieties

2.4 不同陸地棉品種的脂肪含量差異

研究表明，各品種脂肪含量之間存在極顯著性差異，變幅較大，26.41%～51.35%，含量集中在30.00%～49.00%。關(guān)農(nóng)1號(hào)和短節(jié)岱種子的粗脂肪含量顯著最高，達(dá)51.35%和50.99%；XND1586的種子粗脂肪含量極顯著最低，只有26．41%，其他材料間差異不顯著。試驗(yàn)14個(gè)品種可以聚類(lèi)成3大類(lèi)，其中高脂肪類(lèi)的品種有關(guān)農(nóng)1號(hào)，短節(jié)岱和新陸早38號(hào)。圖7，圖8

圖7 不同陸地棉種子粗脂肪含量變化
Fig.7 Changes of crude fat content in different upland cotton varieties

圖8 不同陸地棉種子粗脂肪含量聚類(lèi)
Fig.8 Cluster analysis of crude fat contents in different upland cotton varieties

2.5 綜合聚類(lèi)

研究表明，綜合四個(gè)指標(biāo)聚類(lèi)，把試驗(yàn)的14個(gè)材料分為4大類(lèi)。第一大類(lèi)：蛋白質(zhì)含量高材料，有新陸早25號(hào)、Y1164、新陸早42號(hào)、新陸早50號(hào)和KK1543。第二大類(lèi)：脂肪含量高材料，有關(guān)農(nóng)1號(hào)、新陸早38號(hào)和新陸早35號(hào)屬于脂肪含量較高材料。第三大類(lèi)：高蛋白、高脂肪材料，只有短節(jié)岱。結(jié)合籽指數(shù)據(jù)得短節(jié)岱屬于粒小、品質(zhì)高材料。第四大類(lèi)：品質(zhì)一般，除以上其他材料。圖9

圖9 綜合聚類(lèi)
Fig.9 Integrated clustering diagram

3 討 論

測(cè)定不同棉花品種種子的粗脂肪、蛋白質(zhì)、含水量和籽指等種子質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)，這些指標(biāo)是評(píng)價(jià)棉花種子質(zhì)量的前提依據(jù)[20-21]。主要對(duì)棉花不同品種種子的籽指、含水量、粗脂肪、蛋白質(zhì)等種子質(zhì)量有關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，不同棉花品種種子質(zhì)量的各指標(biāo)有一定的差異，有些品種種子品種好，有些品種品質(zhì)好，還有些品種的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)好。營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)好，這些品種適合壓油和加工飼料，有些品種的產(chǎn)量很好，適合農(nóng)業(yè)推廣種植。品種的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)或種子品質(zhì)的高或者低，與遺傳特性有關(guān)。棉籽營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的檢測(cè)成本較高。在現(xiàn)有條件下，棉籽營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的檢測(cè)是破壞性的，用于檢測(cè)的種子就不能再用于繁殖，對(duì)于營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的選擇只能在高世代完成。建立一套適于品質(zhì)育種、可快速準(zhǔn)確地分析品質(zhì)的檢測(cè)方法，是開(kāi)展棉籽營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)改良的重要前提。應(yīng)加強(qiáng)棉籽營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)性狀的研究,發(fā)掘有利用價(jià)值的等位基因，將分子標(biāo)記輔助選擇用于育種實(shí)踐，以培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的新品種，值得進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

4.1 在所測(cè)的14個(gè)陸地棉品種中，籽指、種子含水量、蛋白質(zhì)含量和粗脂肪含量存在明顯差異，籽指最大為10.23 g，最小為7.78 g；含水量最高為6.34%，最低為5.01%；蛋白質(zhì)含量最高為22.59 mg/g，最低為3.84 mg/g；粗脂肪含量最高為51.35%，最低為26.41%。

4.2 高油分棉花品種為關(guān)農(nóng)1號(hào)、新陸早38號(hào)和新陸早35號(hào)，高蛋白質(zhì)棉花品種為新陸早25號(hào)、Y1164、新陸早42號(hào)、新陸早50號(hào)和KK1543，高油高蛋白棉花品質(zhì)為短節(jié)岱。

4.3 棉籽是棉花生產(chǎn)中的重要副產(chǎn)品,脂肪酸及蛋白質(zhì)是其貯藏的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。陸地棉棉籽主要粗脂肪及蛋白質(zhì)含量變異較大，可以通過(guò)籽指、含水量、蛋白質(zhì)含量、粗脂肪含量進(jìn)行估測(cè)。

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