石欣隆，劉 偉，張 琳，劉改秀，劉 普，侯小改

(1.河南科技大學 a.農(nóng)學院/牡丹學院;b.化工與制藥學院，河南 洛陽 471023；2.河南省油用牡丹工程技術(shù)研究中心，河南 洛陽 471023；3.國家牡丹園，河南 洛陽 471011)

0 引言

紫斑牡丹(Paeoniarockii)為芍藥科芍藥屬牡丹組多年生落葉灌木，分布于甘肅南部、四川北部和陜西西部等地，具有較高的觀賞價值、藥用價值和油用價值[1]。牡丹籽營養(yǎng)豐富、出油率高，籽油富含對人體健康有益的α-亞麻酸等Ω型不飽和脂肪酸，具有重要的保健價值[2]。中國牡丹種質(zhì)資源豐富，但現(xiàn)有油用牡丹品種較少，且油用牡丹新品種培育周期漫長[3]。紫斑牡丹生活力強，當中不乏結(jié)實能力強、油用品質(zhì)高的栽培品種，從中選出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)油用品種，能有效縮短新品種選育進程[3-4]。目前，對牡丹的研究主要集中在花色變異機理、花期調(diào)控、遺傳多樣性和油分生物合成等方面，對種質(zhì)資源的綜合比較研究較少[4-7]。‘鳳丹’(Paeoniaostii‘Fengdan’)是目前大規(guī)模種植的主要油用牡丹品種，但由于其遺傳多樣性豐富，后代農(nóng)藝性狀、籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)差異較大[7-8]，同時，‘鳳丹’栽培區(qū)域主要分布于黃河、長江中下游，而紫斑牡丹較適應(yīng)冷涼干燥氣候，對低溫及大氣干旱適應(yīng)幅度較廣[9]。新品種選育是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，而種質(zhì)資源的比較與篩選可為新品種繁育提供優(yōu)良種質(zhì)材料[5-6]，篩選高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)油用紫斑牡丹種質(zhì)資源具有重要意義[10]。因此，本研究選擇引栽于河南洛陽的20個紫斑牡丹栽培品種為試驗材料，以‘鳳丹’為對照，通過單株籽產(chǎn)量、籽基礎(chǔ)營養(yǎng)成分、籽含油率以及籽油脂肪酸成分的測定與比較分析，采用隸屬函數(shù)法[11]對其進行多目標綜合比較研究，以期篩選出適宜油用的紫斑牡丹品種，為油用牡丹新品種的定向選育和創(chuàng)新開發(fā)利用及油用牡丹產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供新材料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用的20個紫斑牡丹品種(‘灰蝶’Q1、‘玫瑰紅’Q2、‘鳳項’Q3、‘油朱砂’Q4、‘大瓣焦紅’Q5、‘紅寶石’Q6、‘古城相會’Q7、‘皇冠’Q8、‘大漠風云’Q9、‘紫繡球’Q10、‘藍海浪’Q11、‘藍海旭日’Q12、‘安寧紫’Q13、‘睡芙蓉’Q14、‘西瓜瓤’Q15、‘藍冠玉帶’Q16、‘紫袍晨霜’Q17、‘墨海銀波’Q18、‘黑旋風’Q19和‘玫瑰灑金’Q20)均為2010年從甘肅引種到河南洛陽河南科技大學牡丹試驗基地的3 a生嫁接苗，對照為同年定植的同齡‘鳳丹’(CK)嫁接苗。于2018年從每個品種隨機選擇5株長勢一致、無病蟲害的植株進行取樣，于果莢蟹黃色時進行單株采收，果莢置于室內(nèi)陰干至自然開裂，脫去種皮，粉碎過篩(孔徑425 μm)，密封避光保存，備用。

1.2 試驗方法

牡丹聚合蓇葖果開裂后可得種子，分別將不同紫斑牡丹品種種子裝入信封，用百分之一電子天平測定各紫斑牡丹品種的單株籽產(chǎn)量。

1.2.2 紫斑牡丹籽基礎(chǔ)營養(yǎng)成分質(zhì)量分數(shù)測定

采用索氏抽提法測定粗脂肪質(zhì)量分數(shù)[12]，甲醛法測定粗蛋白質(zhì)量分數(shù)[13]，酸堿洗滌法測定粗纖維質(zhì)量分數(shù)[14]，蒽酮比色法測定可溶性糖質(zhì)量分數(shù)[15]。

1.2.3 紫斑牡丹籽含油率及籽油脂肪酸各成分質(zhì)量分數(shù)測定

取10.00 g紫斑牡丹籽粉末，采用索氏抽提法提取，經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)后獲得牡丹籽油，計算含油率，公式為：

(1)

其中：Y為含油率，%；M0為紫斑牡丹籽粉末質(zhì)量，g；M1為牡丹籽油質(zhì)量，g。

參照文獻[16]的方法對牡丹籽油進行甲酯化，并采用氣相色譜-質(zhì)譜儀(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)分析脂肪酸成分及其質(zhì)量分數(shù)[17]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有指標重復(fù)測定3次，結(jié)果取平均值，數(shù)據(jù)精確到0.01，并采用“均值±標準差”(n=3)表示。利用SPSS 20.0軟件進行多重比較(P<0.05)。選擇單株籽產(chǎn)量、籽含油率和籽油α-亞麻酸質(zhì)量分數(shù)作為關(guān)鍵考察指標，利用隸屬函數(shù)法[18]對20個紫斑牡丹品種進行綜合評價。隸屬函數(shù)值計算公式為：

小兒急性腎炎的發(fā)生主要是患兒感染β溶血性鏈球菌A組、葡萄球菌、鏈球菌、革蘭陰性桿菌、流感病毒等致使患兒發(fā)生急性感染,腎小球由于機體免疫復(fù)合物沉積,腎小球毛細血管發(fā)生增生性炎癥以及滲出性炎癥,患兒出現(xiàn)水腫、尿少等臨床癥狀[1]。小兒急性腎炎急性期疾病發(fā)展快,臨床護理質(zhì)量可直接影響患兒預(yù)后,本次研究對我院2016年12月至2017年12月42例急性腎炎急性期患兒分別給予常規(guī)護理以及優(yōu)質(zhì)護理,通過觀察比較兩組患兒臨床治療效果,從而論證優(yōu)質(zhì)護理在小兒急性腎炎急性期護理中的應(yīng)用價值。

(2)

其中：U為隸屬函數(shù)值；X為所有待測品種某一指標的測定值；Xmax為所有待測品種某一指標測定值的最大值；Xmin為所有待測品種某一指標測定值的最小值。累積隸屬函數(shù)值U總=U1+U2+…+Un。

圖1 不同紫斑牡丹品種單株籽產(chǎn)量

2 結(jié)果分析

2.1 紫斑牡丹單株籽產(chǎn)量

對20個紫斑牡丹品種的單株籽產(chǎn)量進行測量和統(tǒng)計分析，不同紫斑牡丹品種單株籽產(chǎn)量見圖1(圖1中，圖柱上方不同小寫字母表示同一指標不同品種間差異顯著(P<0.05)，下同)。由圖1可知：不同紫斑牡丹品種的單株籽產(chǎn)量存在顯著差異(P<0.05)。參試不同紫斑牡丹品種的單株籽產(chǎn)量的平均值為43.73 g，變幅為12.21～114.86 g，其中，Q1的單株籽產(chǎn)量最高，為114.86 g，顯著高于其他參試紫斑牡丹品種(P<0.05)；而常用的油用牡丹品種‘鳳丹’(CK)的單株籽產(chǎn)量為103.49 g，雖顯著低于Q1，但均顯著高于其他參試紫斑牡丹品種(P<0.05)。6個紫斑牡丹品種的單株籽產(chǎn)量超過平均值(43.73 g)，分別為Q2(85.02 g)、Q4(80.99 g)、Q3(79.43 g)、Q5(66.79 g)和Q6(50.74 g)。

2.2 紫斑牡丹籽主要基礎(chǔ)營養(yǎng)成分質(zhì)量分數(shù)

參試紫斑牡丹品種籽主要基礎(chǔ)營養(yǎng)成分包括粗脂肪、粗蛋白、可溶性糖和粗纖維。表1為不同紫斑牡丹品種籽主要基礎(chǔ)營養(yǎng)成分質(zhì)量分數(shù)(表1中，同列不同小寫字母表示同一指標不同品種間差異顯著(P<0.05)，下同)。由表1可知：不同紫斑牡丹品種同一營養(yǎng)成分質(zhì)量分數(shù)存在顯著差異(P<0.05)。粗脂肪質(zhì)量分數(shù)(29.23%～34.25%)在紫斑牡丹籽主要基礎(chǔ)營養(yǎng)成分中占比最高，共有10個紫斑牡丹品種的粗脂肪質(zhì)量分數(shù)超過平均值(31.49%)，其中，Q16(34.25%)最高，是CK(33.45%)的1.03倍。粗蛋白質(zhì)量分數(shù)(18.41%～25.40%)次之，共有8個紫斑牡丹品種的粗蛋白質(zhì)量分數(shù)超過平均值(21.02%)，其中，Q9(25.40%)最高，顯著高于CK(20.38%)(P<0.05)。不同紫斑牡丹品種可溶性糖質(zhì)量分數(shù)為6.47%～10.20%，其中，Q5(10.20%)最高，是CK(9.75%)的1.05倍。不同紫斑牡丹品種粗纖維質(zhì)量分數(shù)為6.32%～9.40%，其中，Q20(9.40%)最高，顯著高于CK(7.84%)(P<0.05)。

圖2為不同紫斑牡丹品種籽主要基礎(chǔ)營養(yǎng)成分總質(zhì)量分數(shù)。由圖2可知：參試不同紫斑牡丹品種籽主要基礎(chǔ)營養(yǎng)成分(粗脂肪、粗蛋白、可溶性糖和粗纖維)總質(zhì)量分數(shù)平均值為69.72%，其中，Q9最高(74.24%)，顯著高于CK(71.42%)(P<0.05)，籽營養(yǎng)價值較高。

表1 不同紫斑牡丹品種籽主要基礎(chǔ)營養(yǎng)成分質(zhì)量分數(shù) %

2.3 紫斑牡丹品種籽含油率

圖3為不同紫斑牡丹品種籽含油率。由圖3可知：參試不同紫斑牡丹品種籽含油率存在顯著差異(P<0.05)，平均值為30.17%，變幅為2.11%～26.83%，共有11個紫斑牡丹品種的籽含油率超過平均值。常用的油用牡丹品種‘鳳丹’(CK)的籽含油率為31.92%，高出平均值1.75%。Q16的籽含油率最高，為32.11%，比‘鳳丹’高，但差異不顯著(P>0.05)。其余紫斑牡丹品種籽含油率均低于‘鳳丹’，其中，Q15籽含油率最低，遠低于Q16，差異顯著(P<0.05)，說明其籽含油指標較差。

圖2 不同紫斑牡丹品種籽主要基礎(chǔ)營養(yǎng)成分總質(zhì)量分數(shù)

2.4 紫斑牡丹籽油主要脂肪酸成分質(zhì)量分數(shù)

不同紫斑牡丹品種籽油主要脂肪酸成分質(zhì)量分數(shù)見表2。由表2可知：不同紫斑牡丹品種籽油脂肪酸主要為硬脂酸(1.70%)、棕櫚酸(6.35%)、油酸(21.74%)、亞油酸(28.04%)和α-亞麻酸(37.81%)。α-亞麻酸質(zhì)量分數(shù)最高，亞油酸和油酸質(zhì)量分數(shù)次之，硬脂酸質(zhì)量分數(shù)最低。α-亞麻酸質(zhì)量分數(shù)變幅為33.05%～43.68%，其中，Q7(43.68%)、Q4(42.87%)、Q6(41.24%)和Q1(41.19%)這4個紫斑牡丹品種的籽油α-亞麻酸質(zhì)量分數(shù)超過CK(41.03%)，且Q7和Q4的籽油α-亞麻酸質(zhì)量分數(shù)顯著高于CK(P<0.05)。亞油酸質(zhì)量分數(shù)變幅為19.88%～32.22%，Q5(32.22%)的籽油亞油酸質(zhì)量分數(shù)最高，是CK(27.61%)的1.17倍。油酸質(zhì)量分數(shù)變幅為17.40%～25.05%，Q8的籽油油酸質(zhì)量分數(shù)(25.05%)最高，是CK(18.91%)的1.76倍。

圖4為不同紫斑牡丹品種籽油主要不飽和脂肪酸質(zhì)量分數(shù)。由圖4可知：參試紫斑牡丹品種的主要不飽和脂肪酸(包括α-亞麻酸、亞油酸和油酸)總質(zhì)量分數(shù)為84.04%～91.00%，共有8個紫斑牡丹品種的主要不飽和脂肪酸質(zhì)量分數(shù)超過平均值(87.59%)，其中，Q4(91.00%)的籽油主要不飽和脂肪酸質(zhì)量分數(shù)最高，顯著高于CK(87.56%)(P<0.05)，說明其籽油綜合品質(zhì)較好。

表2 不同紫斑牡丹品種籽油主要脂肪酸成分質(zhì)量分數(shù) %

續(xù)表2

圖4 不同紫斑牡丹品種籽油主要不飽和脂肪酸質(zhì)量分數(shù)

2.5 紫斑牡丹品種籽油用潛力綜合比較

合理選取能夠表征牡丹油用特性的3項關(guān)鍵指標：單株籽產(chǎn)量、籽含油率、籽油α-亞麻酸質(zhì)量分數(shù)，采用隸屬函數(shù)法來綜合比較不同紫斑牡丹品種的油用潛力。表3為不同紫斑牡丹品種關(guān)鍵指標隸屬函數(shù)值。由表3可知：不同紫斑牡丹品種單株籽產(chǎn)量、籽含油率和籽油α-亞麻酸質(zhì)量分數(shù)的隸屬函數(shù)值差異較大。其中，Q1(1.00)單株籽產(chǎn)量隸屬函數(shù)值最大，高于CK(0.89)，說明Q1單株籽產(chǎn)量較高，適宜作為高產(chǎn)油用牡丹種質(zhì)資源；Q16(1.00)籽含油率隸屬函數(shù)值大于CK(0.96)，說明其種籽含油率較高，可作為高油質(zhì)量分數(shù)油用牡丹種質(zhì)資源；Q7(1.00)、Q4(0.92)和Q6(0.77)3個品種的籽油α-亞麻酸質(zhì)量分數(shù)隸屬函數(shù)值高于CK(0.75)，說明Q7、Q4和Q6籽油α-亞麻酸質(zhì)量分數(shù)較高，適宜作為高品質(zhì)油用牡丹種質(zhì)資源。綜合3項指標的累積隸屬函數(shù)值分析可知，‘鳳丹’(CK)排名第1，其累計隸屬函數(shù)值高達2.60，說明其綜合表現(xiàn)最好，其次為紫斑牡丹品種Q1(2.28)，雖然其隸屬函數(shù)值較低于CK，但在參試紫斑牡丹品種中綜合表現(xiàn)較好，也可作為優(yōu)良的油用牡丹種質(zhì)資源。

表3 不同紫斑牡丹品種關(guān)鍵指標隸屬函數(shù)值

續(xù)表3

3 討論

3.1 紫斑牡丹單株籽產(chǎn)量差異化

中國牡丹栽培歷史悠久，但油用新品種的選育工作相對落后，且不同品種油用牡丹的實生苗性狀不穩(wěn)定，籽產(chǎn)量差異較大。文獻[19]對南京六合栽培的‘鳳丹’單株結(jié)實量的調(diào)查結(jié)果也表明：不同植株籽粒產(chǎn)量差異明顯，變異系數(shù)較大。單株籽產(chǎn)量是衡量油用牡丹油用價值的重要指標之一。本研究中，‘灰蝶’單株籽產(chǎn)量最高(114.86 g)，顯著高于‘鳳丹’(103.49 g)(P<0.05)，可作為紫斑牡丹品種群中的高產(chǎn)油用品種進行培育?！倒寮t’Q2、‘鳳項’Q3和‘油朱砂’Q4的單株籽產(chǎn)量品種間差異不顯著(P>0.05)，雖然顯著低于‘灰蝶’和‘鳳丹’，但均顯著高于其他紫斑牡丹品種(P<0.05)，且這3個紫斑牡丹品種的觀賞效果較好[1]，可作為觀賞兼油用材料發(fā)展。

3.2 紫斑牡丹籽主要基礎(chǔ)營養(yǎng)成分差異化

不同紫斑牡丹品種籽主要基礎(chǔ)營養(yǎng)成分包括粗脂肪、粗蛋白、可溶性糖和粗纖維，而文獻[20]研究表明：黃牡丹(PaeonialuteaDelavay ex Franch)新鮮種子胚乳中的主要營養(yǎng)成分為粗脂肪(12.30%，質(zhì)量分數(shù)，下同)、淀粉(11.83%)和可溶性糖(9.26%)等。文獻[21]發(fā)現(xiàn)紫斑牡丹胚乳的主要營養(yǎng)成分為粗纖維(4.36%)、粗脂肪(36.40%)和粗蛋白(15.20%)。本研究中參試不同紫斑牡丹品種的營養(yǎng)成分類型與之相似[20-21]，但各成分質(zhì)量分數(shù)差異明顯。這說明不同紫斑牡丹品種間具有較大的遺傳變異，進行高營養(yǎng)成分定向育種具有較好潛力[22]。這一研究結(jié)果在其他作物上也得到了印證，如文獻[23]對10個陸地棉品種籽營養(yǎng)成分進行分析，表明不同棉花品種的蛋白質(zhì)、粗脂肪和粗纖維等成分差異顯著。籽營養(yǎng)成分質(zhì)量分數(shù)在不同品種間存在差異的原因很多，如遺傳因素、種子的新鮮程度、干濕狀況、生長過程中接受的水分、光照以及吸取的土壤養(yǎng)分不同等都可引起籽營養(yǎng)成分質(zhì)量分數(shù)的差異[22-23]。本研究中，‘大漠風云’Q9(74.24%)的籽主要營養(yǎng)成分總質(zhì)量分數(shù)較高，可開發(fā)為培育較高營養(yǎng)價值籽粒的親本材料。

3.3 紫斑牡丹籽含油率及籽油主要脂肪酸成分差異化

參試紫斑牡丹品種的籽含油率存在差異，變幅為26.83%～32.11%，其中，‘藍冠玉帶’Q16(32.11%)的籽含油率最高，可作為高油質(zhì)量分數(shù)品種的潛在資源。GC-MS分析結(jié)果表明：籽油脂肪酸成分主要為硬脂酸、棕櫚酸、油酸、亞油酸和α-亞麻酸，其中，硬脂酸和棕櫚酸為飽和脂肪酸，質(zhì)量分數(shù)較低(均低于8.00%)；油酸、亞油酸和α-亞麻酸為不飽和脂肪酸，質(zhì)量分數(shù)較高。紫斑牡丹籽油中的主要不飽和脂肪酸質(zhì)量分數(shù)變幅為84.04%～91.00%，其中，α-亞麻酸的質(zhì)量分數(shù)最高(平均值為37.81%)，這些結(jié)果與文獻[22-25]對矮牡丹(Paeoniaspontanea)、紫斑牡丹和楊山牡丹(Paeoniaostii)等品種的測定結(jié)果一致，表明紫斑牡丹籽油含有豐富的不飽和脂肪酸。文獻[26]研究表明：不飽和脂肪酸，尤其是α-亞麻酸，具有明顯的降血壓、抗動脈粥樣硬化和提高機體免疫力等作用，隨著人們保健意識的增強，對高品質(zhì)油的需求增加，因而牡丹籽油備受青睞。本研究中，籽油不飽和脂肪酸質(zhì)量分數(shù)最高的‘油朱砂’Q4是‘鳳丹’的1.03倍，籽油α-亞麻酸質(zhì)量分數(shù)最高的‘古城相會’Q7是‘鳳丹’的1.06倍，其籽油品質(zhì)較高，建議作為油用牡丹種質(zhì)資源進行挖潛。

3.4 紫斑牡丹種質(zhì)資源品質(zhì)差異化

牡丹品種類型豐富，尤其是作為油用品種的潛在資源較多，品質(zhì)差異較大。為了更好地開發(fā)利用牡丹資源，定向發(fā)揮油用牡丹栽培品種的優(yōu)勢，本研究采用隸屬函數(shù)法[10]，將多個指標統(tǒng)一在一個系統(tǒng)中進行評價，避免了使用單一評價系統(tǒng)的片面性和不準確性，評價結(jié)果更為科學、可靠。本研究合理選擇單株籽產(chǎn)量、籽含油率和籽油α-亞麻酸質(zhì)量分數(shù)這3個關(guān)鍵指標，采用隸屬函數(shù)法對20個紫斑牡丹品種的油用潛力進行了多目標綜合比較研究，結(jié)果表明不同紫斑牡丹品種單株籽產(chǎn)量、籽含油率和籽油α-亞麻酸質(zhì)量分數(shù)的隸屬函數(shù)值明顯不同。綜合累積隸屬函數(shù)值分析可知，‘鳳丹’(CK)排名第1，說明其綜合表現(xiàn)較好，其他紫斑牡丹品種累計隸屬函數(shù)值雖不及‘鳳丹’，但某些品種的單一指標隸屬函數(shù)較高。其中，‘灰蝶’Q1的單株籽產(chǎn)量是CK的1.11倍，單株籽產(chǎn)量隸屬函數(shù)值排名第1；‘藍冠玉帶’Q16的籽含油率高達32.11%，高于CK，籽含油率隸屬函數(shù)值排名第1；‘古城相會’Q7、‘油朱砂’Q4和‘紅寶石’Q6的籽油α-亞麻酸質(zhì)量分數(shù)分別為43.68%、42.87%、41.24%，隸屬函數(shù)值均高于CK，排名前3。這些紫斑牡丹品種可作為優(yōu)良性狀的雜交親本，通過雜交選育的方式定向選育油用牡丹新品種。但由于牡丹花型受溫度、植株營養(yǎng)和土壤養(yǎng)分等眾多因素的影響，其花型發(fā)育不穩(wěn)定，進而影響種子的形成，油用牡丹新品種的選育還需要進一步與生產(chǎn)實踐相結(jié)合。

4 結(jié)論

在各參試紫斑牡丹品種中，‘灰蝶’Q1適宜用于高產(chǎn)油用牡丹種質(zhì)資源?！{冠玉帶’Q16適宜用于高油質(zhì)量分數(shù)油用牡丹種質(zhì)資源?！懦窍鄷疩7、‘油朱砂’Q4和‘紅寶石’Q6適宜作為高品質(zhì)油用牡丹種質(zhì)資源?！P丹’的累積隸屬函數(shù)值排名第1，其綜合表現(xiàn)較好，其他紫斑牡丹品種的累積隸屬函數(shù)值雖不及‘鳳丹’，但某些品種的單一指標隸屬函數(shù)較高，可以作為單一優(yōu)良性狀的重要親本資源。