包文泉，敖 敦，王彥超，李寶玲，王麗麗，陳俊興，張淑寧，楊鈺穎，孟繁慶

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) a.林學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018；b.草原與資源環(huán)境學(xué)院草地資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011；2.遼寧省鞍山市岫巖滿族自治縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展中心，遼寧 鞍山 114300）

西伯利亞杏Armeniaca sibirica為薔薇科Rosaceae杏屬Armeniaca落葉灌木或小喬木，原產(chǎn)中國(guó)，自然分布于我國(guó)三北地區(qū)[1-2]。西伯利亞杏作為我國(guó)北方地區(qū)的鄉(xiāng)土樹種，具有極強(qiáng)的抗寒、抗旱能力，在內(nèi)蒙古、陜西、甘肅等干旱、半干旱荒漠化地區(qū)極具推廣潛力[3]。

木本油料植物的開發(fā)與利用是解決世界各國(guó)食用植物油缺口的重要渠道[4]，歐洲部分林業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已基本實(shí)現(xiàn)食用植物油木本化，而中國(guó)作為食用植物油消費(fèi)大國(guó)，自給率僅為35.3%，長(zhǎng)期被動(dòng)進(jìn)口大量的植物油，對(duì)我國(guó)食用植物油安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅[5]。西伯利亞杏作為我國(guó)重要的生態(tài)經(jīng)濟(jì)樹種，不僅具有根系發(fā)達(dá)、易繁殖等優(yōu)良特性，還具有“可上山下灘、不與人爭(zhēng)糧、一次種植多年收獲”等優(yōu)點(diǎn)[6]。此外，西伯利亞杏種子含油率高，油中富含油酸、亞油酸等脂肪酸成分，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高，2011年國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委將西伯利亞杏納入我國(guó)木本油料樹種，可見，西伯利亞杏在保障我國(guó)糧油安全和生態(tài)安全中占有重要地位[7]。目前，對(duì)西伯利亞杏的研究多集中于形態(tài)學(xué)、抗性、成分提取及分離等方面，而對(duì)西伯利亞杏種子脂肪酸組分的遺傳變異和變異類型的研究較少，進(jìn)而嚴(yán)重制約了油用西伯利亞杏良種培育的育種工程[8]。因此，本研究以西伯利亞杏分布最為集中的內(nèi)蒙古地區(qū)為研究區(qū)，采集該地區(qū)野生西伯利亞杏12個(gè)種群114個(gè)單株的種子，采用內(nèi)標(biāo)法對(duì)其種子油脂中各脂肪酸含量進(jìn)行定量分析，探討內(nèi)蒙古地區(qū)西伯利亞杏種子脂肪酸組分變異程度及類型，分析其組分間的相關(guān)性，以期為油用西伯利亞杏新品種培育提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究材料

2018年7月1—25 日對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)野生西伯利亞杏進(jìn)行野外調(diào)查，采集到12個(gè)種群，共114個(gè)單株（表1），每個(gè)種群隨機(jī)選擇7～10個(gè)單株，相鄰株間至少相距100 m，選取植株不同方位的樹冠中部果實(shí)，將其分別標(biāo)號(hào)，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步脫皮、去雜，自然風(fēng)干至恒質(zhì)量。

表1 內(nèi)蒙古12個(gè)野生西伯利亞杏種群地理位置及采樣信息Table 1 Geographical and sampling information of twelve natural populations of Armeniaca sibirica in Inner Mongolia

1.2 脂肪酸檢測(cè)方法

參考GB/T14772—2008標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)索氏抽提原理，以無(wú)水乙醚為溶劑，采用索氏提取器提取西伯利亞杏種子粗脂肪。具體流程如下：稱取已粉碎的西伯利亞杏種子10 g，用濾紙包好將其放入儀器中，加入乙醚150 mL，以46℃恒溫水浴回流提取17 h，得到黃色透明萃取液，再利用蒸發(fā)儀去除乙醚，90℃恒溫干燥1 h，獲取黃色油狀液態(tài)粗脂肪；同時(shí)，參考GB/T 22223—2008標(biāo)準(zhǔn)，采用氣相色譜法檢測(cè)西伯利亞杏種子油脂中各脂肪酸組分的含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007軟件計(jì)算西伯利亞杏種子各脂肪酸組分含量的均值（X）、標(biāo)準(zhǔn)差（S）和遺傳變異系數(shù)，將114份西伯利亞杏種質(zhì)種子脂肪酸組分分別劃分為10個(gè)等級(jí)，從第1級(jí)[Xi＜（X-2S）]至第10級(jí)[Xi＞（X-2S）]，每0.5S為1級(jí)，并統(tǒng)計(jì)6種脂肪酸在各等級(jí)中分布的種質(zhì)數(shù)量。根據(jù)每一級(jí)的相對(duì)頻率pi計(jì)算各脂肪酸的香農(nóng)-維納多樣性指數(shù)，其具體計(jì)算公式如下：H′=-∑pilnpi，其中pi為某一脂肪酸第i等級(jí)種質(zhì)數(shù)量占總數(shù)的百分比[9-10]。

采用SPSS 20.0軟件對(duì)西伯利亞杏不同種群的種子脂肪酸組分含量進(jìn)行單因素方差分析和Duncan多重比較分析；基于Person相關(guān)系數(shù)分析各脂肪酸組分間的相關(guān)性，利用歐式平方距離法對(duì)114份西伯利亞杏種質(zhì)進(jìn)行聚類分析，并對(duì)聚類分析結(jié)果進(jìn)行單因素方差分析和Duncan多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 西伯利亞杏種子脂肪酸組分含量變異分析

經(jīng)氣相色譜分析檢測(cè)，從西伯利亞杏種子中分離出6種脂肪酸組分，分別為油酸、亞油酸、亞麻酸、棕櫚酸、硬脂酸和棕櫚油酸（表2）。其中，油酸含量在6種組分中最高，均值為61.80%；其次是亞油酸，均值為29.67%，其他脂肪酸組分由大到小的順序?yàn)樽貦八幔?.55%）、硬脂酸（1.37%）、亞麻酸（1.15%）、棕櫚油酸（0.58%）。6種脂肪酸含量在不同種質(zhì)間的變異程度存在較大的差異，其中亞麻酸含量的變異系數(shù)最大，為0.27，變異幅度為0.13%～2.13%；棕櫚油酸的變異系數(shù)次之，為0.18，變異幅度為0.21%～0.74%；油酸含量的變異系數(shù)最小，為0.02，變異幅度為58.34%～66.91%。6種脂肪酸組分的多樣性指數(shù)較高，均在1.8以上，各脂肪酸多樣性指數(shù)從大到小的排序?yàn)椋簛喡樗?、油酸、硬脂酸、棕櫚酸、亞油酸、棕櫚油酸。?duì)6種脂肪酸組分的F值分析發(fā)現(xiàn)，內(nèi)蒙古西伯利亞杏不同種質(zhì)種子脂肪酸組分含量的差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.0.1），表明西伯利亞杏種質(zhì)種子的脂肪酸組分具有較大的遺傳改良潛力。

表2 西伯利亞杏種質(zhì)種子6種脂肪酸組分含量基本參數(shù)統(tǒng)計(jì)?Table 2 Basic parameter statistics of seed fatty acid content of Armeniaca sibirica

依據(jù)遺傳多樣性估測(cè)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，分析了114份西伯利亞杏種質(zhì)種子油酸、亞油酸、亞麻酸、棕櫚酸、硬脂酸及棕櫚油酸含量在各等級(jí)占有種質(zhì)數(shù)量的頻次分布（圖1）。6種脂肪酸組分含量分布較集中，分布于兩個(gè)極端的種質(zhì)較少，其中，僅有油酸含量在1～10等級(jí)均有分布（圖1A），亞麻酸集中在2～9級(jí)之間（圖1C），亞油酸處在5～6之間的種質(zhì)數(shù)較多（圖1B）；棕櫚酸和硬脂酸主要集中分布于4～7級(jí)和9級(jí)（圖1D—E），而棕櫚油酸集中分布于第6級(jí)。

圖1 114份西伯利亞杏種質(zhì)種子6種脂肪酸組分頻次分布Fig.1 Frequency distribution of six fatty acid contents in seeds of 114 Armeniaca sibirica germplasm resources

2.2 西伯利亞杏不同種群種子脂肪酸組分含量差異分析

不同種群間6種脂肪酸組分含量的方差分析和多重比較結(jié)果見表3。內(nèi)蒙古地區(qū)西伯利亞杏種子6種脂肪酸含量在不同種群間均存在顯著差異。其中，扎魯特種群的油酸含量最高（63.79%），比萬(wàn)家溝種群的含量高出4.16%；亞油酸、亞麻酸和棕櫚酸含量最高的分別為烏拉山種群、萬(wàn)家溝種群和巴林右旗種群，平均含量分別達(dá)到了31.15%、2.05%和6.00%，顯著高于扎魯特旗種群，且扎魯特種群的亞油酸、亞麻酸和棕櫚酸含量均最低，分別為28.03%、0.24%和5.05%；而萬(wàn)家溝和扎魯特旗種群的硬脂酸和棕櫚油酸含量最高，其平均值分別為1.72%和0.64%，顯著高于烏拉山種群，且烏拉山種群的硬脂酸（1.20%）和棕櫚油酸（0.41%）含量最低。

表3 西伯利亞杏不同種群種子脂肪酸組分含量分析Table 3 Analysis of fatty acid component in seeds of Armeniaca sibirica in different populations

2.3 西伯利亞杏種子脂肪酸組分間的相關(guān)性分析

西伯利亞杏種子6種脂肪酸組分間的相關(guān)性分析（表4）表明，6種脂肪酸組分之間存在不同程度的相關(guān)性，其中油酸與亞油酸、亞麻酸、硬脂酸間均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.307、-0.898、-0.417；亞油酸與亞麻酸間存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.289；亞麻酸與硬脂酸間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.350，而與其他脂肪酸均無(wú)顯著相關(guān)性。

表4 西伯利亞杏種子脂肪酸組分間的相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis of seed fatty acid content of Armeniaca sibirica

2.4 西伯利亞杏種子脂肪酸組分含量的聚類分析

各組種質(zhì)6種脂肪酸含量特征見表5。基于6種脂肪酸組分含量，對(duì)114份西伯利亞杏種質(zhì)進(jìn)行聚類分析，在遺傳距離為5.0處將供試材料分為4組（圖2）。第Ⅰ組包括29份種質(zhì)，主要來(lái)自烏拉山、萬(wàn)家溝和滿洲里種群，占總種質(zhì)的25.43%，該組種質(zhì)亞油酸、亞麻酸和硬脂酸含量在4組中最高，其平均含量分別為30.11%、1.80%和1.46%，其余脂肪酸含量適中。第Ⅱ組包括22份種質(zhì)，主要來(lái)自涼城和克什克騰旗種群，占總種質(zhì)的19.30%，該組種質(zhì)棕櫚油酸含量在4組中最高（0.61%）；油酸含量（61.89%）和亞油酸含量（29.77%）在4組中居第二位。第Ⅲ組包括18份種質(zhì)，主要來(lái)自巴林左旗和科右中旗種群，占總種質(zhì)的15.79%，該組種質(zhì)棕櫚酸含量最高，為6.69%。第Ⅳ組包括45份種質(zhì)，主要來(lái)自扎魯特旗、巴林右旗、興安盟察爾森種群，占總種質(zhì)的39.48%，是4組中種子資源最多的一組，該組種質(zhì)油酸含量在4組中最高（63.06%），棕櫚油酸含量在4組中居第二位，其均值為0.60%，其它脂肪酸組分含量均一般。綜合分析發(fā)現(xiàn)，4組種質(zhì)中第Ⅰ組的6種脂肪酸組分表現(xiàn)均較好，可為后期油用西伯利亞杏資源的選育提供基礎(chǔ)材料。

圖2 西伯利亞杏種質(zhì)6種脂肪酸含量聚類分析Fig.2 Cluster analysis of the contents of oil and fatty acids in Armeniaca sibirica

表5 西伯利亞杏種質(zhì)各類群性狀特征Table 5 Character characteristics of four groups of Armeniaca sibirica germplasm

3 結(jié)論與討論

種質(zhì)資源的性狀調(diào)查與差異分析是了解林木遺傳多樣性的初步工作，是林木遺傳改良與良種選育的基礎(chǔ)。本研究對(duì)來(lái)自內(nèi)蒙古地區(qū)12個(gè)西伯利亞杏種群的114份種質(zhì)種子脂肪酸組分含量進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)西伯利亞杏種子不飽和脂肪酸含量較高；其中，油酸含量高達(dá)61.80%，其含量遠(yuǎn)高于核桃油[11]、花生油[12]、大豆油[13]。而亞油酸含量為29.67%，高于扁桃油[14]、菜籽油[15]，屬于高油酸、高亞油酸植物油，其組分比例與“植物油皇后”之稱的橄欖油媲美，是可食用的功能性保健高級(jí)植物油，說明西伯利亞杏種子有很高的食用、藥用和保健價(jià)值，具有很高的開發(fā)利用潛力。

進(jìn)一步對(duì)西伯利亞杏不同種群種質(zhì)種子脂肪酸組分含量比較分析，發(fā)現(xiàn)內(nèi)蒙古西伯利亞杏不同種質(zhì)間種子油酸、亞油酸、亞麻酸、棕櫚酸、硬脂酸和棕櫚油酸含量差異均達(dá)到極顯著水平。這與尹明宇等[16]對(duì)西伯利亞杏核仁粗蛋白和粗脂肪含量的遺傳變異研究結(jié)果相一致，并且西伯利亞杏種子6種脂肪酸組分含量的變異幅度較大，具有豐富的遺傳多樣性，其變異系數(shù)介于2.00%～27.00%之間，6種脂肪酸組分多樣性指數(shù)也較高，均在1.80以上。說明內(nèi)蒙古西伯利亞杏種質(zhì)種子脂肪酸組分具有較高的遺傳改良潛力，可為我國(guó)西伯利亞杏的良種選育提供重要的遺傳基礎(chǔ)。

對(duì)某一脂肪酸組分進(jìn)行選擇時(shí)，可通過各脂肪酸組分的相關(guān)性分析，進(jìn)行預(yù)測(cè)或優(yōu)先考慮該脂肪酸組分的選擇對(duì)其他組分產(chǎn)生的直接影響。本研究通過對(duì)6種脂肪酸組分間的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，油酸與亞油酸、亞麻酸、硬脂酸均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，亞油酸與亞麻酸間存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，亞麻酸與硬脂酸呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，表明后期可根據(jù)脂肪酸組分間的相關(guān)關(guān)系定向培育高品質(zhì)油用西伯利亞杏種質(zhì)。

為更系統(tǒng)了解內(nèi)蒙古西伯利亞杏各種群及種質(zhì)特點(diǎn)，為西伯利亞杏育種和開發(fā)利用提供指導(dǎo)依據(jù)，本研究采用歐式平方距離法將114份種質(zhì)分為4組，聚類分組結(jié)果顯示，西伯利亞杏種子油酸、亞油酸、亞麻酸、棕櫚酸、硬脂酸和棕櫚油酸含量與種質(zhì)來(lái)源具有一定相關(guān)性。這與尹明宇等[16]、朱緒春等[17]對(duì)西伯利亞杏種質(zhì)種子粗脂肪、粗蛋白、苦杏仁苷含量進(jìn)行遺傳多樣性分析，發(fā)現(xiàn)西伯利亞杏種子主要經(jīng)濟(jì)成分具有明顯的地理區(qū)域特性的研究結(jié)果相似。包文泉等[18]、王少雄等[19]和董勝君等[20]對(duì)西伯利亞杏表型及種群遺傳結(jié)構(gòu)的研究同樣也得到相似的結(jié)論，這可能與西伯利亞杏獨(dú)特、多樣的分布區(qū)自然地理環(huán)境和生態(tài)條件相關(guān)，也可能源于自然地理隔離以及種群遺傳基礎(chǔ)。綜合比較4組種質(zhì)中6種脂肪酸組分含量的高低發(fā)現(xiàn)，來(lái)自烏拉山、萬(wàn)家溝和滿洲里種群的第Ⅰ組種質(zhì)亞油酸、亞麻酸和硬脂酸含量在4組中最高，油酸含量居第二高，可為后期油用西伯利亞杏優(yōu)良品種的選育與開發(fā)利用提供基礎(chǔ)材料，還可為我國(guó)杏種質(zhì)資源的遺傳改良提供重要遺傳基礎(chǔ)。

雖然本研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)蒙古西伯利亞杏不同種群及種質(zhì)間脂肪酸組分含量存在明顯差異，但由于影響種子油脂累積及脂肪酸轉(zhuǎn)化的因素有溫度、土壤、降水等多種環(huán)境因子[21-22]，因此，在未來(lái)還需從分子生物學(xué)水平進(jìn)一步研究西伯利亞杏種子脂肪酸的遺傳多樣性，可以從脂肪酸組分轉(zhuǎn)化遺傳特性、相關(guān)調(diào)控遺傳物質(zhì)的互作和環(huán)境因子等方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)探究原因。