越南油茶优良实生单株的筛选

2023-07-11 13:11杜艳军周开兵
热带作物学报 2023年5期
关键词:品质

杜艳军 周开兵

关键词:越南油茶;实生单株;优良单株;丰产性;稳产性;品质

中图分类号:S794.4 文献标识码:A

越南油茶(Camellia vietnamensis T. C. Huangex Hu)为四大木本油料作物之一。越南油茶又称大果油茶、华南油茶、高州油茶和陆川油茶,属于山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)的乔木树种,主要分布在我国的广西壮族自治区陆川县和广东省高州市一線以南区域的部分地区[1]。越南油茶在海南省别称“山柚”,其茶籽油拥有“王中之王”的称号,同时素有“东方橄榄油”的美称,医疗保健价值高于普通油茶(Camellia oleiferaAbel)、小果油茶(Camellia meiocarpa Hu)[2]、花生(Arachis hypogaea Linn)油等常见食用油,成为中国顶级的特产[3],具有广阔的市场前景。由于普通油茶品种不适合在中国热带南亚热带作物种植区造林,越南油茶造林又极度缺乏综合性状较优品种,这就意味着选育越南油茶优良品种成为油茶产业兴起的当务之急[4]。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验地点 在海南省保梅岭生态保护区(白沙黎族自治县金波乡,JB)、霸王岭长臂猿保护区(白沙黎族自治县青松乡,QS)、白沙黎族自治县细水乡江排村(XS)等粗放管理的越南油茶产区,初选22 个单株,分别用JB1~JB9、QS1~QS8、XS1~XS5 表示(字母代表地名,数字代表单株序号)。产区环境条件如表1 所示,土壤类型为红黄壤,台风、暴风雨、雷电为琼西南热带雨林区的主要灾害天气。

1.1.2 试验材料 筛选树龄40 a 以上且每年的单位冠幅面积鲜果产量效率均在1.2 kg/m2 (约产毛油36 kg/667 m2)以上、籽仁含油率21%~56%的单株共22 株,其中主枝干分枝角度为45~75°、单果重为40 g 以上、鲜果出籽率为50%~60%。12 月至翌年1 月为盛花期,2—4 月为末花期和坐果期,5—9 月为果实迅速膨大期和花芽分化期,10—11 月为果实成熟期[5]。

1.2 试验指标和主要观测方法

在2019、2020、2021 年连续观测,套用圆形面积公式换算冠幅垂直投影面积(东西径和南北径的四分之一为树盘半径),再计算单位冠幅果实产量效率[单株果实产量/(3.14×树盘半径2)];在树冠中部外围四方采取果实30 个,测平均单果重,取出种子,采用索氏提取法提取种子油[6],求取单果茶籽油重量,换算出鲜果含油率(茶籽油重量/果重)和单位冠幅面积茶籽油产量(鲜果含油率×单位冠幅面积产量效率)。基于《油茶籽油》(GB/T11765—2018)[7]规定的标准测定理化性质和脂肪酸含量;脂肪酸甲酯制备遵照GB5009.168 规定,气相色谱(GC)条件参照文献[8]设定。

1.3 数据处理

采用SAS 软件对数据作统计分析。以连续3 a的观测值作为各单株的3 次重复,对各产地不同单株和不同年度的观测指标分别采用ANOVA 过程作均衡数据单向分组资料方差分析; 采用DUNCAN 法作多重比较分析。采用Excel 软件进行灰色关联分析(P 取0.2)[9-12]和采用Cluster过程最小距离法作聚类分析;采用CORR 作一元线性相关分析。

2 结果与分析

2.1 丰产性和稳产性

JB、QS、XS 产区单株丰产性结果见表2,单位冠幅面积果实产量、鲜果含油率、单位冠幅面积毛油产量效率均存在显著差异。

对JB 产区单株而言,单位冠幅面积果实产量效率以JB2 最高,JB6 和JB7 与JB2 无显著差异;以JB3 最低和JB5、JB8 次低、再次低;JB 其余单株丰产性和稳产性居中;鲜果含油率和单位冠幅面积毛油产量效率均以JB2、JB6 和JB7 最高,JB1 和JB7 无显著差异,JB4、JB9 和JB1 无显著差异,以JB3、JB5 和JB8 最低、最低和次低,JB其余单株居中。可见,根据优中选优的原则,JB2、JB6 和JB7 是丰产性和稳产性最优良的单株,JB1、JB4 和JB9 是丰产性和稳产性较优良的单株,JB3、JB5 和JB8 则是丰产性和稳产性较差的单株;单位冠幅面积果实产量效率与鲜果含油率、鲜果含油率与单位冠幅面积毛油产量效率、单位冠幅面积果实产量效率与单位冠幅面积毛油产量效率均呈极显著一元正线性相关(r=0.9792**、0.9999**、0.9814**)。

对QS 产区单株而言,单位冠幅面积产量效率、鲜果含油率和单位冠幅面积毛油产量效率均以QS5 和QS6 最高,QS2 和QS8 次高,QS3 和QS7 最低,QS1 和QS4 次低。可见,根据优中选优的原则,QS5 和QS6 是丰产性和稳产性最优良的单株,QS2 和QS8 是丰产性和稳产性较优良的单株,QS1 和QS4 则是丰产性和稳产性较差的单株,QS3 和QS7 则是丰产性和稳产性最差的单株;单位冠幅面积产量效率与鲜果含油率、鲜果含油率与单位冠幅面积毛油产量效率、单位冠幅面积果实产量效率与单位冠幅面积毛油产量效率均呈极显著一元正线性相关(r=0.9738**、1.0000**、0.9754**)。

对XS 产区单株而言,单位冠幅面积果实产量效率、鲜果含油率和单位冠幅面积毛油产量效率以XS2 最高,以XS1、XS4 和XS5 次之、XS3最低。可见,根据优中选优的原则,XS2 是丰产性和稳产性最优良的单株,XS1、XS4 和XS5 是丰产性和稳产性较优良的单株,XS3 则是丰产性和稳产性较差的单株;单位冠幅面积产量效率与鲜果含油率、鲜果含油率与单位冠幅面积毛油产量效率、单位冠幅面积果实产量效率与单位冠幅面积毛油产量效率均呈显著或极显著一元线性正相关(r=0.9860*、0.9999**、0.9880*)。

总之,通过优中选优,各产区均能优选出丰产性和稳产性最优的单株,单位冠幅面积果实产量效率可能是开展丰产性和稳产性优良单株筛选的有效指标。

2.2 理化性质

JB、QS、XS 产区单株茶籽油理化性质如表3所示,过氧化值、碘值、酸值、皂化值符合《油茶籽油》(GB/T 11765—2018)规定的茶籽油油阀值标准,XS 产区单株的过氧化值、皂化值差异不显著,其余都存在显著差异。

对JB 产区单株而言,过氧化值以JB8 和JB9最高,JB3 和JB5 次之,其余都较低;碘值JB1、JB2 和JB7 最高,以JB5、JB6、JB8 和JB9 最低,其余居中;酸价以JB3、JB5、JB6、JB8 和JB9较高,以JB4 居中,其余都较低;皂化值以JB1、JB2 和JB7 最高,JB6、JB8 和JB9 最低,其余居中。对不同单株各项性质之间作一元线性相关性的分析结果表明,过氧化值与碘值、碘值与酸价、酸价与皂化值、皂化值与过氧化值之间均呈极显著一元线性负相关,其相关系数依次为–0.9916**、–0.9710**、–0.9530**和–0.9829**;过氧化值与酸价、碘值与皂化值之间均呈极显著一元线性正相关,其相关系数分别为0.9415**、0.9934**。说明在JB 各单株茶籽油不饱和程度越高,则碳链越短,进一步导致抗氧化性越强和耐贮性越强,因此,优中选优,JB 应该以JB1、JB2 和JB7 更優,以JB3、JB4、JB5 居中,以JB6、JB8、JB9 较差。

对QS 产区单株而言,过氧化值以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,其余则较低;酸价以QS1、QS4、QS7 和QS8 最高,以QS2、QS3 和QS5 居中,以QS6较低;皂化值以QS6 最高,以QS3 和QS5 居中,其余则较低。对不同单株各项性质之间作一元线性相关性分析结果表明,过氧化值与碘值、碘值与酸价、酸价与皂化值、皂化值与过氧化值之间均呈显著一元线性负相关,其相关系数分别为–0.7388*、–0.8271*、–0.8683**、–0.8218*;过氧化值与酸价、碘值与皂化值之间均呈极显著一元线性正相关, 其相关系数分别为0.9387** 、0.9223**。说明在QS 单株中,也表现出与JB 单株间很相似差异特点和一致的理化性质指标间一元线性相关性,根据优中选优的原则,QS6 是理化性质综合表现最优良的单株;其余单株则在某些理化性质上存在较明显不足。

对XS 产区单株而言,碘值以XS1 较低,其余单株则差异不显著且显著高于XS1;酸价以XS1 最高,以XS3、XS5 居中,以XS2 和XS4较低。对不同单株各项性质之间作一元线性相关性分析结果表明,碘值与酸价、酸价与皂化值之间均呈显著一元线性负相关,其相关系数分别为–0.8061*、–0.8382*;过氧化值与酸价呈显著一元线性正相关,其相关系数为0.8256*;过氧化值与碘值、皂化值与过氧化值、碘值与皂化值的一元线性相关性不显著,但前二者高低差异趋势相反,后者则高低差异趋势相同。说明在XS 单株中,也表现出与QS 和JB 单株间基本相似差异特点和基本一致的理化性质指标间一元线性相关性,根据优中选优的原则,XS2 和XS4 是理化性质综合表现相对更为突出,其余单株则差异不明显。

可见,茶籽油碘值(不饱和度)和茶籽油皂化值(碳链长短)可能是开展茶籽油理化性质或品质综合表现优良单株筛选的有效指标。

2.3 脂肪酸

2.3.1 大量脂肪酸JB、QS、XS 产区单株茶籽油大量脂肪酸组成差异如表4 所示,所有单株的茶籽油棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸等含量均符合《油茶籽油》(GB/T11765—2018)规定的阀值标准,其中各产区不同单株的硬脂酸含量均差异不显著,QS 区不同单株的棕榈酸含量差异也不显著,其余存在差异显著。

对JB 产区单株而言,棕榈酸含量以JB1、JB2、JB4 和JB7 最高,以JB8 最低,其余则较低;油酸含量以JB8 和JB8 显著低于其他单株,且两组各自单株间差异不显著;亚油酸含量以JB5、JB6最高,以JJB3、B8 和JB9 居中,其余较低。对不同单株各大量脂肪酸含量之间作一元线性相关性分析结果表明,不同单株的棕榈酸和硬脂酸、硬脂酸与油酸、油酸与亚油酸、亚油酸与棕榈酸等含量间均呈显著一元线性负相关,相关系数分别为–0.6359*、–0.6052*、–0.7300*、–0.7616*;棕榈酸与油酸、硬脂酸与亚油酸等含量间分别呈极显著和显著一元线性正相关,相关系数分别为0.9859**和0.7765*。由于茶籽油大量脂肪酸中亚油酸含量是最重要的评价营养价值指标,根据优中选优的原则,JB5 和JB6 可能是最优良的单株;茶籽油不同大量脂肪酸之间应该存在棕榈酸向硬脂酸、硬脂酸向油酸和油酸向亚油酸的转化关系。

对QS 产区单株而言,油酸含量以QS6 和QS5最高,以QS2 和QS3 最低,其余居中;亚油酸含量以QS2、QS3、QS4、QS7 和QS8 较高,以QS5和QS6 较低,其余居中。对不同单株各大量脂肪酸含量之间作一元线性相关性分析结果表明,不同单株的棕榈酸和硬脂酸、硬脂酸与油酸、油酸与亚油酸等含量间均呈显著一元线性负相关,相关系数分别为–0.6969*、–0.6319*、–0.8251*;硬脂酸与亚油酸含量间呈显著一元线性正相关,相关系数为0.7901*;亚油酸与棕榈酸、棕榈酸与油酸等含量间的一元线性相关性不显著,但前者和后者分别表现出高低差异变化相反和相同的趋势。仍基于亚油酸含量作优中选优,QS2、QS3、QS4、QS7 和QS8 可能是较优良的单株;也基本上说明茶籽油不同大量脂肪酸之间应该存在与JB 产区单株间所表现出的相同转化关系。

对XS 产区而言,棕榈酸含量以XS3 较低,其余单株则较高,其相互间差异不显著;油酸含量以XS2 和XS4 最高,以XS1 最低,以XS3 和XS5 居中;亚油酸含量以XS1、XS3 和XS5 显著高于XS2 和XS4,且前后两组各自内部单株间分别无显著差异。对不同单株各大量脂肪酸含量之间作一元线性相关性分析结果表明,不同单株的硬脂酸与油酸、油酸与亚油酸等含量间均呈显著一元线性负相关,相关系数分别为–0.8242*、–0.91691*;硬脂酸与亚油酸含量间呈显著一元线性正相关,相关系数为0.9719*;棕榈酸和硬脂酸、亚油酸与棕榈酸、棕榈酸与油酸等含量间一元线性相关性不显著,但分别基本表现出高低差异变化相反、相反和相同的趋势。仍基于亚油酸含量作优中选优,XS1、XS3 和XS8 可能是较优良的单株;也基本说明茶籽油不同大量脂肪酸之间应存在与JB 和QS 产区单株间所表现出的相同转化关系。

综上所述,基于亚油酸含量作优中选优,各产区均能优选出茶籽油营养品质最优的单株;茶籽油不同大量脂肪酸之间应该存在棕榈酸向硬脂酸、硬脂酸向油酸和油酸向亚油酸的转化关系。

2.3.2 微量脂肪酸 JB、QS、XS 产区单株茶籽油微量脂肪酸组成差异如表5 所示,肉豆蔻酸、棕榈油酸、亚麻酸、花生酸、花生一烯酸等含量符合《油茶籽油》(GB/T 11765—2018)规定的阀值标准,且除XS 区单株亚麻酸差异不显著外,其余均存在显著差异,说明不同单株各有其营养品质特点。

对 JB 产区单株而言,肉豆蔻酸含量以JB7 显著最高,JB9 显著次之,JB1 与二者差异不显著;JB3 显著低于上述三者,JB4 居JB9 与JIB3 之间而与之差异不显著;其余单株显著最低。棕榈油酸含量以JB2 显著最高,JB1、JB7 和JB9 显著次之,JB4 则与上述单株均差异不显著;JB3、JB6 和JIB8则显著居最低,JB5 则仅与JB2 差异显著。亚麻酸含量以JB1、JB2、JB4 和JB7 最高,JB3 顯著次之,JB5 显著再次;JB9 则与JB3 和JB5 差异不显著;JB6 和JB8 则显著最低。花生酸含量则按照下述顺序显著递减:JB1、JB2、JB7>JB9> JB3、JB8>JB4>JB5、JB6。花生一烯酸含量以JB2 和JB7显著最高,JB9 显著次之,JB4 则与上述单株均无显著差异;其余单株显著最低且甚微。

对QS 产区单株而言,肉豆蔻酸含量按照以下顺序显著递减:QS5>QS3、QS6>QS2、QS4、QS8>QS7>QS1。棕榈油酸含量按照以下顺序显著递减:QS6>QS5>QS7>QS1、QS2、QS3>QS4、QS8。亚麻酸含量以QS6 显著最高和QS3、QS7显著最低,其余单株与上述单株均差异不显著。花生酸含量则按照下述顺序显著递减:QS5、QS6>QS7>QS2、QS3、QS4、QS8>QS1。花生一烯酸含量以QS6 显著最高,QS1 显著次之,QS2显著再次,其余单株则显著最低。

对XS 产区单株而言,肉豆蔻酸含量按照以下顺序显著递减:XS2>XS4>XS1、XS3、XS5。棕榈油酸含量按照以下顺序显著递减:XS2、XS4>XS1、XS5>XS3。花生酸含量则按照以下顺序显著递减:XS2、XS4>XS1、XS3、XS5。花生一烯酸含量则表现为XS2 和XS4 显著高于XS2和XS5,在XS1 中则未检测到。

对JB 产区单株,棕榈油酸与亚麻酸、亚麻酸与花生酸、肉豆蔻酸与亚麻酸、棕榈油酸与花生一烯酸等含量之间均呈显著或极显著一元线性正相关(r=0.7895*、0.6965*、0.6709*、0.8354**);对于QS 产区单株,棕榈油酸与亚麻酸、亚麻酸与花生酸、棕榈油酸与花生酸等含量之间均呈显著或极显著一元线性正相关( r=0.7425* 、0.8494** 、0.8884**);对于XS 产区单株,花生酸与花生一烯酸、肉豆蔻酸与花生酸、肉豆蔻酸与花生一烯酸、棕榈油酸与花生酸等含量之间均呈显著一元线性正相关(r=0.9358*、0.9443*、0.8916*、0.9080*);其余不同指标间,虽然无显著线性相关性,大都表现出高低差异变化相反、相似或相同的趋势。由此说明,在果实生长期,不同微量脂肪酸之间,也存在饱和向不饱和的转化关系。

因此,综合分析表明JB2、JB7、JB1、QS6较优。

2.4 灰色关联分析

分别取上述各指标在2019、2020 和2021 年的平均值组成变量组,进行灰色关联分析,全部供试单株灰色关联分析结果如表6 所示。排名前十的单株依次为JB2、JB7、QS6、JB1、QS5、XS2、JB4、XS4、JB9、XS5,其中JB 区5 株,约占该产区供试单株总数的55.56%,且其中又有3 株居前五名;QS 区2 株,占该产区供试单株总数的25%,且其中又有2 株居前五名;XS 区3株,占该产区供试单株总数的30%,且其中有1株在前七名;说明JB 较优单株最多;排名前十的单株包含上述理化性质、脂肪酸和丰产性较优排名前七的单株,说明在各产区均可以筛选出丰产、稳产且综合品质优良的单株。

2.5 聚类分析

对2019、2020、2021 年JB、QS、XS 全部供试单株的上述各指标均值作聚类分析,如图1 所示,聚成9 类(r=0.904)效果较好。第Ⅰ类包含JB1、JB9、QS5;第Ⅱ类包含JB3、QS3、QS7、JB6、QS4、QS1、XS3、XS1;第Ⅲ类包含XS4;第Ⅳ类包含JB8、QS8;第Ⅴ类包含QS2、XS5;第Ⅵ类包含JB4、QS6、XS2;第Ⅶ类包含JB7;第Ⅷ类包含JB6;第Ⅸ类包含JB2。第Ⅲ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ类各含一个单株,且灰色关联分析结果中的综合性状最优单株JB2 聚在了第Ⅸ类中,说明海南省不同产区的茶籽油包含丰富的遗传多样性,JB2是所有供试单株中最优且最独特的单株;灰色关联分析结果中综合性状排名前五或前七的单株聚在了Ⅸ、Ⅶ、Ⅵ、Ⅰ中,说明综合表现较优的单株包含不同类型,可望选育出特点多样化的品种,有利于越南油茶造林生产。

3 讨论

茶籽油理化性质和脂肪酸含量均符合《油茶籽油》(GB/T 11765—2018)中一级商品油阈值的标准,且不同单株间在4 项性质上总存在差异,说明越南油茶茶籽油的理化性质存在相对遗传稳定性和一定限度内的变异,再一次说明越南油茶育种目标应以丰产性和稳产性为主[13-14],同时也说明琼西南热带雨林区越南油茶实生变异中存在丰富的优良变异,并形成各自品质特色,这与本课题组前期研究结果一致[3, 14]。

参照国家林业局LY/T 1730.1—2008[15]规定实生选种的油茶树龄和经济性状要求,本研究供选单株符合造林需要。由JB2 的经济性状综合表现可见,其茶籽油具备最优的贮藏性、不饱和度和皂化性[3, 16-18],灰色关联分析结果表明JB2 位居第一。在聚类分析中,JB2 单独为Ⅸ类,说明JB2 基因型较为稀有。上述结果均表明JB2 将来可能是一个特色鲜明的优良品种。

油酸含量与单果重、果高、单果籽数呈正相关[18],表明油酸含量较高的XS2、JB2、JB7、JB4、QS5、XS4、JB9、XS3、JB3、JB5 是丰产且稳产单株。本研究的丰产性比较结果表明,XS2、JB2、JB7、QS5 和XS4 综合表现在各产区最优或较优,其茶籽油理化性质结果也表明这5 个单株具备良好的贮藏和营养保健价值[19]。基于产量和品质等性状的灰色关联分析结果表明,这5 个单株正好位列前五名。因此,这5 个单株均应进入新品种选育的复选阶段,也说明茶籽油油酸含量是越南油茶新品种选育的关键选择指标之一。鉴于本研究供试单株的经济性状表现是不同基因型和不同产区环境共同作用的结果[20],入选单株在后续的选择阶段应先在各产区抉选,然后通过区域试验确定其推广范围。

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