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越南油茶實生優株選擇與產區初步評價

2022-01-14 07:51王珮璇郭鈺柬周開兵
經濟林研究 2021年4期
關鍵詞:茶籽油儋州產區

王珮璇,陳 靜,郭鈺柬,周開兵

(海南大學 熱帶作物新品種選育教育部工程研究中心,海南 ???570228)

油茶是山茶科Theaceae山茶屬Camellia植物中油脂含量較高且具有一定栽培規模的一類植物的總稱[1],是中國和世界四大木本油料作物之一,被稱為“東方的橄欖樹”[2]。茶籽油是優質保健食用油和高級天然化妝品原料,其副產品在農業、醫療、日化等方面均有應用價值[3-7]。越南油茶Camellia vietnamensis是中國的廣東省、廣西壯族自治區、海南省和越南、老撾等國家和地區特產的油茶樹種[8],也是我國海南省種植的主要油茶樹種,其栽培歷史至少有500多年[9],海南省不乏野生原生種和老林分布。在長期適應南亞熱帶環境的過程中,越南油茶已形成了與內陸油茶不同的特點,具有抗逆性強、耐熱性強、壽命長與樹冠高大、結果早、果大籽多等優點,是很有發展前途的油茶樹種之一;同時能用于山地造林,具有生態保護功能;并且越南油茶籽油在口感、品質、生產加工、市場潛力等方面都有獨特的優勢。但是,長期以來,由于地理的隔離及相關科研、產業發展的滯后,海南省的越南油茶產業并沒有得到應有的重視[10-11]。

目前,正逢海南國際自由貿易港建設機遇,人們對海南產區越南油茶油特有食用和保健價值的認識不斷加深,對其需求量加大,選育海南當地優良的越南油茶品種已成為海南省越南油茶產業發展的當務之急[10]。前人已有一些包括越南油茶在內的油茶豐產單株的選擇和產區比較的研究報道,但其研究局限于同一產區不同單株間、不同年份間和同一年份不同產區間的比較分析[12-13];也有研究者針對個別產區油茶的農藝性狀、產量性狀、茶籽油理化性質和脂肪酸組成等品質特點,探討了優株篩選的標準和方法[14-16]。然而,針對海南省的越南油茶單株及產區的評價研究尚未見諸報道。

灰色系統理論以其簡單便捷又不失科學合理等優點,被廣泛應用于如水稻、小麥、玉米、花生等[17-18]農作物品種的綜合評價及其性狀間的相關分析中。在對油茶的研究中,有關研究者采用這種分析方法研究過其他地區的普通油茶的各性狀指標與產油量之間關系的密切程度、氣象等因素與茶籽油產量及品質間的關系、茶油中活性成分之間的關系等問題[19-21]。而采用此法研究越南油茶的報道極少,僅見有聶浪等[22]對包括越南油茶在內的廣東油茶種質資源篩選及評價的研究報道。為給越南油茶種質資源育種的開發利用提供數據支持,同時為海南省高產油茶基地的規劃建設提供參考依據,本研究對海南省的6個越南油茶產區實生老林中的32個單株的農藝性狀、產量性狀和茶籽油品質進行了比較分析,并采用灰色關聯分析法對優良單株與豐產穩產產區進行了篩選和評價,現將研究結果分析報道如下。

1 材料與方法

1.1 單株的選擇與果實采樣地的概況

分別從海南省的保梅嶺生態保護區(簡稱為“保梅嶺”)、霸王嶺長臂猿保護區(簡稱為“霸王嶺”)、澄邁縣福山鎮長安村(簡稱為“澄邁”)、白沙縣福門村(簡稱為“白沙”)、儋州市王五鎮興文村(簡稱為“儋州”)、瓊海市陽江鎮上科村(簡稱為“瓊?!保┑仍侥嫌筒璁a區中選定2017和2018年連續兩年豐產(株產果量在10 kg以上)、穩產單株32株作為試驗材料,各產區中的環境概況和豐產單株的編號與樹齡等信息見表1。

表1 海南省6個越南油茶產區的環境概況和豐產單株的編號與樹齡?Table 1 Environmental profiles of 6 Vietnamese oil tea producing areas in Hainan Province and the number of high yield trees with tree age

1.2 研究方法

在除瓊海產區(因為該產區只篩選出1株高產單株樣樹,所以在產區評價時,此產區的相關數據不包含在內)外的5個產區內,選擇越南油茶豐產單株,對各產區不同年份間和同一年份不同產區間其主要農藝性狀、產量性狀、茶籽油品質性狀進行比較,并采用灰色關聯分析法,對所有單株和產區越南油茶的主要產量性狀、茶籽油的品質性狀進行了調查與分析,并對其中的優良單株與豐產產區進行了初步的篩選與評價。

1.3 取樣方法與樣品處理

分別于2017和2018年的10月即海南省的越南油茶成熟采收期,在選定的6個產區的32個供試單株樹冠中部外圍的東、西、南、北4個方位隨機選取當年生春梢,在其中部采集無病蟲害的成熟葉片,每個單株各采集樣葉30片;在每株樣樹樹冠中部的東、西、南、北4個方位隨機采摘無病蟲害的果實30個。將所采葉片和果實樣品按照單株分裝帶回實驗室,并將所采果實置于室溫下后熟至果皮開裂時取出種子以備用。

1.4 測定指標與測定方法

每株樣樹各選葉片樣品30片、果實樣品30個,采用常規方法調查各單株樹體特征與葉片、果實的大小和形狀等農藝性狀及單果質量、出籽率、出仁率、含油率和單位樹冠面積果實產量、單位面積毛油產量等產量性狀表現,以某一產區中所有樣株的平均值作為該產區的觀測值,所有數值均為(平均值±標準差)。

采用索氏提取法提取茶籽油,參照國家標準《食品中過氧化值的測定》(GB 5009.227—2016)[23]、《動植物油脂碘值的測定》(GB/T 5532—2008)[24]、《食品中酸價的測定》(GB 5009.229—2016)[25]、《動植物油脂皂化值的測定》(GB/T 5534—2008)[26]分別測定茶籽油的過氧化值、碘值、酸價、皂化值等理化性質指標值;按照《食品中脂肪酸的測定》(GB 5009.168—2016)[27]中說明的具體要求制備脂肪酸甲酯,采用氣相色譜法檢測脂肪酸的種類與含量。每個單株的待測樣品各制備3份,取其平均值作為該單株的觀測值,所有數值亦均為(平均值±標準差)。

1.5 數據處理方法

采用SAS軟件中的GLM過程作方差分析,采用DUNCAN法對不同產區作多重比較分析,用TTEST過程對各產區年份間的差異顯著性進行分析。用Excel軟件編輯公式,采用灰色關聯分析法[17-21]分別根據豐產性和茶籽油品質等性狀指標的觀測值對不同單株和產區進行評價及排序。

2 結果與分析

2.1 同一年份不同產區間和同一產區不同年份間越南油茶農藝性狀的比較

同一年份不同產區間和同一產區不同年份間越南油茶農藝性狀的比較結果見表2。2017年,不同產區間越南油茶的葉片長度、果實縱徑、果形指數、果皮厚度的差異均顯著,而其余農藝性狀的差異均不顯著。2018年,不同產區間越南油茶的果縱徑、果形指數、果皮厚度均無顯著差異,而其余農藝性狀的差異均顯著。2017年,越南油茶的葉片長度,霸王嶺產區的顯著最長,而儋州產區的顯著最短;儋州產區與保梅嶺、澄邁產區間的差異均不顯著,白沙產區與其他4個產區間的差異均不顯著。2018年,越南油茶的葉片寬度,霸王嶺產區的顯著最大,而澄邁產區的顯著最??;澄邁產區與白沙產區間的差異不顯著,保梅嶺和儋州產區的居中,且其與最大、最小的兩組間均無顯著差異。2018年,越南油茶的葉形指數,白沙產區的顯著最大,儋州產區的顯著最??;儋州產區與其他3個產區間的差異均不顯著。2017年越南油茶的果實縱徑和2018年的果實橫徑,白沙產區的均顯著最大,儋州產區的均顯著最小。2017年越南油茶的果形指數和果皮厚度,澄邁產區的均顯著最小,白沙產區的均顯著最大;白沙產區與其他3個產區間的差異均不顯著。將不同年份間的單株觀測值進行比較,僅有保梅嶺產區的葉長、霸王嶺產區的果實橫徑和儋州產區的果皮厚度均表現出顯著差異。這一觀測結果表明,不論同一產區不同年份還是同一年份不同產區,越南油茶的農藝性狀都會出現不同的變化情況,說明其農藝性狀的表現是因環境因素的變化而變化的,意味著越南油茶新品種的選育研究宜基于多年多點的田間試驗結果進行綜合分析,還意味著越南油茶栽培技術的標準化是十分重要的。

表2 同一年份不同產區間和同一產區不同年份間越南油茶農藝性狀的比較結果?Table 2 Comparison results of agronomic traits of C.vietnamensis between different producings of the same year and between different years of the same producing

2.2 同一年份不同產區間和同一產區不同年份間越南油茶產量性狀的比較

同一年份不同產區間和同一產區不同年份間越南油茶產量性狀的比較結果見表3。2017年,不同產區間越南油茶單果質量和干種仁含油率的差異均顯著,儋州產區的單果質量顯著最小,而其干種仁含油率顯著最大,其余4個產區間這2個性狀指標的差異均不顯著;而不同產區間其余產量性狀均無顯著差異。2018年,不同產區間越南油茶單果質量的差異顯著;保梅嶺產區的單果質量顯著最大,保梅嶺產區與白沙產區間單果質量的差異不顯著,而儋州產區的顯著最小,其余2個產區間其單果質量的差異不顯著。在除瓊海產區外的5個產區中,僅有儋州產區的越南油茶干種仁含油率在不同年份間的差異顯著,而儋州產區除干種仁含油率外的其余產量性狀在不同年份間均無顯著差異??梢?,各產區豐產單株群體的產量性狀表現基本穩定。

表3 同一年份不同產區間和同一產區不同年份間越南油茶主要產量性狀的比較結果Table 3 Comparison results of yield traits of C.vietnamensis between different producings of the same year and between different years of the same producing

2.3 同一年份不同產區間和同一產區不同年份間越南油茶茶籽油品質的比較

2.3.1 茶籽油的理化性質

同一年份不同產區間和同一產區不同年份間茶籽油理化性質的比較結果見表4。由表4可知,在2017和2018年連續兩年里,不同產區的茶籽油其碘值、酸價都符合GB /T 11765—2018《油茶籽油》[28]中的標準,且不同產區間均無顯著差異,說明各產區的茶籽油其耐貯藏能力和新鮮度都較好,其不飽和脂肪酸的不飽和程度、耐酸敗能力均相當。2017和2018年不同產區間越南油茶茶籽油過氧化值的差異顯著;2017年儋州產區的茶籽油其過氧化值顯著最高,且與白沙產區的差異不顯著;其他3個產區間其過氧化值的差異均不顯著;而2018年霸王嶺產區的茶籽油其過氧化值顯著最高,其他4個產區間其過氧化值的差異均不顯著。將同一產區不同年份間的觀測值進行比較,霸王嶺、白沙和儋州3個產區的茶籽油過氧化值在不同年份間的差異均顯著,卻都遠低于GB /T 11765—2018《油茶籽油》[28]中規定的一級油閾值標準,說明各產區不同年份的茶籽油其抗氧化性都很強,均有較高的保健價值且都耐貯藏。2017年,白沙產區的茶籽油其皂化值顯著最高,各產區的茶籽油其皂化值都符合GB /T 11765—2018《油茶籽油》[28]中規定的合格級別的閾值標準??傊?,海南不同產區的茶籽油其理化性質均符合GB /T 11765—2018《油茶籽油》[28]中規定的標準,同一年份不同產區間和同一產區不同年份間茶籽油的過氧化值和皂化值均表現出明顯的差異,說明這兩項理化性質指標與油茶生長的環境變化均有密切的關系。

表4 同一年份不同產區間和同一產區不同年份間茶籽油理化性質的比較結果Table 4 Comparison results of physical and chemical indicators of C.vietnamensis seed oil between different producings of the same year and between different years of the same producing

2.3.2 茶籽油的脂肪酸組成

不同產區間和不同年份間茶籽油脂肪酸組成的比較結果見表5。由表5可知,從不同產區的茶籽油中共檢測到8種主要脂肪酸,具體包括棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、肉豆蔻酸等飽和脂肪酸和油酸、亞油酸、亞麻酸、花生—烯酸等不飽和脂肪酸,其中油酸含量位居8種脂肪酸之首,所有產區茶籽油的油酸含量均高于75%,且所有產區的茶籽油其主要脂肪酸組分含量均符合GB /T 11765—2018《油茶籽油》[28]中規定的標準。

表5 同一年份不同產區間和同一產區不同年份間茶籽油脂肪酸組分的比較結果Table 5 Comparison results of fatty acid composition of C.vietnamensis seed oil between different producings of the same year and between different years of the same producing %

在2017年產的茶籽油中,硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生—烯酸等脂肪酸組分的含量在不同產區間的差異均不顯著,而肉豆蔻酸、花生酸、棕櫚酸等脂肪酸組分的含量在不同產區間的差異均顯著。肉豆蔻酸僅在儋州產區和保梅嶺產區的茶籽油中被發現,其在儋州產區的茶籽油中的含量顯著較高;花生酸含量,儋州產區的顯著最高,而保梅嶺產區的顯著最低,霸王嶺、澄邁、白沙3個產區的居中,且此3組與最高、最低的2組之間均無顯著差異;棕櫚酸含量,儋州產區的顯著最低,而霸王嶺、澄邁、白沙、保梅嶺這4個產區間的差異均不顯著。在2018年產的茶籽油中,棕櫚酸僅在保梅嶺、霸王嶺、儋州產區的茶籽油中被發現,保梅嶺產區的顯著最高,而其他2個產區間的差異不顯著;其余各種脂肪酸組分的含量在各產區間均無顯著差異。在保梅嶺產區的茶籽油中,肉豆蔻酸和亞麻酸的含量在不同年份間存在顯著差異;在澄邁和白沙產區的茶籽油中,棕櫚酸的含量在不同年份間也存在顯著差異;在霸王嶺產區的茶籽油中,亞麻酸和棕櫚酸等含量在不同年份間也存在顯著差異;而在其余產區的茶籽油中,其他脂肪酸組分的含量在不同年份間均無顯著差異。這一結果說明,除亞麻酸以外的不飽和脂肪酸組分的含量都有較強的遺傳穩定性,而多數飽和脂肪酸組分的含量則相反,這意味著采用不同的栽培技術可能會調節飽和脂肪酸和亞麻酸等脂肪酸組分的含量。因此,在新品種的選育研究中,只有在相同的環境條件下才能對茶籽油的品質作出準確的選擇,不飽和脂肪酸含量的穩定性在越南油茶種質資源鑒定和新品種選育中或可在其表現型標記中用作參考。

2.4 灰色關聯分析結果

2.4.1 各個單株的灰色關聯度及其排序

在灰色關聯度分析中,首先需要結合研究目標構建理想個體,具備可以達到研究目的的最優參考指標。本研究以篩選海南越南油茶豐產、優質單株為目的,首先需要確定理想單株產量性狀的參考指標,即兩年調查觀察到的產量性狀平均數的最大值,依據單果質量和樹冠單位面積產果量、果實出籽率、種子出仁率、種仁含油率、樹冠單位面積產油量等產量指標值越高越好的原則,即其最大值依次為56.722 g、2.0 45 kg·m-2、43.664%、65.422%、54.016%、1 001.108 kg·hm-2;茶油品質性狀參考指標的選擇有所不同,并不全是越大越好,需要按照國家質量標準GB /T 11765—2018《油茶籽油》[28]來選擇,用測得的最優值作為理想個體的參考指標,得到茶籽油的過氧化值、酸價和棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸的含量依次為0.010%、0.500 mg·g-1、9.200%、2.550%、77.500%、8.900%、0.160%、0.360%?;诟餍誀钪笜藘赡暧^測值的平均值對32個單株作灰色關聯分析,結果見表6。由表6可知,產量性狀排名前10位的單株編號依次為8、14、2、19、9、21、16、13、1、20;比較其灰色關聯度的大小可知,2和19、16和13號單株相差并不明顯,即其產量性狀的綜合表現相似;結合樹冠單位面積產油量的排名情況進行綜合分析,結果表明,8、14、19、9、21號等單株產量性狀的綜合表現均佳。從表6中還可看出,品質性狀排名前10位的單株編號依次為24、6、16、20、9、8、11、15、18、23;比較其灰色關聯度的大小可知,20、9、8、11號單株之間,15、18、23號單株之間,其相差均不明顯,即其品質性狀的綜合表現相似,表明這10個單株茶籽油的綜合品質都較好。綜上所述,產量和品質性狀綜合表現均進入前10位的單株有8、9號單株,說明這兩個單株品種有望上升為豐產、優質的品種。

表6 不同單株產量和品質性狀的灰色關聯分析結果Table 6 The result of grey relational degree analysis of different single tree’s yield and quality traits

2.4.2 各個產區的灰色關聯度及其排序

與各個單株的灰色關聯度分析一樣,首先要以篩選優勢產區為研究目標構建產區的理想個體,以某一產區內全部單株各性狀指標的平均值作為該產區的各性狀指標值。采用相同的辦法確定理想產區的產量性狀和茶籽油品質性狀指標值,即理想產區的單果質量、樹冠單位面積產果量、果實出籽率、種子出仁率、種仁含油率、樹冠單位面積產油量等產量性狀指標值分別為40.914 g、1.01 kg·m-2、41.148%、48.949%、52.271%、477.099 kg·hm-2,理想產區的茶籽油的過氧化值、酸價和棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸含量等茶油品質性狀指標值分別為0.02%、1 mg·g-1、9.2%、2.55%、77.5%、8.9%、0.1%、0.4%?;诟鳟a區全部單株的各性狀兩年平均觀測值對5個產區進行灰色關聯分析,結果見表7。由表7可知,不同產區的產量性狀的灰色關聯位序依次為霸王嶺產區、保梅嶺產區、澄邁產區、白沙產區和儋州產區;比較其灰色關聯度的大小可知,霸王嶺產區和保梅嶺產區、白沙產區和儋州產區的差別并不明顯,即其產量性狀的綜合表現相似。這個排名與其樹冠單位面積產油量的排名一致,表明霸王嶺產區和保梅嶺產區的產量性狀綜合表現均佳。不同產區的品質性狀排名依次為澄邁產區、保梅嶺產區、白沙產區、霸王嶺產區、儋州產區;比較其灰色關聯度的大小可知,5個產區相差并不明顯,說明其品質性狀的綜合表現相似。綜上所述,產量和品質性狀綜合排名靠前的依次是霸王嶺產區和保梅嶺產區,居末位的是儋州產區,說明霸王嶺產區和保梅嶺產區可能均為海南省越南油茶的優勢產區。

表7 不同產區油茶產量和品質性狀的灰色關聯分析結果Table 7 The result of grey relational degree analysis of the different producing regions’ yield and quality traits

3 討 論

本研究結果表明,不同產區間及不同年份間越南油茶的農藝、產量和品質性狀的差異普遍存在,但茶籽油的品質性狀都能達到GB /T11765—2018《油茶籽油》[28]中的要求,因此海南省越南油茶產區的茶籽油無品質問題,其主要的育種目標仍然是豐產性、穩產性的遺傳改良,這與本課題組前期多年的研究結論[13]一致。同時,不同單株茶籽油品質差異的存在為選育具有地方特色的高產品種提供了良好的遺傳物質基礎,這與前人對越南油茶的研究結論[22]一致。

本研究結果還表明,在不同年份或不同產區間越南油茶不同單株茶籽油的多個產量和品質性狀均存在顯著差異。這一研究結果對其相關研究和栽培實踐具有以下兩個方面的指導意義:一方面,越南油茶實生選種的研究需要開展多年連續、多點同時進行的田間試驗;另一方面,將性狀與其較大影響因素結合起來進行研究,有利于指導栽培實踐,因為這些性狀主要受環境條件和不同栽培技術的影響,意味著人為地改善油茶的栽培環境,如改善土質、加強栽培技術指導、精準施肥,或者建立優質商品生產基地,都利于提高越南油茶的果實產量和茶籽油的品質,這與前人的研究結果[29-32]基本一致。

霸王嶺產區和保梅嶺產區的產量性狀的關聯度相差不明顯,分別排在第一與第二名,而其品質性狀的關聯度分別排在第四與第二名,但是,由于5個產區的品質性狀相差并不明顯,且均符合GB/T 11765—2018《油茶籽油》[28]中的要求,所以霸王嶺產區和保梅嶺產區可能均為越南油茶的優勢產區。霸王嶺產區和保梅嶺產區的產量性狀相似,且其油茶產量均高于其余產區的,這得益于其相似的氣候條件、土壤類型、樹齡和管理程度,與其余3個產區相比,兩者所處山地熱帶雨林的日均溫高、溫度年較差大、雨量多、濕度大、日照短,這樣的氣候條件可能更適合越南油茶的栽培,這與前人篩選出的普通油茶最優產區的環境條件有明顯差異[31],可能因為越南油茶與普通油茶對環境條件的要求不同,這是不同物種遺傳差異的重要表現。

研究中發現,產量性狀和品質性狀的綜合表現均進入前10位的8、9號單株都出自保梅嶺產區,而均非出自產量性狀排名第一的霸王嶺產區,其原因可能是,保梅嶺產區的油茶實生老林殘存面積達60 hm2以上,是我國面積最大的油茶老林之一,其中的單株數量大,因而更有可能具有豐富的遺傳多樣性,也更有可能選育出豐產性和優質性兼備的優良單株。

供試越南油茶豐產單株的取樣地雖然限于海南部分產區,但對越南油茶單株和產區作關聯分析時所涉及的觀測指標均是國家標準《油茶良種選育技術規程》(GB/T 28991—2020)[33]、林業行業標準《油茶第1部分:優樹選擇和優良無性系選育技術規程》(LY/T 1730.1—2008)[34]中列出的關鍵指標,其茶籽油的全部品質性狀指標基本都達到了《油茶籽油》(GB /T 11765—2018)[28]中的要求,因此,本研究對其產量和品質等性狀指標的等權關聯度的排序基本上是合理的。隨著越南油茶種質資源研究的不斷深入,相關研究所需考察的農藝和經濟性狀指標將會越來越多,這樣就能更加全面地了解不同性狀對茶籽油產量和品質性狀的影響的相對重要性及其差異程度,針對不同重要性的性狀給予不同的權重,然后對種質資源作出更加全面的比較分析,研究結果也將更加可靠更加準確,同時,灰色關聯分析法在今后有關越南油茶品種的綜合評價、各因子對產量的影響度的排名、主導影響因子的確定等方面的研究中也將有望得以推廣應用。

4 結 論

雖然海南產區不同越南油茶豐產單株的某些農藝、產量和茶籽油品質等性狀在不同產區間與不同年份間普遍存在明顯差異,但其茶籽油品質性狀基本上都達到了《油茶籽油》(GB/T 11765—2018)[28]中的要求,因此,豐產性仍是越南油茶的主要育種目標。越南油茶實生選種需要開展連續多年、多點同時進行的試驗研究。研究選取的8和9號單株均為豐產、優質單株,可以推薦其進入優株篩查的復選階段;霸王嶺產區、保梅嶺產區可能均為優勢產區,即海南省西南部熱帶雨林油茶產區很可能是越南油茶的優勢產區,這一產區蘊含著豐產、優質單株。采用灰色關聯分析法對越南油茶單株和產區作綜合評價研究,在一定程度上能提高油茶研究的效率和準確性,在今后有關越南油茶種質資源的評價研究中可以推廣應用。

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