海南地區油茶新品系果實性狀與脂肪酸組分分析

楊超臣，姚小華，馮紀福，陳有師，張亞蕾，楊雨晨

（1.中國林業科學研究院 亞熱帶林業研究所，浙江 杭州 311400；2.南京林業大學 林學院，江蘇 南京 210037；3.?？跂|山金茂苗木有限公司，海南 ?？?570100）

【研究意義】油茶是山茶科（Theaceae）山茶屬（Camellia）常綠闊葉灌木或小喬木，通常把山茶屬植物中種子含油率較高的樹種統稱為油茶，主要分布于我國南方熱帶和亞熱帶地區，與油橄欖、油棕和椰子并稱為世界四大木本油料樹種[1-3]。油茶在我國有2 300 多年的栽培歷史，主要分布于湖南、江西、廣西、浙江和湖北等地，目前我國油茶種植面積已達453.3萬hm2，高產油茶林93.3萬hm2，茶油產量62.7萬t，油茶產業總產值達1 160 億元[4-5]。茶油有豐富的營養成分及很高的藥用價值，有“東方橄欖油”和“食用油之王”的美譽；同時油茶樹生長周期長，一次種植多年受益，被稱為“鐵桿莊稼”[6-7]。海南島位于我國油茶種植區的南端，由于其獨特的環境因素，造就了海南島豐富而具有特色的油茶資源，且海南種植油茶主要以越南油茶（Camellia vietnamensis）為主，栽培歷史悠久，茶油品質優良，茶籽油的口感與品質有別于內地[8]。目前，海南油茶已經產生了大量的變異樹種，各產區油茶樹表現出明顯的優劣差異，種質資源較為混亂。另外，由于海南油茶開發研究起步較晚，單株產量低、含油率不高、效益低下等問題已成為當前制約海南油茶發展的關鍵問題之一[9]?！厩叭搜芯窟M展】有較多科研工作者對海南地區油茶進行初步研究；如鄭道君等[10]對海南油茶資源分布與林分進行了實地調查，摸清了海南油茶資源分布與儲量，明確了海南油茶林分現狀，為研究海南油茶種質資源提供依據。楊偉波等[11]對海南油茶的引種和優良品種進行了初步的分析，為海南油茶選育優良品種提供參考方案。代佳妮等[12]采用新一代高通量Illumina 轉錄組測序技術探究海南本地油茶的生理特性及代謝過程，為海南本地油茶的優良品種選育提供科學依據。王海等[13-14]結合農藝性狀和品質對海南油茶優異種質資源進行分析評價，為海南油茶育種工作提供了參考?！颈狙芯壳腥朦c】油茶是我國重要的木本油料樹種，海南地區由于獨特的地理位置，造就油茶種質資源獨具特色。海南油茶造林早期大多以實生苗為主，導致油茶產量、品質參差不齊，種質資源較為混亂，但海南油茶果大且茶油口感與品質有別于內地，近年來又成為研究熱點?！緮M解決的關鍵問題】研究以前期選育的優良單株并經過無性繁殖得到的FH3、HS1 和HY1 3 個無性系，同海南本地認（審）定的瓊東2 號（QD2）、瓊東8 號（QD8）和瓊東9 號（QD9）3 個無性系進行果實性狀和油脂成分等指標的測定并采用模糊隸屬函數和主成分分析法進行綜合比較分析，為海南油茶品種選育及油茶種質資源開發利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地在海南省?？谑袞|山鎮東山苗圃。該基地位于19°78′795″N，110°24′64″E，屬熱帶海洋性季風氣候，日照充足，熱雨同季，年平均氣溫23.8 ℃，平均降雨1 592.7 mm，土壤為酸性赤紅壤。

1.2 試驗材料

選取生長狀況一致的6 年生油茶樹（2020 年），株行距約為3 m×4 m，每品系選擇5 個單株作為一組，在油茶成熟期每品系每組選取30個油茶果。

1.3 測定指標及方法

果實性狀指標：果皮厚（mm）、果高（mm）、果橫徑（mm）、果形指數（果高/果橫徑）、鮮果質量（g）、單果籽數、果籽質量（g）。

經濟指標：鮮出籽率（%）、出仁率（%）、種仁含油率（%）。

油質指標：飽和脂肪酸%（棕櫚酸、硬脂酸）、不飽和脂肪酸%（棕櫚烯酸、烯酸、油酸、亞油酸、亞麻酸）。

有關指標計算公式參考張子杰等[15]和馬力等[16]并略作修改如下：

在果實采集后的24 h 內，利用數顯游標卡尺測量果高、果徑、果皮厚（精度0.01 mm），用電子天平測量鮮果質量（精度0.01 g）。剝皮后的種子先稱取鮮籽質量，再將種子烘干稱取其干籽質量和干仁質量；籽油率采用索氏提取法測定，提取茶油后用高效液相法檢測茶油各脂肪酸組分含量，3次重復。

1.4 模糊隸屬函數評價

種實性狀和油茶籽油品質是油茶良種選育、優樹篩選的重要參考指標。采用模糊綜合評判分析法對6個油茶品系進行綜合分析。首先，對原始數據值標準化處理得到評判模糊矩陣。

式（6）中：rij為評判模糊矩陣R，Xij為各項指標含量[17]。

1.5 數據處理

試驗數據采用Excel 2016和SPSS 22.0軟件進行統計與分析，GraphPad Prism 9.0做圖。

2 結果與分析

2.1 不同油茶品系種實性狀分析比較

2.1.1 不同油茶品系果形分析比較 由表1 可知，6 個品系中果高均值最大的是HS1，為44.03 mm；最小的是QD2，為41.14 mm，且QD8、HS1和FH3顯著大于QD2和QD9。QD8果橫徑最大為55.12 mm；HY1最小為44.77 mm，且QD8、FH3 和HS1 顯著高于其他3 個品系。QD8 單果質量最大為70.22 g，HY1 最小為46.55 g，QD8 和FH3 顯著大于其他品系。FH3 果皮厚最小為5.66 mm，HS1 果皮最厚為8.53 mm，且FH3顯著小于其他品系。QD8單果種粒質量最大為24.71 g；QD2最小為13.40 g，FH3和QD8顯著大于其他品系。QD8 籽粒數最多，為7.10 個；HY1 籽粒數最少為3.48 個。6 個品系的果形指數均小于1.00。FH3 鮮出籽率最大為37.14%，顯著高于其他5個品系。

表1 不同油茶品系果形分析比較Tab.1 Analysis and comparison of fruit shape of different Camellia vietnamensis strains

2.1.2 海南6 個油茶品系果實性狀變異比較 研究測定了6 個海南油茶品系果高、果橫徑、單果質量、果皮厚、單果種籽質量、單果籽粒數、果形指數、鮮出籽率8 個種實性狀，各性狀數值均值、標準差、變異系數等指標見表2?？芍?，海南油茶各種實性狀的變異有一定差異，各性狀按變異大小依次為單果種粒質量、單果籽粒數、單果質量、鮮出籽率、果皮厚、果橫徑、果高、果形指數。6 個品系中果高范圍在29.05～67.57 mm，平均值為42.52 mm；單果種粒質量變異最大；而果實形態指標中果形指數、果徑、果高的變異系數較小，在8.99%～11.18%，說明果實形態基本穩定，且果形指數平均值小于1.00，說明海南油茶整體呈扁球狀。

表2 海南油茶品系種實性狀變異比較Tab.2 Variation comparison of seed and fruit characters of Camellia vietnamensis strains in Hainan

2.1.3 海南6 個油茶品系種實性狀相關性分析 以兩年間種實性狀指標均值為分析對象，對各指標進行相關性分析，由表3 可知，油茶種實性狀各指標間存在相關性：單果質量與果高和果橫徑存在極顯著正相關，相關系數分別為0.824、0.956。單果籽質量與果高、果徑和單果質量呈極顯著正相關，相關系數分別為0.603、0.803 和0.851，和果皮厚呈極顯著負相關，相關系數為0.460。鮮出籽率與果橫徑、單果質量、單果籽質量和籽粒數呈極顯著正相關，與果皮厚呈極顯著負相關，與果形指數呈負相關，但相關性不顯著（P＜0.05）。

表3 海南油茶品系種實性狀相關性分析Tab.3 Correlation analysis of seed traits of Camellia vietnamensis strains in Hainan

2.1.4 不同油茶品系籽仁含量分析比較 由圖1A 可知，6 個油茶品系干出仁率存在差異；分析結果表明，6 個品系出仁率依次為HS1（59.15%）＞QD9（57.14%）＞QD2（57.10%）＞FH3（53.79%）＞QD8（50.24%）＞HY1（48.72%），顯著性分析表明HS1顯著高于FH3、QD8和HY1。含油率從高到底依次為HS1（50.91%）＞QD2（50.57%）＞QD9（49.68%）＞HY1（48.39%）＞FH3（47.90%）＞QD8（45.70%），顯著性分析表明QD8 顯著低于其他5個品系，見圖1B。

圖1 不同油茶品系籽仁含量分析比較Fig.1 Analysis and comparison of seed kernel content of different Camellia vietnamensis strains

2.2 不同油茶品系油質分析比較

2.2.1 不同油茶品系飽和脂肪酸含量分析比較 由圖2A 可知，6 個品系棕櫚酸含量依次為QD9

（11.39%）＞HY1（11.15%）＞QD8（10.15%）＞HS1（10.07%）＞QD2（10.03%）＞FH3（8.46%），顯著性分析表明HY1 和QD9 顯著高于HS1、QD2 和QD8，FH3 顯著低于其他5 個品系。6 個品系硬脂酸含量依次為HS1（3.09%）＞QD2（3.08%）＞QD9（3.04%）＞FH3（3.00%）＞HY1（2.73%）＞QD8（2.32%），FH3、HS1、QD2 和QD9之間差異不顯著，且這4個品系顯著高于HY1和QD8，見圖2B。

圖2 不同油茶品系飽和脂肪酸含量分析比較Fig.2 Analysis and comparison of saturated fatty acid content of different Camellia vietnamensis strains

2.2.2 不同油茶品系不飽和脂肪酸含量分析比較 由圖3A可知，6個油茶品系棕櫚烯酸含量存在差異，HY1 含量最高為0.08%，HS1 含量最低為0.06%，顯著性分析表明HS1 顯著低于HY1 和QD2，其他各處理間差異不顯著（P＜0.05）。圖3B 所示，6 個油茶品系烯酸含量差異不顯著（P＜0.05）。圖3C 表明，6 個油茶品系油酸含量依次為FH3（83.43%）＞QD8（80.56%）＞HS1（78.97%）＞QD2（78.65%）＞HY1（77.07%）＞QD9（75.99%），且FH3 顯著高于其他5 個品系（P＜0.05）。FH3 亞油酸含量最低為4.45%，且FH3 顯著低于其他5個品系，QD9最高為8.86%，顯著高于HS1和QD8，見圖3D。圖3E表明，顯著性分析表明FH3亞麻酸含量顯著低于其他5 個品系，除FH3 外其他各品系間差異不顯著（P＜0.05）。圖3F 所示，6 個油茶品系飽和脂肪酸含量依次為FH3（11.46%）＜QD8（12.47%）＜QD2（13.12%）＜HS1（13.16%）＜HY1（13.87%）＜QD9（14.43%），且FH3顯著低于其他5個品系。圖3G 表明，FH3不飽和脂肪酸含量最高為88.53%，顯著高于其他5 個品系。如圖3H 所示，FH3 的UFA/SFA 值最大，為7.73，且顯著大于其他5 個品系，QD9 的UFA/SFA值最小為5.99。

圖3 不同油茶品系不飽和脂肪酸含量分析比較Fig.3 Analysis and comparison of unsaturated fatty acid content of different Camellia vietnamensis strains

2.2.3 油茶各油脂組分指標相關性分析 以種實性狀指標均值對各指標進行相關性分析，由表4 可知，海南油茶各油脂組分指標間存在相關性：油酸與棕櫚酸呈極顯著負相關，相關系數為0.952。亞油酸與棕櫚酸呈極顯著正相關，相關系數為0.923；與油酸呈極顯著負向關，相關系數為0.989。亞麻酸與棕櫚酸和亞油酸極顯著正相關，相關系數為0.473和0.548；與油酸存在極負相關性。UFA 和UFA/SFA 都與棕櫚酸、亞油酸和亞麻酸存在極顯著負相關性，與油酸呈極顯著正相關。

表4 海南油茶油質組分相關性分析Tab.4 Correlation analysis of oil components of Camellia vietnamensis in Hainan

2.3 海南地區6個油茶品系綜合評價

2.3.1 海南地區6 個油茶品系模糊隸屬函數評價 對6 個油茶品系指標均值進行模糊隸屬函數綜合評價，由表5 可知，6 個品系的綜合得分依次為FH3（13.17）＞QD8（11.42）＞HS1（9.30）＞HY1（8.42）＞QD2（7.65）＞QD9（7.29），表明6 個油茶品系綜合評價中FH3 均高于已審定3 個品種（QD2、QD8 和QD9），說明在海南地區FH3具有一定的推廣價值。

表5 海南6個油茶品系隸屬函數綜合評價得分表Tab.5 Comprehensive evaluation score of membership function of 6 Camellia vietnamensis strains in Hainan

2.3.2 海南地區6個油茶品系主成分分析 利用與種實相關的20個指標，對海南地區6個油茶品系進行主成分分析，其中主要性狀主成分方差貢獻率和累積方差貢獻率見表6，選取特征值大于1 的前4 個成分，累積方差貢獻率達到96.033%，說明這4 個主成分能夠把海南地區6 個品系96%以上的信息反映出來。因此選取4 個主成分作為評價的綜合因子。海南地區油茶主成分評分系數矩陣見表7，并對6 個品系進行綜合評價，其綜合評價值通過各主成分得分值與相應特征值的方差百分率的積進行累加的方法獲得，公式如下。

表6 海南地區油茶主成分方差貢獻率和累積方差貢獻率Tab.6 Variance contribution rate of principal components and cumulative variancecontribution rate of 6 Camellia vietnamensis strains in Hainan

表7 海南地區油茶主成分評分系數矩陣Tab.7 Score coefficient matrix of principal components of Camellia vietnamensis in Hainan

F=0.48F1+0.24F2+0.18F3+0.06F4。各主成分得分分別是品系各性狀標準化后的值與該性狀特征向量乘積的和。其綜合評價值和排名見表8。由表8可知FH3得分最高，排名第1，說明同海南地區已審（認）定品種（QD2、QD8和QD9）相比，FH3具有一定的推廣價值。

表8 海南6個油茶品系主成分綜合評價得分表Tab.8 Score table of principal component comprehensive evaluation of 6 Camellia vietnamensis strains in Hainan

3 結論與討論

油茶果實數量性狀是油茶育種的核心目標內容，當前較為理想的油茶品種型是出油率高、茶果大、皮薄、籽粒少等[18]。研究的6 個油茶品系（FH3、HS1、HY1、QD2、QD8、QD9）果高在29.05～67.57 mm，果橫徑在33.38～64.16 mm，這與王碧芳等[19]的研究基本一致。單果質量作為重要的評價指標，本研究6 個品系單果質量在18.39～112.99 g，果皮厚均值在5.19～8.81 mm，鮮出籽率在16.34%～51.52%，其中FH3 最高為37.14%，與前人關于海南地區油茶（Camellia vietnamensis）研究基本相符，高于浙江紅花油茶（Camellia chekiangoleosa）、低于普通油茶（Camellia oleifera）的鮮出籽率[20-23]，與內陸主栽的普通油茶相比，海南油茶果皮較厚，可能是海南油茶在長期的適應過程中形成了與內陸油茶不同的特點，主要表現為果大、果皮厚且粗糙和耐熱性強等特性[19-20]。研究中6個油茶品系果型指數均值在0.78～0.95，為桔型果。研究結果表明6個品系的果形指標均存在不同程度的變異情況，可能是油茶屬于自交不親和植物，果實性狀有一定的花粉直感效應，也可能是油茶的經濟性狀受環境、生產的影響較大，其變異性較強[24]。

出仁率和含油率是評價油茶種實性狀的重要指標，研究中6 個油茶品系出仁率在48.72%～59.15%，含油率在45.70%～50.91%，高于野生油茶（Camellia oleifera）的含油率，說明海南油茶品種含油率較高，這也是海南油茶優良性狀的體現[25]。通過對6個油茶品系茶籽油脂肪酸組分檢測發現，海南油茶籽油主要以不飽和脂肪酸為主，不飽和脂肪酸（棕櫚烯酸、烯酸、油酸、亞油酸、亞麻酸）含量達85%以上，且不含芥酸、膽固醇等對人體有害物質，不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸值在6.24～7.73，其中FH3 飽和脂肪酸含量為11.46%，低于國際營養標準對飽和脂肪酸含量12%的界定[17,26]。油酸被營養界稱為“安全脂肪酸”，油酸含量的高低是評定食用油品質的重要標志[27]，此外油酸含量的多少也是判斷油脂穩定性的一個重要指標，通常植物油脂中油酸含量越高，亞油酸和亞麻酸含量就越低，其油脂氧化穩定性也越好[28-29]。研究中，6 個油茶品系油酸含量范圍在75.99%～83.43%，亞油酸含量在4.45%～8.86%，亞麻酸含量在0.155%～0.202%，與前人結果相符，其中FH3 油酸含量顯著高于其他品系，亞油酸和亞麻酸含量顯著低于其他品系，說明單從脂肪酸組成及其含量層面分析，FH3 是6 個品系中最為優良的[30]。通過主成分分析，海南地區6 個油茶品系的綜合評價值為FH3（1.92）＞HS1（0.56）＞QD8（0.25）＞QD2（-0.08）＞QD9（-0.97）＞HY1（-2.42），模糊隸屬函數綜合評價得分為FH3（13.17）＞QD8（11.42）＞HS1（9.30）＞HY1（8.42）＞QD2（7.65）＞QD9（7.29）。

綜上所述，綜合分析海南地區6 個油茶品系（新選育的3 個無性系FH3、HS1 和HY1 及海南認（審）定的瓊東2 號、瓊東8 號和瓊東9 號3 個油茶品種）的果實性狀和油脂的脂肪酸組分等指標，FH3 表現最為優良，表明FH3 可以作為新品系在海南地區進行推廣。對于經濟林木來說，種實性狀則是其表型性狀的主要體現，開展遺傳多樣性評價是開發利用植物資源的重要基礎[20,31]。但種實性狀和油質組成及含量等指標也受肥水管理、大小年的調節、庫源調控管理等影響，同時油茶良種選育也由產量、成熟期、生長勢和抗逆性標等多種指標綜合評價，本研究僅關注種實性狀和脂肪酸組分指標，在此基礎上，仍需針對不同品系的產量、水肥利用效率和抗逆性等開展相關研究，為進一步科學合理的評價各品系做深入探討[32-33]。

致謝：中國林業科學研究院院基金重點項目“油茶提質增效關鍵技術研究”（CAFYBB2017ZA004-1）同時對本研究給予了資助，謹致謝意！