不同高山杜鵑品種雜交后代花瓣香氣成分的HSSPME-GC-MS 分析

蘇家樂(lè)， 何麗斯， 劉曉青， 李 暢， 陳尚平

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，江蘇 南京210014)

高山杜鵑是杜鵑花科(Ericacae)杜鵑花屬(Rhododenron)中常綠無(wú)鱗杜鵑亞屬、有鱗杜鵑亞屬中的常綠闊葉類杜鵑以及由上述2 大亞屬的杜鵑花經(jīng)過(guò)上百年的雜交培育而成的栽培品種［1］。高山杜鵑屬?gòu)?fù)合花芽、總狀傘型花序，花冠碩大(通常14 ～20 cm)、色澤艷麗，葉片革質(zhì)有光澤、四季常青，花葉共賞，是杜鵑花家族中的精品，素有“貴族花卉”的美譽(yù)，具有廣闊的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)前景［2］。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人們生活水平的逐漸提高，國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)高山杜鵑的品質(zhì)要求越來(lái)越高，除了對(duì)新穎花色的追求以外，芳香型高山杜鵑勢(shì)必成為世界杜鵑花育種者追求的熱點(diǎn)目標(biāo)之一。目前針對(duì)杜鵑花科植物的葉片、根系等的揮發(fā)性化學(xué)成分及其藥用活性方面已有部分研究［3-6］，但關(guān)于杜鵑花瓣香氣成分分析的研究仍未見(jiàn)報(bào)道。因此，本研究利用頂空固相微萃取——?dú)赓|(zhì)聯(lián)用技術(shù)(HS-SPMEGC-MS)分析1 個(gè)芳香型高山杜鵑原種與1 個(gè)無(wú)香型高山杜鵑栽培品種及其4 個(gè)雜交后代的花器芳香成分，為培育具有芳香且花色鮮艷的高山杜鵑新品種提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗(yàn)父本產(chǎn)自中國(guó)云南等地的白色芳香型高山杜鵑大白花杜鵑(Rhododendron decorum)，母本選用比利時(shí)進(jìn)口的淡紫色高山杜鵑進(jìn)口品種紫水晶(Rhododendron hybrids‘Roseum Elegans’)，雜交試驗(yàn)于2007 年在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所智能溫室中進(jìn)行，雜交后代進(jìn)行3 年正常的養(yǎng)護(hù)管理后開(kāi)花，選取人嗅覺(jué)判斷具有芳香氣味的4 個(gè)雜交后代(雜交后代①、雜交后代②、雜交后代③和雜交后代④)及其父、母親本進(jìn)行芳香成分的分析。

1.2 方法

1.2.1 香氣成分萃取方法 取樣前先將固相微萃取頭在氣相色譜進(jìn)樣口老化20 min，老化溫度為250 ℃。稱取盛花期親本和4 個(gè)有香味的雜交后代的鮮花瓣各5 g，迅速置于15 ml 的樣品瓶?jī)?nèi)，分別加入200 μl 內(nèi)標(biāo)物(辛酸)并蓋上蓋子，將老化好的萃取頭插入樣品瓶頂空部分，將樣品瓶置于40℃水浴中萃取40 min 后進(jìn)樣。

1.2.2 GC-MS 條件及定性和定量分析方法 參照田長(zhǎng)平等［7］方法，并略做修改:利用Trace GCMS-DSQⅡ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(Thermo，USA)。色譜條件為:色譜柱DBWax(30 m×0.25 mm×0.25 μm);進(jìn)樣口溫度250 ℃，不分流;柱溫:初始溫度為40 ℃保持4 min，以1 min 5 ℃升至90℃保持1 min，然后以1 min 8 ℃升至230 ℃保持8 min。掃描質(zhì)量范圍:33 ～450 aum。

2014年，水規(guī)總院將在部黨組的領(lǐng)導(dǎo)下，立足水利發(fā)展全局，深入學(xué)習(xí)貫徹落實(shí)黨的十八大和十八屆三中全會(huì)精神，全力做好水利規(guī)劃編制和戰(zhàn)略研究，統(tǒng)籌做好規(guī)劃設(shè)計(jì)審查工作，以標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、勘測(cè)設(shè)計(jì)質(zhì)量管理、市場(chǎng)準(zhǔn)入為重點(diǎn)，加強(qiáng)行業(yè)管理，為水利事業(yè)發(fā)展提供有力的技術(shù)支撐和保障。

保留區(qū)，指目前水資源開(kāi)發(fā)利用程度不高，為今后水資源可持續(xù)利用而保留的水域。保留區(qū)應(yīng)當(dāng)控制經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)對(duì)水的影響，嚴(yán)格限制可能對(duì)其水量、水質(zhì)、水生態(tài)造成重大影響的活動(dòng)。

由父、母本及其4 個(gè)雜交后代的主要香氣類別和含量及其香氣總量可以看出，父、母本及其4 個(gè)雜交后代(雜交后代①、雜交后代②、雜交后代③和雜交后代④)的香氣類別主要分為烯烴類、醇類、酯類、烷類、酮類、苯類、萜類和醛類共8類，這4 個(gè)雜交后代與其芳香型父本在各種香氣類別和含量及其香氣總量上均存在顯著差異，其中以雜交后代②在香氣總量上與父本差異最小，僅比父本少44.0%;其次，是雜交后代④，其香氣總量比父本的少53.5%。父本與雜交后代②在香氣成分類別和含量上非常相似，兩者香氣成分均以烯烴類、酯類及苯類含量較高，分別占其各自香氣總量的48.0%、21.8%和16.6%及36.6%、27.1%和29.3%，符合嗅覺(jué)上判斷雜交后代②與父本香氣比較相似的感官特點(diǎn)，由此可以推測(cè)這3 類香氣成分的含量與高山杜鵑花香的濃度密切相關(guān)。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和制圖采用Excel 2003 和SPSS 13.0 分析軟件進(jìn)行，同類型數(shù)據(jù)顯著性差異運(yùn)用Duncan’s 檢驗(yàn)法進(jìn)行多重比較。

香氣成分含量(μg/g，F(xiàn)W)= 該組分的峰面積/內(nèi)標(biāo)的峰面積×內(nèi)標(biāo)濃度(μg/μl)×內(nèi)標(biāo)體積(μl)/樣品質(zhì)量(g)。

2 結(jié)果

2.1 親本與4 個(gè)雜交后代花瓣中主要香氣成分種類

利用質(zhì)譜圖經(jīng)計(jì)算機(jī)檢索同時(shí)與NIST library 和Wiley library 2 個(gè)質(zhì)譜庫(kù)相比對(duì)，并結(jié)合人工圖譜解析及資料分析，運(yùn)用峰面積歸一法，得到主要香氣成分及其相對(duì)含量，結(jié)果顯示，在父、母本及4 個(gè)雜交后代(雜交后代①、雜交后代②、雜交后代③和雜交后代④)中分別檢測(cè)出41、18、28、32、27、30 種香氣成分，可歸納為52 種化合物，其中有12 種化合物為4 個(gè)雜交后代與父本所共有，它們分別為2，4-二甲基苯乙烯、3，4-二甲基-2，4，6-辛三烯、6-甲基-5-庚烯-2-醇、苯甲醇、苯甲酸甲酯、十五烷、戊基環(huán)丙烷、甲基庚烯酮、香葉基丙酮、3，5-二甲氧基甲苯、1，2-二甲氧基苯和波斯菊萜;4 個(gè)雜交后代香氣成分的種類與芳香型父本的相似度均超過(guò)75.0%，其中以雜交后代②的相似程度最高，為93.8%。以上結(jié)果表明，芳香型父本的香氣成分在4個(gè)雜交后代中均有廣泛遺傳，尤其以雜交后代②的遺傳相似度最高。

2.2 親本與4 個(gè)雜交后代花瓣中主要香氣成分含量

GC-MS 數(shù)據(jù)采用Xcalibur 軟件進(jìn)行整理分析。未知化合物質(zhì)譜圖經(jīng)計(jì)算機(jī)檢索同時(shí)與NIST library 和Wiley library 2 個(gè)質(zhì)譜庫(kù)相匹配，并結(jié)合人工圖譜解析及資料分析。報(bào)道正反匹配度均大于800(最大值1 000)的鑒定結(jié)果。定量方法:選擇辛醛為內(nèi)標(biāo)，其濃度為0.082 g/L，采用SIM(選擇離子檢測(cè))方式定量。各種香味成分的含量計(jì)算公式如下:

3 討論

頂空固相微萃取——?dú)赓|(zhì)聯(lián)用技術(shù)(HS-SPME-GCMS)是一種具有快速、準(zhǔn)確、定性及定量檢測(cè)等特點(diǎn)的新型測(cè)定方法，在花香［8］、果香［9］及肉類［10］等領(lǐng)域越來(lái)越受到人們的重視。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)高山杜鵑親本及其4 個(gè)雜交后代的花瓣進(jìn)行HS-SPME-GC-MS 分析，發(fā)現(xiàn)所鑒定出的芳香成分與杜鵑屬其他種類植物的芳香成分［3，11］及其含量有明顯的不同，這可能與植物種類、提取方法、提取部位等不同而不同。

林慮嵩高起書(shū)陰，滃然云氣隱雷音。不知去作何方雨，望斷中州父老心。皎月誰(shuí)能不見(jiàn)親，卻思良谷正懷新。庾樓一例安床待，頓覺(jué)清光未可人。[3]202

本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在父、母本及其4 個(gè)雜交后代的花瓣中，共檢測(cè)出52 種芳香成分，其中有12 種成分為4 個(gè)雜交后代與芳香型父本所共有，相似度均超過(guò)75%，以雜交后代②與父本的遺傳相似程度最高。從香氣成分類別及其含量來(lái)看，雜交后代②與芳香型父本最相似，均以烯烴類、酯類及苯類含量較高;在4 個(gè)芳香雜交后代中，雜交后代②的香氣總量最高，與父本的差異最小。綜上所述可以看出，雜交后代②很好地繼承了父本的芳香成分，是一個(gè)優(yōu)良的芳香型株系及育種材料。

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