棉花不同基因型品種棉仁含油量及其與纖維品質(zhì)性狀的關(guān)系

陳 姣，陳金湘，江 曲

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)沙410128)

棉花是一種棉、油綜合利用的重要大田作物，在中國(guó)乃至全球社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要地位。棉子是棉花生產(chǎn)中的副產(chǎn)品，其產(chǎn)量為皮棉產(chǎn)量的1.5～2倍。目前中國(guó)常年棉花種植面積550萬(wàn)hm2左右，生產(chǎn)皮棉700萬(wàn)t左右，棉子產(chǎn)量達(dá)1 300萬(wàn)t［1］。毛棉子的含油量為18%以上，去殼后棉仁中的含油量高達(dá)30% ～40%。棉子油中含有大量人體所必需的脂肪酸，可作為生活食用油，并且可用于生產(chǎn)生物柴油［2，3］。但是，棉花被栽培以來(lái)，育種家們都將纖維產(chǎn)量提高與品質(zhì)改良作為棉花育種的主要目標(biāo)，而對(duì)同樣具有極高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的棉子只作為棉花生產(chǎn)的副產(chǎn)品對(duì)待，對(duì)棉子中含有的營(yíng)養(yǎng)成分研究較少［4］。為了提高棉花的生產(chǎn)效率和綜合利用價(jià)值，在棉花育種中既要提高纖維產(chǎn)量和改進(jìn)纖維品質(zhì)，也應(yīng)把棉子油分和蛋白質(zhì)改良作為棉花育種的目標(biāo)。

本研究通過(guò)對(duì)不同棉花品種中棉仁含油量比較分析，試圖篩選出高油分棉花品種，并通過(guò)含油量與纖維品質(zhì)性狀的相關(guān)性研究，明確棉仁含油量與纖維品質(zhì)的關(guān)系，為棉花纖維、含油量和蛋白質(zhì)含量的綜合改良提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料包括41個(gè)棉花品種，種子由中棉所提供。于2012年種植于湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花實(shí)驗(yàn)基地。

1.2 方法

(1)棉仁油分含量測(cè)定。采用索氏抽提法測(cè)定油分含量［5］。具體操作如下:(1)剝?nèi)∶奕?(2)取3 g左右的棉仁于80℃烘箱中烘干，干燥皿中冷卻;(3)濾紙袋于105℃烘箱中烘2 h，冷卻后稱重，記作a(g);(4)將磨碎后的棉仁包入已稱重的濾紙袋，于105℃烘箱中烘4 h，冷卻，稱重，記作b(g);(5)將裝有棉仁粉的濾紙包放入抽提筒中，加入無(wú)水乙醚進(jìn)行抽提。于70℃恒溫水浴中抽提過(guò)夜，抽提完后，取出濾紙包，通風(fēng)晾干;(6)晾干的濾紙包于105℃烘箱中烘2 h，置干燥皿中冷卻至恒溫，稱重記為c(g);(7)計(jì)算油分含量:棉仁油分含量(%)=(bc)/(b－a)×100。

3次重復(fù)，取平均值為樣品棉仁油分含量。

(2)棉纖維品質(zhì)分析。每品種各取30 g左右纖維，由農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心檢測(cè)，包括纖維上半部長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)、馬克隆值、斷裂比強(qiáng)度4個(gè)指標(biāo)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用DPS進(jìn)行相關(guān)性分析。

棉花纖維品質(zhì)綜合指數(shù)評(píng)定，參考陳金湘等［6］多目標(biāo)綜合價(jià)值評(píng)定方法——加權(quán)法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種的棉仁油分含量

表1結(jié)果表明，不同品種間棉仁油分含量差異大，平均含油量為 31.19%，變幅為 27.77% ～40.36%。油分最低的品種為‘豫棉 11號(hào)’(27.77%)，其次為‘徐州豐豐棉’(27.85%)、‘鄂抗棉9號(hào)’(28.04%);最高的品種為‘中棉所16’(40.36%)，其次為‘晉棉11號(hào)’(38.30%)。

表1 不同品種棉仁油分含量Table 1 Oil content in cottonseed kernel of different cotton varieties

2.2 不同品種的纖維品質(zhì)性狀分析

結(jié)果表明，41個(gè)棉花品種纖維品質(zhì)性狀綜合得分平均為 0.5111，其中最高的為‘海 7124’(0.9395)，最低的為‘晉棉11號(hào)’(0.0398)。

由表2可以看出，纖維品質(zhì)較好的品種有‘海7124’、‘新陸早20 號(hào)’、‘徐州 142’、‘國(guó)抗 1 號(hào)’、‘遼棉15號(hào)’;得分較低的品種為‘晉棉11號(hào)’、‘零式果枝’、‘鄂抗棉9號(hào)’、‘86－1’、‘中棉所12’。

表2 不同棉花品種纖維品質(zhì)性狀測(cè)定值及其綜合分值Table 2 The fiber quality and their comprehensive scores of different varieties

2.3 棉仁含油量與纖維品質(zhì)的相關(guān)性分析

從表3可以看出，棉仁含油量和纖維品質(zhì)性狀之間沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著相關(guān)性。斷裂比強(qiáng)度與上半部平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)呈極顯著正相關(guān);馬克隆值與上半部平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度呈極顯著負(fù)相關(guān);上半部平均長(zhǎng)度與長(zhǎng)度整齊度指數(shù)呈極顯著正相關(guān)。

表3 棉仁含油量與纖維品質(zhì)相關(guān)性分析Table 3 The correlation analysis between oil content in cottonseed kernel and fiber quality traits

3 小結(jié)與討論

通過(guò)對(duì)41個(gè)常規(guī)棉花品種的棉仁油分含量分析，結(jié)果表明，不同品種間的棉仁油分含量差異較大，這與韓菊［7］、宋俊喬［8］等研究結(jié)果相似。含油量最高的品種為‘中棉所16’(40.36%)，其次為‘晉棉 11號(hào)’(38.30%)、‘海 7124’(37.60%);含油量最低的品種為‘豫棉11號(hào)’(27.77%)。同時(shí)，不同品種在棉仁油分含量上具有較大的遺傳變異，進(jìn)行棉花高油分育種具有較好的潛力［9］。

41個(gè)棉花品種纖維品質(zhì)性狀分析表明，‘海7124’纖維品質(zhì)最好，‘晉棉11號(hào)’纖維品質(zhì)最差。通過(guò)棉仁含油量與纖維品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析表明，二者沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著相關(guān)性，與前人研究結(jié)果基本一致［10］。這為棉花高油分育種提供了理論基礎(chǔ)，說(shuō)明可以在不降低纖維品質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行棉花高油分育種研究工作。由于傳統(tǒng)育種手段在改良棉子營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)方面的局限性，可以利用基因工程手段開展棉花高油育種研究，從而進(jìn)一步提高棉花綜合經(jīng)濟(jì)效益［11］。

［1］趙永國(guó)，郭瑞星.棉籽含油量研究進(jìn)展與高油棉花育種可行性分析［J］.棉花學(xué)報(bào)，2011，23(2):184 －188.

［2］卡巴羅，沈本賢，李 泓.棉子油制備生物柴油的研究［J］.當(dāng)代化工，2008，37(5):481－483.

［3］王延琴，楊偉華，許紅霞，等.應(yīng)用棉籽油生產(chǎn)生物柴油的可行性分析［J］.中國(guó)棉花，2007，34(1):42－44.

［4］Michael K，Deborah L，William R，et al.Fatty acid profiles of cottonseed genotypes from the national cotton variety trials［J］.Journal of Cotton Science，2010，14:64 －73.

［5］王學(xué)奎.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)［M］.第2版.北京:高等教育出版社，2006.241－242.

［6］陳金湘.農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程學(xué)［M］.長(zhǎng)沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

［7］韓 菊，魏福祥，龐津霞，等.轉(zhuǎn)Bt基因棉籽仁中營(yíng)養(yǎng)成分的研究［J］. 中國(guó)油脂，2003，28(10):58－60.

［8］宋俊喬，孫培均，張 霞，等.棉仁高油分材料篩選及其脂肪酸發(fā)育分析［J］.棉花學(xué)報(bào)，2010，22(4):291－296.

［9］王延琴，楊偉華，許紅霞，等.10個(gè)陸地棉品種種子營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)分析［J］.中國(guó)棉花，2010，37(8):33－35.

［10］周有耀.棉子營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與纖維品質(zhì)的關(guān)系［J］.中國(guó)棉花，1993，20(2):13 －14.

［11］徐 鵬，張香桂，沈新蓮.棉籽營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)性狀的研究進(jìn)展［J］.江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2009，25(5):1173 －1177.