基于種子含油量的無患子優(yōu)異種質(zhì)選擇

萬 泉，王 鵬，肖祥希，余榮卓

（1.福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建南平 353000；2.福建省寧德市林業(yè)科研與技術(shù)推廣中心，福建寧德 352100；3.福建省林業(yè)科學(xué)研究院，福建福州 350012）

無患子（Sapindus mukorossi）廣泛分布于我國南方各省區(qū)及東南亞各國，系無患子科（Sapindaceae）無患子屬落葉大喬木，又名目浪樹和木患子等，因其果皮富含可用于洗滌的皂苷，經(jīng)水浸泡后起泡明顯，洗滌衣物去污能力強(qiáng)，民間又稱肥皂果樹[1-2]。無患子干形挺拔，冠形優(yōu)美，葉色季相變化明顯，耐瘠薄，適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)二氧化硫和工業(yè)粉塵污染具有較強(qiáng)抗性，是低質(zhì)林分改造、荒山生態(tài)修復(fù)和城鄉(xiāng)綠化優(yōu)良樹種[3-4]。近年來，無患子皂苷作為生物制藥、高檔化妝品和洗滌用品的天然原料而備受追捧[5]。關(guān)于無患子皂苷提取技術(shù)、化學(xué)成分、藥理功效、對(duì)重金屬的洗脫作用及種苗繁育與栽培已有較多研究[6-11]。無患子作為優(yōu)良生物質(zhì)能源樹種，其種仁含油量高、熱值高，較普通柴油含硫少，潤滑性能好，更容易充分燃燒。無患子皂苷主要從果皮中提取，生物柴油則是從種仁中提取，原料來源不沖突。無患子含油量的研究偏少，尤其是對(duì)營建無患子生物質(zhì)原料林具有重要意義的高含油量優(yōu)良種質(zhì)篩選，尚未見有系統(tǒng)的研究報(bào)道。本研究對(duì)全國無患子主要分布區(qū)進(jìn)行全面踏查，選擇樹體挺拔、樹冠圓滿和結(jié)實(shí)量大的無患子優(yōu)良單株，對(duì)其種子含油量進(jìn)行測定分析與選擇，以期篩選優(yōu)異種質(zhì)材料，為無患子高含油量優(yōu)樹的無性擴(kuò)繁和工業(yè)原料林的營建提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 供試材料

在無患子主要分布區(qū)的福建古田縣（gt）、屏南縣（pn）、清流縣（ql）、順昌縣（sc）和南平市（np），浙江杭州市蕭山區(qū)（xs），江西九江縣（jj），四川鹽邊縣（yb），云南石林縣（sl）和宜良縣（yl），初選生長良好、樹體挺拔、樹冠豐滿、結(jié)實(shí)量大和無病蟲害的無患子優(yōu)良單株67株（表1）。

表1 各種源無患子優(yōu)樹的基本情況Tab.1 Basic situations of superior trees of S.mukorossi

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試樣的采集與處理

在秋季對(duì)選定的無患子優(yōu)良單株，在樹冠中部分東、南、西、北4個(gè)方向均勻采收充分成熟的果實(shí)，每個(gè)方向1～2 kg，混合裝入種子袋，并按優(yōu)良單株編號(hào)做好標(biāo)記。采收后及時(shí)帶回實(shí)驗(yàn)室，測定鮮果重，隨機(jī)抽取部分樣品將果肉（假種皮）和果核分離后測定果核千粒重。

1.2.2 分析方法

根據(jù)無患子優(yōu)良單株編號(hào)進(jìn)行取樣分析，每個(gè)優(yōu)良單株種子樣品為100 g，3個(gè)重復(fù)。種子含油量的測定委托福建省林產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心采用索氏提取法進(jìn)行測定[12]。計(jì)算公式為含油量=[種子油脂質(zhì)量/（種子質(zhì)量-水分質(zhì)量）]×100%。

數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行整理，采用DPS 7.05的非齊性方差分析和Duncan多重比較法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 無患子種源含油量分析

不同種源無患子的含油量差異不顯著（表2）。10個(gè)種源67株優(yōu)樹種子的總體平均含油量為27.69%（表3）。其中，種子含油量最高為福建順昌種源（32.16%），較總體平均水平高出16.14%；種子含油量最低為浙江蕭山種源（23.69%），較總體平均水平低14.45%；其它種源的種子含油量與總體平均水平相比，浮動(dòng)均在10%以內(nèi)。

67株無患子優(yōu)樹中，種子含油量最高的優(yōu)樹為jj10（36.4%），其次為sc01、xs04和jj09，含油量分別為35.1%、34.9%和34.6%；種子含油量最低的4株優(yōu)樹分別為jj01、ql04、xs10和xs06，含油量分別為14.4%、13.5%、13.4%和5.2%。同屬江西九江種源的，優(yōu)樹含油量差異達(dá)2.53倍；同屬浙江蕭山種源的，優(yōu)樹含油量差異達(dá)6.71倍。說明無患子優(yōu)良單株間的差異較群體間的差異明顯更大，應(yīng)更注重個(gè)體選擇。

2.2 無患子含油量的相關(guān)性分析

無患子的含油量和經(jīng)度、緯度、樹高、胸徑、單果重和果核千粒重均無顯著相關(guān)關(guān)系，說明無患子種子含油量與優(yōu)樹的地理分布、樹高、胸徑和種子特性等指標(biāo)關(guān)聯(lián)性極小，這些指標(biāo)不宜作為高含油量優(yōu)樹選擇的參考指標(biāo)（表4）。

鑒于所選的無患子優(yōu)樹種子含油量在種源群體間的差異較小，而單株間差異較大，對(duì)初選的67株優(yōu)樹進(jìn)行聚類分析。67株優(yōu)樹總體上可分為5類，第1類優(yōu)樹有8株，分別為xs06、xs10、ql04、jj01、gt03、xs07、xs08和np03，種子含油量為5.2% ～ 18.3%，為含油量最低的一類；第2類優(yōu)樹包括yb10、yb03和yl03等19株，含油量為22.7%～27.5%，低于總體平均水平；第3類優(yōu)樹有sl05、gt10和gt04等16株，含油量均超過總體平均水平，但超出不多；第4類優(yōu)樹有g(shù)t02、gt05和sl04等18株，含油量為30.8%～33.0%，屬含油量較高的一類；第5類優(yōu)樹有sc02、xs05、jj09、xs04、sc01和jj10等6株，含油量均在34%以上，其中jj10的含油量為平均水平的1.31倍（圖1）。

表2 不同種源無患子種子含油量方差分析Tab.2 Variance analysis on oil content of seeds of different S.mukorossi provenances

表3 不同種源無患子種子含油量分析Tab.3 Oil contents analysis on seeds of different S.mukorossi provenances

表4 無患子種子含油量與優(yōu)樹特性及經(jīng)緯度的相關(guān)性分析Tab.4 CorrelationanalysisbetweenoilcontentofS.mukorossiseedsandsuperiortreescharacteristics,longitudeandlatitude

3 結(jié)論與討論

本研究通過對(duì)全國無患子主要分布區(qū)進(jìn)行踏查，初選出福建等5省10縣（市、區(qū)）的67株優(yōu)樹，對(duì)其種子含油量進(jìn)行測定，并分析含油量與優(yōu)樹所處的地理位置及樹勢(shì)、種子特性等指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明，67株無患子優(yōu)樹種子的總體平均含油量為27.69%，不同種源種子含油量差異不顯著，但優(yōu)良單株間的差異較大，同一種源的優(yōu)良單株間含油量差異最高達(dá)到了6.71倍。無患子種子含油量與優(yōu)樹所處的經(jīng)緯度和優(yōu)樹的樹高、胸徑、單果重及果核千粒重的相關(guān)性均極小，說明無患子含油量更多的是由其自身遺傳特性決定，受環(huán)境變化的影響較小，在無患子優(yōu)良種質(zhì)篩選中，含油量優(yōu)樹的選擇應(yīng)以個(gè)體選擇為主。聚類分析的結(jié)果顯示，67株優(yōu)樹可分為5類，第1類和第2類優(yōu)樹的種子含油量均低于總體平均水平，不宜應(yīng)用于無患子生物柴油原料林建設(shè)，但可以發(fā)掘這些優(yōu)樹在皂苷產(chǎn)出率和木材加工性能方面的優(yōu)點(diǎn)，并充分利用；第3類、第4類和第5類優(yōu)樹種子含油量均高于總體平均水平，尤其是第5類的6株優(yōu)樹，種子含油量均在34%以上，是無患子生物質(zhì)能源利用不可多得的遺傳改良和良種栽培材料，可以通過組培、嫁接或扦插的方式進(jìn)行無性擴(kuò)繁后加以利用，解決當(dāng)前無患子生物質(zhì)原料林基地建設(shè)苗木供應(yīng)難題。建設(shè)無患子能源林，種植材料選擇除了考慮種子含油量，還必須充分考慮種植材料的種子產(chǎn)量、種子質(zhì)量及綜合利用方面的潛力，以保證能源林的可持續(xù)發(fā)展。第4類和第5類優(yōu)樹共計(jì)24株，種子含油量高，可在這些優(yōu)樹中進(jìn)一步篩選結(jié)實(shí)量大和結(jié)實(shí)性狀穩(wěn)定的單株。

圖1 無患子種子含油量聚類分析Fig.1 Clustering analysis on oil contents of S.mukorossi seeds

能源是人類社會(huì)向前發(fā)展的動(dòng)力之源，在維護(hù)國家安全、維持社會(huì)穩(wěn)定和維系經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面具有極高的戰(zhàn)略地位。在石油等傳統(tǒng)化石能源日益枯竭、市場價(jià)格攀升飆漲的時(shí)候，油料植物尤其是木本油料植物資源的開發(fā)利用顯得重要且必要。無患子作為福建省鄉(xiāng)土木本油料植物的代表，其含油量高，油品質(zhì)量好，用途廣泛[13-14]。我國無患子種質(zhì)資源極為豐富，但多為野生資源，致使無患子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展缺乏良種支持而徘徊不前。本研究從含油量的角度篩選了sc02、xs05、jj09、xs04、sc01和jj10這6株含油量高的無患子優(yōu)樹。相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，無患子優(yōu)樹的含油量與優(yōu)樹所處的經(jīng)緯度、樹的大小和種子性狀關(guān)聯(lián)性很小，這可能是由于指標(biāo)選擇不夠全面，無患子優(yōu)樹的樹齡和分布區(qū)的年有效積溫、無霜期、年均降水量、年均氣溫和海拔等因素均未涉及，有待進(jìn)一步的深入分析。

致謝：福建省林業(yè)科學(xué)研究院吳開金高級(jí)工程師、福建大青實(shí)業(yè)有限公司朱劍秋等同志參與了試驗(yàn)調(diào)查和室內(nèi)分析工作，在此一并致謝！