油茶生物学性状与质量性状的典范相关分析

陈诗强，陈 亮，苏素娇，李 娜，朱 思，牛广俊，梁一池

（福建中医药大学，福建 福州 350122）

油茶Camellia oleiferaAbel.属山茶科山茶属植物，为多年生乔木或灌木。油茶是我国重要的木本油料植物，其良种选育历史悠久[1]。随着油茶科研的深入和推广，我国油茶产业发展迅速，国务院批准颁布的《全国油茶产业发展规划（2009～2020）》中提出，2009年全国油茶林面积突破3×106hm2，2020年全国茶油产量将达到250万t，按销售价4万元/t计算，年产值达到1 000亿元。

典范相关分析是研究2组多元变量之间相关关系的一种统计方法，能同时处理2组不同属性的变量，并能找出这2类属性间的关系。笔者根据典范分析原理研究油茶生物性状与质量性状2组变量之间的关系，旨在寻找影响油茶质量性状的主要因素，从整体上考察多个生物学性状与质量性状的关系，通过对生物学性状的综合选择，为油茶栽培与加工方面的研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

20个无性系油茶优良单株采自福建省三明市后楼村油茶园丰产示范基地，经福建中医药大学药学院梁一池教授鉴定，为山茶科山茶属普通油茶Camellia oleiferaAbe1。20个无性系编号为：YX1～YX20。测定其9个方面的生物学性状：果形指数（高径比）、单果质量、单果籽数、单果籽质量、果皮厚度、鲜出籽率、干出仁率、干仁含油率、单株果质量，分别用X1～X9表示；6个方面的质量性状：单株产油量、棕榈酸含量、亚油酸含量、油酸含量、硬脂酸含量、角鲨烯含量，分别用Y1～Y6表示。

Agilent 6890N气相色谱法（美国安捷伦公司），FID检测器。对照品均购自成都瑞芬生物科技有限公司，棕榈酸甲酯（批号：Z-060-120712），油酸甲酯（批号：Y-172-120622），亚油酸甲酯（批号：Y-173-120929），硬脂酸甲酯（批号：Y-171-120926）。

1.2 方 法

1.2.1 供试品的制备

依据GB/T 5009.6-2003《食品中脂肪的测定》中的索式抽提法进行供试品的制备。取烘干至恒质量粉碎的油茶籽仁20 g，石油醚为溶剂，料液比1∶20，趁热减压抽滤，过滤，合并滤液，60 ℃减压浓缩至无石油醚，于100 ℃干燥至恒质量[2]。

取油脂0.1 g，置于10 mL容量瓶中，加入正己烷溶解至刻度，取5 mL溶液于15 mL具塞试管中，加入2 mL苯摇匀，加入4%氢氧化钠甲醇溶液5 mL，60 ℃水浴20 min，静置分层，取上清液加入无水硫酸钠，22 μm滤膜过滤，即得供试品。

1.2.2 油脂含量的测定

取一定量供试品，采用气相色谱法进行测定。色谱条件为：DB-WAX 石英玻璃毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.5 μm）；载气N2（纯度99.999%），空气400 mL·min-1，氢气40 mL·min-1；柱流量为0.77 mL·min-1，分流比1∶50，进样量1 μL；进样口温度240 ℃，检测器温度230 ℃；柱温采用等度升温190 ℃，维持20 min，进样口压力100 kPa。所得结果采取面积归一化法进行计算。

1.2.3 角鲨烯含量的测定[3]

（1）对照品溶液的制备 精密称量20 mg角鲨烯标准品放入10 mL容量瓶，加正己烷溶液至刻度值，配成质量浓度为2 mg·mL-1的标准溶液。

（2）样品含量的测定 取一定量供试品，采用气相色谱法进行测定。色谱条件：HP-5 石英玻璃毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.5 μm）；载气N2（纯度99.999%），空气 400 mL·min-1，H240 mL·min-1；柱流量为1.34 mL·min-1，分流比为1∶10，进样量1 μL；进样口温度270 ℃，检测器温度290 ℃；柱温采用程序升温，初温150 ℃，维持1 min，以15 ℃·min-1升温至270 ℃，维持10 min，进样口压力204 kPa，时长19 min。

（3）标准曲线的绘制 分别取出一定量2 mg·mL-1的溶液配成质量浓度分别为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg·mL-1的角鲨烯标准溶液，按样品含量测定方法分别进行角鲨烯含量的测定，并绘制标准曲线。

2 结果与分析

20个无性系油茶优良单株的生物学性状及质量性状指标测定结果见表1，利用SPSS18.0软件对这些生物学性状和质量性状指标进行相关分析[4]，得到相关系数矩阵，如表2所示。由表2可以看出，15个成分指标间共有105对组合，其中9对组合极显著相关，10对组合显著相关。生物学性状和质量性状指标间有4对极显著相关，1对显著相关。单果质量和单果籽质量、果皮厚度，干出仁率和干仁含油率、单株产油量、油酸含量，干仁含油率和油酸含量、角鲨烯含量，亚油酸含量和油酸含量，棕榈酸含量和亚油酸含量呈极显著相关；单果籽数和单果籽质量、油酸含量，单果籽质量和鲜出籽率，果皮厚度和鲜出籽率，单株果质量和亚油酸含量，单株产油量和油酸含量、角鲨烯含量，棕榈酸含量和油酸含量、角鲨烯含量，油酸含量和硬脂酸含量、角鲨烯含量呈显著相关。

利用DPS软件对20个无性系油茶优良单株的生物学性状和质量性状进行典范相关分析[5]，典范相关系数的检验结果见表3，典范变量分析结果见表4。由表3可以看出，第1对典范相关系数最大为0.949 4，Wilk's统计量为0.007 3，df＝54，p＝0.047 9，具有统计学意义，其它典范相关系数均无统计学意义。据此可以认为第1对典范变量U1和V1已经把2组变量X和Y之间存在的全部相关信息进行分解并提取出来。

表1 油茶优良单株的生物学性状及质量性状Table 1 The biological and quality characters of the fine trees in Camellia oleifera

表2 生物学性状与质量性状之间的相关系数矩阵†Table 2 The correlation coefficient matrix between the biological and quality characters

表3 典范相关系数的检验Table 3 Test of canonical correlation coefficient

由表4可以看出，在生物学性状线性组合中，果形指数、单果籽质量、干出仁率、干仁含油率、单株果质量呈正效应；单果质量、单果籽数、果皮厚度、鲜出籽率[6]呈负效应。根据其相关系数得出因子权重，由高到低依次为：单果籽质量、单果质量、单株果质量、干出仁率、鲜出籽率、干仁含油率、果形指数、果皮厚度。与之对应的质量性状线性组合中，油酸含量、硬脂酸含量呈负相关；单株产油量、棕榈酸含量、亚油酸含量、角鲨烯含量呈正相关。根据其相关系数得出因子权重由高到低依次为：油酸含量、亚油酸含量、单株产油量、角鲨烯含量、硬脂酸含量、棕榈酸含量[7]。

表4 生物学性状与质量性状的典范变量分析Table 4 Analysis of canonical correlation between the biological and quality characters

由于X与Y之间有极显著正相关关系，从油茶当前产油量及其品质需要方面考虑，应以单果籽质量、单果质量、单株果质量为主要选择因子，同时由于单果籽质量与单果质量呈极显著正相关（见表2），因此应主要考虑单株果质量与单果质量，能获得较好的效果。综合以上分析，可以构造1个综合选择指数方程：

式中为标准化基因型值，I表示综合选择指数，X1～X9分别表示果形指数（高径比）、单果质量、单果籽数、单果籽质量、果皮厚度、鲜出籽率、干出仁率、干仁含油率、单株果质量。由该公式可算出20个无性系的油茶优良单株综合指数[8]。用聚类分析方法，根据各优树得分对其进行分类，将20个无性系分为3类，结果见表5。

表5 油茶树综合指数聚类Table 5 The cluster of the fine trees in Camellia oleifera based on comprehensive index

3 结论与讨论

油茶生物学性状与质量性状的关系复杂，运用典范相关方法分析2组性状之间的关系，可以使它们的关系简单化。典范相关分析结果有5对变量，彼此独立，第1对变量达极显著水平，几乎占了全部信息量的90.43%。第1对典范变量中的主导因子是单株果质量和单果质量，它们与质量性状因子油酸含量、亚油酸含量和单株产油量之间关系紧密，说明在油茶产量和品质选择中要优先考虑果质量[8]。

根据典范变量系数所构造的综合选择指数方程I＝－0.112 0X1＋0.611 2X2＋0.309 9X3－0.952 9X4＋0.049 7X5＋0.338 2X6－0.456 1X7－0.314 0X8－0.495 2X9，得出20株优树的生物学综合得分值，依据综合得分值，进行聚类分析，将它们分成3类。其中，I类的生物学性状与质量性状均很好，是选育所需要的优良植株，II类性状较好，III类最差[9]。

参考文献：

[1] 张 可,钱 和,张 添.油茶籽的综合开发利用[J].食品科技,2003,3(4):85－86．

[2] 陈毓静,王琳琳,陈小鹏,等.广西河池、百色和梧州油茶种子含油率和脂肪酸组成测定[J].食品科学,2011,5(8):172－176.

[3] 张国武,阙龙善,赖笋芽,等.6个油茶优良无性系种子脂肪酸组分与含量分析[J].江西科学,2007,6(1):35－57.

[4] 梁新华,郑彩霞,张风侠,等．甘草角鲨烯的提取及高效液相色谱分析[J].北京林业大学学报,2010,8(2):123.

[5] 王文浩,苏淑钗,陈 凤.辽榛7号结果母枝各性状因子间的相关分析[J].经济林研究,2013,31(2):119－153.

[6] 陈 凤,苏淑钗,白 倩.平欧杂交榛枝条主要性状因子间的相关分析[J].经济林研究,2013,31(2):21－25.

[7] 王 瑞,陈永忠,陈隆升,等.油茶叶片SPAD值与叶绿素含量的相关分析 [J].中南林业科技大学,2013,33(2):76－80.

[8] 曹永庆,姚小华,任华东,等.油茶果实矿质元素含量和油脂积累的相关性 [J].中南林业科技大学,2013,33(10):38－41.

[9] 吴志庄,梁一池,刘淑英.增广随机区组设计在肉桂苗期测定中的应用[J].经济林研究,1999,27(2):35－37.