海拔对巫山竹贤核桃果实表型和油脂品质的影响

倪亚兰，辜夕容，邓雪梅，刘颖旎，杨世雄，张泽宇，代军帅，陈 华，周丰武，王玉书

(1.西南大学 资源环境学院，重庆 400716； 2.西南大学 食品科学学院，重庆 400716)

检测分析

海拔对巫山竹贤核桃果实表型和油脂品质的影响

倪亚兰1，辜夕容1，邓雪梅1，刘颖旎1，杨世雄2，张泽宇1，代军帅1，陈 华1，周丰武1，王玉书1

(1.西南大学 资源环境学院，重庆 400716； 2.西南大学 食品科学学院，重庆 400716)

分析研究了巫山竹贤3个海拔(1 300、1 600、1 800 m)处的核桃果实表型、油脂品质及其相关性。结果表明：巫山竹贤核桃平均含粗脂肪62.70%，其油中亚油酸48.33%、油酸25.90%、棕榈酸21.21%、硬脂酸2.41%、亚麻酸2.09%，以不饱和脂肪酸(76.37%)为主；海拔间果实质量、核果质量、仁质量、出仁率、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸变异系数在10%以上，具有较大的选择潜力；海拔1 600 m以下时，海拔升高有利于核桃果实的果皮增厚、果壳增多、果实和核果增重，粗脂肪、油酸、亚油酸含量增加，而海拔增至1 800 m时，核桃的生长与不饱和脂肪酸的积累受到抑制；果实表型和油脂品质部分指标间存在显著相关，可根据果实表型初步推断油脂品质。3个海拔中，1 600 m处产出的核桃果实表型和油脂品质均最优，可作为进一步育种和栽培的备选材料。

核桃；果实表型；脂肪酸；海拔；重庆巫山

核桃(JuglansregiaL.)，又名胡桃，胡桃科(Juglandaceae)胡桃属(Juglans)。核桃与扁桃、腰果、榛子并称为世界著名的“四大干果”[1]，深受老百姓喜爱；与油茶、油桐、乌桕并称为我国四大木本油料植物[2]，仁中粗脂肪含量高达60%以上，高于大多数木本油料，有“树上油库”的美誉[3]。核桃油富含不饱和脂肪酸，其中的亚油酸含量远高于油茶籽油、棕榈油、橄榄油、椰子油、油棕油等，在促进胆固醇和类脂质的代谢、保护皮肤、降血脂、防血栓方面具有重要作用[4]。

重庆市核桃自然分布广泛，栽培历史悠久，积累有广泛的种质资源。近年来又从外地引进优良品种，包括“香玲”“元丰”“鲁光”“中林3号”等二十余个[5]，形成资源众多局面。然而，目前重庆市核桃产业仍然存在产量不高、品质低下等问题，其中主要原因之一是适合本地栽培的良种缺乏。在核桃的种植过程中，人们发现外地引进品种普遍表现不良，抗寒性差、病虫危害、落果严重，导致产量和品质达不到要求。而经重庆市林木良种委员会审定的本地良种“城口乌皮香核桃”农家品种群、“旺丰1号”“盐源早”[6]等表现普遍好于引进品种。但由于重庆市核桃选育工作起步晚，目前选育出的良种还仅限这3种，远远不能满足发展需要。因此，立足重庆市自身自然资源条件，选育出抗性强、产量高、品质优的适于重庆市栽培的核桃良种，是重庆市核桃产业发展的当务之急。

巫山县位于重庆市东部，处三峡库区腹心，最低海拔175 m，最高海拔2 680 m，立体气候特征明显。山地占幅员面积的96%，全县有23个乡镇均种植有核桃，其中主要品种为引进的“香玲”。栽植多年来的结果表明，该品种在当地的抗寒性、抗病虫害能力、产量和质量均不及原产地，也明显差于本地核桃。而竹贤乡的核桃则表现较好，是当地农民经济收入的主要来源，自然分布海拔高达1 800 m以上，抗寒性强、产量高、香味浓、壳易剥，几无病虫危害，可作为重庆市抗寒性较强的备选核桃良种之一。因此，在巫山县林业局的支持与配合下，在群众报选并走访和实地调查的基础上，笔者采摘并收集不同海拔的巫山竹贤核桃，对它们的果实表型和油脂品质进行分析测定，以期为重庆市核桃的良种选育提供基础数据和栽培参考。

1 材料与方法

1.1 研究区域自然概况

研究区域位于重庆市巫山县东北部的竹贤乡，东经109°33′～110°11′，北纬30°45′～33°28′，海拔175～2 680 m，属亚热带季风性湿润气候，气候温和，全年日照时数为1 000～1 400 h，年平均温度在18.4℃，1月份气温最低，平均气温7℃左右，7—8月气温最高，多在27～38℃之间。平均相对湿度80%左右，无霜期200～350 d，雨量充沛，常年降雨量1 000～1 450 mm；由于具有山地气候的立体性，冬季温暖、夏季高温的特殊性、地形及气候多样性的三大特征，适于核桃等树木的生长[7]。

1.2 实验材料

核桃果实由巫山县林业局提供。于2015年9月核桃成熟期，在巫山县竹贤乡核桃的自然分布区，按1 300、1 600、1 800 m 3个海拔高度，分别选取生长健壮、正常管理的25年生竹贤本地核桃树，在树冠的上、中、下层和里层随机采果50个并充分混匀，带回西南大学林木遗传育种实验室待测。

游标卡尺，SL252电子天平，烘箱，索氏抽提器，DKS-16电热恒温水浴锅，GC/MS-QP2010气相色谱-质谱联用仪：日本岛津公司。

1.3 实验方法

1.3.1 核桃果实表型性状测定

果实质量、核果质量用电子天平称量；果高、核高用游标卡尺测量果基、核基到果顶、核顶的距离获得；果径、核径用游标卡尺测量果、核的横径获得。

果(核)形指数=果(核)高/果(核)径；

果皮厚度=(果径-核径)/2；

出仁率=仁质量/核果质量×100%；

变异系数=标准差/平均数×100%。

1.3.2 核桃粗脂肪含量测定

将核桃破壳取仁，参照GB/T 5009.6—2003，采用索氏抽提法测定核桃仁中粗脂肪含量。

1.3.3 核桃油脂肪酸组成及含量测定

将待测油样甲酯化，经毛细管色谱柱分离，再使用GC/MS-QP2010气相色谱-质谱联用仪测定脂肪酸组成及含量。色谱条件：色谱柱为石英弹性毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；进样口温度为200℃；升温程序为初始温度40℃保持2 min，以3℃/min升至190℃；载气为氦气，流量为 4.0 mL/min，分流比1∶10。质谱条件：离子源为EI；电离电压为70 eV；离子源温度为240℃；溶剂延时3 min；质谱范围40～350 。运用质谱数据库Nist147及Nist27标准谱库进行化合物检索，峰面积归一化法对化合物进行定量分析。

1.3.4 数据分析

实验所得数据用SPSS17.0软件进行方差分析，SSR法作数据间的多重比较，Pearson法作相关分析，显著水平设置为0.05。采用Microsoft Office Excel 2007制作图表。

2 结果与分析

2.1 巫山竹贤核桃的果实表型、油脂品质及变异

巫山竹贤核桃的果实表型、油脂品质及变异测定结果见表1。

表1 巫山竹贤核桃的果实表型、油脂品质及变异

由表1可以看出，巫山竹贤核桃粗脂肪含量在60%以上，油中脂肪酸主要有5种，即棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸。含量最高的是亚油酸，达到48.33%，之后依次为油酸(25.90%)、棕榈酸(21.21%)、硬脂酸(2.41%)、亚麻酸(2.09%)。以不饱和脂肪酸为主，占76.37%，而且多不饱和脂肪酸是主要的不饱和脂肪酸，占比达到65.86%。

21个指标中，果实质量、核果质量、仁质量、出仁率、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸这11个指标均存在一定的变异，其中果实质量、核果质量、仁质量、棕榈酸、硬脂酸、饱和脂肪酸这6个指标的变异幅度较大，变异系数在15%以上，出仁率、油酸、亚油酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸这5个指标的变异系数在10% 以上。因此，若在海拔间对上述性状作进一步筛选，可能获得较好的选择效果；而果高、果径、果形指数、果皮厚度、核高、核径、核形指数、粗脂肪、亚麻酸、不饱和脂肪酸这10 个指标的变异系数较小，最大为9.81%，最小只有3.93%，说明它们是海拔间比较稳定的性状，作进一步筛选的效果可能不明显。2.2 海拔对巫山竹贤核桃果实表型的影响(见表2)

表2 海拔对巫山竹贤核桃果实表型的影响

注：同一行数据后不同字母表示α=0.05水平上的差异显著性；下同。

由表2可以看出，海拔高度除对巫山竹贤核桃的果高和果形指数无明显影响外，对其他表型均有显著影响。当海拔高度由1 300 m升高至1 600 m时，果实质量、果皮厚度、核果质量、核高这4个指标的值明显增加，但再升至1 800 m时却显著降低，果皮和果壳的质量变化趋势也相同；果径、核径、核仁质量这3个指标在1 300 m和1 600 m处时无显著差异，但当海拔升高至1 800 m时却明显降低；仅核形指数随海拔增加明显。由此可见，巫山竹贤核桃在海拔1 800 m范围内都能正常生长，但最适海拔是1 600 m左右；随海拔升高，坚果形状偏长向生长；1 300～1 600 m范围内，核桃的果皮和果壳均增厚增重，果实和核果均增重，表现出对海拔升高的适应性；但当海拔进一步增高至1 800 m时，果实和核果变小，果皮变薄，果壳变轻，仁质量也急剧降低，即海拔过高会抑制核桃果实的生长。

3种海拔处生长的核桃具有明显不同的表型特征。其中，1 600 m处产出的核桃在果实质量、果高、果径、果皮厚度、核果质量、核高的值最大，但出仁率最低，仅为40.87%，果壳占比高(59.13%)；1 300 m 处的核桃在果实质量、核果质量、核高上次于1 600 m处，但其出仁率最高，达55.73%，比1 600 m 处明显高出36.36%，果皮占比高(74.45%)，果壳占比最低(44.27%)；1 800 m处的果实质量、果径、核果质量、核径的值最小，但其核形指数最高，果皮占比高(74.18%)，果壳占比中等(51.30%)。说明海拔1 600 m处产出的核桃为果大、皮厚、壳多、仁少、偏长型；1 800 m处的为果小、皮薄、皮多、偏长型；1 300 m处的为皮多、壳少、仁多、偏圆型。

2.3 海拔对巫山竹贤核桃粗脂肪含量和油脂脂肪酸组成的影响(见表3)

表3 海拔对巫山竹贤核桃粗脂肪含量和油脂

由表3可以看出，海拔高度显著影响巫山竹贤核桃的粗脂肪含量及油脂脂肪酸组成。随海拔升高，核桃的粗脂肪含量和油酸含量均显著增加，而硬脂酸含量却显著下降。海拔从1 300 m升至1 600 m时，棕榈酸含量和亚麻酸含量显著降低，但再升至1 800 m 时却显著增加；而亚油酸含量的变化趋势则与之相反。棕榈酸对海拔的改变更为敏感，幅度达到50%左右。可见，海拔升高有利于巫山竹贤核桃的粗脂肪和油酸形成，抑制硬脂酸合成；在1 300～1 600 m范围内，海拔升高有利于亚油酸合成，但不利于棕榈酸和亚麻酸合成，海拔升至1 800 m 时，亚油酸含量降低，但棕榈酸和亚麻酸与之相反。

将3个海拔处的粗脂肪含量、脂肪酸含量分别乘以仁质量，得到核桃的粗脂肪和各脂肪酸总量，如图1所示。

图1 海拔对巫山竹贤核桃粗脂肪及

由图1可以看出，1 300 m处核桃的粗脂肪、棕榈酸、硬脂酸、亚麻酸、饱和脂肪酸总量最高；而1 600 m处的油酸、亚油酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸总量最高，棕榈酸总量与饱和脂肪酸总量最低，粗脂肪总量与1 300 m处差异不显著；1 800 m处的粗脂肪、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸的总量均最低。因此，从核桃油的品质来看，1 600 m处产出的巫山竹贤核桃油的品质优于1 300 m 和1 800 m处的。

2.4 巫山竹贤核桃果实表型与油脂品质之间的相关性

巫山竹贤核桃果实表型与油脂品质之间的相关系数见表4。

由表4可以看出，粗脂肪与核形指数，硬脂酸与核径，油酸与果形指数、核形指数，亚油酸与果实质量、果径、果皮厚度、核果质量、核径均显著或极显著正相关；而粗脂肪与果实质量、果径、核径，棕榈酸与果实质量、果高、果径、果皮厚度、核果质量、核高，硬脂酸与果形指数、核形指数，油酸与果径、核径，亚麻酸与果实质量、果高、果径、果皮厚度、核果质量、核高均显著或极显著负相关。因此，可由果实表型初步推断核桃油品质，即核桃果实和核果轻、果径和核径小、核果偏长形的粗脂肪含量高；果实和核果轻、核高小、果皮薄者的棕榈酸和亚麻酸含量高，而果实和核果重、果径和核径粗、果皮厚者亚油酸含量高；果实和核果偏圆者硬脂酸含量高，而偏长者油酸含量高。

表4 巫山竹贤核桃果实表型与油脂品质之间的相关系数

3 讨 论

核桃是喜温树种，抗寒性较差，极易遭受低温冻害[8-9]。海拔增高产生的主要影响是生态因子中温度的降低[10]。重庆巫山多年来的引种实验发现，“香玲”等引进的优良品种在海拔1 200 m以上山地种植时几乎每年均发生冻害，之后又遭受病虫危害，致连年歉收。竹贤核桃自然分布于1 200 m以上，1 800 m 处仍有分布，抗寒性、抗病虫害能力均强。李国和等[11]发现，四川省13个产地的核桃在海拔升高、温度降低时，抗寒性强的核桃中不饱和脂肪酸特别是油酸与亚油酸含量明显增多。巫山竹贤核桃在海拔升高时，也出现粗脂肪含量和油酸含量明显增加现象，说明粗脂肪和油酸能提高核桃果实的抗寒性。特别是1 600 m处产出的核桃在果实、坚果、仁的质量以及油脂品质方面均优良，可能与其果皮和坚果壳的外部抵御及仁中油脂与不饱和脂肪酸尤其是油酸和亚油酸的内部抗寒性较强有关。

长期生长在高海拔处的核桃果实性状表现出对低温的生态适应性[11]。张雨等[12]发现，海拔对三台核桃坚果性状影响明显：在一定海拔范围内，单果仁质量、单果质量、出仁率等主要经济性状随着海拔高度升高而值增加，但当海拔增至一定高度时，这些性状的值减小，坚果品质变差。巫山竹贤核桃果实表型也有类似规律，即果实质量、核果质量、果高、果皮厚度、果径在1 300～1 600 m范围内随海拔升高而增加，1 600 m时表现最优，但当海拔继续增至1 800 m时，这些性状的值减小，果实品质变差，果实也由偏圆型变为偏长型，体现出对高海拔时低温的适应性，但海拔过高会抑制果实生长。

随着核桃栽培面积的扩大，需要选育出适宜不同立地类型的良种，适应于高海拔或高纬度地区的抗寒性强的良种选择即是其中一方面[8-9]。在众多性状中筛选出变异系数大的性状，能使选择效果更为明显，若能根据性状间的相关性，由易测性状对难测性状作出初步推断，则不仅能提高选择效果，更能缩短育种进程。在薄壳山核桃良种选育中，李川等[13]发现，单株鲜果产量(单株核果产量)、果质量(核质量)、果皮厚(出核率)、果高(核高)、果型指数(核型指数)、果径(核径)等性状的变异系数较大，可作为无性系间良种选育的指标，而且可由果实的外观性状预估坚果的大小、形状、出仁率等。在巫山竹贤核桃的果实表型和油脂性状中也发现，果实(核果)质量、出仁率、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸等指标变异系数较大，可作为在海拔间选育良种的备选指标，而且部分易测性状即果实的表型与难测性状即油脂品质间存在显著或极显著相关，利用这些相关可由果实表型初步推断油脂品质，从而降低选种难度，并加快育种进程。

巫山竹贤核桃中粗脂肪含量在60%以上，1 800 m 处达到66.29%，油中主要脂肪酸有5种，含量由多至少依次为亚油酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸、亚麻酸，以不饱和脂肪酸为主，与张鹏[14]、李国和[11]、赵登超[15]、冯春艳[16]等检测到的脂肪酸组成一致，但含量多寡顺序有异。李国和[11]、冯春艳[16]、肖良俊[17]等检测的核桃油中饱和脂肪酸含量一般为8%左右，不饱和脂肪酸92%左右；朱振宝等[18]检测核桃油的饱和脂肪酸含量在10%左右，不饱和脂肪酸含量90%左右；而巫山竹贤核桃中饱和脂肪酸含量约24%，不饱和脂肪酸含量约76%，亚麻酸含量明显较低，而棕榈酸含量明显较高，与凌育赵等[19]检测的陕西旬邑县核桃仁脂肪酸含量较类似。这可能与核桃品种、生长环境等有关[20]。

不饱和脂肪酸可以防止血液中胆固醇的沉积、软化血管，有降低心血管疾病发生风险[16]。因此，亚油酸和亚麻酸的含量高低是评价油脂品质好坏的标准之一。Savage等[21]通过核桃油加速氧化实验表明，核桃油中油酸含量越高越不易发生氧化。因此，选择棕榈酸和亚麻酸含量低、油酸含量高的品种规模化种植，对提高核桃油耐贮性具有重要意义。相较而言，1 600 m处生长的巫山竹贤核桃可能是其中耐贮性较好的品种。

4 结 论

竹贤核桃作为巫山本地的特色优势核桃种质资源，抗寒性强，粗脂肪含量平均62.70%，主要有5种脂肪酸，以不饱和脂肪酸为主，亚油酸含量占48.33%。果实表型和油脂品质均对海拔增高有一定的生态适应性，即果皮增厚、果壳增多，果实和核果增重，粗脂肪、油酸、亚油酸含量增加，从外在和内部均提高了对高海拔低温的抵御能力。3个海拔中，1 600 m处产出的核桃果实表型和油脂品质均最优，可作为进一步育种和栽培的备选材料。

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Effect of altitude on fruit characters and oil quality ofJuglansregiain Zhuxian，Wushan

NI Yalan1，GU Xirong1，DENG Xuemei1，LIU Yingni1，YANG Shixiong2，ZHANG Zeyu1，DAI Junshuai1，CHEN Hua1，ZHOU Fengwu1，WANG Yushu1

(1. College of Natural Resources and Environment，Southwest University，Chongqing 400716，China;2. College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400716，China)

Fruit characters，oil quality and their correlation of walnut cultured in three altitudes(1 300，1 600，1 800 m) in Zhuxian，Wushan were detected and analyzed. Results showed that the walnut contained 62.70% of crude fat. There were 5 kinds of fatty acids in crude fat，including 48.33% of linoleic acid，25.90% of oleic acid，21.21% of palmitic acid，2.41% of stearic acid，2.09% of linolenic acid. Unsaturated fatty acids were the main fatty acids (76.37%). There were great differences in the following characteristics：fruit mass，drupe mass，kernel mass，kernel percent，palmitic acid，stearic acid，oleic acid，linoleic acid，saturated fatty acids，monounsaturated fatty acids，and polyunsaturated fatty acids. Their coefficients of variation were above 10%，which meant that these characters might be used as indicators for further selection. Increasing altitude was conductive to the accumulation of walnut fruit skin，shuck，fruit mass，drupe mass，crude fat，oleic acid and linoleic acid below or at 1 600 m. When the altitude increased to 1 800 m，the growth of walnut and the accumulation of unsaturated fatty acids were inhibited. The correlation coefficients between some fruit characters and oil quality indicators were significant，which meant that some fruit characters could be used to preliminarily predict oil quality. Among the three altitudes，the fruit characters and oil quality of walnut cultured in 1 600 m were excellent，which could be utilized as alternative materials for further breeding and cultivation.

Juglansregia; fruit character; fatty acid; altitude; Wushan in Chongqing

2016-05-19；

2016-09-13

国家自然科学基金(31570599)；重庆市林业重点科技攻关项目(渝林科研2016-7)

倪亚兰(1992)，女，在读硕士，研究方向为林业微生物(E-mail)1416225090@qq.com。

辜夕容，副教授(E-mail)gxr0956@163.com。

TS222;TQ646

A

1003-7969(2017)02-0135-06