不同产地乌桕种子含油率差异的研究

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(南京林业大学南方现代林业协同创新中心， 　江苏 南京 210037)

乌桕(Sapiumsebiferum(L .) Roxb)，又名蜡子树、血血树，大戟科乌桕属落叶乔木。乌桕原产于中国，主要分布于长江流域[1]，在我国已有1 400年的栽培历史。乌桕叶形秀丽，秋季叶色或红艳，或鲜黄夺目，是长江流域著名的色叶树种，具有较高的观赏价值[2]。乌桕种子中既含油又含脂，是重要的工业木本油料树种[3]，是国家林业局倡导重点开发的生物质能源树种之一，具有较高的经济价值。乌桕根、树皮、叶可入药，具有杀虫、解毒、利尿、通便的功效，兼具广泛的药用价值[4]。对乌桕种子休眠的原因、栽培、繁殖方法等已有大量的研究，但对不同产地乌桕种子含油率的差异未进行比较。本研究以2016年秋天采自4个不同产地的乌桕种子为材料，测定4个产地乌桕种子的形态、含水量和千粒重等指标的差异，并采用核磁共振法和索氏提取法对不同产地乌桕种子的含油率进行了分析与比较,研究不同产地乌桕种子含油率的差异并比较2种提取方法含油率结果的差异，以期为进一步开展乌桕优良种源选择提供理论依据。

1　材料与方法

1.1　材　料

2016年秋天分别从安徽黄山、贵州贵阳、江苏新沂、河南商城4个不同的地区采集乌桕种子，采后将其置于碱性溶液中浸泡，待脱去表层的蜡质后自然晾干1周备用。

1.2　方　法

1.2.1乌桕种子形态指标测定

种子形态指标的测定包括千粒重和种子大小(即种子的长、宽、厚)。随机数取每个产地的种子100粒，重复8次，参照林木种子检验规程(GB 2772—1999)的规定进行千粒重的测定[5]。采用电子游标卡尺测定种子的长、宽、厚，测量时随机数取每个产地的种子20粒，重复3次，种子纵轴最长处的距离为种子的长度，垂直种脐种面最大横向宽度为种子的宽度，种脐上顶点到其垂直种面最大距离为种子的厚度[6]。

1.2.2种子含水量测定

根据《林木种子检验规程》的规定，采用低恒温烘干法80 ℃烘6 h，再测定4个产地乌桕种子中的水分含量[7]。

1.2.3种子含油率测定

1) 索氏提取法测定种子的含油率。

先将待测样品放入80 ℃烘箱中烘至恒重，再根据王兆勇[8]的取样方法，从烘干后的种子中称取约20 g，研磨成粉末。分别称取约5 g包裹于滤纸中，事先将滤纸包放入石油醚(30～60 ℃)中浸泡12 h。将浸泡过的滤纸包放入索氏提取器中，置于40～50 ℃恒温水浴锅，回流提取4 h至回流液无色。抽提结束后将含有溶剂和油脂的抽提瓶使用旋转蒸发仪回收石油醚，并将抽提瓶置于80 ℃的恒温干燥箱中烘至恒重，取出抽提瓶冷却后再称重，抽提瓶增加的重量则为乌桕的含油量。

表1不同产地乌桕种子形态差异比较

产地千粒重(g)种子大小长(mm)宽(mm)厚(mm)安徽黄山126.94±3.13d5.92±0.11b5.84±0.04a4.74±0.02b河南商城96.95±2.75c5.89±0.21b5.83±0.18a4.76±0.12b贵州贵阳61.44±1.06a5.50±0.14a5.91±0.05a4.17±0.06a江苏新沂93.89±1.19b6.06±0.25b6.30±0.15b4.93±0.07c均值94.81±2.035.84±0.185.97±0.114.65±0.0.07F值1703.6118∗∗8.277∗∗10.179∗∗54.769∗∗

注：**为0.01水平差异极显著，小写字母表示α=0.05时的多重比较。字母相同代表差异不显著，字母不同代表差异显著。

2) 核磁共振法测定种子的含油率。

采用苏州纽迈分析仪器有限公司生产的MicroMR 23-025 V 核磁共振分析仪，共振频率23.347 MHz，磁体强度 0.50 T，线圈直径为25 mm，磁体温度为32 ℃。实验前已将供试种子在80 ℃下烘至恒重。

制作标准曲线：在8支试管里分别放入0.13，0.14，0.15，0.19，0.27，0.37，0.59，0.74 g不同质量的乌桕纯油作为标样，再将其分别放入样品槽里采集信号，将得到的信号保存下来，利用“核磁共振分析仪”软件定标，绘制标准曲线。

被测样品的含油率测定。实验设3次重复，每重复20粒种子，每次测定随机取5粒种子，每重复测定4次，4次结果的平均值作为该重复的结果。每次测定时将供试种子倒入试管内(至刻度线以下2～3 mm)称重，再放入核磁共振仪内测量，对比标准曲线得到供试种子的含油率。

1.3　数据分析

试验结果均采用Microsoft Office Excel软件进行原始数据的汇总及统计，采用SPSS 17.0软件对各指标进行处理分析。

2　结果与分析

2.1　乌桕种子各性状分析

形态学指标是种子质量评价体系的重要组成部分，对衡量种子品质的优劣具有重要指导意义。本研究对来自4个不同产地的乌桕种子的千粒重、种子大小进行了测定，方差分析和多重比较，结果见表1。从表1可以看出，4个产地乌桕种子的千粒重均达极显著水平，均值为94.81 g，变化范围为61.44(贵阳)～126.94 g(黄山)。

从种子的大小来看，4个产地的种子长度均值为5.84 mm,变化范围为5.50～6.06 mm。其中黄山、商城、新沂3个产地的乌桕种子的长度差异不显著，但明显比贵阳种子长；宽度均值为5.97 mm，变化范围为5.83～6.30 mm。新沂种子最宽，且显著宽于其它3个产地的种子；厚度均值为4.65 mm，变化范围为4.17～4.93 mm。厚度指标江苏新沂种子的最大，贵阳种子的最小。从长宽比和宽厚比上来看，4个产地的乌桕种子相差不大。由于河南商城乌桕种子的长宽比、宽厚比都较小，因此种子看起来更扁、更圆。

种子含水量是种子检验项目和种子质量指标之一。供试的4个不同产地乌桕种子的含水量依次为6.8%、6.6%、7.3%、6.7%，各含水量间差异不显著。所以表1中千粒重的差异主要是由种子大小、营养物质的多少造成的。

2.2　种子含油率分析

种子含油率是优选种质资源的重要指标。本研究采用索氏提取法与核磁共振法测定了不同产地乌桕种子含油率的差异。在采用核磁共振法测定时，需先根据乌桕纯油定标样的核磁信号强度，绘制标准曲线(图1)，得到回归方程y=6 304.8x-9.543 7(R2=1)，再利用此回归方程，计算出各测定样品的含油率。利用两种方法测定4个产地种子的含油率，结果见表2。

图1　乌桕种子含油率的标准曲线

由表2可知,用索氏提取法测得4个产地乌桕含油率中，新沂种子含油率略高，为25.17%，贵阳种子略低，为23.68%，但4个含油率结果间差异不显著。用核磁共振法测得4个产地的乌桕种子含油率由高到低的顺序为：河南商城>江苏新沂>安徽黄山>贵州贵阳，河南商城种子的含油率最高，为30.62%，贵阳种子最低，为24.97%，且显著低于新沂和商城的种子，但与黄山种子含油率差异不显著。对于同一个产地的种子，核磁共振法测得的含油率略高于索氏提取法，平均偏差为3.19%，其中河南商城2种方法测得的含油率偏差最大，为5.95%；贵阳种子的偏差最小，为1.29%。

表2索氏提取法与核磁共振法测定4个产地含油率结果比较

产地含油率(%)索氏提取法核磁共振法差异江苏新沂25.17±0.03a28.61±0.03bc3.44河南商城24.67±0.04a30.62±0.02c5.95安徽黄山25.03±0.02a27.09±0.03ab2.06贵州贵阳23.68±0.01a24.97±0.02a1.29

3　结果与讨论

3.1　乌桕种子性状探讨

受气候、地形、土壤等因素的影响，不同种源的树种在其种群内和种群间甚至个体间，种子形态会存在一定差异[9]。黄雪芳等对乌桕不同种源间种子性状的地理变异情况研究发现，在一定区域范围内随着纬度的增加，种子的形态有增大的趋势，由于年降水量与纬度成反比，所以年降水量与种子性状呈负相关[10]。本研究结果表明，种子形态大小和千粒重均存在一定差异，尤其是千粒重指标，呈显著性差异。从形态上看，4个产地的乌桕种子中，新沂种子最大，贵阳种子最小。千粒重是树种重要的特征指标，可用于衡量种子的品质[11]，可作为今后选优的重要指标[12]。本次安徽黄山种子的千粒重最大，其次是河南商城和江苏新沂的种子，贵州贵阳种子无论在形态还是千粒重方面都是最小的。

3.2　不同产地种子含油率差异及测定方法探讨

本次索氏提取法测定种子含油率的结果显示，新沂种子的含油率略高，贵阳种子的含油率略低，但各产地间差异不显著；而核磁共振法测定结果表明，商城种子含油率最高，贵阳种子含油率仍是4个产地中最低。本研究通过索氏提取法和核磁共振法对4个产地的乌桕种子进行了含油率测定，发现用核磁共振法测得各产地种子的含油率高于索氏提取法，平均偏差为3.19%。这可能是由于索氏提取法常直接用石油醚提取样品中以三酰甘油形式存在的油脂，而样品中的磷脂、糖脂、脂蛋白、甾醇等结合态脂类未能被提取，常造成测定结果偏低。与传统的萃取法相比较，核磁共振法快速、准确、简便。因此，核磁共振法测定能源植物种子含油量，弥补了索氏提取法耗时、不能提取结合态脂类等不足[13]。刘喻娟等采用核磁共振法测定了广宁红花油茶(Camelliasemiserrata)种仁的含油率，并与索氏抽提法的测定结果进行了比较，发现同一样品核磁共振法测得的含油率高于索氏抽提法，但2种方法间的绝对偏差小于 2%，因此核磁共振法的测定精密度和稳定性较好[14]。董晓丽也采用核磁共振法和索氏提取法测定了曼陀罗(Daturastramonium)、海滨锦葵(Kosteletzkyavirginica)、中国沙棘(Hippophaerhamnoidesssp)、蓖麻(Ricinuscommunis)4种潜在能源植物种子的含油量，并对其进行了分析比较，结果显示，核磁共振法测定的种子含油量也是明显高于索氏提取法[15]。

目前乌桕的资源分布特点，决定了只能采用综合评分法进行选优。由于本次研究只是对去年采集的乌桕种子的含油率进行了测定，具体各种源含油率的差异情况还需要对其进行连续多年的定量和定性分析，只有根据多年的分析结果才能真正筛选出含油率较高的种源。此外，由于条件限制，本次并未对各产地种子的产量进行具体的调查，今后有必要开展此方面的工作。