无患子种质皂苷性状分析评价及优良种质选择

万 泉

（福建林业职业技术学院，南平 353000）

无患子（Sapindus mukorossi）别名木患子、目浪树、肥皂树等，属无患子科（Sapindaceae）无患子属落叶乔木，原产中国长江流域以南各地以及中南半岛各地、印度和日本[1-2]。无患子生长快，适应性强，耐瘠薄耐干旱，在低山、丘陵、石灰岩地区均能生长，是很好的造林绿化树种；其木材坚硬致密，纹理美观，是家具、工艺品等的优良用材；其树形优美，叶色季相变化明显，秋冬季节叶色金黄，是重要的园林绿化树种[3-4]；其种仁含油率高，可作为生物柴油树种[2,4-5]；其假种皮中含有皂苷，具有良好的起泡性，能大大降低水的表面张力，是各种生物洗涤剂的天然原料[4,6]；无患子皂苷还具有抗病毒、降血压、抗真菌、杀虫等多种药理作用[7-10]，是生物制药的重要原料。无患子用途广泛，随着近几年来皂苷生物洗涤剂、化妆品和生物制药等方面研发和利用的不断推进，无患子非木质利用前景广阔，社会、生态和经济效益显著。但长期以来，无患子多作为园林绿化树种种植，作为特种经济林规模化、产业化利用较少。目前国内外学者的研究主要集中在无患子培育技术[11-13]、化学成分及其提取工艺、产品的研发等方面[14-15]，无患子育种方面的研究比较薄弱，在种质资源收集保存和筛选方面鲜有研究，尤其对种质某一特定性状的分析评价及选择研究更少。本文在无患子种质收集的基础上，开展种质皂苷性状的分析评价及优良种质选择研究，以期为无患子的定向培育提供育种材料，也为无患子生物原料林的营建与利用提供科学指导。

1 材料与方法

1.1 供试材料

2008—2010年，对全国10个无患子分布区进行了实地调查，10个种源地分别为福建省古田县（gt）、江西省九江县（jj）、福建省南平市（np）、福建省屏南县（pn）、福建省清流县（ql）、福建省顺昌县（sc）、云南省石林县（sl）、浙江省杭州市萧山区（xs）、四川省盐边县（yb）和云南省宜良县（yl），在果实产量、冠形、树冠面积、树冠丰满度、树势、高径比、高冠比、病虫害等指标综合评价的基础上，初选了江西、四川、浙江、云南、福建等5省区67株无患子优良单株（表1）。

表1 无患子优良单株种源分布Tab.1 The list of provenance distribution for Sapindus mukurossi excellent individuals

1.2 试验方法

1.2.1 试样的采集与处理

在秋季对选定的无患子优良单株，在树冠中部分东南西北4个方向均匀地采收充分成熟的果实，每个方向1～2 kg，均匀混合装入种子袋，并按优良单株编号做好标记。采收后及时带回实验室，测定鲜果重，随机抽取部分样品将果肉（假种皮）和种子分离烘干后测定果肉比例、种子千粒重等，另一部分保持完整果实烘干粉碎后供皂苷提取测定，烘干温度为65～75℃。

1.2.2 分析方法

无患子果实皂苷等指标测定委托福建省林产品质量检测中心测定，果实皂苷采取微波萃取法提取，参照饶厚曾等[16-17]的无患子皂苷测定法对皂苷产出率进行测定，无患子皂苷产出率计算公式：皂苷产出率=皂苷产量/（无患子果实质量×4%）[16-17]；皂苷增益（%）=（种源皂苷均值-种源皂苷总体平均值）×100/种源皂苷总体平均值。

因各种源样本数不尽相同，采用非齐性方差分析和Duncan多重比较法对各优良单株皂苷产出率进行分析处理；各优良单株的皂苷产出率的系统聚类及皂苷产出率（Y）与优良单株所在地的环境因子（东经（X1）、北纬（X2））、优良单株性状指标（树高（X3）、胸径（X4）、果实鲜果重（X5）、果肉比（X6）、果核千粒重（X7）、果肉千粒重（X8））的相关性分析采用DPS9.50专业版数据处理系统进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 无患子种源皂苷产出率

各种源皂苷产出率为14.20%～24.32%，最高的种源为福建顺昌（24.32%），最低的种源为四川盐边（14.20%），种源总体平均值为20.12%，其中皂苷产出率比较高的种源有福建顺昌、云南石林、浙江萧山、福建延平，分别比种源总体平均值增加20.87%、13.72%、11.28%、10.83%，且不同种源无患子皂苷产出率差异不显著（表2、3）。由此可见，皂苷产出率个体之间差异很大，群体之间差异不明显，个体选择优势明显，个体选择优于群体，因此开展高皂苷无患子种质材料选择单株选择优于种源选择。

表2 不同种源无患子皂苷产出率分析Tab.2 Analysis on the production rate of saponins from different Sapindus mukurossi provenances

表3 不同种源无患子皂苷产出率方差分析及显著性检验Tab.3 Variance analysis and significance test on the production rate of saponins from different provenances of Sapindus mukurossi

2.2 无患子优良单株皂苷产出率聚类分析

初选的67株优良单株皂苷产出率为5.6%～33.2%，总体平均值为20.11%，优良单株之间皂苷产出率差异明显，最高的为sc04（33.2%），最低为yb01（5.6%），大于等于总体平均值的有30个单株。67个初选优良单株可分为5类，第1类优良单株皂苷产出率最高，共2个单株（sc04、xs05），平均值为32.95%，比总体平均值提高63.8%；第2类共27个单株，皂苷产出率次之，平均值为25.83%，比总体平均值提高28.4%；第3类共计35个单株，皂苷产出率平均值为16.0%，比总体平均值下降20.4%；第4类共2个单株，皂苷产出率平均值为9.45%，第5类只有1个单株（yb01），皂苷产出率最低（5.6%）（图1）。综上分析说明，第1类为高皂苷最优单株，可通过嫁接、扦插等无性繁殖在皂苷生物质原料林中大量推广；第2类为皂苷指标较优的27个优良单株，可作为基础种质材料在生产实践中边推广边筛选边提高；第3类可作为育种材料进行无性系测定和筛选，选出的优良无性系可在生产上应用；第4类、第5类由于皂苷产出率太低，不宜在生产上推广应用。

图1 无患子皂苷产出率系统聚类Fig.1 Cluster analysis of production rate of Sapindus mukurossi saponin

0.00 0.11 0.23 0.34 0.45 0.56

表4 无患子皂苷产出率与优树及采种地环境因子的相关性分析Tab.4 Correlation analysis between production rate of saponin and superior individuals，environmental factors of Sapindus mukurossi

2.3 无患子皂苷产出率影响因子分析

相关关联分析结果（表4）表明：无患子皂苷产出率（Y）对各因子的关联序列为东经（经度）（X1）＞果肉千粒重（X8）＞果实鲜果重（X5）＞果核千粒重（X7）＞果肉比（X6）＞树高（X3）＞胸径（X4）＞北纬（X2），其中皂苷产出率与经度（X1）、果肉千粒重（X8）、果实鲜果重（X5）3个因子密切相关，相关性达到极显著水平，与果核千粒重 （X7）、果肉比 （X6）、树高 （X3）、胸径（X4）、北纬（X2）等5个因子相关性不明显。

3 结论与讨论

本研究对收集的10个无患子种源共计67个优良单株进行了皂苷性状指标的分析评价与优良种质筛选，对皂苷生物质原料林的建设具有重要的指导作用和参考价值。研究结果表明，无患子种源皂苷产出率为14.20%～24.32%，总体平均值为20.12%，最高的种源为福建顺昌（24.32%），最低的种源为云南延边（14.20%），其中皂苷产出率比较高的种源有福建顺昌、云南石林、浙江萧山、福建延平，分别比种源总体平均值增加20.87%、13.72%、11.28%、10.83%。但不同种源间无患子皂苷产出率差异不显著，究其原因主要是种源内个体之间皂苷产出率差异大，变异较多，导致种源间差异不明显。由此可见，个体选择优势明显，潜力更大效率更高，个体选择优于群体，因此开展高皂苷无患子种质材料选择单株选择优于种源选择。本研究初选的67株优良单株皂苷产出率为5.6%～33.2%，总体平均值为20.11%，优良单株之间皂苷产出率差异显著，通过聚类分析，sc04、xs05皂苷产出率平均值为32.95%，比总体平均值提高63.8%，提倡加快无性化繁殖步伐并在皂苷生物质原料林中大量推广应用，其余各类无患子优树可作为基础种质材料在生产实践中边应用边做进一步筛选。无患子皂苷产出率与经度（X1）呈密切正相关，与果肉千粒重（X8）、果实鲜果重（X5）呈密切负相关，与果核千粒重（X7）、果肉比（X6）、树高（X3）、胸径（X4）、北纬（X2）等5个因子相关性不明显。这对无患子种质的选择和皂苷生物质原料林建设区域的选择具有重要的指导作用和参考价值。本研究中皂苷产出率与优良单株胸径相关不明显，与范辉华等[18]的研究结果不一致，今后要进一步深入研究和验证。此外，皂苷主要存在于果肉（假种皮）中，因此在高皂苷产出率种质的基础上，通过育种手段提高果实单果重、提高果肉比例和提高单位面积果实产量，是今后无患子育种的方向。

福建省林业科学研究院肖祥希教授级高工、吴开金高级工程师、汤行昊工程师，福建农林大学林冠烽副教授和福建大青实业有限公司给予了大力支持和帮助，在此一并致谢！