紫斑牡丹籽产量及籽油品质综合评价

石欣隆，刘 伟，张 琳，刘改秀，刘 普，侯小改

(1.河南科技大学 a.农学院/牡丹学院;b.化工与制药学院，河南 洛阳 471023；2.河南省油用牡丹工程技术研究中心，河南 洛阳 471023；3.国家牡丹园，河南 洛阳 471011)

0 引言

紫斑牡丹(Paeoniarockii)为芍药科芍药属牡丹组多年生落叶灌木，分布于甘肃南部、四川北部和陕西西部等地，具有较高的观赏价值、药用价值和油用价值[1]。牡丹籽营养丰富、出油率高，籽油富含对人体健康有益的α-亚麻酸等Ω型不饱和脂肪酸，具有重要的保健价值[2]。中国牡丹种质资源丰富，但现有油用牡丹品种较少，且油用牡丹新品种培育周期漫长[3]。紫斑牡丹生活力强，当中不乏结实能力强、油用品质高的栽培品种，从中选出高产优质油用品种，能有效缩短新品种选育进程[3-4]。目前，对牡丹的研究主要集中在花色变异机理、花期调控、遗传多样性和油分生物合成等方面，对种质资源的综合比较研究较少[4-7]。‘凤丹’(Paeoniaostii‘Fengdan’)是目前大规模种植的主要油用牡丹品种，但由于其遗传多样性丰富，后代农艺性状、籽粒产量和品质差异较大[7-8]，同时，‘凤丹’栽培区域主要分布于黄河、长江中下游，而紫斑牡丹较适应冷凉干燥气候，对低温及大气干旱适应幅度较广[9]。新品种选育是农业可持续发展的关键，而种质资源的比较与筛选可为新品种繁育提供优良种质材料[5-6]，筛选高产优质油用紫斑牡丹种质资源具有重要意义[10]。因此，本研究选择引栽于河南洛阳的20个紫斑牡丹栽培品种为试验材料，以‘凤丹’为对照，通过单株籽产量、籽基础营养成分、籽含油率以及籽油脂肪酸成分的测定与比较分析，采用隶属函数法[11]对其进行多目标综合比较研究，以期筛选出适宜油用的紫斑牡丹品种，为油用牡丹新品种的定向选育和创新开发利用及油用牡丹产业可持续发展提供新材料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用的20个紫斑牡丹品种(‘灰蝶’Q1、‘玫瑰红’Q2、‘凤项’Q3、‘油朱砂’Q4、‘大瓣焦红’Q5、‘红宝石’Q6、‘古城相会’Q7、‘皇冠’Q8、‘大漠风云’Q9、‘紫绣球’Q10、‘蓝海浪’Q11、‘蓝海旭日’Q12、‘安宁紫’Q13、‘睡芙蓉’Q14、‘西瓜瓤’Q15、‘蓝冠玉带’Q16、‘紫袍晨霜’Q17、‘墨海银波’Q18、‘黑旋风’Q19和‘玫瑰洒金’Q20)均为2010年从甘肃引种到河南洛阳河南科技大学牡丹试验基地的3 a生嫁接苗，对照为同年定植的同龄‘凤丹’(CK)嫁接苗。于2018年从每个品种随机选择5株长势一致、无病虫害的植株进行取样，于果荚蟹黄色时进行单株采收，果荚置于室内阴干至自然开裂，脱去种皮，粉碎过筛(孔径425 μm)，密封避光保存，备用。

1.2 试验方法

牡丹聚合蓇葖果开裂后可得种子，分别将不同紫斑牡丹品种种子装入信封，用百分之一电子天平测定各紫斑牡丹品种的单株籽产量。

1.2.2 紫斑牡丹籽基础营养成分质量分数测定

采用索氏抽提法测定粗脂肪质量分数[12]，甲醛法测定粗蛋白质量分数[13]，酸碱洗涤法测定粗纤维质量分数[14]，蒽酮比色法测定可溶性糖质量分数[15]。

1.2.3 紫斑牡丹籽含油率及籽油脂肪酸各成分质量分数测定

取10.00 g紫斑牡丹籽粉末，采用索氏抽提法提取，经旋转蒸发后获得牡丹籽油，计算含油率，公式为：

(1)

其中：Y为含油率，%；M0为紫斑牡丹籽粉末质量，g；M1为牡丹籽油质量，g。

参照文献[16]的方法对牡丹籽油进行甲酯化，并采用气相色谱-质谱仪(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)分析脂肪酸成分及其质量分数[17]。

1.3 数据分析

所有指标重复测定3次，结果取平均值，数据精确到0.01，并采用“均值±标准差”(n=3)表示。利用SPSS 20.0软件进行多重比较(P<0.05)。选择单株籽产量、籽含油率和籽油α-亚麻酸质量分数作为关键考察指标，利用隶属函数法[18]对20个紫斑牡丹品种进行综合评价。隶属函数值计算公式为：

小儿急性肾炎的发生主要是患儿感染β溶血性链球菌A组、葡萄球菌、链球菌、革兰阴性杆菌、流感病毒等致使患儿发生急性感染,肾小球由于机体免疫复合物沉积,肾小球毛细血管发生增生性炎症以及渗出性炎症,患儿出现水肿、尿少等临床症状[1]。小儿急性肾炎急性期疾病发展快,临床护理质量可直接影响患儿预后,本次研究对我院2016年12月至2017年12月42例急性肾炎急性期患儿分别给予常规护理以及优质护理,通过观察比较两组患儿临床治疗效果,从而论证优质护理在小儿急性肾炎急性期护理中的应用价值。

(2)

其中：U为隶属函数值；X为所有待测品种某一指标的测定值；Xmax为所有待测品种某一指标测定值的最大值；Xmin为所有待测品种某一指标测定值的最小值。累积隶属函数值U总=U1+U2+…+Un。

图1 不同紫斑牡丹品种单株籽产量

2 结果分析

2.1 紫斑牡丹单株籽产量

对20个紫斑牡丹品种的单株籽产量进行测量和统计分析，不同紫斑牡丹品种单株籽产量见图1(图1中，图柱上方不同小写字母表示同一指标不同品种间差异显著(P<0.05)，下同)。由图1可知：不同紫斑牡丹品种的单株籽产量存在显著差异(P<0.05)。参试不同紫斑牡丹品种的单株籽产量的平均值为43.73 g，变幅为12.21～114.86 g，其中，Q1的单株籽产量最高，为114.86 g，显著高于其他参试紫斑牡丹品种(P<0.05)；而常用的油用牡丹品种‘凤丹’(CK)的单株籽产量为103.49 g，虽显著低于Q1，但均显著高于其他参试紫斑牡丹品种(P<0.05)。6个紫斑牡丹品种的单株籽产量超过平均值(43.73 g)，分别为Q2(85.02 g)、Q4(80.99 g)、Q3(79.43 g)、Q5(66.79 g)和Q6(50.74 g)。

2.2 紫斑牡丹籽主要基础营养成分质量分数

参试紫斑牡丹品种籽主要基础营养成分包括粗脂肪、粗蛋白、可溶性糖和粗纤维。表1为不同紫斑牡丹品种籽主要基础营养成分质量分数(表1中，同列不同小写字母表示同一指标不同品种间差异显著(P<0.05)，下同)。由表1可知：不同紫斑牡丹品种同一营养成分质量分数存在显著差异(P<0.05)。粗脂肪质量分数(29.23%～34.25%)在紫斑牡丹籽主要基础营养成分中占比最高，共有10个紫斑牡丹品种的粗脂肪质量分数超过平均值(31.49%)，其中，Q16(34.25%)最高，是CK(33.45%)的1.03倍。粗蛋白质量分数(18.41%～25.40%)次之，共有8个紫斑牡丹品种的粗蛋白质量分数超过平均值(21.02%)，其中，Q9(25.40%)最高，显著高于CK(20.38%)(P<0.05)。不同紫斑牡丹品种可溶性糖质量分数为6.47%～10.20%，其中，Q5(10.20%)最高，是CK(9.75%)的1.05倍。不同紫斑牡丹品种粗纤维质量分数为6.32%～9.40%，其中，Q20(9.40%)最高，显著高于CK(7.84%)(P<0.05)。

图2为不同紫斑牡丹品种籽主要基础营养成分总质量分数。由图2可知：参试不同紫斑牡丹品种籽主要基础营养成分(粗脂肪、粗蛋白、可溶性糖和粗纤维)总质量分数平均值为69.72%，其中，Q9最高(74.24%)，显著高于CK(71.42%)(P<0.05)，籽营养价值较高。

表1 不同紫斑牡丹品种籽主要基础营养成分质量分数 %

2.3 紫斑牡丹品种籽含油率

图3为不同紫斑牡丹品种籽含油率。由图3可知：参试不同紫斑牡丹品种籽含油率存在显著差异(P<0.05)，平均值为30.17%，变幅为2.11%～26.83%，共有11个紫斑牡丹品种的籽含油率超过平均值。常用的油用牡丹品种‘凤丹’(CK)的籽含油率为31.92%，高出平均值1.75%。Q16的籽含油率最高，为32.11%，比‘凤丹’高，但差异不显著(P>0.05)。其余紫斑牡丹品种籽含油率均低于‘凤丹’，其中，Q15籽含油率最低，远低于Q16，差异显著(P<0.05)，说明其籽含油指标较差。

图2 不同紫斑牡丹品种籽主要基础营养成分总质量分数

2.4 紫斑牡丹籽油主要脂肪酸成分质量分数

不同紫斑牡丹品种籽油主要脂肪酸成分质量分数见表2。由表2可知：不同紫斑牡丹品种籽油脂肪酸主要为硬脂酸(1.70%)、棕榈酸(6.35%)、油酸(21.74%)、亚油酸(28.04%)和α-亚麻酸(37.81%)。α-亚麻酸质量分数最高，亚油酸和油酸质量分数次之，硬脂酸质量分数最低。α-亚麻酸质量分数变幅为33.05%～43.68%，其中，Q7(43.68%)、Q4(42.87%)、Q6(41.24%)和Q1(41.19%)这4个紫斑牡丹品种的籽油α-亚麻酸质量分数超过CK(41.03%)，且Q7和Q4的籽油α-亚麻酸质量分数显著高于CK(P<0.05)。亚油酸质量分数变幅为19.88%～32.22%，Q5(32.22%)的籽油亚油酸质量分数最高，是CK(27.61%)的1.17倍。油酸质量分数变幅为17.40%～25.05%，Q8的籽油油酸质量分数(25.05%)最高，是CK(18.91%)的1.76倍。

图4为不同紫斑牡丹品种籽油主要不饱和脂肪酸质量分数。由图4可知：参试紫斑牡丹品种的主要不饱和脂肪酸(包括α-亚麻酸、亚油酸和油酸)总质量分数为84.04%～91.00%，共有8个紫斑牡丹品种的主要不饱和脂肪酸质量分数超过平均值(87.59%)，其中，Q4(91.00%)的籽油主要不饱和脂肪酸质量分数最高，显著高于CK(87.56%)(P<0.05)，说明其籽油综合品质较好。

表2 不同紫斑牡丹品种籽油主要脂肪酸成分质量分数 %

续表2

图4 不同紫斑牡丹品种籽油主要不饱和脂肪酸质量分数

2.5 紫斑牡丹品种籽油用潜力综合比较

合理选取能够表征牡丹油用特性的3项关键指标：单株籽产量、籽含油率、籽油α-亚麻酸质量分数，采用隶属函数法来综合比较不同紫斑牡丹品种的油用潜力。表3为不同紫斑牡丹品种关键指标隶属函数值。由表3可知：不同紫斑牡丹品种单株籽产量、籽含油率和籽油α-亚麻酸质量分数的隶属函数值差异较大。其中，Q1(1.00)单株籽产量隶属函数值最大，高于CK(0.89)，说明Q1单株籽产量较高，适宜作为高产油用牡丹种质资源；Q16(1.00)籽含油率隶属函数值大于CK(0.96)，说明其种籽含油率较高，可作为高油质量分数油用牡丹种质资源；Q7(1.00)、Q4(0.92)和Q6(0.77)3个品种的籽油α-亚麻酸质量分数隶属函数值高于CK(0.75)，说明Q7、Q4和Q6籽油α-亚麻酸质量分数较高，适宜作为高品质油用牡丹种质资源。综合3项指标的累积隶属函数值分析可知，‘凤丹’(CK)排名第1，其累计隶属函数值高达2.60，说明其综合表现最好，其次为紫斑牡丹品种Q1(2.28)，虽然其隶属函数值较低于CK，但在参试紫斑牡丹品种中综合表现较好，也可作为优良的油用牡丹种质资源。

表3 不同紫斑牡丹品种关键指标隶属函数值

续表3

3 讨论

3.1 紫斑牡丹单株籽产量差异化

中国牡丹栽培历史悠久，但油用新品种的选育工作相对落后，且不同品种油用牡丹的实生苗性状不稳定，籽产量差异较大。文献[19]对南京六合栽培的‘凤丹’单株结实量的调查结果也表明：不同植株籽粒产量差异明显，变异系数较大。单株籽产量是衡量油用牡丹油用价值的重要指标之一。本研究中，‘灰蝶’单株籽产量最高(114.86 g)，显著高于‘凤丹’(103.49 g)(P<0.05)，可作为紫斑牡丹品种群中的高产油用品种进行培育。‘玫瑰红’Q2、‘凤项’Q3和‘油朱砂’Q4的单株籽产量品种间差异不显著(P>0.05)，虽然显著低于‘灰蝶’和‘凤丹’，但均显著高于其他紫斑牡丹品种(P<0.05)，且这3个紫斑牡丹品种的观赏效果较好[1]，可作为观赏兼油用材料发展。

3.2 紫斑牡丹籽主要基础营养成分差异化

不同紫斑牡丹品种籽主要基础营养成分包括粗脂肪、粗蛋白、可溶性糖和粗纤维，而文献[20]研究表明：黄牡丹(PaeonialuteaDelavay ex Franch)新鲜种子胚乳中的主要营养成分为粗脂肪(12.30%，质量分数，下同)、淀粉(11.83%)和可溶性糖(9.26%)等。文献[21]发现紫斑牡丹胚乳的主要营养成分为粗纤维(4.36%)、粗脂肪(36.40%)和粗蛋白(15.20%)。本研究中参试不同紫斑牡丹品种的营养成分类型与之相似[20-21]，但各成分质量分数差异明显。这说明不同紫斑牡丹品种间具有较大的遗传变异，进行高营养成分定向育种具有较好潜力[22]。这一研究结果在其他作物上也得到了印证，如文献[23]对10个陆地棉品种籽营养成分进行分析，表明不同棉花品种的蛋白质、粗脂肪和粗纤维等成分差异显著。籽营养成分质量分数在不同品种间存在差异的原因很多，如遗传因素、种子的新鲜程度、干湿状况、生长过程中接受的水分、光照以及吸取的土壤养分不同等都可引起籽营养成分质量分数的差异[22-23]。本研究中，‘大漠风云’Q9(74.24%)的籽主要营养成分总质量分数较高，可开发为培育较高营养价值籽粒的亲本材料。

3.3 紫斑牡丹籽含油率及籽油主要脂肪酸成分差异化

参试紫斑牡丹品种的籽含油率存在差异，变幅为26.83%～32.11%，其中，‘蓝冠玉带’Q16(32.11%)的籽含油率最高，可作为高油质量分数品种的潜在资源。GC-MS分析结果表明：籽油脂肪酸成分主要为硬脂酸、棕榈酸、油酸、亚油酸和α-亚麻酸，其中，硬脂酸和棕榈酸为饱和脂肪酸，质量分数较低(均低于8.00%)；油酸、亚油酸和α-亚麻酸为不饱和脂肪酸，质量分数较高。紫斑牡丹籽油中的主要不饱和脂肪酸质量分数变幅为84.04%～91.00%，其中，α-亚麻酸的质量分数最高(平均值为37.81%)，这些结果与文献[22-25]对矮牡丹(Paeoniaspontanea)、紫斑牡丹和杨山牡丹(Paeoniaostii)等品种的测定结果一致，表明紫斑牡丹籽油含有丰富的不饱和脂肪酸。文献[26]研究表明：不饱和脂肪酸，尤其是α-亚麻酸，具有明显的降血压、抗动脉粥样硬化和提高机体免疫力等作用，随着人们保健意识的增强，对高品质油的需求增加，因而牡丹籽油备受青睐。本研究中，籽油不饱和脂肪酸质量分数最高的‘油朱砂’Q4是‘凤丹’的1.03倍，籽油α-亚麻酸质量分数最高的‘古城相会’Q7是‘凤丹’的1.06倍，其籽油品质较高，建议作为油用牡丹种质资源进行挖潜。

3.4 紫斑牡丹种质资源品质差异化

牡丹品种类型丰富，尤其是作为油用品种的潜在资源较多，品质差异较大。为了更好地开发利用牡丹资源，定向发挥油用牡丹栽培品种的优势，本研究采用隶属函数法[10]，将多个指标统一在一个系统中进行评价，避免了使用单一评价系统的片面性和不准确性，评价结果更为科学、可靠。本研究合理选择单株籽产量、籽含油率和籽油α-亚麻酸质量分数这3个关键指标，采用隶属函数法对20个紫斑牡丹品种的油用潜力进行了多目标综合比较研究，结果表明不同紫斑牡丹品种单株籽产量、籽含油率和籽油α-亚麻酸质量分数的隶属函数值明显不同。综合累积隶属函数值分析可知，‘凤丹’(CK)排名第1，说明其综合表现较好，其他紫斑牡丹品种累计隶属函数值虽不及‘凤丹’，但某些品种的单一指标隶属函数较高。其中，‘灰蝶’Q1的单株籽产量是CK的1.11倍，单株籽产量隶属函数值排名第1；‘蓝冠玉带’Q16的籽含油率高达32.11%，高于CK，籽含油率隶属函数值排名第1；‘古城相会’Q7、‘油朱砂’Q4和‘红宝石’Q6的籽油α-亚麻酸质量分数分别为43.68%、42.87%、41.24%，隶属函数值均高于CK，排名前3。这些紫斑牡丹品种可作为优良性状的杂交亲本，通过杂交选育的方式定向选育油用牡丹新品种。但由于牡丹花型受温度、植株营养和土壤养分等众多因素的影响，其花型发育不稳定，进而影响种子的形成，油用牡丹新品种的选育还需要进一步与生产实践相结合。

4 结论

在各参试紫斑牡丹品种中，‘灰蝶’Q1适宜用于高产油用牡丹种质资源。‘蓝冠玉带’Q16适宜用于高油质量分数油用牡丹种质资源。‘古城相会’Q7、‘油朱砂’Q4和‘红宝石’Q6适宜作为高品质油用牡丹种质资源。‘凤丹’的累积隶属函数值排名第1，其综合表现较好，其他紫斑牡丹品种的累积隶属函数值虽不及‘凤丹’，但某些品种的单一指标隶属函数较高，可以作为单一优良性状的重要亲本资源。