海南地区油茶新品系果实性状与脂肪酸组分分析

杨超臣，姚小华，冯纪福，陈有师，张亚蕾，杨雨晨

（1.中国林业科学研究院 亚热带林业研究所，浙江 杭州 311400；2.南京林业大学 林学院，江苏 南京 210037；3.海口东山金茂苗木有限公司，海南 海口 570100）

【研究意义】油茶是山茶科（Theaceae）山茶属（Camellia）常绿阔叶灌木或小乔木，通常把山茶属植物中种子含油率较高的树种统称为油茶，主要分布于我国南方热带和亚热带地区，与油橄榄、油棕和椰子并称为世界四大木本油料树种[1-3]。油茶在我国有2 300 多年的栽培历史，主要分布于湖南、江西、广西、浙江和湖北等地，目前我国油茶种植面积已达453.3万hm2，高产油茶林93.3万hm2，茶油产量62.7万t，油茶产业总产值达1 160 亿元[4-5]。茶油有丰富的营养成分及很高的药用价值，有“东方橄榄油”和“食用油之王”的美誉；同时油茶树生长周期长，一次种植多年受益，被称为“铁杆庄稼”[6-7]。海南岛位于我国油茶种植区的南端，由于其独特的环境因素，造就了海南岛丰富而具有特色的油茶资源，且海南种植油茶主要以越南油茶（Camellia vietnamensis）为主，栽培历史悠久，茶油品质优良，茶籽油的口感与品质有别于内地[8]。目前，海南油茶已经产生了大量的变异树种，各产区油茶树表现出明显的优劣差异，种质资源较为混乱。另外，由于海南油茶开发研究起步较晚，单株产量低、含油率不高、效益低下等问题已成为当前制约海南油茶发展的关键问题之一[9]。【前人研究进展】有较多科研工作者对海南地区油茶进行初步研究；如郑道君等[10]对海南油茶资源分布与林分进行了实地调查，摸清了海南油茶资源分布与储量，明确了海南油茶林分现状，为研究海南油茶种质资源提供依据。杨伟波等[11]对海南油茶的引种和优良品种进行了初步的分析，为海南油茶选育优良品种提供参考方案。代佳妮等[12]采用新一代高通量Illumina 转录组测序技术探究海南本地油茶的生理特性及代谢过程，为海南本地油茶的优良品种选育提供科学依据。王海等[13-14]结合农艺性状和品质对海南油茶优异种质资源进行分析评价，为海南油茶育种工作提供了参考。【本研究切入点】油茶是我国重要的木本油料树种，海南地区由于独特的地理位置，造就油茶种质资源独具特色。海南油茶造林早期大多以实生苗为主，导致油茶产量、品质参差不齐，种质资源较为混乱，但海南油茶果大且茶油口感与品质有别于内地，近年来又成为研究热点。【拟解决的关键问题】研究以前期选育的优良单株并经过无性繁殖得到的FH3、HS1 和HY1 3 个无性系，同海南本地认（审）定的琼东2 号（QD2）、琼东8 号（QD8）和琼东9 号（QD9）3 个无性系进行果实性状和油脂成分等指标的测定并采用模糊隶属函数和主成分分析法进行综合比较分析，为海南油茶品种选育及油茶种质资源开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地在海南省海口市东山镇东山苗圃。该基地位于19°78′795″N，110°24′64″E，属热带海洋性季风气候，日照充足，热雨同季，年平均气温23.8 ℃，平均降雨1 592.7 mm，土壤为酸性赤红壤。

1.2 试验材料

选取生长状况一致的6 年生油茶树（2020 年），株行距约为3 m×4 m，每品系选择5 个单株作为一组，在油茶成熟期每品系每组选取30个油茶果。

1.3 测定指标及方法

果实性状指标：果皮厚（mm）、果高（mm）、果横径（mm）、果形指数（果高/果横径）、鲜果质量（g）、单果籽数、果籽质量（g）。

经济指标：鲜出籽率（%）、出仁率（%）、种仁含油率（%）。

油质指标：饱和脂肪酸%（棕榈酸、硬脂酸）、不饱和脂肪酸%（棕榈烯酸、烯酸、油酸、亚油酸、亚麻酸）。

有关指标计算公式参考张子杰等[15]和马力等[16]并略作修改如下：

在果实采集后的24 h 内，利用数显游标卡尺测量果高、果径、果皮厚（精度0.01 mm），用电子天平测量鲜果质量（精度0.01 g）。剥皮后的种子先称取鲜籽质量，再将种子烘干称取其干籽质量和干仁质量；籽油率采用索氏提取法测定，提取茶油后用高效液相法检测茶油各脂肪酸组分含量，3次重复。

1.4 模糊隶属函数评价

种实性状和油茶籽油品质是油茶良种选育、优树筛选的重要参考指标。采用模糊综合评判分析法对6个油茶品系进行综合分析。首先，对原始数据值标准化处理得到评判模糊矩阵。

式（6）中：rij为评判模糊矩阵R，Xij为各项指标含量[17]。

1.5 数据处理

试验数据采用Excel 2016和SPSS 22.0软件进行统计与分析，GraphPad Prism 9.0做图。

2 结果与分析

2.1 不同油茶品系种实性状分析比较

2.1.1 不同油茶品系果形分析比较 由表1 可知，6 个品系中果高均值最大的是HS1，为44.03 mm；最小的是QD2，为41.14 mm，且QD8、HS1和FH3显著大于QD2和QD9。QD8果横径最大为55.12 mm；HY1最小为44.77 mm，且QD8、FH3 和HS1 显著高于其他3 个品系。QD8 单果质量最大为70.22 g，HY1 最小为46.55 g，QD8 和FH3 显著大于其他品系。FH3 果皮厚最小为5.66 mm，HS1 果皮最厚为8.53 mm，且FH3显著小于其他品系。QD8单果种粒质量最大为24.71 g；QD2最小为13.40 g，FH3和QD8显著大于其他品系。QD8 籽粒数最多，为7.10 个；HY1 籽粒数最少为3.48 个。6 个品系的果形指数均小于1.00。FH3 鲜出籽率最大为37.14%，显著高于其他5个品系。

表1 不同油茶品系果形分析比较Tab.1 Analysis and comparison of fruit shape of different Camellia vietnamensis strains

2.1.2 海南6 个油茶品系果实性状变异比较 研究测定了6 个海南油茶品系果高、果横径、单果质量、果皮厚、单果种籽质量、单果籽粒数、果形指数、鲜出籽率8 个种实性状，各性状数值均值、标准差、变异系数等指标见表2。可知，海南油茶各种实性状的变异有一定差异，各性状按变异大小依次为单果种粒质量、单果籽粒数、单果质量、鲜出籽率、果皮厚、果横径、果高、果形指数。6 个品系中果高范围在29.05～67.57 mm，平均值为42.52 mm；单果种粒质量变异最大；而果实形态指标中果形指数、果径、果高的变异系数较小，在8.99%～11.18%，说明果实形态基本稳定，且果形指数平均值小于1.00，说明海南油茶整体呈扁球状。

表2 海南油茶品系种实性状变异比较Tab.2 Variation comparison of seed and fruit characters of Camellia vietnamensis strains in Hainan

2.1.3 海南6 个油茶品系种实性状相关性分析 以两年间种实性状指标均值为分析对象，对各指标进行相关性分析，由表3 可知，油茶种实性状各指标间存在相关性：单果质量与果高和果横径存在极显著正相关，相关系数分别为0.824、0.956。单果籽质量与果高、果径和单果质量呈极显著正相关，相关系数分别为0.603、0.803 和0.851，和果皮厚呈极显著负相关，相关系数为0.460。鲜出籽率与果横径、单果质量、单果籽质量和籽粒数呈极显著正相关，与果皮厚呈极显著负相关，与果形指数呈负相关，但相关性不显著（P＜0.05）。

表3 海南油茶品系种实性状相关性分析Tab.3 Correlation analysis of seed traits of Camellia vietnamensis strains in Hainan

2.1.4 不同油茶品系籽仁含量分析比较 由图1A 可知，6 个油茶品系干出仁率存在差异；分析结果表明，6 个品系出仁率依次为HS1（59.15%）＞QD9（57.14%）＞QD2（57.10%）＞FH3（53.79%）＞QD8（50.24%）＞HY1（48.72%），显著性分析表明HS1显著高于FH3、QD8和HY1。含油率从高到底依次为HS1（50.91%）＞QD2（50.57%）＞QD9（49.68%）＞HY1（48.39%）＞FH3（47.90%）＞QD8（45.70%），显著性分析表明QD8 显著低于其他5个品系，见图1B。

图1 不同油茶品系籽仁含量分析比较Fig.1 Analysis and comparison of seed kernel content of different Camellia vietnamensis strains

2.2 不同油茶品系油质分析比较

2.2.1 不同油茶品系饱和脂肪酸含量分析比较 由图2A 可知，6 个品系棕榈酸含量依次为QD9

（11.39%）＞HY1（11.15%）＞QD8（10.15%）＞HS1（10.07%）＞QD2（10.03%）＞FH3（8.46%），显著性分析表明HY1 和QD9 显著高于HS1、QD2 和QD8，FH3 显著低于其他5 个品系。6 个品系硬脂酸含量依次为HS1（3.09%）＞QD2（3.08%）＞QD9（3.04%）＞FH3（3.00%）＞HY1（2.73%）＞QD8（2.32%），FH3、HS1、QD2 和QD9之间差异不显著，且这4个品系显著高于HY1和QD8，见图2B。

图2 不同油茶品系饱和脂肪酸含量分析比较Fig.2 Analysis and comparison of saturated fatty acid content of different Camellia vietnamensis strains

2.2.2 不同油茶品系不饱和脂肪酸含量分析比较 由图3A可知，6个油茶品系棕榈烯酸含量存在差异，HY1 含量最高为0.08%，HS1 含量最低为0.06%，显著性分析表明HS1 显著低于HY1 和QD2，其他各处理间差异不显著（P＜0.05）。图3B 所示，6 个油茶品系烯酸含量差异不显著（P＜0.05）。图3C 表明，6 个油茶品系油酸含量依次为FH3（83.43%）＞QD8（80.56%）＞HS1（78.97%）＞QD2（78.65%）＞HY1（77.07%）＞QD9（75.99%），且FH3 显著高于其他5 个品系（P＜0.05）。FH3 亚油酸含量最低为4.45%，且FH3 显著低于其他5个品系，QD9最高为8.86%，显著高于HS1和QD8，见图3D。图3E表明，显著性分析表明FH3亚麻酸含量显著低于其他5 个品系，除FH3 外其他各品系间差异不显著（P＜0.05）。图3F 所示，6 个油茶品系饱和脂肪酸含量依次为FH3（11.46%）＜QD8（12.47%）＜QD2（13.12%）＜HS1（13.16%）＜HY1（13.87%）＜QD9（14.43%），且FH3显著低于其他5个品系。图3G 表明，FH3不饱和脂肪酸含量最高为88.53%，显著高于其他5 个品系。如图3H 所示，FH3 的UFA/SFA 值最大，为7.73，且显著大于其他5 个品系，QD9 的UFA/SFA值最小为5.99。

图3 不同油茶品系不饱和脂肪酸含量分析比较Fig.3 Analysis and comparison of unsaturated fatty acid content of different Camellia vietnamensis strains

2.2.3 油茶各油脂组分指标相关性分析 以种实性状指标均值对各指标进行相关性分析，由表4 可知，海南油茶各油脂组分指标间存在相关性：油酸与棕榈酸呈极显著负相关，相关系数为0.952。亚油酸与棕榈酸呈极显著正相关，相关系数为0.923；与油酸呈极显著负向关，相关系数为0.989。亚麻酸与棕榈酸和亚油酸极显著正相关，相关系数为0.473和0.548；与油酸存在极负相关性。UFA 和UFA/SFA 都与棕榈酸、亚油酸和亚麻酸存在极显著负相关性，与油酸呈极显著正相关。

表4 海南油茶油质组分相关性分析Tab.4 Correlation analysis of oil components of Camellia vietnamensis in Hainan

2.3 海南地区6个油茶品系综合评价

2.3.1 海南地区6 个油茶品系模糊隶属函数评价 对6 个油茶品系指标均值进行模糊隶属函数综合评价，由表5 可知，6 个品系的综合得分依次为FH3（13.17）＞QD8（11.42）＞HS1（9.30）＞HY1（8.42）＞QD2（7.65）＞QD9（7.29），表明6 个油茶品系综合评价中FH3 均高于已审定3 个品种（QD2、QD8 和QD9），说明在海南地区FH3具有一定的推广价值。

表5 海南6个油茶品系隶属函数综合评价得分表Tab.5 Comprehensive evaluation score of membership function of 6 Camellia vietnamensis strains in Hainan

2.3.2 海南地区6个油茶品系主成分分析 利用与种实相关的20个指标，对海南地区6个油茶品系进行主成分分析，其中主要性状主成分方差贡献率和累积方差贡献率见表6，选取特征值大于1 的前4 个成分，累积方差贡献率达到96.033%，说明这4 个主成分能够把海南地区6 个品系96%以上的信息反映出来。因此选取4 个主成分作为评价的综合因子。海南地区油茶主成分评分系数矩阵见表7，并对6 个品系进行综合评价，其综合评价值通过各主成分得分值与相应特征值的方差百分率的积进行累加的方法获得，公式如下。

表6 海南地区油茶主成分方差贡献率和累积方差贡献率Tab.6 Variance contribution rate of principal components and cumulative variancecontribution rate of 6 Camellia vietnamensis strains in Hainan

表7 海南地区油茶主成分评分系数矩阵Tab.7 Score coefficient matrix of principal components of Camellia vietnamensis in Hainan

F=0.48F1+0.24F2+0.18F3+0.06F4。各主成分得分分别是品系各性状标准化后的值与该性状特征向量乘积的和。其综合评价值和排名见表8。由表8可知FH3得分最高，排名第1，说明同海南地区已审（认）定品种（QD2、QD8和QD9）相比，FH3具有一定的推广价值。

表8 海南6个油茶品系主成分综合评价得分表Tab.8 Score table of principal component comprehensive evaluation of 6 Camellia vietnamensis strains in Hainan

3 结论与讨论

油茶果实数量性状是油茶育种的核心目标内容，当前较为理想的油茶品种型是出油率高、茶果大、皮薄、籽粒少等[18]。研究的6 个油茶品系（FH3、HS1、HY1、QD2、QD8、QD9）果高在29.05～67.57 mm，果横径在33.38～64.16 mm，这与王碧芳等[19]的研究基本一致。单果质量作为重要的评价指标，本研究6 个品系单果质量在18.39～112.99 g，果皮厚均值在5.19～8.81 mm，鲜出籽率在16.34%～51.52%，其中FH3 最高为37.14%，与前人关于海南地区油茶（Camellia vietnamensis）研究基本相符，高于浙江红花油茶（Camellia chekiangoleosa）、低于普通油茶（Camellia oleifera）的鲜出籽率[20-23]，与内陆主栽的普通油茶相比，海南油茶果皮较厚，可能是海南油茶在长期的适应过程中形成了与内陆油茶不同的特点，主要表现为果大、果皮厚且粗糙和耐热性强等特性[19-20]。研究中6个油茶品系果型指数均值在0.78～0.95，为桔型果。研究结果表明6个品系的果形指标均存在不同程度的变异情况，可能是油茶属于自交不亲和植物，果实性状有一定的花粉直感效应，也可能是油茶的经济性状受环境、生产的影响较大，其变异性较强[24]。

出仁率和含油率是评价油茶种实性状的重要指标，研究中6 个油茶品系出仁率在48.72%～59.15%，含油率在45.70%～50.91%，高于野生油茶（Camellia oleifera）的含油率，说明海南油茶品种含油率较高，这也是海南油茶优良性状的体现[25]。通过对6个油茶品系茶籽油脂肪酸组分检测发现，海南油茶籽油主要以不饱和脂肪酸为主，不饱和脂肪酸（棕榈烯酸、烯酸、油酸、亚油酸、亚麻酸）含量达85%以上，且不含芥酸、胆固醇等对人体有害物质，不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸值在6.24～7.73，其中FH3 饱和脂肪酸含量为11.46%，低于国际营养标准对饱和脂肪酸含量12%的界定[17,26]。油酸被营养界称为“安全脂肪酸”，油酸含量的高低是评定食用油品质的重要标志[27]，此外油酸含量的多少也是判断油脂稳定性的一个重要指标，通常植物油脂中油酸含量越高，亚油酸和亚麻酸含量就越低，其油脂氧化稳定性也越好[28-29]。研究中，6 个油茶品系油酸含量范围在75.99%～83.43%，亚油酸含量在4.45%～8.86%，亚麻酸含量在0.155%～0.202%，与前人结果相符，其中FH3 油酸含量显著高于其他品系，亚油酸和亚麻酸含量显著低于其他品系，说明单从脂肪酸组成及其含量层面分析，FH3 是6 个品系中最为优良的[30]。通过主成分分析，海南地区6 个油茶品系的综合评价值为FH3（1.92）＞HS1（0.56）＞QD8（0.25）＞QD2（-0.08）＞QD9（-0.97）＞HY1（-2.42），模糊隶属函数综合评价得分为FH3（13.17）＞QD8（11.42）＞HS1（9.30）＞HY1（8.42）＞QD2（7.65）＞QD9（7.29）。

综上所述，综合分析海南地区6 个油茶品系（新选育的3 个无性系FH3、HS1 和HY1 及海南认（审）定的琼东2 号、琼东8 号和琼东9 号3 个油茶品种）的果实性状和油脂的脂肪酸组分等指标，FH3 表现最为优良，表明FH3 可以作为新品系在海南地区进行推广。对于经济林木来说，种实性状则是其表型性状的主要体现，开展遗传多样性评价是开发利用植物资源的重要基础[20,31]。但种实性状和油质组成及含量等指标也受肥水管理、大小年的调节、库源调控管理等影响，同时油茶良种选育也由产量、成熟期、生长势和抗逆性标等多种指标综合评价，本研究仅关注种实性状和脂肪酸组分指标，在此基础上，仍需针对不同品系的产量、水肥利用效率和抗逆性等开展相关研究，为进一步科学合理的评价各品系做深入探讨[32-33]。

致谢：中国林业科学研究院院基金重点项目“油茶提质增效关键技术研究”（CAFYBB2017ZA004-1）同时对本研究给予了资助，谨致谢意！