右旋芳樟醇型樟树不同优株的生理生态特性和精油含量分析

摘要：为右旋芳樟醇型樟树的良种培育及开发利用提供参考，对江西省金溪县11棵右旋芳樟醇型樟树优株（122、129、250、251、265、266、280、281、282、283、294）进行扦插栽培，测定形态指标（株高、冠幅、基径、生物量）、叶表型性状（叶长、叶宽、叶形指数、叶面积、叶周长）、生理指标（叶绿素a、b含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量）及精油含量，并分析指标差异和相关关系，采用主成分分析法筛选优良优株。结果表明：11棵优株在株高、基径、冠幅、地上生物量等方面存在显著差异（P＜0.05）；叶表型指标中，叶面积变异程度最大，251优株叶长等指标最大，283优株叶形指数最大；总叶绿素和可溶性糖含量在优株间差异显著，蛋白质含量差异不显著，其中281优株总叶绿素（5.19 mg·L−1）和可溶性蛋白含量（0.21 mg·g−1）最高，283优株的可溶性糖含量（18.38 mg·g−1）最高；优株间得油率差异较大，122优株得油率（2.49%）最高；叶长、叶宽等与叶面积、叶周长存在正相关关系，可溶性蛋白含量与叶精油含量呈极显著负相关关系；聚类分析将优株分为4类，主成分分析表明251优株综合得分最高，251与280优株的综合表现较好。根据主成分分析和优株品质评价结果，251与280优株可作为金溪县栽培的右旋芳樟醇型樟树优良品种。

关键词：右旋芳樟醇；樟树；不同优株；生理生态；精油

中图分类号：S792.23文献标志码：A文章编号：0253−2301（2024）08−0030−08

DOI：10.13651/j.cnki.fjnykj.2024.08.004

罗欣，张海娜，徐锟，等.右旋芳樟醇型樟树不同优株的生理生态特性和精油含量分析[J].福建农业科技，2024，55（8）：30−37.

Analysis on Physiological and Ecological Characteristics and Contents of Essential Oil in Different

Superior Plants of Dextral Linalool-type Cinnamomum camphor

LUO Xin1，2，ZHANG Hai-na1，2＊，XU Kun1，2，CHEN Zhi-qi1，2，ZHANG Xing-yu1，2，LU Xiang-hui1，2，LI Gang1，2

（1.Institute of Soil and Water Conservation，Nanchang Institute of Technology，Nanchang，Jiangxi 330099，China;

2.Jiangxi Engineering Research Center of Breeding，Development and Utilization of Cinnamomum Camphor，NanchangInstitute of Technology，Nanchang，Jiangxi 330099，China）

Abstract：In order to provide references for the cultivation，development and utilization of the improved varieties of dextral linalool-type Cinnamomum camphor，the cuttage was conducted on the 11 superior plants of dextral linalool- type Cinnamomum camphor（including 122，129，250，251，265，266，280，281，282，283，294 superior plant）in Jinxi County of Jiangxi Province.Then，their morphological indexes（such as the plant height，crown width，basal diameter， and biomass），leaf phenotypic characters（such as the leaf length，leaf width，leaf index，leaf area，and leaf perimeter），physiological indexes（such as the contents of chlorophyll a and chlorophyll b，soluble sugar content，and soluble protein content）and the content of essential oil were measured.The differences and correlations of the indexes were also analyzed.Last，the principal component analysis method was used to screen the excellent superior plants.The results showed that：there were significant differences in the plant height，basal diameter，crown width and aboveground biomass among the 11 superior plants（P＜0.05）.Among the leaf phenotypic indexes，the variation degree of leaf area was the largest，the leaf length of 251 superior plant was the largest，and the leaf index of 283 superior plant was the largest.There were significant differences in the contents of total chlorophyll and soluble sugar among the superior plants，but no significant difference in the protein content.The total chlorophyll content and soluble protein content of 281 superior plant were the highest，which were 5.19 mg·L−1 and 0.21 mg·g−1，respectively，while the content of soluble sugar of 283 superior plant was the highest，being 18.38 mg·g−1.There were great differences in the oil yield among the superior plants，and the oil yield of 122 superior plant was the highest（being 2.49%）.The leaf length and leaf width were positively correlated with the leaf area and leaf perimeter，while the content of soluble protein was significantly negatively correlated with the content of leaf essential oil.The superior plants were divided into 4 categories by cluster analysis.The principal component analysis showed that the comprehensive score of 251 superior plant was the highest，and the comprehensive performance of 251 and 280 superior plants was better.According to the results of principal component analysis and quality evaluation of superior plants，251 and 280 superior plants could be used as the excellent varieties of dextral linalool-type Cinnamomum camphor cultivated in Jinxi County.

Key words：Dextral linalool；Cinnamomum camphora；Different superior plants；Physiological ecology；Essential oil

樟树Cinnamomum camphora属于樟属植物，主要分布在中国长江流域及以南各省区。樟树的枝、叶、茎、根均可提取精油，根据其精油主要成分的不同，将富含芳樟醇的樟树称为芳樟C.camphora var.linaloolifera。芳樟醇型精油，在不同香料配方中发挥着重要作用，在医疗领域，其抗菌消炎、抗氧化等功效显著。此外，天然芳樟醇具有独特的旋光性，表现为左、右两种不同旋光异构体，右旋芳樟醇型常用于合成维生素E、A、K等营养素的重要原料，左旋芳樟醇常用于缓解炎症，镇静舒缓等[1]。目前，随市场需求增加，人工合成的芳樟醇虽能迅速填补市场空缺，但人工芳樟醇失去了天然芳樟醇所独有的旋光性，呈现出消旋状态，这直接导致了其功效相较于天然产品大打折扣。同时，天然芳樟醇中多以左旋体为主，而右旋体则因产量相对较少，更加难以满足市场需求[2]。因此，筛选出表现优良、高品质且富含右旋芳樟醇型的优株对于满足市场对天然右旋芳樟醇型的需求具有重要意义。

优株作为植物种群中具有优良性状的个体，是提高农作物产量和品质的重要基础。学者已在优株植物的筛选和评价指标体系构建方面取得了一定的进展。在形态指标方面，如王佩等[3]研究发现酸枣和蒙古扁桃优株的冠幅与基径、叶长与叶宽极显著相关，生长指标变异大，植株选择时需考虑这些指标。王瑞霞等[4]对30株沙冬青优株生长表现（株高、冠幅等）进行研究，初步筛选出3株优株。董乐等[5]对浙江红花油茶的多个性状进行综合评价，筛选出12棵优株。此外，生理指标能够反映植株的生长状况和代谢程度，也是筛选优株的重要评价指标之一[6]。例如，申才蕊等[7]对枣实生优株进行研究，确定了可溶性糖含量、蛋白质含量等指标均为鲜食枣种质果实品质的主要评价指标。郭晓fo1rsBeXUZiKlsGmJm21pRyQGOrcdTY/SO+bGxHoqQ4=雨等[8]对软核山楂株系进行品质综合评价，发现不同株系果实之间的生理指标差异较大，通过主成分分析和综合评价并筛选出优良株系。另外，精油含量作为香料树种优株选择的重要依据，也受到了关注。覃子海等[9]研究发现互叶白千层优株内个体间精油含量存在变异，在实生苗优良群体中筛选优良单株可行。张北红等[10]对柠檬醛型樟组植物优株的研究表明，样株间叶片精油得率存在显著差异。这些研究成果为优株的筛选和培育提供了参考，但在右旋芳樟醇型樟树优株的筛选方面，仍需进一步深入研究。

因此，本研究以江西省金溪县的11棵右旋芳樟醇型樟树优株为材料，对其生长指标、成熟功能叶形态及生理指标、精油含量进行测定和分析，筛选出表现优良、适宜江西省栽培的优株，旨在为右旋芳樟醇型樟树的良种培育及开发利用提供科学依据。

1材料与方法

1.1研究区概况

研究区位于江西省金溪县南昌工程学院金溪科教基地，地理坐标为E116°46′07″，N27°51′35″。该研究区属于亚热带季风湿润气候区，年平均气温约17.7℃，年降水量约1 856 mm，气候温和，四季分明，日照充足。

1.2供试材料

试验材料来源于南昌工程学院金溪樟树研究中心苗圃，共11种优株，均为生长良好、无病虫害的4年生右旋芳樟醇型樟树，编号分别为122、129、250、251、265、266、280、281、282、283、294。苗圃中优株的株行距为1.5 m×1.5 m，其日常养护管理措施一致。

1.3指标测定

试验样品于2023年9月开始采集，每个编号的优株采集5株，苗木叶片分单株采摘收集。叶片采摘后及时由保鲜带密封标记，后带回实验室进行相关指标测定。

株高、冠幅用钢卷尺（精度为0.1 cm）测量，基径用游标卡尺（精度为0.1 mm）测量。叶片形态指标用EPSON Scan扫描仪每株扫描10片成熟功能叶片，再用Image J软件分析测定叶片的形态指标（包含叶长、叶宽、叶面积、叶周长），计算叶形指数（叶长和叶宽的比值）。将每个植株样本的地上部分放入80℃烘箱中烘至恒重，称重得地上生物量。叶绿素含量采用乙醇浸提法[11]测定；可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝法[12]测定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法[13]测定；精油提取采用水蒸气蒸馏法[14]测定。

1.4数据处理与分析

数据处理和分析采用SPSS 26.0软件。单因素方差分析比较不同右旋芳樟醇型樟树优株的生长状况、生理指标及精油含量差异的显著性，显著水平为P＜0.05。采用主成分分析法[15]与系统聚类法[16]对植株进行适应性综合评价。

2结果与分析

2.1右旋芳樟醇型樟树不同优株的生长状况

由表1可知，右旋芳樟醇型樟树不同优株的株高之间存在显著差异，其中优株251、280、250较高，分别为260.57、243.30、237.40 cm；优株250、282、129的冠幅较大，分别为159.35、157.32、155.88 cm；优株283的基径低于其他优株，为5.60 cm；优株122、129、250、280、281、282、294的地上部生物量均超过1 000 g。整体来说，优株250、282的生长状况较好，优株283生长状况较差，优株之间存在较大差异。

2.2右旋芳樟醇型樟树不同优株的叶表型

由表2可知，5项叶表型指标在右旋芳樟醇型樟树的11棵优株间存在显著差异（P＜0.05）。叶长、叶宽、叶形指数、叶面积及叶周长5项指标在优株内的变异系数依次为1.81%～8.04%、2.22%～8.30%、0.24%～9.90%、5.12%～17.47%和2.45%～14.02%，各性状按照优株间变异系数均值由大到小排列依次为叶面积（10.11%）、叶周长（7.35%）、叶宽（5.77%）、叶形指数（5.48%）、叶长（4.96%）。可见，叶面积在所有指标中变异程度最大，叶长变异程度最小，不同优株的叶片形态具有显著差异。在所有优株中，优株251的叶长、叶宽、叶面积、叶周长均为最大，分别为9.33 cm、4.44 cm、25.50 cm2、33.98 cm；优株283的叶形指数为2.36，最为狭长。

2.3右旋芳樟醇型樟树不同优株的生理指标特征由表3可知，右旋芳樟醇型樟树的总叶绿素含量和可溶性糖含量在部分优株间存在显著差异（P＜0.05）。总叶绿素含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量在1个优株间的变异系数依次为8.59%～42.89%、2.64%～24.26%、0.51%～24.44%，变异系数均值由大到小依次为总叶绿素含量（24.14%）、可溶性糖含量（11.94%）、可溶性蛋白含量（10.97%）。总叶绿素含量和可溶性蛋白含量最高的是优株281，含量分别为5.19 mg·L−1和0.21 mg·g−1，可溶性糖含量最高的是优株283，含量为18.38 mg·g−1。总叶绿素含量与可溶性糖含量在不同优株间存在显著差异，可溶性蛋白含量在不同优株间不存在显著差异。

2.4右旋芳樟醇型樟树不同优株精油的得油率

由表4可知，右旋芳樟醇型樟树11棵优株平均得油率2.11%，得油率最高的为优株122（2.49%），最低的为优株294（1.50%）。不同优株间精油含量变异系数为4.32%～28.66%，优株282变异系数最大（28.66%）。

2.5右旋芳樟醇型樟树不同优株叶性状间的相关性

由表5可知，右旋芳樟醇型樟树叶长与叶宽显著正相关，相关系数为0.399；叶长与叶形指数、叶面积、叶周长极显著正相关，相关系数分别为0.452、0.639、0.585；叶宽与叶形指数极显著负相关，相关系数为-0.634，叶宽与叶面积、叶周长极显著正相关，相关系数分别为0.900、0.829；叶面积和叶周长也极显著正相关，相关系数为0.791。除可溶性蛋白含量与叶精油含量极显著负相关外，其余指标间相关性均未达显著水平。由此可见，右旋芳樟醇型樟树叶片的生长与叶面积、叶周长的增加存在相关性，但不同优株右旋芳樟醇型樟树的叶片生态特性与其生理特性无显著相关性。

2.6右旋芳樟醇型樟树不同优株适应性综合评价

2.6.1主成分分析对右旋芳樟醇型樟树不同优株

表5右旋芳樟醇型樟树不同优株叶表型、生理指标及精油含量间的相关系数的叶表型性状、生理指标、叶精油含量及地上生物量进行主成分提取，结果见表6。前3个主成分的特征根大于1，贡献率分别为35.782%、28.008%、18.746%，累计贡献率达82.536%。第1主成分以叶长、叶宽、叶形指数、叶面积、叶周长、可溶性糖含量的荷载较大，主要体现在叶宽、叶面积、叶周长；第2主成分以总叶绿素含量、叶精油含量、地上生物量的荷载较大，主要体现在总叶绿素含量、地上生物量；第3主成分以可溶性蛋白含量的荷载较大。

分别计算每棵优株的主成分得分、综合得分，并根据综合得分结果进行排序，结果见表7。右旋芳樟醇型樟树优株251的综合得分最高，优株129的综合得分最低。将11种优株按照综合得分的高低进行排序依次为251＞280＞283＞265＞294＞281＞250＞282＞122＞266＞129。由此说明，优株251、280的综合表现较好，优株129、122、266的综合表现较差。

2.6.2聚类分析利用平方欧氏距离作为样本的测度，采用组间联接法，获得系统聚类分析图。右旋芳樟醇型樟树不同优株叶性状的系统聚类结果见图1。当NUM=15时，依据叶形态特征、生理指标与精油的含量，可以将11棵优株划分为4类，第一类由4棵优株组成：250、251、265、280，第二类由3棵优株组成：281、282、294，第三类由3棵优株组成：122、129、266，第四类由1棵优株组成：283。这表明，右旋芳樟醇型樟树不同优株的生理、生态性状和精油含量存在差异性和相关性。

3结论与讨论

3.1右旋芳樟醇型樟树不同优株表型性状分析

植物的生长、形态和生理特性变化，受自身遗传物质、生长环境及人为管理等影响，也与不同优株差异有关，不同优株是影响植物表型性状的重要因素。植物叶片对环境响应敏感，常用于叶形态及生理性状研究[17]。此外，植物形态特征也能反映不同植物之间的差异[18]。本试验中，右旋芳樟醇型樟树11棵优株的叶片在长度、宽度、叶形指数、叶面积、叶周长方面有差异。其中叶面积变异系数均值最大，为10.11%，叶长变异系数均值最小，为4.96%；283优株叶形指数最大，叶片狭长。相关性分析显示，植物叶长、叶宽与叶面积、叶周长极显著正相关。这与张跃等[19]对不同种源樟树表型性状的研究相一致。对11棵优株株高、冠幅、基径、地上生物量的方差分析表明，株高差异显著，251株高最大，283株高、冠幅、基径和地上生物量均最小，说明不同优株生长速度差异明显。这与蒋莹等[20]对屏边县不同秃杉种源生长差异研究相一致。

3.2右旋芳樟醇型樟树不同优株生理指标分析

生理指标可较好反映植株的生长、营养及抗逆等状况[21−23]。在相关生理指标里，总叶绿素含量能间接体现植株光合作用及有机物合成能力；可溶性糖、可溶性蛋白作为渗透调节物质，对植株生长、发育、代谢和繁殖等正常生命活动影响重大[24]。本试验结果表明，右旋芳樟醇型樟树的11棵优株生理指标有差异。总叶绿素含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量在优株间的变异系数分别为8.59%～42.89%、2.64%～24.26%、0.51%～24.44%，其中总叶绿素变异幅度最大，优株281的总叶绿素和可溶性蛋白含量最高，优株283的可溶性糖含量最高。另外，相关性分析表明，叶片形态特性和所测生理指标无显著相关性，右旋芳樟醇型樟树叶片可溶性蛋白含量与叶精油含量极显著负相关。这与李祉漪[25]对辽宁地区不同种源蒙古栎种子表型性状及苗期生长、生理性状差异性研究中，总叶绿素与可溶性糖含量在种源间均存在显著差异的结果一致，但李祉漪研究指出可溶性蛋白含量有显著差异，与本研究不同，可能是地理环境、气候等影响了可溶性蛋白合成。此外，王顺利等[26]对不同种源高山栲苗期生长及生理的分析也和本研究结果相似，生理、生化指标差异显著。

3.3右旋芳樟醇型樟树不同优株精油含量分析

随着右旋芳樟醇需求的增加，芳樟矮林高产栽培模式急需建立[27]，提高芳樟植株的精油含量对于化工业等发展有重要作用，一方面可通过选育高精油含量的芳樟品种，另一方面可通过养分管理等栽培措施调控精油含量的变化[28]。本试验主要通过对右旋芳樟醇型樟树不同优株进行叶精油提取，来筛选精油含量较高的品种。方差分析显示，不同优株间的叶精油含量存在较大差异，且优株间的变异幅度为4.32%～28.66%；右旋芳樟醇型樟树122（2.49%）、129（2.44%）优株的精油含量较高，且优株内的变异幅度较小，说明该右旋芳樟醇型樟树优株的精油产量较高且稳定；右旋芳樟醇型樟树283（1.53%）、294（1.50%）优株的精油含量较低。这与伍艳梅等[29]对不同种源巴山冷杉针叶的精油含量测定结果相似，精油的含量在种间存在显著差异。此外，李学团等[30]对不同种源八角茴香叶精油提取的研究也表明，精油含量受种源影响而存在显著差异。

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（责任编辑：林玲娜）