太空誘變薰衣草精油成分分析鑒定

胡蓮花等

摘要[目的]利用太空船搭載薰衣草（Lavandula angustifolia Mill.）種子，通過栽培試驗觀測其誘變后代搭載效應(yīng)，探討太空環(huán)境對薰衣草精油品質(zhì)的誘變效應(yīng)。[方法]搭載誘變材料為薰衣草74262種子。[結(jié)果]搭載后薰衣草植物學(xué)性狀差異明顯，初選出19份誘變材料，精油主要化學(xué)成分基本沒有改變，但其含量有明顯的差異，19份誘變后代中精油化學(xué)組分達到或優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)的有6種，分別為L073、L079、L0711、L0712、L0714、L0716。[結(jié)論]該研究可為薰衣草太空誘變育種及種質(zhì)創(chuàng)制提供新的理論依據(jù)，為今后薰衣草品種改良及產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)品種。

關(guān)鍵詞薰衣草；太空誘變；精油；成分；鑒定

中圖分類號S573+.9文獻標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）14-04211-02

Analysis and Identification of Chemical Constituents of the Essential Oil of Lavender（Lavandula angustifolia Mill.） Induced by Space Flight

HU Lianhua， LU Zhe et al（The 65 Regiment of Agricultural Division 4 of Xinjiang Production and Construction Corps， Yining， Xinjiang 835000； Institute of Agricultural Sciences， Agricultural Division 4 of Xinjiang Production and Construction Corps， Yining， Xinjiang 835000）

Abstract[Objective] The lavender seeds were carried by the spaceship to study the space flight effects of the chemical constituents of the essential oil and discuss the mutagenic effects of outer space environment on oil quality of lavender. [Method] The mutagenic material was lavender 74262 seeds. [Result] The botany traits of lavender were significantly different and 19 mutagenesis descendant materials were chose. Chemical constituents of the essential oil of lavender remained conspicuously intact， but the contents of oil showed obvious difference， there were 6 mutagenesis descendant materials（L073， L079， L0711， L0712， L0714， L0716） which chemical components of essential oil reached or surpassed the standard. [Conclusion] The study lays a new theoretical basis for space mutation breeding of lavender and its germplasm created， and provides good cultivars for its cultivar improvement and sustainable development of its industry.

AbstractLavender； Space mutation； Oil； Constituent； identification

太空育種也稱為航天誘變育種、空間誘變育種或空間技術(shù)育種，是利用返回式衛(wèi)星搭載作物種子，經(jīng)過太空微重力、高真空、宇宙輻射和交磁場等地面不可模擬的特殊環(huán)境誘發(fā)變異，然后返回地面種植選育新品種的一種作物育種技術(shù)。與地面常規(guī)育種相比，太空育種具有變異頻率高、變異幅度大、有益變異多、變異穩(wěn)定快、縮短育種周期等優(yōu)點[1-2]。我國航天育種研究開始于1987年，到目前為止，已利用返回式衛(wèi)星先后進行了1000多個品種的種子和生物材料的空間搭載試驗，在水稻、小麥、棉花、番茄、青椒和芝麻等作物上誘變培育出一批新的突變型和具有優(yōu)良性狀的新品種[3-6]。

薰衣草作為重要的芳香植物，其鮮花提取的芳香油廣泛應(yīng)用于芳香療法、殺蟲滅菌、環(huán)境清新、食品、飼料加香以及醫(yī)療衛(wèi)生中[7-8]。但由于薰衣草遺傳基礎(chǔ)狹窄，在品種選育及雜種優(yōu)勢利用上很難有較大突破，因此進行太空誘變是創(chuàng)造其種質(zhì)資源的重要途徑。薰衣草太空育種目前正處于探索階段，為此，筆者以薰衣草74262為試驗材料，對其太空誘變后代精油品質(zhì)進行分析探討，旨在探討太空環(huán)境對薰衣草精油品質(zhì)的誘變效應(yīng)，以期為薰衣草太空誘變育種及種質(zhì)創(chuàng)制提供新的理論依據(jù)，為今后薰衣草品種改良及產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)品種。

1材料與方法

1.1搭載誘變材料2004年100 g薰衣草74262種子搭載我國第20顆返回式科學(xué)與技術(shù)實驗衛(wèi)星進行太空育種，經(jīng)過18 d的太空旅行，返回地面的種子有42 g。74262為中國科學(xué)院于20世紀(jì)60年代從法國引進的真薰衣草品系。

1.2太空誘變薰衣草突變體選育方法太空誘變薰衣草種子返地后，經(jīng)過赤霉素處理，于2004年11月播種。2005年春開始發(fā)芽生長，2005年秋季收獲種苗3 980株，定植0.27 hm2。2006年對定植種苗進行精心管理，并通過植株株型、株高、株幅、花色、花輪數(shù)、中輪小花數(shù)、花萼色等性狀與對照的比較，進行初步的選擇。2007年6月開花期時進行針對性選擇，選擇出表現(xiàn)優(yōu)良的單株19株，2007年10月對選擇的單株采條并扦插擴繁，2008～2013年經(jīng)過反復(fù)扦插擴繁、選育，共擴繁面積0.67 hm2，2013年對薰衣草誘變后代進行了精油提取分析。

1.3太空誘變薰衣草突變體精油化學(xué)組分分析

1.3.1材料與設(shè)備。新鮮誘變薰衣草后代花穗，2013年6月由新疆兵團第四師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供，采摘時間為12：00～14：00。

1.3.2太空誘變薰衣草突變體精油的提取。于薰衣草盛花期取新鮮薰衣草花穗200 g，置入5 L圓底燒瓶中，加水直到淹沒植物材料為止。用水蒸氣蒸餾裝置提取精油，加熱后在第1滴精油滴出45～60 min后，結(jié)束蒸餾。靜置15～20 min，油水分離，取油水分離器上層的油層為精油。

2結(jié)果與分析

從表1可以看出，太空薰衣草精油的主要化學(xué)成分并沒有因種子被搭載而發(fā)生明顯異變，太空誘變薰衣草突變體精油主要化學(xué)成分基本沒有改變，但其含量有明顯差異。薰衣草精油的主要成分分別為芳樟醇、乙酸芳樟酯、薰衣草醇、乙酸薰衣草酯、石竹烯、龍腦、樟腦等。根據(jù)薰衣草精油國家標(biāo)準(zhǔn)，決定精油品質(zhì)的組分有芳香醇、乙酸芳樟酯、樟腦[9]。對樣品精油成分進行對比分析，所選的19種薰衣草突變體中，精油化學(xué)組分達到或優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)的有6種，分別為L073、L079、L0711、L0712、L0714、L0716。

3結(jié)論與討論

太空育種是國家種子工程的一個組成部分，在良種培育方面具有特殊的優(yōu)勢。對于太空搭載薰衣草品系的種子，通過播種、后代植物學(xué)性狀調(diào)查測定，出現(xiàn)了19種變異體，說明薰衣草的基因型對太空環(huán)境誘變有敏感性，這為增強太空環(huán)境的誘變效應(yīng)選擇合適的材料提供了理論依據(jù)。對太空誘變處理的薰衣草突變體精油化學(xué)組分進行檢測分析，其誘變體之間精油成分差異明顯，而且太空誘變育種可以優(yōu)化薰衣草精油的主要化學(xué)組分。通過多年的試驗證明，這種變異得到了穩(wěn)定遺傳。這一結(jié)果可認(rèn)為是由于空間輻射與微重力環(huán)境的復(fù)合效應(yīng)。微重力條件對薰衣草精油細(xì)胞起到了脅迫作用，使細(xì)胞的各個結(jié)構(gòu)在此脅迫作用下呈現(xiàn)出種種不適應(yīng)。因此，太空誘變育種有利于選育出精油化學(xué)組分提高的薰衣草新品種，是薰衣草種質(zhì)資源創(chuàng)新的快捷有效的途徑之一。

參考文獻

[1] 張琰，卓麗環(huán)，趙亞洲.太空搭載對百子蓮SP1代生長特性的影響[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報，2010，26（1）：46-49.

[2] 李世娟，諸葉平，孫開夢，等.中國太空育種現(xiàn)狀及其前景展望[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2005，21（1）：159-162.

[3] 鄭偉，郭泰，王志新，等.航天搭載大豆SP2農(nóng)藝性狀誘變效應(yīng)初報[J].核農(nóng)學(xué)報，2008，22（5）：563-565.

[4] 劉梅，史振聲.太空誘變效應(yīng)研究進展[J].種子，2008，27（9）：60-63.

[5] 郭亞華，謝立波，王雪，等.辣椒空間誘變育種技術(shù)創(chuàng)新與新品種（品系）的選育[J].核農(nóng)學(xué)報，2004，8（4）：205-208.

[6] 王志芬，蘇學(xué)合，閏樹林，等.太空搭載桔梗種子SP1代的生物學(xué)效應(yīng)研究[J].核農(nóng)學(xué)報，2004，18（4）：323-324.

[7] 陳和平，周賀新，賀瑞振，等.薰衣草的研究進展[J].農(nóng)墾醫(yī)學(xué)，2005，27（2）：142-145.

[8] 張秋霞，江英，張志強.薰衣草精油的研究進展[J].香料香精化妝品，2006（6）：21-24.

[9] 上海香料研究所.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)：中國薰衣草（精）油（GB/T12653-2008）[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.