棉花不同基因型品種棉仁含油量及其與纖維品質性狀的關系

陳 姣，陳金湘，江 曲

(湖南農業大學農學院，長沙410128)

棉花是一種棉、油綜合利用的重要大田作物，在中國乃至全球社會經濟發展中具有重要地位。棉子是棉花生產中的副產品，其產量為皮棉產量的1.5～2倍。目前中國常年棉花種植面積550萬hm2左右，生產皮棉700萬t左右，棉子產量達1 300萬t［1］。毛棉子的含油量為18%以上，去殼后棉仁中的含油量高達30% ～40%。棉子油中含有大量人體所必需的脂肪酸，可作為生活食用油，并且可用于生產生物柴油［2，3］。但是，棉花被栽培以來，育種家們都將纖維產量提高與品質改良作為棉花育種的主要目標，而對同樣具有極高經濟價值的棉子只作為棉花生產的副產品對待，對棉子中含有的營養成分研究較少［4］。為了提高棉花的生產效率和綜合利用價值，在棉花育種中既要提高纖維產量和改進纖維品質，也應把棉子油分和蛋白質改良作為棉花育種的目標。

本研究通過對不同棉花品種中棉仁含油量比較分析，試圖篩選出高油分棉花品種，并通過含油量與纖維品質性狀的相關性研究，明確棉仁含油量與纖維品質的關系，為棉花纖維、含油量和蛋白質含量的綜合改良提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料包括41個棉花品種，種子由中棉所提供。于2012年種植于湖南農業大學棉花實驗基地。

1.2 方法

(1)棉仁油分含量測定。采用索氏抽提法測定油分含量［5］。具體操作如下:(1)剝取棉仁;(2)取3 g左右的棉仁于80℃烘箱中烘干，干燥皿中冷卻;(3)濾紙袋于105℃烘箱中烘2 h，冷卻后稱重，記作a(g);(4)將磨碎后的棉仁包入已稱重的濾紙袋，于105℃烘箱中烘4 h，冷卻，稱重，記作b(g);(5)將裝有棉仁粉的濾紙包放入抽提筒中，加入無水乙醚進行抽提。于70℃恒溫水浴中抽提過夜，抽提完后，取出濾紙包，通風晾干;(6)晾干的濾紙包于105℃烘箱中烘2 h，置干燥皿中冷卻至恒溫，稱重記為c(g);(7)計算油分含量:棉仁油分含量(%)=(bc)/(b－a)×100。

3次重復，取平均值為樣品棉仁油分含量。

(2)棉纖維品質分析。每品種各取30 g左右纖維，由農業部棉花品質監督檢驗測試中心檢測，包括纖維上半部長度、長度整齊度指數、馬克隆值、斷裂比強度4個指標。

1.3 數據處理

采用Excel進行數據處理，采用DPS進行相關性分析。

棉花纖維品質綜合指數評定，參考陳金湘等［6］多目標綜合價值評定方法——加權法。

2 結果與分析

2.1 不同品種的棉仁油分含量

表1結果表明，不同品種間棉仁油分含量差異大，平均含油量為 31.19%，變幅為 27.77% ～40.36%。油分最低的品種為‘豫棉 11號’(27.77%)，其次為‘徐州豐豐棉’(27.85%)、‘鄂抗棉9號’(28.04%);最高的品種為‘中棉所16’(40.36%)，其次為‘晉棉11號’(38.30%)。

表1 不同品種棉仁油分含量Table 1 Oil content in cottonseed kernel of different cotton varieties

2.2 不同品種的纖維品質性狀分析

結果表明，41個棉花品種纖維品質性狀綜合得分平均為 0.5111，其中最高的為‘海 7124’(0.9395)，最低的為‘晉棉11號’(0.0398)。

由表2可以看出，纖維品質較好的品種有‘海7124’、‘新陸早20 號’、‘徐州 142’、‘國抗 1 號’、‘遼棉15號’;得分較低的品種為‘晉棉11號’、‘零式果枝’、‘鄂抗棉9號’、‘86－1’、‘中棉所12’。

表2 不同棉花品種纖維品質性狀測定值及其綜合分值Table 2 The fiber quality and their comprehensive scores of different varieties

2.3 棉仁含油量與纖維品質的相關性分析

從表3可以看出，棉仁含油量和纖維品質性狀之間沒有統計學上的顯著相關性。斷裂比強度與上半部平均長度、長度整齊度指數呈極顯著正相關;馬克隆值與上半部平均長度、長度整齊度指數、斷裂比強度呈極顯著負相關;上半部平均長度與長度整齊度指數呈極顯著正相關。

表3 棉仁含油量與纖維品質相關性分析Table 3 The correlation analysis between oil content in cottonseed kernel and fiber quality traits

3 小結與討論

通過對41個常規棉花品種的棉仁油分含量分析，結果表明，不同品種間的棉仁油分含量差異較大，這與韓菊［7］、宋俊喬［8］等研究結果相似。含油量最高的品種為‘中棉所16’(40.36%)，其次為‘晉棉 11號’(38.30%)、‘海 7124’(37.60%);含油量最低的品種為‘豫棉11號’(27.77%)。同時，不同品種在棉仁油分含量上具有較大的遺傳變異，進行棉花高油分育種具有較好的潛力［9］。

41個棉花品種纖維品質性狀分析表明，‘海7124’纖維品質最好，‘晉棉11號’纖維品質最差。通過棉仁含油量與纖維品質性狀的相關性分析表明，二者沒有統計學上的顯著相關性，與前人研究結果基本一致［10］。這為棉花高油分育種提供了理論基礎，說明可以在不降低纖維品質的基礎上進行棉花高油分育種研究工作。由于傳統育種手段在改良棉子營養品質方面的局限性，可以利用基因工程手段開展棉花高油育種研究，從而進一步提高棉花綜合經濟效益［11］。

［1］趙永國，郭瑞星.棉籽含油量研究進展與高油棉花育種可行性分析［J］.棉花學報，2011，23(2):184 －188.

［2］卡巴羅，沈本賢，李 泓.棉子油制備生物柴油的研究［J］.當代化工，2008，37(5):481－483.

［3］王延琴，楊偉華，許紅霞，等.應用棉籽油生產生物柴油的可行性分析［J］.中國棉花，2007，34(1):42－44.

［4］Michael K，Deborah L，William R，et al.Fatty acid profiles of cottonseed genotypes from the national cotton variety trials［J］.Journal of Cotton Science，2010，14:64 －73.

［5］王學奎.植物生理生化實驗原理和技術［M］.第2版.北京:高等教育出版社，2006.241－242.

［6］陳金湘.農業系統工程學［M］.長沙:湖南科學技術出版社，2001.

［7］韓 菊，魏福祥，龐津霞，等.轉Bt基因棉籽仁中營養成分的研究［J］. 中國油脂，2003，28(10):58－60.

［8］宋俊喬，孫培均，張 霞，等.棉仁高油分材料篩選及其脂肪酸發育分析［J］.棉花學報，2010，22(4):291－296.

［9］王延琴，楊偉華，許紅霞，等.10個陸地棉品種種子營養品質分析［J］.中國棉花，2010，37(8):33－35.

［10］周有耀.棉子營養品質與纖維品質的關系［J］.中國棉花，1993，20(2):13 －14.

［11］徐 鵬，張香桂，沈新蓮.棉籽營養品質性狀的研究進展［J］.江蘇農業學報，2009，25(5):1173 －1177.