基于種子含油量的無患子優異種質選擇

萬 泉，王 鵬，肖祥希，余榮卓

（1.福建林業職業技術學院，福建南平 353000；2.福建省寧德市林業科研與技術推廣中心，福建寧德 352100；3.福建省林業科學研究院，福建福州 350012）

無患子（Sapindus mukorossi）廣泛分布于我國南方各省區及東南亞各國，系無患子科（Sapindaceae）無患子屬落葉大喬木，又名目浪樹和木患子等，因其果皮富含可用于洗滌的皂苷，經水浸泡后起泡明顯，洗滌衣物去污能力強，民間又稱肥皂果樹[1-2]。無患子干形挺拔，冠形優美，葉色季相變化明顯，耐瘠薄，適應性強，對二氧化硫和工業粉塵污染具有較強抗性，是低質林分改造、荒山生態修復和城鄉綠化優良樹種[3-4]。近年來，無患子皂苷作為生物制藥、高檔化妝品和洗滌用品的天然原料而備受追捧[5]。關于無患子皂苷提取技術、化學成分、藥理功效、對重金屬的洗脫作用及種苗繁育與栽培已有較多研究[6-11]。無患子作為優良生物質能源樹種，其種仁含油量高、熱值高，較普通柴油含硫少，潤滑性能好，更容易充分燃燒。無患子皂苷主要從果皮中提取，生物柴油則是從種仁中提取，原料來源不沖突。無患子含油量的研究偏少，尤其是對營建無患子生物質原料林具有重要意義的高含油量優良種質篩選，尚未見有系統的研究報道。本研究對全國無患子主要分布區進行全面踏查，選擇樹體挺拔、樹冠圓滿和結實量大的無患子優良單株，對其種子含油量進行測定分析與選擇，以期篩選優異種質材料，為無患子高含油量優樹的無性擴繁和工業原料林的營建提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 供試材料

在無患子主要分布區的福建古田縣（gt）、屏南縣（pn）、清流縣（ql）、順昌縣（sc）和南平市（np），浙江杭州市蕭山區（xs），江西九江縣（jj），四川鹽邊縣（yb），云南石林縣（sl）和宜良縣（yl），初選生長良好、樹體挺拔、樹冠豐滿、結實量大和無病蟲害的無患子優良單株67株（表1）。

表1 各種源無患子優樹的基本情況Tab.1 Basic situations of superior trees of S.mukorossi

1.2 試驗方法

1.2.1 試樣的采集與處理

在秋季對選定的無患子優良單株，在樹冠中部分東、南、西、北4個方向均勻采收充分成熟的果實，每個方向1～2 kg，混合裝入種子袋，并按優良單株編號做好標記。采收后及時帶回實驗室，測定鮮果重，隨機抽取部分樣品將果肉（假種皮）和果核分離后測定果核千粒重。

1.2.2 分析方法

根據無患子優良單株編號進行取樣分析，每個優良單株種子樣品為100 g，3個重復。種子含油量的測定委托福建省林產品質量檢測中心采用索氏提取法進行測定[12]。計算公式為含油量=[種子油脂質量/（種子質量-水分質量）]×100%。

數據采用Excel 2007進行整理，采用DPS 7.05的非齊性方差分析和Duncan多重比較法對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 無患子種源含油量分析

不同種源無患子的含油量差異不顯著（表2）。10個種源67株優樹種子的總體平均含油量為27.69%（表3）。其中，種子含油量最高為福建順昌種源（32.16%），較總體平均水平高出16.14%；種子含油量最低為浙江蕭山種源（23.69%），較總體平均水平低14.45%；其它種源的種子含油量與總體平均水平相比，浮動均在10%以內。

67株無患子優樹中，種子含油量最高的優樹為jj10（36.4%），其次為sc01、xs04和jj09，含油量分別為35.1%、34.9%和34.6%；種子含油量最低的4株優樹分別為jj01、ql04、xs10和xs06，含油量分別為14.4%、13.5%、13.4%和5.2%。同屬江西九江種源的，優樹含油量差異達2.53倍；同屬浙江蕭山種源的，優樹含油量差異達6.71倍。說明無患子優良單株間的差異較群體間的差異明顯更大，應更注重個體選擇。

2.2 無患子含油量的相關性分析

無患子的含油量和經度、緯度、樹高、胸徑、單果重和果核千粒重均無顯著相關關系，說明無患子種子含油量與優樹的地理分布、樹高、胸徑和種子特性等指標關聯性極小，這些指標不宜作為高含油量優樹選擇的參考指標（表4）。

鑒于所選的無患子優樹種子含油量在種源群體間的差異較小，而單株間差異較大，對初選的67株優樹進行聚類分析。67株優樹總體上可分為5類，第1類優樹有8株，分別為xs06、xs10、ql04、jj01、gt03、xs07、xs08和np03，種子含油量為5.2% ～ 18.3%，為含油量最低的一類；第2類優樹包括yb10、yb03和yl03等19株，含油量為22.7%～27.5%，低于總體平均水平；第3類優樹有sl05、gt10和gt04等16株，含油量均超過總體平均水平，但超出不多；第4類優樹有gt02、gt05和sl04等18株，含油量為30.8%～33.0%，屬含油量較高的一類；第5類優樹有sc02、xs05、jj09、xs04、sc01和jj10等6株，含油量均在34%以上，其中jj10的含油量為平均水平的1.31倍（圖1）。

表2 不同種源無患子種子含油量方差分析Tab.2 Variance analysis on oil content of seeds of different S.mukorossi provenances

表3 不同種源無患子種子含油量分析Tab.3 Oil contents analysis on seeds of different S.mukorossi provenances

表4 無患子種子含油量與優樹特性及經緯度的相關性分析Tab.4 CorrelationanalysisbetweenoilcontentofS.mukorossiseedsandsuperiortreescharacteristics,longitudeandlatitude

3 結論與討論

本研究通過對全國無患子主要分布區進行踏查，初選出福建等5省10縣（市、區）的67株優樹，對其種子含油量進行測定，并分析含油量與優樹所處的地理位置及樹勢、種子特性等指標間的相關關系。結果表明，67株無患子優樹種子的總體平均含油量為27.69%，不同種源種子含油量差異不顯著，但優良單株間的差異較大，同一種源的優良單株間含油量差異最高達到了6.71倍。無患子種子含油量與優樹所處的經緯度和優樹的樹高、胸徑、單果重及果核千粒重的相關性均極小，說明無患子含油量更多的是由其自身遺傳特性決定，受環境變化的影響較小，在無患子優良種質篩選中，含油量優樹的選擇應以個體選擇為主。聚類分析的結果顯示，67株優樹可分為5類，第1類和第2類優樹的種子含油量均低于總體平均水平，不宜應用于無患子生物柴油原料林建設，但可以發掘這些優樹在皂苷產出率和木材加工性能方面的優點，并充分利用；第3類、第4類和第5類優樹種子含油量均高于總體平均水平，尤其是第5類的6株優樹，種子含油量均在34%以上，是無患子生物質能源利用不可多得的遺傳改良和良種栽培材料，可以通過組培、嫁接或扦插的方式進行無性擴繁后加以利用，解決當前無患子生物質原料林基地建設苗木供應難題。建設無患子能源林，種植材料選擇除了考慮種子含油量，還必須充分考慮種植材料的種子產量、種子質量及綜合利用方面的潛力，以保證能源林的可持續發展。第4類和第5類優樹共計24株，種子含油量高，可在這些優樹中進一步篩選結實量大和結實性狀穩定的單株。

圖1 無患子種子含油量聚類分析Fig.1 Clustering analysis on oil contents of S.mukorossi seeds

能源是人類社會向前發展的動力之源，在維護國家安全、維持社會穩定和維系經濟發展方面具有極高的戰略地位。在石油等傳統化石能源日益枯竭、市場價格攀升飆漲的時候，油料植物尤其是木本油料植物資源的開發利用顯得重要且必要。無患子作為福建省鄉土木本油料植物的代表，其含油量高，油品質量好，用途廣泛[13-14]。我國無患子種質資源極為豐富，但多為野生資源，致使無患子產業的發展缺乏良種支持而徘徊不前。本研究從含油量的角度篩選了sc02、xs05、jj09、xs04、sc01和jj10這6株含油量高的無患子優樹。相關性分析發現，無患子優樹的含油量與優樹所處的經緯度、樹的大小和種子性狀關聯性很小，這可能是由于指標選擇不夠全面，無患子優樹的樹齡和分布區的年有效積溫、無霜期、年均降水量、年均氣溫和海拔等因素均未涉及，有待進一步的深入分析。

致謝：福建省林業科學研究院吳開金高級工程師、福建大青實業有限公司朱劍秋等同志參與了試驗調查和室內分析工作，在此一并致謝！