張瑩瑩，毛向紅，張建英

（河北省林業(yè)和草原科學(xué)研究院,河北省林木良種技術(shù)創(chuàng)新中心，河北石家莊 050061）

核桃（Juglans regiaL.）又稱胡桃，羌桃，為胡桃科胡桃屬植物。是與扁桃、腰果、榛子齊名的世界“四大干果”之一。核桃果實中脂肪、蛋白質(zhì)，不飽和脂肪酸等含量豐富，具有抗氧化、降低膽固醇、預(yù)防心血管疾病等保健功能，被譽為“二十一世紀(jì)的超級食品”[1]。隨著我國“加快發(fā)展木本糧油產(chǎn)業(yè)”政策的提出，核桃栽培面積和產(chǎn)量逐年上升，一躍成為舉足輕重的木本糧油樹種。

作物種質(zhì)資源品質(zhì)性狀鑒定評價是作物種質(zhì)資源研究的重要組成部分，也是優(yōu)異資源挖掘和利用的基礎(chǔ)[2]。近年來，有關(guān)核桃種質(zhì)資源的研究多集中于表型性狀[3?6]、分子標(biāo)記和遺傳多樣性等方面[7?13]，國內(nèi)外關(guān)于核桃蛋白質(zhì)、脂肪、脂肪酸等營養(yǎng)成分的研究多見于育成品種的比較分析[14?21]，同時，部分學(xué)者對野生資源和優(yōu)良單株也投入了一定的關(guān)注度[22?23]。另一方面，國內(nèi)種質(zhì)資源的來源地多以新疆、西藏、云南、四川和廣西居多[24?28]，有關(guān)河北省核桃資源的研究較少。

河北省核桃栽培歷史悠久，分布區(qū)域廣泛。在長期的人工馴化和自然選擇過程中，形成了豐富多樣的遺傳資源。為深入了解河北省核桃種質(zhì)資源品質(zhì)特征，發(fā)掘特色油脂資源，本研究以103 份核桃種質(zhì)資源為試材，對其蛋白質(zhì)、脂肪和脂肪酸組分進(jìn)行測定和分析，以期為河北省核桃資源的保存、開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)，為核桃特色油脂品種的選育和種質(zhì)創(chuàng)新提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

核桃 依托前期在河北省進(jìn)行核桃資源調(diào)查的研究基礎(chǔ)，綜合考量核桃資源的堅果感官性狀、豐產(chǎn)性、抗病性，在河北省內(nèi)確定核桃優(yōu)良單株和品種資源共計103 份，資源分布范圍N36°35′～N41°10′，E113°50′～E119°35′，通過GPS軌跡記錄儀標(biāo)記資源坐標(biāo)位置。2018 年8 月下旬至9 月中上旬果實成熟期，于樹冠外圍選取無病蟲害果實30 粒，樣品脫青皮自然干燥,于測定處理前烘干至含水量3%～4%。供試材料信息見表1；鹽酸、無水乙醚 分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；95%乙醇、氫氧化鈉、無水硫酸鈉、氯化鈉、硫酸、硫酸銅、硫酸鉀、硼酸、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、亞甲基藍(lán)指示劑 分析純，北京化工廠；甲醇、正庚烷 色譜純，賽默飛世爾科技（中國）有限公司；三氟化硼甲醇溶液 色譜純，西格瑪奧德里奇（上海）貿(mào)易有限公司。

表1 103 份核桃資源信息Table 1 Information of 103 walnut germplasm resources

GC-2010 氣相色譜儀 日本島津公司；Soxtec8000索氏提取儀、KJ2300 凱氏定氮儀 福斯分析儀器公司；N-1200 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 東京理化器械株式會社；DH-101-2BS電熱鼓風(fēng)干燥箱 天津市中環(huán)實驗電爐有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 核桃蛋白質(zhì)、脂肪含量測定 蛋白質(zhì)含量按照GB5009.5-2016《食品中蛋白質(zhì)的測定》[29]方法測定，脂肪含量按照GB5009.6-2016《食品中脂肪的測定》[30]方法提取與測定。

1.2.2 脂肪酸組分測定 按照GB5009.168-2016《食品中脂肪酸的測定》[31]，脂肪酸通過與脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品保留時間比較鑒定，采用面積歸一化法計算各組分的相對含量。

色譜條件：毛細(xì)管色譜柱：SP-2560（100 m×0.25 mm，0.2 μm）；升溫程序：100 ℃保持13 min，以10 ℃/min升至180 ℃，保持6 min，以1 ℃/min升至200 ℃，保持20 min，以4 ℃/min升至230 ℃，保持10.5 min；載氣（N2）；進(jìn)樣量：1.0 μL；進(jìn)樣器溫度：270 ℃；檢測器溫度：280 ℃；分流比：100:1。

1.2.3 遺傳多樣性指數(shù)的計算 遺傳多樣性指數(shù)的計算參照崔翠[32]等的方法。根據(jù)平均值（xˉ）和標(biāo)準(zhǔn)差（S）進(jìn)行分級，每個性狀分為10 級，1 級

1.2.4 相關(guān)性分析、聚類分析 采用Pearson相關(guān)系數(shù)分析各指標(biāo)的相關(guān)性。聚類分析先將數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換后計算歐氏距離，并采用離差平方和的方法對103 份核桃資源進(jìn)行系統(tǒng)聚類，并繪制樹狀圖。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)的整理與統(tǒng)計分析采用Excel 2010、SPSS 19.0。

2 結(jié)果與分析

2.1 核桃資源蛋白質(zhì)、脂肪、脂肪酸組分變異分析

103 份核桃資源堅果指標(biāo)的變異情況如表2 所示，蛋白質(zhì)含量的變異范圍為11.3%～22.3%，平均含量為16.66%，變異系數(shù)14.72%。脂肪含量的變異范圍為47.80%～72.90%，平均含量為62.15%，變異系數(shù)8.44%。核桃中的脂肪酸含量由高到低依次為亞油酸>油酸>α-亞麻酸>棕櫚酸>硬脂酸>花生烯酸>花生酸。脂肪酸組分以油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸為主，油酸含量的變異范圍為8.08%～40.21%，平均含量17.31%，變異系數(shù)為31.41%；亞油酸含量的變異范圍為44.39%～74.16%，平均含量64.56%，變異系數(shù)為7.40%；α-亞麻酸含量的變化范圍為5.22%～13.51%，平均含量9.36%，變異系數(shù)為17.23%。棕櫚酸、硬脂酸、花生酸等飽和脂肪酸的含量較低，平均含量分別為2.83%、5.46%和0.08%，變異系數(shù)為17.37%、10.35%和20.03%。

表2 103 份核桃資源蛋白質(zhì)、脂肪、脂肪酸含量變異分析Table 2 Variation analysis of protein,fat and fatty acid content of 103 walnut germplasm resources

9 個指標(biāo)的變異系數(shù)由高到低依次為油酸、花生酸、硬脂酸、α-亞麻酸、蛋白質(zhì)、花生烯酸、棕櫚酸、脂肪、亞油酸。脂肪和亞油酸含量的變異系數(shù)較小，在10%以下，其他變異系數(shù)均大于10%，說明脂肪和亞油酸含量在103 份河北省核桃資源樣本間遺傳穩(wěn)定，油酸、花生酸等7 個指標(biāo)變異較大。

對103 份河北省核桃資源蛋白質(zhì)、脂肪、脂肪酸組分的頻次分布及多樣性指數(shù)的統(tǒng)計結(jié)果如表3 所示，各指標(biāo)的頻次分布多集中在均值左右，多呈單峰曲線，表現(xiàn)為連續(xù)型分布，是典型的數(shù)量性狀的表現(xiàn)特點。9 個指標(biāo)的多樣性指數(shù)變化范圍為1.89～2.10，平均多樣性指數(shù)為1.99，其中油酸的多樣性指數(shù)最低，蛋白質(zhì)的多樣性指數(shù)最高。對變異系數(shù)和多樣性指數(shù)進(jìn)行橫向比較，發(fā)現(xiàn)它們對某些指標(biāo)的表現(xiàn)存在不一致的情況。油酸的變異系數(shù)最大，為31.41%，而多樣性指數(shù)最低，僅為1.89；脂肪的變異系數(shù)較小，為8.44%，而多樣性指數(shù)較高，為2.01。這主要是因為二者反映的角度不同，變異系數(shù)體現(xiàn)了性狀的變異范圍，多樣性指數(shù)則體現(xiàn)了性狀的不同表現(xiàn)等級和數(shù)量分布情況，即多樣性的豐度和均勻度。說明103 份核桃資源油酸的變異性廣泛，但分布的均勻度較低，而脂肪含量雖然變異程度較低，但分布更為均勻。

表3 103 份核桃種質(zhì)資源指標(biāo)遺傳多樣性指數(shù)Table 3 Genetic diversity index of 103 walnut germplasm based on quality indexes

2.2 核桃資源蛋白質(zhì)、脂肪、脂肪酸組分相關(guān)性分析

蛋白質(zhì)、脂肪、脂肪酸組分的相關(guān)性分析如表4所示，脂肪與棕櫚酸含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）；油酸含量與亞油酸、α-亞麻酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），與花生烯酸含量呈極顯著正相關(guān)（P<0.01）；亞油酸含量與α-亞麻酸含量呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），與花生烯酸呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）；α-亞麻酸含量與花生烯酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）；花生酸含量與花生烯酸、棕櫚酸含量呈極顯著正相關(guān)（P<0.01）。由相關(guān)性分析結(jié)果可知，103 份核桃資源的蛋白質(zhì)、脂肪與脂肪酸組分的關(guān)聯(lián)性不高，而脂肪酸組分中的不飽和脂肪酸關(guān)聯(lián)程度較高，相互影響較大，在進(jìn)行優(yōu)良育種資源的搜集選育時，應(yīng)著重考察油酸、亞油酸等不飽和脂肪酸含量。

表4 指標(biāo)相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis of indexes

2.3 核桃資源蛋白質(zhì)、脂肪、脂肪酸組分聚類分析

對103 份核桃資源的9 個指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換后，采用歐氏距離離差平方和方法進(jìn)行系統(tǒng)聚類，聚類結(jié)果如圖1 所示。在歐氏距離9.75 處可將103 份河北省核桃資源分為5 大群組。對各群組的9 個指標(biāo)進(jìn)行簡單統(tǒng)計（表5），結(jié)果顯示，群組Ⅰ包含38 份核桃資源，其蛋白質(zhì)、脂肪和油酸含量分別為14.66%、60.55%和15.26%，均低于總體平均值，且蛋白質(zhì)、油酸和硬脂酸的變異系數(shù)較大；群組Ⅱ包含4 份資源，均為盧龍縣‘石門核桃’優(yōu)株或品種，其蛋白質(zhì)、脂肪和亞油酸含量分別為18.88%、66.83%和70.47%，均高于總體平均值和其他群組。同時，蛋白質(zhì)、脂肪含量均高于《GB/T20398-2006 核桃堅果質(zhì)量等級標(biāo)準(zhǔn)》中的一級標(biāo)準(zhǔn)（蛋白質(zhì)≥14%、脂肪≥65%），可劃分為高蛋白、高脂肪、高亞油酸類型，作為高蛋白和特色油脂資源進(jìn)行開發(fā)和研究；群組Ⅲ包含24 份資源，其蛋白質(zhì)、脂肪含量分別為18.18%、64.60%，顯著高于群組Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ（P<0.05），與群組Ⅱ的差異不顯著。亞油酸含量為63.84%，低于總體平均值，顯著低于群組Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ（P<0.05），可劃分為高蛋白、高脂肪、低亞油酸類型；群組Ⅳ包含組16 份資源，其亞油酸含量為67.80%，顯著高于Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ三個群組（P<0.05），與群組Ⅱ的亞油酸含量差異不顯著。其硬脂酸含量為3.56%，高于總體平均值，顯著高于其他群組（P<0.05）；群組Ⅴ包含21 份資源，其蛋白質(zhì)和脂肪含量分別為17.40%、63.22%，高于總體平均值，在各群組中處于居中水平。油酸含量為24.98%，高于總體平均值，顯著高于其他群組（P<0.05），亞油酸含量為58.63%，低于總體平均值，顯著低于其他群組（P<0.05），可劃分為高油酸、低亞油酸類型。

表5 各群組數(shù)據(jù)統(tǒng)計Table 5 Data statistics in each group

圖1 河北省核桃種質(zhì)資源蛋白質(zhì)、脂肪、脂肪酸含量的聚類分析Fig.1 Cluster of the content of protein,fat and fatty acid in walnut germplasm resources in Hebei

3 結(jié)論

本研究對河北省103 份核桃堅果的9 個指標(biāo)進(jìn)行了測定和分析，結(jié)果表明，103 份核桃資源脂肪、蛋白質(zhì)的平均含量分別為62.15%、16.66%，脂肪酸組分中，以油酸、亞油酸為代表的不飽和脂肪酸含量較高，其中油酸的平均含量為17.31%，亞油酸的平均含量為64.56%。9 個指標(biāo)中，油酸的變異系數(shù)最大，為31.41%；脂肪、亞油酸的變異系數(shù)較小，分別為8.44%、7.40%。

聚類分析將103 份核桃資源分為5 大群組，其中群組Ⅱ為高脂肪、高蛋白、高亞油酸資源，且均來自或選育自盧龍縣‘石門核桃’產(chǎn)區(qū)，具有較高研究價值和開發(fā)潛力；群組Ⅴ平均油酸含量為24.98%，為典型的高油酸、低亞油酸資源。這些資源將為今后資源發(fā)掘、種質(zhì)改良和特色油脂資源的選育提供研究基礎(chǔ)和物質(zhì)材料。堅果蛋白質(zhì)、脂肪、脂肪酸含量可能會受環(huán)境因子和栽培管理水平影響，有關(guān)核桃資源堅果品質(zhì)在不同栽培環(huán)境下的穩(wěn)定性仍需進(jìn)一步的的研究。