免费文献传递   相关文献

油料植物白檀果实形态发育过程特性研究



全 文 :第 31 卷第 6 期
2012 年 12 月
中 国 野 生 植 物 资 源
Chinese Wild Plant Resources
Vol. 31 No. 6
Dec. 2012
收稿日期:2012 - 04 - 20
基金项目:林业公益专项项目《南方工业原料油植物培育及高效利用》,“十二五”科技支撑项目“生物质液体燃料资源光皮树
品种选育和丰产栽培技术示范”(2011DAD22B08)
作者简介:刘强(1988 -) ,男,湖南长沙人,植物学在读硕士,中南林业科技大学能源植物培育与利用方向,E - mail:liu. qiangcs
@ 163. com
* 通讯作者:蒋丽娟(1965 -) ,女,湖南道县人,博士研究生导师,主要从事能源植物培育与利用研究,E - mail:znljiang2542@
yahoo. cn
doi:10. 3969 / j. issn. 1006 - 9690. 2012. 06. 014
油料植物白檀果实形态发育过程特性研究
刘 强,杨 艳,尹 翔,蒋丽娟
(中南林业科技大学 生命科学与技术学院,湖南 长沙 410004)
摘 要 为探索白檀果实形态变化与油脂积累的相关性,对生长发育过程中果实的大小、重量、含水率及含油率等
指标进行定期观测和相关性分析。结果显示:白檀果实形态发育大致可划分为 3 个时期: 果实快速生长期、果实缓
慢生长期和果实颜色变化期。果实含水率随果实发育成熟逐渐下降,而果实含油率随果实生长成熟逐渐上升,两
者呈极显著负相关,果实含油率在果实缓慢生长期显著增加,与鲜重干重呈极显著性正相关。成熟果实最高含水
率 51. 2%,果实最高含油率可达到 36. 6%。
关键词 白檀; 生长发育;含油率; 相关性分析
中图分类号:Q949. 93 文献标识码:A 文章编号:1006 - 9690(2012)06 - 0053 - 03
Fruit Morphological Development of Oil Plant Symplocos paniculata
Liu Qiang,Yang Yan,Yin Xiang,Jiang Lijuan
(College of Life Science & Technology ,Central South University of Forestry & Technology,Changsha
410004,China)
Abstract During the process of fruit development of Symplocos paniculata,fruit’s longitudinal diame-
ter,transverse diameter,fresh weight,dry weight ,moisture content ,oil content were measured regular-
ly,and relationship between the fruit morphological development and oil accumulation process was ana-
lyzed . The result showed that the morphological development progress of fruit can generally be divided
into three periods:fast growing of fruit size,slow growing of fruit size and the period of color change of
pericarp. The moisture content of fruit decreased along with fruits growing up,the lowest moisture content
was 51. 2% ,when fruit was mature. Meanwhile oil content of fruit increased with the fruit growing up,
and the highest oil content was up to 36. 6% when it matured. The correlation between oil content and
moisture content was negative,but the correlation between oil content and fresh weight and dry weight
was positive.
Key words Symplocos paniculata;growth and development;oil content;correlation analysis
白檀[Symplocos paniculata(Thunb.)Miq.],俗
称乌子树。又名碎籽树、乌子、黄檀、子木、拗柴等。
属山矾科山矾属,为落叶灌木或小乔木,广泛分布于
我国东北部及黄河以南地区,尤以长江流域以南诸
省区更为普遍。多生于海拔 200 ~ 1 000 m 丘陵山
地疏林、灌木中和四纪红壤荒坡上。以向阳坡地及
沟谷区生长较好[1]。湖南地区浏阳大围山及衡山
地区均有大量分布白檀品种华白檀。白檀根系发
达,枝叶繁茂,适应性强,耐干旱,耐寒冷,耐瘠薄,是
优良的水土保持树种之一。白檀花为白色,果为蓝
紫色,是一种极具开发前景的观赏性景观植物[2]。
而白檀果实全果含油(果皮种子均含油) ,含油率高
达 36%以上,油脂以油酸和亚油酸,可作食用油;同
时,在工业中也有着广泛的用途,如机械行业的润滑
—35—
中 国 野 生 植 物 资 源 第 31 卷
油、油墨工业中作调和剂,纺织工业中,对羊毛进行
软化和清除静电处理,化学工业中作肥皂香皂等。
因其独特的脂肪酸组成,白檀果实油是理想的制备
生物柴油的原料油。目前关于白檀主要是对白檀油
脂肪酸成分和氨基酸[3]、育苗技术[4]、油脂理化性
质和制备生物柴油[5]等方面有研究报道,而对白檀
果实形态发育及油脂积累过程的研究未见报道,本
文着重对白檀果实形态发育变化与油脂含量变化规
律进行观测分析,摸清白檀的果实生长发育及其油
脂合成规律,为确定合理的果实采收时间和田间抚
育管理、丰产栽培提供技术和理论基础。
1 材料和方法
1. 1 试验材料
湖南省林科院师公坡试验林场野生白檀资源圃
中盛果期华白檀植株。
1. 2 试验方法
果实形态测量:选择结果率最高的 10 株树为定
点观测和采样植株,开花授粉结束 10 d 花瓣凋谢后
开始定点定时观测采样,每隔 10 d 采样 1 次,直至
果实成熟采收。每次从植株不同方位随机选取发育
正常、无病虫害的果实 20 颗用电子数显游标卡尺进
行横径、纵径的测量,记录测量结果,拍照记录形态
和颜色变化。
果实重量测量:采集的果实样品保湿回实验室,
用电子天平(精确度为 1 /1 000)测定鲜重(百粒果
实鲜重) ;随后将果实放至烘箱 70 ℃烘干至恒重,
测其重量即为干重。多次测量,取平均值。果实含
水率采用重量差比法[6]。
含水率 =鲜重 -干重
鲜重
× 100%
果实含油率测定:每隔 10 d,从所定点观测样
株上采集果实进行含油率测定。白檀果实洗干净后
烘干粉碎,一次称取 6 ~ 10 g 粉碎样品装入纸包,以
石油醚(30 ~ 60 ℃)为溶剂,采用索式抽提法提油,
计算含油率。
含油率 = 提取油重量
白檀果实重量
× 100%
数据分析:观测数据采用 SPSS软件进行数据统
计与分析,并绘制图表。
2 结果与分析
2. 1 果实形态变化规律
从花瓣凋谢幼果现出至果实成熟,观测不同发
育阶段白檀果实形态和颜色变化[7 - 9],结果表明,果
实大小、形状随果实纵径横径增大而发生变化。从
图 1 可知,白檀果实纵径、横径的变化基本一致,呈
单 S型曲线。依据果实纵横径变化曲线,可将白檀
果实形态发育过程大致分为 3 个时期,即果实快速
生长期、缓慢生长期和颜色变化期。
果实快速生长期:从 5 月份花瓣凋落小果现出
至 6 月底结束,持续 43 d,果实纵横径迅速增长,
10 d内果实纵横径净增长量分别为 0. 086 cm、
0. 08 cm,纵径生长速率大于横径生长速率,果实迅
速膨大。5 月中旬幼果呈陀螺形,深绿色,果实表面
密生绒毛。随着白檀果实快速膨大,果实表面绒毛
减少并着生白色斑点,果实由陀螺形变至圆筒型。
(图 3 - a,b)
果实缓慢生长期:7 月初至 8 月下旬,时间持续
58 d,果实纵横径生长缓慢,10 d纵横径净增长量为
0. 01 cm,和 0. 017 cm,横径生长率略大于纵径生长
率,即果实增大速率渐渐变缓。当果实发育进入缓
慢生长期,果实中下部开始膨大,逐渐由圆筒形变成
倒陀螺形,最后呈长椭圆形,果皮颜色由深绿色变成
黄绿色。(图 3 - c,d)
果实颜色变化期:8 月 25 号至 10 月 25 日,纵
横径均无变化,生长曲线成接近直线,果实大小没有
明显变化,此时果实最大可达到:纵径 7. 81 cm,横
径 6. 62 cm。果实从顶部开始由黄绿色逐渐变成紫
色,最终全部成紫色。(图 3 - d,e,f)
图 1 果实纵径、横径生长发育动态变化
图 2 果实鲜重、干重生长发育动态变化
—45—
第 6 期 刘强,等:油料植物白檀果实形态发育过程特性研究
2. 2 果实重量变化规律
随着果实形态变化,果实鲜重和干重亦发生不
同的变化。由图 2 可知,白檀果实鲜重、干重增长为
不规则 S曲线,大致可分为两个阶段:从 5 月中旬幼
果出现至 10 月上旬果实干鲜重快速增长期,10 中
旬果实重量无变化,即果实体积变化与果实重量变
化不完全一致。果实的鲜得与干重变化在果实生长
发育早期亦存在一定差异。
果实体积快速膨大期,果实鲜得和干重的变化
有差异,果实鲜重增长较快速,而干重增长缓慢,这
与幼果含水率较高相关。
果实缓慢生长期,果实大小变化较小,果实鲜重
和干重快速增长,果实干重增长率略大于鲜重增长
率,这表明,此时是果实内含物不断转化积累。
果实颜色变化期,从 8 月下旬至 10 月上旬,果
皮颜色从果实顶部至基部逐渐由黄绿色变为紫色,
果鲜重和干重仍继续增长,10 月中旬后,果实干鲜
重不再有明显变化,此时,果实粒最大鲜重量达到
0. 186 g。最大干重达到 0. 09 g。
a.五月幼果期,b. c膨大期果实形态,d. e. f.成熟期果实形态
(d.果实黄绿色,e.果实黄紫色,f.果实)
图 3 果实外部形态生长发育动态变化
2. 3 果实含水率,含油率变化规律
由图 4 可知,白檀果实在生长发育过程中含水
率与含油率呈现相反的变化。随着果实形态发和重
量发生变化,果实含水率逐渐降低,而果实含油率逐
渐增加的。
5 月中旬至 6 月底,幼果由陀螺型变成圆筒形
呈青绿色,果实大小和重量快速增长,果实含水率高
达到 80%,而含油率增长极其缓慢,果实含油率几
乎为零。
7 月底至 9 月下旬,果实形状由圆筒形变至倒
陀螺型最终趋于椭圆形,颜色由青绿色加深至深绿
色变成黄绿色。果实大小增长缓慢,果实重量持续
增长,果实含油率快速增长,即果实油脂快速积累。
与此同时,果实含水率迅速下降。
9 月底至 10 月上旬,果实大小形态不再变化,
呈椭圆形,紫色,果实重量变化不明显,此时果实含
水率和含油率均趋于稳定,果实含水率最低达到
51. 2%,含油率最高达到 36. 6%。这表明 10 月上
旬果实成熟,可以开始采收。
图 4 果实含水率、含油率生长发育动态变化
2. 4 果实含油率和果实形态发育的相关性
从表 1 可知白檀果实含油率发育过程中各指标
之间都具有显著的相关性。含油率与含水率(r =
- 0. 945)呈极显著性负相关。含油率与横径(r =
0. 557)纵径(r = 0. 611)呈显著性正相关,即说明横
径和纵径的变化能在一定程度上反映含油率的变
化。含油率与湿重(r = 0. 962)和干重(r = 0. 981)均
呈极显著性正相关,其中含油率与干重的相关性系
数最大,表明干重能够基本指示含油率的变化。
表 1 白檀果实生长发育过程中各指标相关性分析
相关系数 横径 纵径 鲜重 干重 含水率
含油率 0. 557 0. 611 0. 962 0. 981 - 0. 945
3 讨 论
本文研究结果表明白檀果实生长发育时间是从
5 月中旬花谢后形成幼果至 10 月中下旬果实成熟.
总共持续近 160 d,果实大小生长发育呈单 S 型曲
线,果实重量增长变化呈不规则 S 曲线。前人对麻
风树[10]、西瓜[11]、番茄[12]、柑桔[13]和梨[14 - 15]等果
实生长发育类研究表明:果实生长发育曲线均呈 S
型曲线,与本文研究结果基本一致。根据白檀果实
生长发育曲线即可将白檀果实整个生长发育过程划
分为 3 个时期:果实快速生长期、果实缓慢生长期和
果实颜色变化期。
果实快速生长期,果实大小和重量增长迅速,果
实含水量高,油脂含量极低,是果实发育的需水期,
此时及时加强水肥调控,可促进果实的膨大。果实
缓慢生长期,果实大小增长缓慢,果实重量和含油率
快速增长,尤其是后期干物质增加明显,该阶段为果
( 下转第 61 页)
—55—
第 6 期 宋春凤,等:明党参和川明参居群分布调查
学出版社,1985:17.
[4] 段金廒,钱士辉,袁昌齐,等.江苏省中药资源区划研究[J].江
苏中医药,2004,25(2) :5 - 7
[5] 樊梅英,葛滢,关保华,等. 明党参、峨参居群分布格局的比较
研究[J].科技通报,2003,19(3) :201 - 206.
[6] 傅立国.中国植物红皮书———稀有濒危植物[M]. 北京:科学
出版社,1992.
[7] 李晓靑,黄国勤. 江西京九沿线药用植物资源及其开发利用
[J].资源开发与市场,1997,(1) :21.
[8] 刘守炉,叶锦生,陈重明,等.中国明党参属植物综合研究[J].
植物研究,1991,11(2) :75 - 79.
[9] 潘泽惠,余孟兰,刘心恬,等,中国伞形科特有属的核型演化及
地理分布[J].植物资源与环境学报,1995,4(3) :1 - 8.
[10] 邱英雄,傅承新,吴斐捷.明党参与川明参群体遗传结构及分
子鉴定的 ISSR分析[J]. 中国中药杂志,2003,28(7) :600 -
601.
[11] 施尚泽.青白江川明参生产中存在的问题及解决对策[J].四
川农业科技,2009,6:43 - 44
[12] 应俊生,张玉龙.中国种子植物特有属[M]. 北京:科学出版
社,1994.
[13] Liu M,vanWyk B E,Tilney P M,et al. The taxonomic value of
fruit structure in the subfamily Saniculoideae and related African
genera(Apiaceae) [J]. Taxon,2003,52:261 - 270.
[14] Qiu Y X,Hong D Y,Fu C X,et al. Genetic variation in the en-
dangered andendemic species Changium smyrnioides(Apiaceae)
[J]. Biochemical Systematics and Ecology,2004,32:
櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺
583 - 596.
( 上接第 55 页)
实含物转化和积累,尤其是油脂的转化和积累的关
键时期,是调控油脂的转化和积累较适宜的时期。
从 9 月份持续至 10 月中下旬果实颜色发生变化,当
全果变为紫黑色时,果实大小、重量和含油率均达到
达到最大值且稳定,果实含油率与果实发育过程中
各指标均有显著性相关,白檀果实含水率、大小、重
量、颜色、形状都能准确的反映果实含油率的变化。
可作为白檀果实含油率变化的形态指标。
参考文献:
[1] 左长清,朱太平,杜佳瑞,等. 关于白檀开发利用价值的研究
[J].江西水利科技,1994,20(1) :68 - 72.
[2] 马倩,蒋丽娟,李昌珠.能源植物系列讲座 12—白檀[J].太阳
能,2009,12:27 - 28.
[3] 管正学,朱太平,仇田青,等.白檀种子的油脂和氨基酸的分析
与利用评价[J].中国野生植物,1991,2:11 - 14,.
[4] 季长波,邹奎. 北方地区白檀山矾育苗技术[J]. 林业实用技
术,2009(2) :28 - 29.
[5] 刘光斌,刘苑秋,黄长干,等.白檀油的理化性质及其制备生物
柴油的研究[J].中国粮油学报,2011,26(3) :64 - 67.
[6] 陈景震,李昌珠,肖志红,等. 光皮树果实生长发育规律研究
[J].湖南林业科技,2008,35(1) :4 - 5.
[7] 刘立强,秦伟,周龙,等.仁用杏果实生长发育动态规律[J].新
疆农业科学,2010,47(8) :1561 - 1566.
[8] 金方伦,韩成敏,黎明.中华猕猴桃果实生长发育的研究[J].
北方园艺,2010(12) :24 - 27.
[9] 刘玉龙,刘启新,宋春凤,等.明党参花后果实发育的外部形态
特征变化[J].植物资源与环境学报,2010,19(2) :1 - 7.
[10] 何亚平,费世民,蔡小虎,等. 麻疯树果实发育阶段划分与性
状变化动态[J].四川林业科技,2010,31(1) :8 - 13.
[11] 常高正,荆艳彩,徐小利,等. 中华拳王西瓜果实发育规律的
研究[J].河南农业科技,2007(5) :97 - 98.
[12] 吴咏梅,韩涛,吴子淇.温室番茄果实生长规律研究[J].现代
农业科技,2009(17) :75 - 76.
[13] 区善汉,麦适秋,梅正敏,等. 迟熟蕉柑果实生长发育规律研
究[J].广西农业科学,2009,40(7) :889 - 892.
[14] 杨晓平,胡红菊,田瑞,等. 翠冠梨新梢与果实生长发育动态
及相关性研究[J]. 湖北农业科学,2009,48(12) :3050 -
3052.
[15] 张万民,熊燕.梨品系 85 - 10 - 10 果实发育规律研究[J].安
徽农业科学,2009,37(12) :
櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺櫺
5480 - 5481.
( 上接第 57 页)
[4] 王玲平,周生茂,曹家树. 诸葛菜 OvCYP86MF 基因的克隆及其
特征分析[J].核农学报,2010,24(4) :728 - 736.
[5] 周丽蓉,余研,宋荣秀,等. 中国特有诸葛菜复合群的系统发育
关系[J].云南植物研究,2009,31(02) :127 - 137.
[6] 吴林园,高兴,彭斌,等.基于 3 个 DNA序列的不同形态类型诸
葛菜的遗传分析关系及后代性状观察[J]. 植物资源与环境学
报,2010,19(1) :75 - 79.
[7] 张莉俊,秦红梅,王敏,等.二月兰形态性状的变异分析[J].生
物多样性,2005,13(6) :535 - 545.
[8] 吴沿友,蒋九余,帅世文,等.诸葛菜的细胞遗传学研究[J].西
南农业学报,1996,9(3) :38 - 41.
[9] 王勤华,曹春英,孙日波,等. 红叶椿的组织培养和快速繁殖
[J].植物生理学通讯,2004,40(1) :73.
[10] 何冰,刘玲珑,张文伟,等. 植物叶色突变体[J]. 植物生理学
报,2006,42(1) :1 - 7.
—16—