全 文 :植物生理学通讯 第42卷 第1期,2006年2月122
不同品种亚麻籽粒中主要脂肪酸含量的变化
安建平1,* 牛一川2
1 天水师范学院生化学院,甘肃天水 741000;2 天水农业学校,甘肃清水 744000
Changes in Main Fatty Acid Contents in Different Varieties of Flax (Linum
usitatissimum L.) Seeds
AN Jian-Ping1,*, NIU Yi-Chuan2
1School of Life Science and Chemistry, Tianshui Normal University, Tianshui, Gansu 741000, China; 2Tianshui Agricultural
School, Qingshui, Gansu 744000, China
提要 不同亚麻品种‘陇亚 7 号’、‘82(50)’、‘匈牙利 3 号’和‘范昵’籽粒中亚麻酸含量最高,其次是油酸、亚油酸和
硬脂酸,棕榈酸含量最低。棕榈酸和亚油酸在籽粒发育成熟的初期增长速度较快,含量较高,但随着籽粒逐渐发育成熟
而下降,硬脂酸也如此,后者下降幅度较小。油酸和亚麻酸含量随着籽粒发育成熟进程而渐增,油酸含量增加幅度较小。
不同品种的籽粒完全成熟时,棕榈酸、硬脂酸、亚油酸和亚麻酸含量有异,同一基因型的亚麻籽粒完全成熟时,开花晚
的油酸含量较低,而亚麻酸含量较高。
关键词 亚麻籽粒;脂肪酸
收稿 2005-08-19 修定 2005-12-20
资助 甘肃省中青年科技基金(YS991-A21-034)。
致谢 实验中脂肪酸由西北农林科技大学测定。
*E-mail: jianpingan1@126.com, Tel: 0938-8362524
亚麻(Linum usitatissimum L.)是我国北方地区
重要的油料作物之一,已有几百年的栽培历史。
亚麻籽粒中含有的各种不饱和脂肪酸在保持细胞膜
的完整性、流动性和细胞功能中起作用(Rubbelen
等1991)。不饱和脂肪酸特别是多不饱和脂肪酸在
降低血液胆固醇和血脂,预防心血管疾病,保护
大脑和神经系统中的意义很大(McGandy和 Hegsted
1975;Torres等 2000;Laurizen等 2000;Gill
和Valivety 1997)。关于植物中脂肪酸的研究主要
集中于结构、组成和功能等方面(王文霞等2004;
付华等 1997;卢昌义等 1997;罗湘宁等 1997;
陈炳华等 2001;薛刚等 1997;Wang 等 2000;
王映强等2000;李和等1998),而植物中脂肪酸
的积累规律目前国内外报道较少,且主要研究为
逆境条件下植物脂肪酸的积累与抗性的关系(Surjus
和 Durand 1996;Yaeno 等 2004;Thelen 和
Ohlrogge 2002;Conconi等1996)。本文检测了不
同品种亚麻籽粒发育成熟过程中主要脂肪酸的含量
变化,旨在阐明主要脂肪酸的积累规律,以期能
为亚麻育种提供参考。
材料与方法
采用的亚麻(Linum usitatissimum L.)品种有
‘陇亚 7 号’、‘8 2 ( 5 0 ) ’、‘匈牙利 3 号’和
‘范昵’4 个品种。试验于 1999~2002 年在甘肃
省天水农业学校试验农场进行。试验地土质为黄
绵土,容重1.15 g·cm-3,主要养分含量(0~20 cm
土层)速效氮为 49.7 mg·kg-1,速效磷为 16.55
mg·kg-1, 速效钾为88.06 mg·kg-1,土壤有机质含
量 1.01%。小区面积为 5 m × 4 m,栽培密度为
20 万株 · 亩-1,行距 20 cm,播种深度 3 cm,人
工开沟撒播,出苗后适当间苗。从始花期开始,
选用生长整齐一致、健壮的植株,标记每天的开
花,每5 d 为 1 期,共标记3 期,其余所有的花
列为第 4 期,分别用 1、2、3 表示各期开花所
结籽粒(1、2、3 期花所结籽粒分别为下部、中
部和上部籽粒。‘范昵’品种开花后40 d 籽粒完
全成熟,其他 3 个品种开花后 45 d 籽粒完全成
熟)。在第 1 期开花后 10 d 开始,每隔 5 d,采
收同期所结果实,人工方法剥离后放在 105℃下
烘10 min,然后在75℃下烘干至恒重,分别测定
不同时期亚麻籽粒中脂肪酸含量。
植物油脂的提取采用索氏提取法,脂肪酸的
测定参照张海满(2001)的方法。
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皂化水解亚麻油时,精确称取亚麻油 5 g,
加入0.25 g·mL-1的 NaOH-甲醇溶液10 mL,置于
60℃水浴中皂化20 min后,加入1.2 mol·L-1 HCl,
调 pH 至 3~4,以饱和盐水洗至中性并除去水分,
得到游离的混合脂肪酸。
混合脂肪酸甲酯化参照朱彭龄(1989)的方法。
称取0.100 g混合脂肪酸,置于10 mL容量瓶中,
加入2~3 mL 无水甲醇,于水浴中加热使其溶解,
滴加5~8滴浓硫酸,在65~70℃水浴中加热10~15
min,加入 4 mL 蒸馏水和 1 mL 无水乙醚后转入
分液漏斗,剧烈震荡萃取 1 min,溶液分层后将
上层乙醚相蒸去,脂肪酸甲酯溶入甲醇,稀释至
一定浓度后待测。标准脂肪酸按相同方法甲酯化。
各种脂肪酸为SIGMA 公司的标准样品。分析
条件为Shim-pack ODS 分析柱(150 mm × 6 mm),
柱温为 40℃,流动相为色谱纯甲醇,流速为 1.2
mL·min-1,检测波长为 205 nm。
实验结果
1 亚麻籽粒成熟过程中棕榈酸含量的变化
图1 显示:不同品种亚麻籽粒成熟过程中棕
榈酸的含量有一定差异,‘陇亚 7 号’和‘8 2
( 5 0 )’的较高,‘匈牙利 3 号’和‘范昵’的
较低。同一品种不同部位的成熟籽粒中棕榈酸含
量无明显差别。但随着籽粒的逐渐成熟,不同品
种和同一品种的不同部位籽粒中榈棕酸含量逐渐下
图1 亚麻籽粒成熟过程中棕榈酸含量的变化
降,籽粒成熟时降至最低。这表明亚麻籽粒中棕
榈酸积累主要发生在籽粒发育早期。
2 亚麻籽粒成熟过程中硬脂酸含量的变化
不同品种亚麻籽粒中硬脂酸含量不同,‘陇
亚 7 号’和‘82(50)’的硬脂酸含量高于‘匈
牙利 3 号’和‘范昵’。同一品种的不同部位
的籽粒中硬脂酸含量基本相同,无明显差别。同
一品种随着籽粒的发育成熟,其含量逐渐下降,
说明亚麻籽粒中硬脂酸的积累主要发生在籽粒发育
的早期阶段(图 2)。
3 亚麻籽粒成熟过程中油酸含量的变化
图3 显示,亚麻籽粒中油酸含量仅次于亚麻
酸,油酸含量在不同品种间差异较小,但在同一
品种的不同部位籽粒中的含量有差异,如‘范
昵’的下部籽粒含量为30.57%,中部为28.58%,
上部为 25.37%。在亚麻籽粒发育成熟的过程中,
不同品种和同一品种的不同部位籽粒中油酸的含量
变化较小。
4 亚麻籽粒成熟过程中亚油酸含量的变化
由图 4 可以看出,籽粒成熟时‘匈牙利 3
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图2 亚麻籽粒成熟过程中硬脂酸含量的变化
图3 亚麻籽粒成熟过程中油酸含量的变化
号’、‘范昵’和‘陇亚 7 号’籽粒中的亚油
酸含量高于‘82(50)’。但同一品种的不同部位
籽粒中亚油酸的含量基本相同。随着亚麻籽粒的
发育成熟,亚油酸含量持续下降,在不同品种和
同一品种不同部位籽粒中表现出相同趋势。
5 亚麻籽粒成熟过程中亚麻酸含量的变化
图5 显示:亚麻籽粒中亚麻酸含量随着籽粒
逐渐成熟而提高,不同品种和同一品种的不同部
位表现出相同的增长趋势。籽粒完全成熟时,不
同品种的亚麻酸含量存在着差异,但差异并不明
显,‘匈牙利 3 号’亚麻酸含量略高,‘陇亚
7 号’亚麻酸含量较低。同一品种的不同部位所
结籽粒中亚麻酸含量无明显差异。
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图4 亚麻籽粒成熟过程中亚油酸含量的变化
图5 亚麻籽粒成熟过程中亚麻酸含量的变化
讨 论
不同品种的亚麻籽粒中以亚麻酸含量最高,
其次是油酸、亚油酸和硬脂酸,棕榈酸含量最
低。本地品种‘陇亚 7 号’和‘82(50)’的棕
榈酸和硬脂酸含量高于‘匈牙利 3 号’和‘范
昵’,亚油酸含量‘匈牙利 3 号’和‘范昵’
高于本地品种‘陇亚 7 号’和‘8 2 ( 5 0 )’,油
酸和亚麻酸在各品种间无明显差异。说明不同品
种的亚麻籽粒中各种脂肪酸的含量并不完全相同。
棕榈酸和亚油酸在籽粒发育成熟的初期含量较高,
但随着籽粒逐渐发育成熟而下降,硬脂酸也随着
籽粒逐渐发育成熟而下降,但下降幅度较小,说
明它们的积累在籽粒发育成熟的初期快于晚期。
随着籽粒发育成熟,油酸和亚麻酸含量呈上升趋
势,但油酸含量增加幅度较小,说明它们的积累
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在籽粒发育成熟的晚期要快于初期。同一品种的
籽粒完全成熟时,开花晚的籽粒油酸含量较低,
而亚麻酸含量较高。说明不同类型的脂肪酸在亚
麻籽粒中积累时间和速度是不相同的。
脂肪酸是在绿色组织的叶绿体或非绿色组织
的前质体中合成的,是以糖代谢的中间产物乙酰
辅酶 A 为底物,首先转变为丙二酰辅酶 A,乙酰
辅酶A和丙二酰辅酶A在脂肪酸合成酶系的作用下
首先合成棕榈酸,棕榈酸碳链延长 2 个碳原子转
变为硬脂酸,由硬脂酸去饱和转变为油酸,油酸
脱氢去饱和转变为亚油酸,亚油酸脱氢去饱和转
变为亚麻酸(曹仪植和宋占午1998)。本文中亚麻
籽粒发育成熟过程中棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚
麻酸含量的动态变化与这一过程相吻合。
参考文献
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