迟韵阳，付宇新,2，曹 冰,2，贺义昌，王召滢，龚 岚，曾凡新，雷小林，左继林
（1. 江西省林业科学院，江西 南昌 330013；
2. 江西农业大学 a. 林学院；
b. 江西省森林培育重点实验室，江西 南昌 330045）
油茶Camellia oleifera是我国重要的木本油料植物，广泛种植于我国17 个省（区）的1 100 多个县（市）。我国是世界上山茶科植物分布最广的国家[1]。油茶的主要产品茶油（以油茶种子为材料榨出的油），是一种天然的优质保健食用油，与棕榈油、橄榄油和椰子油并称为世界四大木本植物油[2-3]。茶油的成分主要包括脂肪酸、维生素、山茶苷和茶多酚等，其中脂肪酸的质量分数约为75%，主要包括油酸、亚油酸、亚麻酸等不饱和脂肪酸及棕榈酸、花生酸等饱和脂肪酸[4-9]。
茶油的用途非常广泛，尤其对人体具有较好的保健功效。据报道，茶油具有预防心血管疾病、减少血液中的胆固醇、提高免疫力、抑制肿瘤、抗炎等多种作用[4,10-14]；
Lee 等[15]报道，茶油可使肝脏免受CCl4引起的氧化损伤；
Cheng 等[16]的研究结果表明，茶油对于酮洛芬引起的胃肠道损伤具有强烈的抑制作用。此外，茶油易于储存，色清味香，是联合国粮食及农业组织重点推广的保健型食用油[17]。目前，关于茶油的研究主要集中于环境因素和加工工艺对茶油品质的影响。王彦花等[18]的研究结果表明，立地因素是影响油茶果经济性状及脂肪酸组成的重要因素；
贺义昌等[19]对江西省不同产地茶油的活性成分进行了研究，结果表明永新县、新建区、石城县等7 个地域的茶油活性成分较优；
Wu 等[20]使用不同干燥方法处理油茶籽，并对所提取茶油品质进行研究，结果表明以自然光照晒干的油茶籽榨取的茶油品质最高。有关不同气象因子条件下油茶品质的研究鲜有报道。
江西省为我国第二大油茶主产区，地处我国东南部，属亚热带季风性湿润气候，年度间平均降水量及温度均存在差异，使得油茶的生长发育和结实受到影响。为给油茶品种筛选及良种推广提供参考，本研究中对2018、2019 年不同品种油茶果实的表型性状、经济性状进行分析，并对不同品种茶油的脂肪酸组成进行分析，探究气象因子对不同品种油茶果实性状和茶油品质的影响。
1.1 材料与试剂
2018 年11 月和2019 年11 月在江西省林业科学院油茶良种基地进行果实采样，采集品种包括长林系列（3 号、4 号、18 号、40 号、53 号），赣石系列（83-4 号、84-8 号），赣无系列（1 号、2 号），赣兴48 号。树龄10 a 左右，常规管理。
脂肪酸甲酯标准品为分析纯，上海安谱实验科技股份有限公司生产；
石油醚（60 ～90 ℃）、甲醇钠-甲醇溶液、草酸-乙酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯均为分析纯，上海国药集团化学试剂有限公司生产；
乙腈、超纯水为默克化工技术有限公司生产。
1.2 仪器与设备
GC-2010Plus AF 气相色谱仪为日本岛津公司生产，ME104E 电子天平为梅特勒-托利多国际贸易（上海）有限公司生产，PD-151 游标卡尺为宝工实业股份有限公司生产，电热鼓风干燥箱为上海新苗医疗器械制造有限公司生产，RE5298A 旋转蒸发仪为上海亚荣生化仪器厂生产，HH-S6 电热恒温水浴锅为金坛市恒丰仪器厂生产。
1.3 指标测定
1.3.1 果实性状指标
随机选取20 个完整的果实，分别用1/1 000电子天平称量单果质量。观察果实的果皮颜色（用青、红、褐色、黄棕来描述），形状（用球形、桃形、梨形、橄榄形、卵形、橘形来描述）和果皮光滑度（用光滑、糠皮、凹凸来描述）[21]。使用分辨率为0.01 mm 的游标卡尺测量其横径、纵径，并计算果形指数（纵径/横径）。将果皮剥开，使用游标卡尺测量果皮中部的厚度。将油茶籽取出，直接观察其颜色（用黑色、棕褐色和褐色描述）和形状（用球形、半球形、锥形、似肾形和不规则形描述）。采用直接计数法统计各油茶果实中油茶籽的数量。
1.3.2 干籽含油率
采用索氏提取法提取茶油。首先，称取均匀试样5 g，移入滤纸筒中，将滤纸筒放入提取管内，连接冷凝管和圆底烧瓶，加100 mL 石油醚至圆底烧瓶中，在85 ℃水浴锅中加热回流6 ～8 h；
随后取出滤纸筒，取下圆底烧瓶，回收石油醚；
最后，将滤纸筒和圆底烧瓶在100 ～105 ℃烘箱中烘干2 h，直至连续2 次称量结果相差不超过0.001 0 g为止。计算干籽含油率（ω）：
式中：m1为油的质量；
m0为油茶干籽质量。
1.3.3 茶油脂肪酸组分
样品甲酯化参考陈小露等[13]、邓龙等[22]的方法。色谱条件：色谱柱为CD-2560（100 m×0.25 mm×0.2 μm），检测器为FID（氢火焰检测器），检测器温度260 ℃，进样口温度250 ℃，载气流速1.0 mL/min，分流比30∶1。程序升温：140 ℃，保留5 min；
4 ℃/min 升温至240 ℃，保留30 min。
1.4 数据处理与分析
使用Excel 2019 软件进行数据整理。使用SPSS 22.0 软件对数据进行相关性分析，使用MATALB R2016a 软件进行主成分分析。
2.1 试验年度样地气象因子的变化
采样地属亚热带季风性湿润气候，2018—2019 年采样地气象因子的变化情况如图1 所示。由图1 可见，2019 年总降水量较2018 年多247.10 mm，且降水主要集中在2—7 月，8—10月降水量骤减，90 d 内仅9 d 降水，降水量仅为72.1 mm。
图1 2018—2019年采样地气象因子的变化情况Fig. 1 Changes of meteorological factors at sampling sites from 2018 to 2019
2.2 油茶果实表型性状
对10 个品种的油茶果实表型性状进行观测比较，结果见表1。由表1 可知，2018 和2019 年果实表型性状差异较大。2018 年收获的油茶果实以球形居多，其次是橘形、桃形，且多数品种包含2种以上果形；
果皮颜色以青色为主，除长林53 号为单色果实，其余均为2 种以上颜色；
果面除赣无2 号有糠皮面，其余均是光滑面；
种子形状以锥形和半球形为主，少数种子为似肾形和球形，仅在长林18 号发现不规则形状种子；
种皮颜色除长林53 号为棕褐色，其余种皮颜色均表现为褐色和黑色。2019 年收获的油茶果实以球形居多，少数果形表现为梨形和橄榄形；
果皮颜色以单色（青色）为主，少数品种果皮还存在红色，仅赣无2号表现为黄棕色；
果面均表现为光滑面；
种子形状以锥形为主，仅在长林4 号发现不规则形状种子；
种皮颜色以棕褐色和黑色为主。总体来说，2019 年果实的表型丰富度较2018 年低，这可能是由于2019 年2—7 月频繁降雨，降雨日达104 d，降水量1 622.806 mm，比2018 年同期分别多27 d和557.002 mm，该时期为油茶果实第1 次膨大期和膨大高峰期，洪涝胁迫下果实表型丰富度降低。在10 个品种中，赣无2 号的表型丰富度最优，长林3 号、18 号和40 号次之。
表1 不同品种油茶果实表型性状的比较†Table 1 Comparison of fruit and seed phenotypic traits of different C. oleifera cultivars
2.3 油茶果实经济性状及指标间的相关性
对10 个品种的油茶果实经济性状进行测定比较，结果见表2。由表2 可知：2018 年收获的油茶果实单果质量为13.21 ～31.72 g，纵径为28.43 ～40.85 mm，横径为26.87 ～38.59 mm，果形指数为0.96 ～1.30，果皮厚为1.97 ～4.02 mm，单果籽数量为2.95 ～6.75，干籽含油率为26.40%～44.20%；
2019 年收获的油茶果实单果质量为9.60 ～25.00 g，纵径为27.11 ～40.12 mm，横径为23.89 ～33.86 mm，果形指数为1.02 ～1.28，果皮厚为2.29 ～3.56 mm，单果籽数量为2.30 ～6.60，干籽含油率为28.18%～38.44%。2019 年2—7 月出现强降雨，8—10 月出现干旱天气，这3 个月的降雨日和降水量比2018 年同期分别减少22 d和217.17 mm。2—7 月为油茶果实膨大期，8—10月为油茶油脂转化期，干旱胁迫下2019 年油茶果实的经济性状较2018 年差，油茶结出的果实普遍偏小且干籽含油率偏低。2019 年油茶的干籽含油率虽存在大幅下降，干籽含油率均低于40%，但赣无2 号和赣兴48 号仍具有较高的干籽含油率，分别达到38.44%和36.94%，说明这2 个品种油茶的抗水涝、抗干旱胁迫能力较其他品种强。此外，在2018 年雨水光照充足的情况下，赣无1 号的干籽含油率最高，长林4 号、长林40 号、赣无2 号、赣石83-4 号和赣兴48 号次之。
表2 不同品种油茶果实经济性状的比较†Table 2 Comparison of fruit economic traits of different C. oleifera cultivars
对10 个品种的油茶果实经济性状指标进行相关性分析，结果见表3。由表3 可知：单果质量与纵径、横径和单果籽数量存在极显著或显著正相关关系，其中单果质量与纵径和横径的相关系数分别达到0.763 和0.976，单果质量与果形指数存在显著负相关关系；
纵径与横径和单果籽数量分别存在极显著和显著正相关关系；
横径与果形指数存在极显著负相关关系，与单果籽数量呈现显著正相关关系。综合单果质量、纵径和横径这3 个指标来看，单果质量是最重要的指标，与其他4个性状指标显著相关，可以利用单果质量对横径进行预测。果形指数与果皮厚存在极显著负相关关系，单果籽数量与干籽含油率存在显著负相关关系，这说明在一般情况下，同样大小的果实中，单果籽数量越多，种子越不饱满，干籽含油率越低。因此在生产实践中，可以根据油茶单果籽数量对干籽含油率进行初步评价，并作为选育油茶优良品种的一个重要的参考性状[21]。
表3 油茶果实经济性状指标间的相关系数†Table 3 Correlation analysis of economic indicators of C. oleifera fruit
2.4 茶油脂肪酸组成及含量
对10 个品种的茶油脂肪酸组成进行测定，结果见表4。由表4 可知，在2018 和2019 年，从不同品种茶油的样品中分别检测出17、14 种脂肪酸，包括肉桂酸、十五烷酸、棕榈酸、棕榈油酸、十七烷酸、十七碳烯酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、花生酸、花生烯酸、二十一烷酸、二十碳二烯酸、二十碳三烯酸、神经酸、二十二碳二烯酸、二十四烷酸和二十四碳烯酸。2018 和2019 年茶油中的不饱和脂肪酸含量分别占总脂肪酸含量的82.24%～90.36%和87.45%～90.85%，不饱和脂肪酸含量均达到较高的水平，具有较高的营养价值。此结果与叶敏倩等[23]、Yang 等[24]报道的含量相近。此外，在2019 年从不同品种的茶油样品中均检测出的神经酸，在2018 年未检出，在2018 年检测出的十五烷酸、二十一烷酸、二十碳二烯酸和二十碳三烯酸，2019 年未检测到，总体上2018 年茶油样品的脂肪酸组成更为丰富。2019年茶油中油酸含量普遍低于2018 年，但2019 年赣无2 号和赣石84-8 号茶油中油酸质量分数仍分别达到83.243%和81.987%，且与其他品种相比不饱和脂肪酸总量也呈现较高的水平。综上所述，2019 年的强降雨和干旱极端条件虽对茶油脂肪酸组成产生一定的影响，但对赣无2 号和赣石84-8号茶油脂肪酸组成的影响较小，这2 个品种抵御水涝、干旱胁迫能力较强。
表4 不同品种茶油中各脂肪酸组分的质量分数†Table 4 Mass fraction of seed oil fatty acid composition of different C. oleifera cultivars %
2.5 茶油脂肪酸及干籽含油率的主成分分析
对2018、2019 年茶油脂肪酸及干籽含油率进行主成分分析，结果如图2 所示。由图2 可见，第1 主成分（PC1）、第2 主成分（PC2）分别代表变量总方差的52.8%、15.8%，累计贡献率达68.6%，这2 个主成分中包含了被分析样本的绝大部分信息。由图2 可见，2018 和2019 年茶油脂肪酸组成之间可以较好地区分，2019 年脂肪酸区分在左边，2018 年区分在右边。结果表明，2018 和2019 年茶油脂肪酸及干籽含油率之间存在明显的差异。
图2 不同年份茶油脂肪酸及干籽含油率的主成分得分Fig. 2 Score plots of C. oleifera seed oil fatty acid and dry seed oil content in different years by principal component analysis
2019 年试验地出现极端气候，上半年降水量急剧增多，下半年少雨持续干旱，导致该年度油茶果实表型性状、经济性状和脂肪酸组成均不如2018 年，但赣无2 号和赣石84-8 号均有稳定的优良表现，抵御水涝、干旱胁迫能力均较为突出，建议作为优良品种培育、推广。
油茶的生长发育、果实经济性状及茶油品质受多项气象因子的影响，其中水分是关键因子之一。在果实快速生长期，油茶对土壤水分需求量大，反应敏感，土壤含水量条件的微小差异有可能导致油茶果实生长性状出现分异[25-26]。本研究结果显示，2018 年油茶果实表型性状的丰富度优于2019 年，其中赣无2 号的表型丰富度最优，果形为桃形和球形，果皮颜色为青色、黄棕色和褐色，果面为光滑面和糠皮面，种子形状为球形、半球形和锥形，种皮颜色为黑色，长林3 号、长林18号和长林40 号的果实表型性状丰富度次之。
关于油茶素有“七干球，八干油”的说法。若7 月干旱，则影响果实生长，导致油茶果长不大，产量下降；
若8 月干旱，则影响油脂转化，导致油茶果含油率下降[26-31]。在本研究中，干旱对油茶果的含油率产生较大影响，各品种的干籽含油率均低于40%，但在双重胁迫下，赣无2 号和赣兴48 号仍具有较高的干籽含油率。此外，在雨水光照充足的情况下，赣无1 号干籽含油率最高，长林4 号、长林40 号、赣无2 号、赣石83-4 号和赣兴48 号次之。除了油茶果实经济性状因气象条件不同而发生变化，茶油脂肪酸组成也会因气象因子的影响产生差异[32-33]。在2019 年从各品种的茶油样品中均检测出的神经酸，在2018 年并未检出，而在2018 年检测出的十五烷酸、二十一烷酸、二十碳二烯酸和二十碳三烯酸，在2019 年并未检测到，总体上2018 年茶油的脂肪酸组成更为丰富。有研究结果表明，每年的7—8 月是油茶果实膨大高峰期和油脂转化积累高峰期[30]，降水量是影响油茶油酸含量的重要气象因子。张乃燕等[33]在分析气候因子对油茶脂肪酸的影响时，发现年均降水量的增加有利于油酸的积累。本研究中2019 年茶油的油酸含量普遍低于2018 年，这与前人的研究结果基本一致[34-36]，但2019 年赣无2 号和赣石84-8 号茶油的油酸质量分数仍分别达到83.243%和81.987%，且不饱和脂肪酸总量与其他品种相比呈现较高水平。
本研究中试验区未设置获取小环境气象因子数据的自动气象站，气象因子数据来自天气网站，且提取的气象因子数量有限，存在一定的局限性。后续将对气象因子和油茶生长发育指标进行关联分析，提取关键因子，建立评价模型，筛选适应性好、抗性强的油茶品种。
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