黃瓜及甜瓜屬野生種種子油含量和脂肪酸的測(cè)定及油脂生物合成相關(guān)的關(guān)聯(lián)作圖.pdf

1、黃瓜(Cucumis sativus L.)隸屬葫蘆科，在許多國家都有著廣泛種植。黃瓜因其營(yíng)養(yǎng)和醫(yī)用價(jià)值自古以來便是地中海傳統(tǒng)飲食中的重要組成部分，其果實(shí)即可鮮食也可腌漬食用，幼嫩莖尖可作為葉用蔬菜，種子仁在糕點(diǎn)烘培中廣泛使用。黃瓜種子產(chǎn)生的食用油可以制作沙拉，而果實(shí)在夏天則是降暑食物。關(guān)于黃瓜和其他瓜果蔬菜的傳統(tǒng)食用方法在文獻(xiàn)中有許多討論及科學(xué)依據(jù)。葫蘆科作物種子中的脂肪酸具有一定的醫(yī)用價(jià)值，能夠促進(jìn)人類身體健康。其中黃瓜種子油具有較

2、高經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此本實(shí)驗(yàn)提取種子油并測(cè)定其脂肪酸含量，主要目標(biāo)如下:(i)通過計(jì)算單個(gè)果實(shí)種子數(shù)量及種子油含量篩選種子油產(chǎn)量高的黃瓜品種；(ii)測(cè)定種子油中脂肪酸含量，及其在不同黃瓜品種和甜瓜屬野生種中的含量變化；(iii)測(cè)定不同季節(jié)種子油和脂肪酸在黃瓜品種和甜瓜屬野生種中含量的差異；(iv)對(duì)黃瓜和野生種油脂生物合成相關(guān)基因進(jìn)行關(guān)聯(lián)作圖和定位。
　　本實(shí)驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，從實(shí)驗(yàn)室種質(zhì)資源庫中選取了80份黃瓜品種和11份甜

3、瓜屬野生種的成熟種子并種植于江浦實(shí)驗(yàn)站。利用Soxhlet自動(dòng)提取機(jī)(Büchi Universal Extraction System B-811/B-811 LSV B(U)CHI Labortechnik AG, Flawil,Switzerland)進(jìn)行種子油的提取，具體方法參考AOAC(1990)。脂肪酸測(cè)定方法參考AOAC(1990)，脂肪酸甲酯利用Agilent7890系列氣象色譜儀進(jìn)行GC-MS分析。利用CTAB法提取基

4、因組DNA，方法參照Murray和Thompson(1980)并略作修改。關(guān)聯(lián)作圖和群體分層利用STRUCTURE2.3.3軟件完成，性狀關(guān)聯(lián)作圖則是利用TASSEL2.1軟件。利用GenStat和Minitab數(shù)據(jù)分析包進(jìn)行表型數(shù)據(jù)分析.主要結(jié)果總結(jié)如下:
　　1.品種和種植季節(jié)對(duì)黃瓜種子油含量和脂肪酸組成的影響
　　黃瓜(Cucumis sativus)種子油可作為食用油，并且可用于制藥、化妝品和殺蟲劑的生產(chǎn)，因此是一種

5、工業(yè)產(chǎn)品。本研究首次研究了不同品種和季節(jié)對(duì)于種子數(shù)量、種子油質(zhì)量和脂肪酸合成的影響，以及它們?cè)诓煌S瓜品種中所占比例。我們于2013年和2014年分別測(cè)定了春秋兩季對(duì)46份大棚種植的黃瓜和1份甜瓜屬野生種種子油質(zhì)量和脂肪酸組成的影響。種子油利用Soxhlet方法測(cè)定，脂肪酸利用氣象色譜質(zhì)量分光儀(GC-MS)進(jìn)行測(cè)定。黃瓜種子油含量變化范圍在41.07％(‘Hazerd’)到29.24％(‘Lubao’)之間，野生種Cucumis an

6、guria的種子油含量為23.3％。脂肪酸組成為亞麻油酸(C18∶2)，軟脂酸(C16∶0)，亞油酸(C18∶1)，硬脂酸(C18∶0)，亞麻酸(C18∶3)，山崳酸(C22∶0)，花生酸(C20∶0)，木蠟酸(C24∶0)，花生油酸(C20∶1)，棕櫚油酸(C16∶1)，豆蔻酸(C14∶0)以及其他未命名的脂肪酸。結(jié)果表明，品種基因型和種植季節(jié)有顯著影響，并且兩者之間存在互作。種子油和脂肪酸含量在不同基因型之間存在顯著差異，并且春季種

7、植的黃瓜種子油含量高于秋季。軟脂酸(C16∶0)，棕櫚油酸(C16∶1)，硬脂酸(C18∶0)，油酸(C18∶1)，花生油酸(C20∶1)和木蠟酸(C24∶0)這幾種脂肪酸的含量也是春季較高。秋季的種子數(shù)量更多，并且亞麻油酸(C18∶2)，亞麻酸(C18∶3)和其他未命名的脂肪酸含量較高。油酸的含量越高亞麻油酸的含量越低，表明兩種脂肪酸之間呈現(xiàn)較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)。種子油含量越高則亞麻油酸和油酸含量越高，說明這兩種脂肪酸與種子油呈正相關(guān)。本實(shí)驗(yàn)

8、結(jié)果為提高黃瓜種子油的生產(chǎn)和管理提供了重要的理論指導(dǎo)。我們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了不同黃瓜品種之間脂肪酸的大范圍變化，可用于轉(zhuǎn)基因工程生產(chǎn)工業(yè)油。
　　2.甜瓜屬野生種種子油和脂肪酸含量的季節(jié)性特征
　　甜瓜屬野生種作為一種自然資源自古便用作食物、動(dòng)物和人類醫(yī)藥、化妝品和殺蟲劑，利用其種子油可以節(jié)約資源。我們?cè)诼兜睾痛笈飾l件下分別測(cè)定了9份野生種和cucurbita pepo兩季的種子油含量和脂肪酸組成特征。本研究首次報(bào)道了C.melo

9、dudaim，C.ficifolius，C.myriocarpus和Zehneria scabra的種子油和脂肪酸含量。種子油含量最高的是C.metuliferus，為32.29％，種子油含量最低的是C.ficifolius(22.45％)。檢測(cè)到的大量脂肪酸為亞麻油酸(C18∶2)，亞油酸(C18∶1)，軟脂酸(C16∶0)，硬脂酸(C18∶0)，少量脂肪酸為亞麻酸(C18∶3)，木蠟酸(C24∶0)，花生油酸(C20∶1)，山崳酸(

10、C22∶0)，花生酸(C20∶0)，棕櫚油酸(C16∶1)，豆蔻酸(C14∶0)以及其他未命名的脂肪酸。亞麻酸含量最高的是C.myriocarpus(74.62％)，而Cucurbitapepo亞油酸含量最高，為17.26％。軟脂酸在C.melo dudaim中含量最高，為13.56％，C.metuliferus則有著最高的硬脂酸含量(8.31％)。物種的油含量同時(shí)受季節(jié)影響，春季亞油酸(C18∶1)，硬脂酸(C18∶0)，木蠟酸(C2

11、4∶0)，花生油酸(C20∶1)，山崳酸(C22∶0)，花生酸(C20∶0)，棕櫚油酸(C16∶1)，豆蔻酸(C14∶0)和OFAs含量增加，而秋季亞麻油酸(C18∶2)，亞麻酸(C18∶3)和軟脂酸(C16∶0)含量增加。野生種種子油的利用和商業(yè)化有利于其保存，并且對(duì)其自然生長(zhǎng)的農(nóng)村地區(qū)帶來經(jīng)濟(jì)效益。這些野生種同時(shí)也是栽培作物品種改良的重要基因庫，對(duì)其加以利用可避免雜草侵入導(dǎo)致的滅絕，促進(jìn)其在自然棲息地的生長(zhǎng)。
　　3.黃瓜栽培

12、品種和相關(guān)甜瓜屬物種種子油和脂肪酸性狀的關(guān)聯(lián)作圖
　　本研究對(duì)來自不同地區(qū)的80份黃瓜品種和11份甜瓜屬野生種進(jìn)行了遺傳分析和關(guān)聯(lián)作圖。我們測(cè)定了種子油，種子數(shù)量，亞麻油酸(C18∶2)，軟脂酸(C16∶0)，亞油酸(C18∶1)，硬脂酸(C18∶0)，亞麻酸(C18∶3)，山崳酸(C22∶0)，花生酸(C20∶0)，木蠟酸(C24∶0)，花生油酸(C20∶1)，棕櫚油酸(C16∶1)，豆蔻酸(C14∶0)和其他脂肪酸等14個(gè)性狀

13、。分別于2013年秋和2014年春兩季進(jìn)行表型數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。表型數(shù)據(jù)在不同品種、不同季節(jié)間都有較大差異。種質(zhì)資源群體被分為七個(gè)亞群體，其中野生種和西雙版納黃瓜都是單獨(dú)的亞群體。利用一般線性模型分析172個(gè)與種子油和脂肪酸相關(guān)的候選SSR基因標(biāo)記，構(gòu)建的亞群體則用于控制標(biāo)記-性狀關(guān)聯(lián)錯(cuò)誤。在172個(gè)標(biāo)記中篩選到了13個(gè)與種子油和脂肪酸性狀相關(guān)的候選基因標(biāo)記（P≤0.05）。顯著關(guān)聯(lián)在軟脂酸(2)，硬脂酸(2)，油酸(3)，亞麻油酸(4)，亞油