芝麻籽粒芝麻素和芝麻林素含量变异及杂种优势分析
发布时间：2021-08-23 12:39
【目的】明确不同芝麻杂交组合的杂种优势,发掘出高芝麻素和芝麻林素含量材料及合理组配亲本,为培育高芝麻素和芝麻林素品种提供基础材料。【方法】应用高效液相色谱（HPLC）结合近红外光谱（NIR）,对62份地理来源不同且表型变异明显的芝麻种质材料及18个杂交组合进行芝麻素和芝麻林素含量测定分析,并评价其杂种优势,筛选出更多高芝麻素和芝麻林素含量的芝麻材料。【结果】62份芝麻材料中芝麻素和芝麻林素的含量在不同年份间极显著相关（P<0.01）。其中,芝麻素含量变异范围在0.51～8.85 mg/g,平均3.56 mg/g,77.42%以上芝麻材料的芝麻素含量分布在2.00～5.99 mg/g;芝麻林素含量变异范围在0.72～3.22 mg/g,平均2.02 mg/g,82.26%芝麻材料的芝麻林素含量分布在1.50～3.49 mg/g。芝麻籽粒芝麻素和芝麻林素含量平均值排序均为褐色芝麻>白色芝麻>黑色芝麻,褐色芝麻表现出较高的芝麻素含量变异系数（CV）,而黑色芝麻表现出较高的芝麻林素含量变异系数。芝麻育成品种的平均芝麻素含量（3.90 mg/g）高于地方品种（3.44 mg/g...
【文章来源】：南方农业学报. 2020,51(10)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
62份芝麻材料籽粒芝麻素和芝麻林素含量区间分布情况
比较杂交亲本和F1代发现，芝麻素含量的杂种优势变化在-69.63%～31.62%，平均-20.07%；芝麻林素含量的杂种优势变化在-36.48%～25.84%，平均-5.44%。从表3可看出，芝麻素和芝麻林素的杂种优势主要是中亲优势，且以负向优势为主，18个组合中芝麻素含量具有正向杂种优势的仅有5个组合，芝麻林素含量具有正向杂种优势的仅有7个组合。18个组合中仅有较少组合（图3）表现出超亲优势，在芝麻素含量上仅有编号5[芝麻（中国江西）×Guojillo]、编号10[芝麻（中国西藏）×紫花黑]和编号17[芝麻（中国江西）×中芝16]3个组合，在芝麻林素含量上仅有编号11[VIR214×芝麻（中国云南）]和编号17[芝麻（中国江西）×中芝16]2个组合。综合表3和图3还发现，以来源于我国江西芝麻材料为母本组配的组合，在籽粒芝麻素和芝麻林素含量均表现出超亲优势，说明此份芝麻材料在高芝麻素和芝麻林素育种或研究方面具有重要价值。此外，亲本JD12的芝麻素和芝麻林素含量均较高，尽管其组合主要为中亲偏负向优势，但在所有F1代中其芝麻素和芝麻林素含量均最高。3 讨论
芝麻素和芝麻林素主要存在于芝麻中，在其他植物中极少发现，因此，分析不同芝麻材料籽粒的芝麻素和芝麻林素含量，发掘和培育高含量材料是芝麻品质研究的重要方向。目前，检测芝麻素和芝麻林素含量的方法主要有薄层色谱法（TLC)(KamalEldin et al.,1991）、气相色谱法（GC）、气相色谱—质谱法（GC-MS）（张令莉等，2006）和HPLC（余少冲等，2010；张东等，2018）等，其中又以HPLC检测为主。近年来，NIR在芝麻品质检测中也逐渐得到应用（Dossa et al.,2018）。其中，HPLC是行业标准方法（NY/T 1595—2008），具有较高的准确度；NIR是一种非破损高效测定方法，但精确度易受芝麻籽粒颜色、种子量、种子净度、含量和环境温度等因素的影响。因此，采用这2种方法测定芝麻籽粒芝麻素和芝麻林素含量时，应尽量减少上述因素的干扰，如挑选干净、饱满种子，选用NIR时则需分深色和浅色籽粒进行测定。从本研究的测定结果来看，HPLC和NIR具有极显著的相关性，测定的含量变化趋势一致，且以芝麻素含量间的相关性较高，说明NIR作为一种快速简便的芝麻素和芝麻林素测定方法具有可行性，但精确度仍需按行业标准方法（NY/T 1595—2008）采用HPLC进行验证。芝麻素和芝麻林素含量存在明显变异，但高含量的芝麻材料较少。本研究对62份芝麻材料进行连续2年的种植复测，结果发现其芝麻素含量变异范围在0.51～8.85 mg/g，芝麻林素含变异范围在0.72～3.22mg/g，且最高芝麻素含量高于Williamson等（2008）、孙荣华等（2010）、Rangkadilok等（2010）、梅鸿献等（2013）、Muthulakshmi等（2017）、朱秀灵等（2018）和Dar等（2019）的研究结果，但最高芝麻林素含量较低。从不同年份来看，芝麻籽粒芝麻素、芝麻林素含量虽受环境影响，但其差异并不显著，说明这2种成分的遗传性较稳定。Wang等（2013）根据芝麻素和芝麻林素含量的分布特点，将芝麻划分为高、中和低3个等级；其中，芝麻素含量小于4.00 mg/g、芝麻林素含量小于2.50 mg/g为低含量芝麻，芝麻素含量大于8.00 mg/g、芝麻林素含量大于4.50 mg/g为高含量芝麻。根据该标准，本研究中的62份芝麻以中低级芝麻素为主，仅存在1份高芝麻素芝麻（JD12），是已报道为数不多且芝麻素含量超过8.00 mg/g的芝麻材料，说明亟待开展大量有关芝麻素和芝麻林素含量检测的研究，以发掘更多的高含量材料为高芝麻素育种提供亲本。
【参考文献】：
期刊论文
[1]芝麻的营养与功能价值评价研究进展[J]. 邵家威,祁国栋,张桂香,付建鑫,张炳文. 粮油食品科技. 2019(06)
[2]芝麻活性成分及产品开发的研究进展[J]. 马凤,方伟. 安徽农学通报. 2019(20)
[3]干旱胁迫下芝麻籽粒品质及抗氧化能力变化分析[J]. 魏其超,张海洋,刘文萍,汪学德,苗红梅. 河南农业科学. 2019(09)
[4]芝麻素对大鼠化学性心肌损伤的保护作用[J]. 李伟,王欢,姚海,杨解人. 医学信息. 2019(08)
[5]芝麻枯萎病害条件下籽粒及其制油品质变化分析[J]. 魏其超,苗红梅,汪学德,张海洋,袁青丽,李海玲. 河南农业科学. 2018(12)
[6]烯效唑叶面喷施对秋芝麻生长及产量性状的影响[J]. 周红英,皮晓玲,熊书敏,孙建,乐美旺,饶月亮,颜廷献,颜小文. 江西农业学报. 2018(09)
[7]安徽不同产地芝麻中木酚素和总酚含量及芝麻提取物抗氧化能力比较[J]. 朱秀灵,戴清源,木朝丽,蔡为荣,郭玉宝,许祚文,张志祥,汪建飞. 农产品加工. 2018(15)
[8]正相高效液相色谱法同时测定芝麻油中生育酚、芝麻素及芝麻林素含量[J]. 张东,段章群,李秀娟,朱琳,薛雅琳. 中国油脂. 2018(05)
[9]Near-infrared reflectance spectroscopy reveals wide variation in major components of sesame seeds from Africa and Asia[J]. Komivi Dossa,Xin Wei,Marème Niang,Pan Liu,Yanxin Zhang,Linhai Wang,Boshou Liao,Ndiaga Cissé,Xiurong Zhang,Diaga Diouf. The Crop Journal. 2018(02)
[10]一个芝麻应用核心种质的DNA分子身份证构建[J]. 杨文娟,张艳欣,王林海,魏鑫,黎冬华,高媛,刘盼,张秀荣. 作物学报. 2018(07)
本文编号：3357883
【文章来源】：南方农业学报. 2020,51(10)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
62份芝麻材料籽粒芝麻素和芝麻林素含量区间分布情况
比较杂交亲本和F1代发现，芝麻素含量的杂种优势变化在-69.63%～31.62%，平均-20.07%；芝麻林素含量的杂种优势变化在-36.48%～25.84%，平均-5.44%。从表3可看出，芝麻素和芝麻林素的杂种优势主要是中亲优势，且以负向优势为主，18个组合中芝麻素含量具有正向杂种优势的仅有5个组合，芝麻林素含量具有正向杂种优势的仅有7个组合。18个组合中仅有较少组合（图3）表现出超亲优势，在芝麻素含量上仅有编号5[芝麻（中国江西）×Guojillo]、编号10[芝麻（中国西藏）×紫花黑]和编号17[芝麻（中国江西）×中芝16]3个组合，在芝麻林素含量上仅有编号11[VIR214×芝麻（中国云南）]和编号17[芝麻（中国江西）×中芝16]2个组合。综合表3和图3还发现，以来源于我国江西芝麻材料为母本组配的组合，在籽粒芝麻素和芝麻林素含量均表现出超亲优势，说明此份芝麻材料在高芝麻素和芝麻林素育种或研究方面具有重要价值。此外，亲本JD12的芝麻素和芝麻林素含量均较高，尽管其组合主要为中亲偏负向优势，但在所有F1代中其芝麻素和芝麻林素含量均最高。3 讨论
芝麻素和芝麻林素主要存在于芝麻中，在其他植物中极少发现，因此，分析不同芝麻材料籽粒的芝麻素和芝麻林素含量，发掘和培育高含量材料是芝麻品质研究的重要方向。目前，检测芝麻素和芝麻林素含量的方法主要有薄层色谱法（TLC)(KamalEldin et al.,1991）、气相色谱法（GC）、气相色谱—质谱法（GC-MS）（张令莉等，2006）和HPLC（余少冲等，2010；张东等，2018）等，其中又以HPLC检测为主。近年来，NIR在芝麻品质检测中也逐渐得到应用（Dossa et al.,2018）。其中，HPLC是行业标准方法（NY/T 1595—2008），具有较高的准确度；NIR是一种非破损高效测定方法，但精确度易受芝麻籽粒颜色、种子量、种子净度、含量和环境温度等因素的影响。因此，采用这2种方法测定芝麻籽粒芝麻素和芝麻林素含量时，应尽量减少上述因素的干扰，如挑选干净、饱满种子，选用NIR时则需分深色和浅色籽粒进行测定。从本研究的测定结果来看，HPLC和NIR具有极显著的相关性，测定的含量变化趋势一致，且以芝麻素含量间的相关性较高，说明NIR作为一种快速简便的芝麻素和芝麻林素测定方法具有可行性，但精确度仍需按行业标准方法（NY/T 1595—2008）采用HPLC进行验证。芝麻素和芝麻林素含量存在明显变异，但高含量的芝麻材料较少。本研究对62份芝麻材料进行连续2年的种植复测，结果发现其芝麻素含量变异范围在0.51～8.85 mg/g，芝麻林素含变异范围在0.72～3.22mg/g，且最高芝麻素含量高于Williamson等（2008）、孙荣华等（2010）、Rangkadilok等（2010）、梅鸿献等（2013）、Muthulakshmi等（2017）、朱秀灵等（2018）和Dar等（2019）的研究结果，但最高芝麻林素含量较低。从不同年份来看，芝麻籽粒芝麻素、芝麻林素含量虽受环境影响，但其差异并不显著，说明这2种成分的遗传性较稳定。Wang等（2013）根据芝麻素和芝麻林素含量的分布特点，将芝麻划分为高、中和低3个等级；其中，芝麻素含量小于4.00 mg/g、芝麻林素含量小于2.50 mg/g为低含量芝麻，芝麻素含量大于8.00 mg/g、芝麻林素含量大于4.50 mg/g为高含量芝麻。根据该标准，本研究中的62份芝麻以中低级芝麻素为主，仅存在1份高芝麻素芝麻（JD12），是已报道为数不多且芝麻素含量超过8.00 mg/g的芝麻材料，说明亟待开展大量有关芝麻素和芝麻林素含量检测的研究，以发掘更多的高含量材料为高芝麻素育种提供亲本。
【参考文献】：
期刊论文
[1]芝麻的营养与功能价值评价研究进展[J]. 邵家威,祁国栋,张桂香,付建鑫,张炳文. 粮油食品科技. 2019(06)
[2]芝麻活性成分及产品开发的研究进展[J]. 马凤,方伟. 安徽农学通报. 2019(20)
[3]干旱胁迫下芝麻籽粒品质及抗氧化能力变化分析[J]. 魏其超,张海洋,刘文萍,汪学德,苗红梅. 河南农业科学. 2019(09)
[4]芝麻素对大鼠化学性心肌损伤的保护作用[J]. 李伟,王欢,姚海,杨解人. 医学信息. 2019(08)
[5]芝麻枯萎病害条件下籽粒及其制油品质变化分析[J]. 魏其超,苗红梅,汪学德,张海洋,袁青丽,李海玲. 河南农业科学. 2018(12)
[6]烯效唑叶面喷施对秋芝麻生长及产量性状的影响[J]. 周红英,皮晓玲,熊书敏,孙建,乐美旺,饶月亮,颜廷献,颜小文. 江西农业学报. 2018(09)
[7]安徽不同产地芝麻中木酚素和总酚含量及芝麻提取物抗氧化能力比较[J]. 朱秀灵,戴清源,木朝丽,蔡为荣,郭玉宝,许祚文,张志祥,汪建飞. 农产品加工. 2018(15)
[8]正相高效液相色谱法同时测定芝麻油中生育酚、芝麻素及芝麻林素含量[J]. 张东,段章群,李秀娟,朱琳,薛雅琳. 中国油脂. 2018(05)
[9]Near-infrared reflectance spectroscopy reveals wide variation in major components of sesame seeds from Africa and Asia[J]. Komivi Dossa,Xin Wei,Marème Niang,Pan Liu,Yanxin Zhang,Linhai Wang,Boshou Liao,Ndiaga Cissé,Xiurong Zhang,Diaga Diouf. The Crop Journal. 2018(02)
[10]一个芝麻应用核心种质的DNA分子身份证构建[J]. 杨文娟,张艳欣,王林海,魏鑫,黎冬华,高媛,刘盼,张秀荣. 作物学报. 2018(07)
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