山苍子[Litsea cubeba]为樟科木姜子属植物,落叶灌木或小乔木,具有生物量大,适应性强,速生,耐瘠薄等优点,是我国南方重要的香料和油料资源植物。山苍子的果实、花、叶、根均可作为原料用以提取山苍子精油,其中果实中的精油含量最高。柠檬醛是山苍子精油的主要成分,含量高达70%,是目前用来制作紫罗兰酮系列香料的重要原材料,柠檬醛在食品、农药、医药、化妆品、洗涤等诸多领域均有广泛的应用。目前对于山苍子的开发利用大多数尚处在利用野生资源的阶段,且研究报道较少。本研究以山苍子植株作为研究对象,采用田间调查、显微观察、生理生化测定及气相色谱质谱联用分析等方法,研究山苍子果实在整个发育阶段的形态结构变化、组织细胞中的油滴变化、精油中成分的积累特点,并对植株进行了光合效率相关参数测定,分析其相关性,发现山苍子果实精油积累的规律,以期提高山苍子果实利用效率并确定最适采收时期。研究结果如下:1.果实形态发育与精油变化规律山苍子果实的发育可以大致划分为3个阶段:果实快速生长期、果实缓慢生长期、果实颜色变化期。在果实快速生长期,果实体积增长迅速,精油积累则较为缓慢;在果实缓慢生长期,果实的横、纵经增长速度减缓,而果实精油则在此期间迅速积累;在果实颜色变化期,果实发育成熟,横、纵径及千粒重均到达最高值,在果实颜色变化期后段,果皮颜色逐渐变黑。在果实的发育过程中,含水量逐渐下降,精油含量逐渐上升,在8月份果实精油含量达到最高值4.96%,精油含量与果实的千粒重存在极显著正相关。2.果实内含物含量变化规律淀粉和可溶性糖变化趋势相似,在果实快速生长期呈下降趋势,在花后33d时出现最低值(可溶性糖含量:8.91 mg·g-1;淀粉含量7.97 mg·g-1)进入缓慢生长期后含量开始回升,浓度逐渐达到发育初期水平,进入果实颜色变化期之后,含量再度下降;蛋白质含量在果实快速生长期中先有小幅度上升后迅速下降,进入果实缓慢生长期之后含量再次迅速上升,最高可达26.24 mg·g-1,其最大浓度约为果实发育初期浓度的2倍,进入果实颜色变化期后,蛋白质含量再次出现明显的下降趋势。根据相关性分析发现可溶性糖和淀粉与果实外部形态变化及精油积累不具备明显相关性,而蛋白质含量则与精油的积累具有相关性,但仍未达到显著程度,在果实颜色变化期中,可溶性糖及淀粉含量出现不明显的小幅度下降,蛋白质含量则迅速下降,此时期中果实的精油含量是处在迅速积累过程中,推测可能是蛋白质在这一阶段大量转化为了油脂。3.果实细胞中油滴变化规律对处在不同发育阶段的山苍子果实进行冰冻切片试验后发现:在5月份山苍子果实中,果实细胞内已有少数油滴分布,随着果实发育,油滴数量迅速升高,体积迅速增大,油滴的形状变为圆球形,并且从细胞核及细胞膜周围逐渐向细胞质中扩散。4.山苍子植株光合效率变化在5-8月,对山苍子植株进行净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度测定发现:在净光合速率的变化中,均有出现“午休现象”,其中5月份净光合速率日变化平均值为10.84 μmol·m-2·s-1,为5-8月中最低,6-8月净光合速率日变化平均值水平相近,其中6月份最高,为15.32 μmol·m-2·s-1;蒸腾速率日变化在5-8月呈持续上升的趋势,其平均值5月份最低为6.56 mmol·m-2·s-1,8月份最高为8.31 mmol.m-2.s-1;气孔导度在5-8月中没有出现明显变化,始终保持着0.4μmol·m-2·s-1左右的水平,其中5月份最低为0.377 μmol·m-2·s-1,8月份最高为0.424 μmol·m-2·s-1;胞间CO2浓度变化中,山苍子植株一日内早晚的CO2浓度较高,午间则会出现明显谷值,胞间CO2平均值在5-8月中没有明显变化,其中5月份最低为269 μmol·mol-1,6月份最高为278.3 μmol.mol-1,综上所述,5月份4项指标均为最低,6、7、8月的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度则几乎持平,表明除5月份稍低外,其他几个月份中山苍子光合作用始终保持着较高的效率。5.果实精油主要成分及含量变化规律对不同发育阶段的山苍子果实精油进行气相色谱分析显示:5-9月精油中共检测出20种成分,其中5-9月分别检测出19、20、20、17、16种,5-9月均有出现的成分有15种,精油中的主要成分为:D-柠檬烯、桉叶油醇、马鞭草烯醇、橙花醛、香叶醛。随着果实发育,D-柠檬烯和桉叶油醇含量明显下降,D-柠檬烯5月份含量高达39.92%,9月份含量下降到2.31%,5月份桉叶油醇含量为11.40%,9月份下降至0.73%,柠檬醛(橙花醛+香叶醛)含量则显著升高,5月份橙花醛含量为12.05%,香叶醛含量为17.44%,9月份中橙花醛含量上升至31.14%,香叶醛含量上升至40.49%,马鞭草烯醇含量则没有明显变化规律,含量保持相对稳定。9月份柠檬醛含量虽然略高于8月份,但受限于9月份果实精油含量已出现明显下降,因此可确定山苍子果实最适采收时期为8月下旬。成熟果实的精油中各组分含量分别为D-柠檬烯12.82%、桉叶油醇1.98%、马鞭草烯醇7.41%、橙花醛25.56%、香叶醛31.82%。主要有效成分柠檬醛含量变化与果实精油含量变化存在显著相关。