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资助项目:大连民族大学校级创新创业计划X201412235
【内容摘要】:文冠果( Xanthoceras sorbifolia Bunge),是我国特有的一种优良木本使用油料树种。文冠果在很多方面也都有广泛的应用,其生物能源价值、工业价值、药用价值、生态观赏价值等都有很好的发展前景。本实验选取不同栽培地区的文冠果成熟种子为试采,测定种子含油量和出油率的差异后,选取高含油量和高出油率的品种为代表,对文冠果油体的显微结构进行观测。结果显示含油量、出油率和文冠果的显微结构下油体的大小、数量呈正相关关系。
【关键词】:文冠果 油体 含油量 石蜡切片
文冠果为落叶小乔木或灌木。果实为蒴果,每果内含种籽10粒左右,果熟期7~8月。文冠果耐贫瘠,耐寒耐旱能力强 (张国珍等,2011)。分布于我国东北、华北、西北等地(程文全等, 2007; 陈会敏 等,2010),我国北方多地区大面积种植栽培文冠果。文冠果种子油为工业提供优质原料。作为高级木本油料资源,文冠果可代替部分油料作物,节约大量土地生产粮食文冠果作为能源植物,具有能源植物所具有的特点。文冠果果实、心材等均可入药(李巍等,2008)。因文冠果具有优良生物学特性,在保护环境和维持生态平衡方面具有优势,适合作为防风固沙树种,可以作为理想的水土保持树种(陈会敏等,2010)。我国针对文冠果油体的研究远不如在文冠果其他领域的研究深入。其他种类的油料作物,如花生、油菜、大豆等在油体相关方面的研究都已比较深入全面,而文冠果的研究层面还比较浅。因此,本实验选取观文冠果测相对含油量较高种子显微结构的差异,为将来选育培育高含油量品种提供一点实验性的实验数据。
一、 材料与方法
(一)实验材料
实验试材为文冠果( Xanthoceras sorbifolia Bunge),是我国特有的一种优良木本使用油料树种(范雪层等,2009)。本实验选取种植于大连后盐、江苏沐阳、新疆麦盖提、内蒙古赤峰、新疆自治区乌鲁木齐市奇台县文冠果成熟的种子备用。
(二)文冠果油取样和提油方法
1.文冠果种子油提取方法:SFT-110型超临界CO2萃取
旋开萃取釜上口螺丝,放入物料包,水平拧紧螺丝。关闭动静态阀和背压阀,打开钢瓶阀,打开CO2泵开关,PSI灯闪烁下压力显示800-900PSI,打开CO2泵制冷开关。根据需要选择动态或静态萃取模式和萃取时间。链接接收瓶,缓慢交替打开阀门收集产品,关闭加热器和各阀门,取出物料,清理装置和设备,关闭电源。
2 .文冠果品种选择
文冠果种子个体间存在明显差异,选取大小,光泽度,颜色差异较大的两个品种最对比。
3.文冠果石蜡切片制备
文冠果种子人工去壳,将胚子叶切成2 mm×2 mm的小块,于乙醇冰醋酸和福尔马林配置的FAA固定液中,固定24 h后,用乙醇逐级脱水,石蜡包埋。样品包埋块经修块后,使用YD-202A石蜡切片机切片,切片厚度为5μm,在烘箱内40℃烘干,备用。苏丹Ⅲ染色液染色,最后用Spurr’s树脂封片。置于Olympus光学显微镜下观察,用附带的成像系统拍照。
二、 结果与分析
依照表格中数据,根据公式:出油率=种子含油量/种子干重。本实验含油量最高的品种(新疆奇台采摘的文冠果种子)含油量和油体之间存在正相关关系。高含油量的品种中教低含油量品种有较多较小的油体,主要为基因控制。与当地的环境气候也有密切关系,气温、光照、降水等因素都有明显差异。
根据实验数据显示,不同种植地区的文冠果种子含油量存在较为明显的差异,造成差异存在的原因大致可分为两个方面:以环境影响为主的生物自身因素;实验操作过程中的误差因素。环境因素主要包括温度、光照、昼夜温差、环境中的微生物等,例如本实验所选的新疆奇台地区,就有明显的纬度因素,昼夜温差大,光照时间短,海拔高微生物在环境中存在量和存在品种都与中低纬度有明显差异。
(1)油体观察
不同品种文冠果种子的含油存在差异,油体分布也有着显著的差异。同一品种的文冠果种子,其不同部位的含油量差异明显,造成这种差异的原因有哪些?油体是植物种子的贮油细胞器,通常在子叶、胚乳或盾片中积累,为种子的萌发和植株的早期生长提供能量。含油量高的品种,其石蜡切片的显微结构可以看到,油体数量多,分布密集,许多小油体聚集在较大的油体周围形成一个油体密集区域,再由几个这样的区域不规则连在一起,分布在种子细胞中(如图3-2)。而含油量低的品种在细胞中油体的总量明显小于含油量高的品种,大油体数目少,且周围的小油体也不聚集。油体多呈球形和椭球形,大小不均一,在细胞中的排列紧密集中,油体在种子的不同部位的含量有明显差异(见图3-2)。
【参考文献】
[1] 尹翔,杨艳,刘强等.油料植物白檀不同居群的物候期与形态多样性.经济林研究,2012,30(3):55-60.
[2] 杨文博,刘维佳,史嘉等.中国木本油料植物生产生物柴油的现状及发展趋势.林业资源管理,2011, 4:16-19
[3] Gai Q.Y., Jiao J., Mu P.S. et al. Microwave-assisted aqueous enzymatic extraction of oil from Isatis indigotica seeds and its evaluation of physicochemical properties, fatty acid compositions and antioxidant activities[J].Industrial Crops and Products,2013,45: 303~311.
[4] 高凯翔,李秋庭,陆顺忠,等. 茶皂素的提取工艺研究.粮油食品科技,2010.18(5):22-25
[5] Tian Y.,Xu Z.,Zheng B. Optimization of ultrasonic-assisted extraction of pomegranate (Punica granatum L.) seed oil. Ultrasonics Sonochemistry,2013,20: 202~208.
【作者简介】
通讯作者:李琳琳,女,1983年出生,大连民族大学环境与资源学院讲师,主要研究植物逆境生物学。
【内容摘要】:文冠果( Xanthoceras sorbifolia Bunge),是我国特有的一种优良木本使用油料树种。文冠果在很多方面也都有广泛的应用,其生物能源价值、工业价值、药用价值、生态观赏价值等都有很好的发展前景。本实验选取不同栽培地区的文冠果成熟种子为试采,测定种子含油量和出油率的差异后,选取高含油量和高出油率的品种为代表,对文冠果油体的显微结构进行观测。结果显示含油量、出油率和文冠果的显微结构下油体的大小、数量呈正相关关系。
【关键词】:文冠果 油体 含油量 石蜡切片
文冠果为落叶小乔木或灌木。果实为蒴果,每果内含种籽10粒左右,果熟期7~8月。文冠果耐贫瘠,耐寒耐旱能力强 (张国珍等,2011)。分布于我国东北、华北、西北等地(程文全等, 2007; 陈会敏 等,2010),我国北方多地区大面积种植栽培文冠果。文冠果种子油为工业提供优质原料。作为高级木本油料资源,文冠果可代替部分油料作物,节约大量土地生产粮食文冠果作为能源植物,具有能源植物所具有的特点。文冠果果实、心材等均可入药(李巍等,2008)。因文冠果具有优良生物学特性,在保护环境和维持生态平衡方面具有优势,适合作为防风固沙树种,可以作为理想的水土保持树种(陈会敏等,2010)。我国针对文冠果油体的研究远不如在文冠果其他领域的研究深入。其他种类的油料作物,如花生、油菜、大豆等在油体相关方面的研究都已比较深入全面,而文冠果的研究层面还比较浅。因此,本实验选取观文冠果测相对含油量较高种子显微结构的差异,为将来选育培育高含油量品种提供一点实验性的实验数据。
一、 材料与方法
(一)实验材料
实验试材为文冠果( Xanthoceras sorbifolia Bunge),是我国特有的一种优良木本使用油料树种(范雪层等,2009)。本实验选取种植于大连后盐、江苏沐阳、新疆麦盖提、内蒙古赤峰、新疆自治区乌鲁木齐市奇台县文冠果成熟的种子备用。
(二)文冠果油取样和提油方法
1.文冠果种子油提取方法:SFT-110型超临界CO2萃取
旋开萃取釜上口螺丝,放入物料包,水平拧紧螺丝。关闭动静态阀和背压阀,打开钢瓶阀,打开CO2泵开关,PSI灯闪烁下压力显示800-900PSI,打开CO2泵制冷开关。根据需要选择动态或静态萃取模式和萃取时间。链接接收瓶,缓慢交替打开阀门收集产品,关闭加热器和各阀门,取出物料,清理装置和设备,关闭电源。
2 .文冠果品种选择
文冠果种子个体间存在明显差异,选取大小,光泽度,颜色差异较大的两个品种最对比。
3.文冠果石蜡切片制备
文冠果种子人工去壳,将胚子叶切成2 mm×2 mm的小块,于乙醇冰醋酸和福尔马林配置的FAA固定液中,固定24 h后,用乙醇逐级脱水,石蜡包埋。样品包埋块经修块后,使用YD-202A石蜡切片机切片,切片厚度为5μm,在烘箱内40℃烘干,备用。苏丹Ⅲ染色液染色,最后用Spurr’s树脂封片。置于Olympus光学显微镜下观察,用附带的成像系统拍照。
二、 结果与分析
依照表格中数据,根据公式:出油率=种子含油量/种子干重。本实验含油量最高的品种(新疆奇台采摘的文冠果种子)含油量和油体之间存在正相关关系。高含油量的品种中教低含油量品种有较多较小的油体,主要为基因控制。与当地的环境气候也有密切关系,气温、光照、降水等因素都有明显差异。
根据实验数据显示,不同种植地区的文冠果种子含油量存在较为明显的差异,造成差异存在的原因大致可分为两个方面:以环境影响为主的生物自身因素;实验操作过程中的误差因素。环境因素主要包括温度、光照、昼夜温差、环境中的微生物等,例如本实验所选的新疆奇台地区,就有明显的纬度因素,昼夜温差大,光照时间短,海拔高微生物在环境中存在量和存在品种都与中低纬度有明显差异。
(1)油体观察
不同品种文冠果种子的含油存在差异,油体分布也有着显著的差异。同一品种的文冠果种子,其不同部位的含油量差异明显,造成这种差异的原因有哪些?油体是植物种子的贮油细胞器,通常在子叶、胚乳或盾片中积累,为种子的萌发和植株的早期生长提供能量。含油量高的品种,其石蜡切片的显微结构可以看到,油体数量多,分布密集,许多小油体聚集在较大的油体周围形成一个油体密集区域,再由几个这样的区域不规则连在一起,分布在种子细胞中(如图3-2)。而含油量低的品种在细胞中油体的总量明显小于含油量高的品种,大油体数目少,且周围的小油体也不聚集。油体多呈球形和椭球形,大小不均一,在细胞中的排列紧密集中,油体在种子的不同部位的含量有明显差异(见图3-2)。
【参考文献】
[1] 尹翔,杨艳,刘强等.油料植物白檀不同居群的物候期与形态多样性.经济林研究,2012,30(3):55-60.
[2] 杨文博,刘维佳,史嘉等.中国木本油料植物生产生物柴油的现状及发展趋势.林业资源管理,2011, 4:16-19
[3] Gai Q.Y., Jiao J., Mu P.S. et al. Microwave-assisted aqueous enzymatic extraction of oil from Isatis indigotica seeds and its evaluation of physicochemical properties, fatty acid compositions and antioxidant activities[J].Industrial Crops and Products,2013,45: 303~311.
[4] 高凯翔,李秋庭,陆顺忠,等. 茶皂素的提取工艺研究.粮油食品科技,2010.18(5):22-25
[5] Tian Y.,Xu Z.,Zheng B. Optimization of ultrasonic-assisted extraction of pomegranate (Punica granatum L.) seed oil. Ultrasonics Sonochemistry,2013,20: 202~208.
【作者简介】
通讯作者:李琳琳,女,1983年出生,大连民族大学环境与资源学院讲师,主要研究植物逆境生物学。