检索
E-mail
RSS
高级检索 图表检索

当期目录 我要投稿 过刊浏览
高级检索 图表检索

作物杂志, 2025, 41(4): 58-64 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2025.04.007

遗传育种·种质资源·生物技术

芝麻种质资源品质性状的初步鉴定与评价

高树广,1, 徐东阳1, 胡敏杰1, 王瑞霞1, 张春花1, 徐博涵1, 李伟峰1, 张留平2

1周口市农业科学院，466001，河南周口

2河南顺丰种业科技有限公司，466001，河南周口

Preliminary Identification and Evaluation of Quality Traits of Sesame Germplasm Resources

Gao Shuguang,1, Xu Dongyang1, Hu Minjie1, Wang Ruixia1, Zhang Chunhua1, Xu Bohan1, Li Weifeng1, Zhang Liuping2

1Zhoukou Academy of Agricultural Sciences, Zhoukou 466001, Henan, China

2Henan Shunfeng Seed Industry Technology Co., Ltd., Zhoukou 466001, Henan, China

收稿日期: 2025-01-26   修回日期: 2025-03-25   网络出版日期: 2025-05-29

基金资助: 国家现代农业（特色油料）产业技术体系建设项目(CARS-14-2-17)
河南省农业良种联合攻关项目(2022010305-4)
河南省科技研发计划联合基金（产业类）项目(225101610062)

Received: 2025-01-26   Revised: 2025-03-25   Online: 2025-05-29

作者简介 About authors

高树广，主要从事芝麻遗传育种和栽培技术研究，E-mail：shuguanggao2008@163.com

摘要

为筛选芝麻遗传育种和品质改良优异种质，以收集保存的190份芝麻种质资源为材料，利用近红外光谱法测定了含油量、蛋白质和脂肪酸含量。结果表明，筛选出具有优良性状的种质资源45份，通过主成分分析和TOPSIS法，评价出综合品质性状相对优良的种质资源19份。各品质性状变异系数在1.03%~10.98%，其中亚麻酸变异系数最高，花生酸变异系数最低。相关性分析结果表明，含油量与蛋白质含量呈极显著负相关（r=-0.741），油酸与亚油酸含量呈极显著负相关（r=-0.936）。灰色关联度分析表明，含油量与糖含量关联度最大，蛋白质、油酸含量与花生酸含量关联度最大。

关键词： 芝麻; 种质资源; 品质性状; 鉴定与评价

Abstract

In order to screen excellent sesame germplasms for genetic breeding and quality improvement, the oil content, protein and fatty acid content of 190 sesame germplasm resources were determined by near-infrared reflectance spectroscopy. The results showed that 45 germplasm resources with excellent characteristics were screened out, and 19 germplasm resources with relatively excellent comprehensive quality characteristics were evaluated by principal component analysis and TOPSIS method. The coefficient of variation of each quality characteristics were 1.03%-10.98%, among which linolenic acid had the highest coefficient of variation and arachidic acid had the lowest coefficient of variation. Correlation analysis showed that oil content was extremely significantly negatively correlated with protein content (r=-0.741) and oleic acid was extremely significantly negatively correlated with linoleic acid content (r=-0.936). Grey correlation analysis showed that the correlation between oil content and sugar content was the greatest, and the correlation between protein, oleic acid content and arachidonic acid content was the greatest.

Keywords： Sesame; Germplasm resources; Quality traits; Identification and evaluation

PDF (1425KB) 元数据 多维度评价 相关文章 导出 EndNote| Ris| Bibtex  收藏本文

本文引用格式

高树广, 徐东阳, 胡敏杰, 王瑞霞, 张春花, 徐博涵, 李伟峰, 张留平. 芝麻种质资源品质性状的初步鉴定与评价. 作物杂志, 2025, 41(4): 58-64 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.04.007

Gao Shuguang, Xu Dongyang, Hu Minjie, Wang Ruixia, Zhang Chunhua, Xu Bohan, Li Weifeng, Zhang Liuping. Preliminary Identification and Evaluation of Quality Traits of Sesame Germplasm Resources. Crops, 2025, 41(4): 58-64 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.04.007

芝麻（Sesamum indicum L.，2n=26）属于一年生草本植物，隶属于胡麻科胡麻属，是世界上含油量最高的油料作物，也是最古老的特色油料作物之一[1]。芝麻籽粒不但含有丰富的脂肪酸、蛋白质、膳食纤维、多糖、微量元素和维生素，并且含有芝麻素、芝麻林素和芝麻酚等抗氧化物质，广泛应用于食品、化工、保健和医疗等行业[2]。受遗传背景的影响，不同芝麻种质间的营养成分含量存在差异，优良种质资源的筛选与利用在芝麻新品种选育和改良中起着非常重要的作用[3]。梅鸿献等[4]研究表明209份芝麻种质资源脂肪酸含量为42.02%~ 55.47%、变异系数为3.85%；贾斌等[5]对317份芝麻种质资源的研究表明含油率变幅为43.02%~ 63.46%、蛋白质含量变幅为14.66%~24.86%；周瑢等[6]对548个芝麻株系的RIL群体的研究发现含油量变化在42.43%~58.38%。

对芝麻种质资源进行收集、创制、保存、鉴定、评价与利用，是保护芝麻种质资源、推动芝麻产业持续稳定发展的重要基础[7]。近年来，为提供芝麻遗传育种和生产应用优异种质，国内外学者陆续开展了芝麻种质资源群体结构和遗传多样性的分析[8]。岳文娣等[9]和Yue等[10]利用SSR标记对不同芝麻品种进行分析，发现芝麻种质资源遗传多样性较丰富。Wei等[11]通过遗传标记发现我国育成芝麻品种的亲缘关系比较集中，相似度0.51~0.99，遗传多样性相对较低，且显著低于地方品种。

近红外光谱分析技术（NIRS）是根据不同物质在近红外光谱区（780~2526 nm）具有不同的吸收特性，会产生不同的光谱这一原理而发展起来的一项无损物理分析技术[12]，该项技术能实现对样品的定性和定量分析[13]，并已广泛应用于化工、石油、农牧、食品等领域[14-15]。在芝麻[16]、油菜[17]、大豆[18]、花生[19]和向日葵[20]等油料作物籽粒品质的检测上也得到了很好的应用与发展。与传统籽粒品质化学分析方法相比，近红外光谱分析技术具有样本少、无破损、周期短、成本低和快速精准的特点。本研究以收集保存的190份芝麻种质资源为材料，采用NIRS法测定了油分、蛋白质及脂肪酸含量，为芝麻遗传育种和品质改良以及育种目标制定和亲本材料选择提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为周口市农业科学院收集并保存的190份芝麻种质资源（表1）。

表1   190份芝麻种质资源列表

Table 1  List of 190 sesame germplasm resources

编号
Number		种质名称
Germplasm name		编号
Number		种质名称
Germplasm name		编号
Number		种质名称
Germplasm name		编号
Number		种质名称
Germplasm name
230001霸王鞭23004913-41101（南阳）230099农家种230159品系
230002青板苏23005008-4106（南阳）230100农家种230160豫芝23号
230003八杈芝麻230051平舆5号230101农家种230161项芝2号
230004芝麻230052平舆4号230102农家种23016217M5238
230005新蔡选抗230053平舆3号230103农家种230163漯芝101
230006对角芝麻230054平舆2号230104上芝2005064230164商芝186
230007郑芝98N09230055中芝22230105农家种230165商芝196
230008漯芝B726230056中芝高素-2230106农家种230166信芝2号
230009周芝3号230057中芝高素-1230107驿芝M26230167驿芝188
230010漯芝12号230058农家种230108驻16B04-1230168舆芝B165
230011驻芝11号230059农家种230109阜芝006230170郑芝HL09
230012漯芝16号230060郑芝01DD25230111上芝10号230172三高12号
230013舆芝2018230061舆芝07616230112上芝12号230173商芝189
230014郑杂芝3号230062品系230113驻14J50230174上芝15
230015FY01230063长义芝D401230114舆芝0428230175驿芝181
230016漯芝18号230064农家种230115商芝156230177郑芝HL04
230017皖芝0222-1230065农家种230116商芝158230178中芝34
230018驻芝18号230066农家种230117郑0318-1230180驻17B09-2
230019舆芝15号230067豫芝11号变异株230118周芝12号230181项芝秸叶黄1号
230020郑芝13号230068农家种230119皖芝17号230182宛芝21
230021农家种230069农家种230120周芝13号230188阜芝303
2300221080230070农家种230122驻芝19230189商芝3号
2300231089230071农家种230123品系230190驻19B11
2300241098230072农家种230125驻17B09-1230191漯芝106
2300251104230073农家种230126上芝14230192皖芝24
2300261119230074农家种230128皖芝22号230193驻19B10
2300271124230075农家种230129周芝16号230194商芝6号
2300281141230076宛芝选-02230131郑太芝4号230195漯芝100
2300291118230077宛芝选-23230133豫芝DS7306230197阜芝125
2300301153230078宛芝选-26230134豫芝4号230198商芝7号
2300311156230079宛芝选-31230136驻16B04-2230199周芝23号
2300321183230080皖1204009230138漯16PB17230200商芝1306
230033118423008112JD403-2230139上芝13230201郑芝0134
2300341187230082农家种230140周芝11号230202豫芝DS899
2300351257230084鄂芝1号230144豫芝20号230203豫芝ND837
2300361276230085鄂芝5号230145周芝9号230204豫芝NS610
2300371280230086农家种230146豫芝21号230205NA豫芝620
230038皖芝0222-2230087农家种230147纯优雪冠230206Dw609（矮）
2300392293230088农家种230148豫芝金雪霸230207Dw609（高）
230040FY02230089农家种230149农家种230208农家种
230041驻06J3230090农家种230150农家种230209漯芝21号
230042郑芝0312230091农家种230151品系230210漯芝22号
230043驻08J2230093农家种230152品系230211驻芝22
230044宛芝16230094农家种230153品系230212驻芝25
230045周芝6号优系230096农家种230154品系230213农家种
23004613-41008（南阳）230097农家种（短蒴）230155品系230232农家种
23004713-401（南阳）230097农家种（长蒴）230156品系
23004813-462（南阳）230098农家种230158品系

新窗口打开| 下载CSV


1.2 试验方法

试验材料于2023年播种于周口市农业科学院试验田，采用完全随机设计，行长5 m、行距0.4 m，设3次重复，芝麻成熟收获后精选干净无杂质芝麻籽粒，备用。

1.3 测定指标与方法

采用近红外光谱法（Spectra Star XT，法国肖邦）测定籽粒含油量、蛋白质、油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、亚麻酸、山嵛酸、棕榈油酸、粗纤维和糖含量。将待测芝麻籽粒样品直接倒入取样杯中轻轻压实，盖上金属反射板，扫描条件：温度为10~30 ℃、湿度为30%~70%、分辨率为1 nm，扫描12次，3次重复，计算平均吸收光谱，然后根据袁青丽等[21]构建的NIRS定标模型（绝对误差<1.50%）把吸收光谱数据折算成含油量、蛋白质和脂肪酸含量，光谱散射前处理方法：标准正态变换+去趋势矫正+一阶导数。利用智能考种分析系统（托普TPKZ-3）测定千粒重。

1.4 数据处理

采用Microsoft Execl 2019整理数据和汇总，利用DPS 8.50进行主成分分析、TOPSIS综合评价、相关性分析和灰色关联度分析。

2 结果与分析

2.1 芝麻种质品质性状的统计分析

对190份种质资源品质性状进行统计分析，由表2可知，筛选出具有优良性状的种质45份，其中含油量>55.00%种质13个，230031（1156）含油量最高；蛋白质含量>25.00%种质8个，其中230088（农家种）含量最高，230174（上芝15）亚油酸含量最高，为45.05%，棕榈酸含量>10.00%种质8个，其中230204（豫芝NS610）含量最高；亚麻酸含量>0.45%种质2个，230001（霸王鞭）花生酸含量最高；千粒重>3.30 g种质12个，其中230014（郑杂芝3号）千粒重最高。

表2   190份芝麻种质品质性状的描述性统计分析

Table 2  Descriptive statistical analysis of quality traits in 190 sesame germplasms

品质性状
Quality trait		含量范围
Content range		平均值
Mean		优异种质数量
Number of excellent
germplasm		含量最高种质编号
Germplasm number with
the highest content		标准差
SD (%)		变异系数
CV (%)
含油量Oil content (%)49.45~57.9752.5213（>55.00%）2300311.492.83
蛋白质Protein (%)19.86~25.9523.118（>25.00%）2300881.154.99
棕榈酸Palmitic acid (%)7.63~10.739.318（>10.00%）2302040.444.73
棕榈油酸Palmitoleic acid (%)0.09~0.120.10－2301600.014.97
硬脂酸Stearic acid (%)5.07~6.885.76－2300290.325.53
油酸Oleic acid (%)39.62~48.8544.05－2300151.774.01
亚油酸Linoleic acid (%)36.32~45.0541.461（>45.05%）2301741.734.16
亚麻酸Linolenic acid (%)0.21~0.460.382（>0.45%）2300670.0410.98
花生酸Arachidic acid (%)0.65~0.720.6912300010.011.60
山嵛酸Docosanoic acid (%)0.15~0.180.17－2301890.013.74
粗纤维Crude fiber (%)2.70~4.803.51－2300290.308.68
糖Sugar (%)9.28~9.809.53－2301600.101.03
千粒重1000-grain weight (g)2.18~3.612.9212（>3.30 g）2300140.268.78

新窗口打开| 下载CSV


190份资源的含油量变幅为49.45%~57.97%，平均52.52%；蛋白质含量的变幅为19.86%~ 25.95%，平均23.11%，脂肪酸含量平均值依次为油酸>亚油酸>棕榈酸>硬脂酸>花生酸>亚麻酸>山嵛酸>棕榈油酸；变异系数为亚麻酸>硬脂酸>棕榈油酸>棕榈酸>亚油酸>油酸>山嵛酸>花生酸，蛋白质含量变异系数大于含油量，千粒重变异系数为8.78%。

2.2 芝麻种质品质性状的主成分分析

对190份芝麻种质的品质性状进行主成分（PCA）分析，首先进行Bartlett检验和KMO检验，结果表明Bartlett的球形度检验近似卡方2184.2269，df为78，显著性为0.0001（说明P<0.01），KMO检验结果为0.5105，可以进行主成分分析。由表3可知，前5个主成分特征值大于1，并且累计方差贡献率达到了81.66%，基本包含了芝麻种质含油量、蛋白质和脂肪酸含量组成的大部分信息。在前5个主成分中，PC1特征值为3.791、贡献率为29.16%，其特征向量中主要因子为蛋白质（0.425）和含油量（-0.392），说明蛋白质含量高的种质材料总体含油量低，可称之为“蛋白因子”。PC2特征值为2.811、贡献率为21.63%，特征向量中主要因子为油酸（0.447）和亚油酸（-0.492），说明油酸含量高的种质亚油酸含量低，可称之为“油酸因子”。PC3特征值1.635、贡献率12.58%，特征向量中主要因子为粗纤维（0.492）和亚麻酸（-0.432），说明籽粒粗纤维含量高的种质材料亚麻酸含量低，可称之为“纤维因子”。PC4特征值为1.262、贡献率9.71%，特征向量中主要因子棕榈酸（0.372）和千粒重（-0.474），说明千粒重低的种质棕榈酸含量相对提高，可称之为“棕榈酸因子”。PC5特征值为1.117、贡献率8.59%，特征向量中主要因子为亚麻酸（0.510）和山嵛酸（-0.590），说明亚麻酸含量高的种质材料山嵛酸相对含量低，可称之为“亚麻酸因子”。

表3   芝麻种质品质性状主成分特征值和因子得分

Table 3  Principle component Eigenvalues and factor scores of quality traits of sesame germplasms

品质性状Quality traitPC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7PC8PC9PC10PC11PC12PC13
含油量Oil content-0.392-0.1250.226-0.308-0.2380.086-0.0310.2900.4140.4400.4050.087-0.010
蛋白质Protein0.4250.1140.0400.324-0.2010.0170.141-0.219-0.2920.5700.3490.2260.090
棕榈酸Palmitic acid-0.025-0.157-0.4120.3720.1600.5990.3020.4120.083-0.0320.0860.0030.070
棕榈油酸Palmitoleic acid0.290-0.3570.215-0.0770.2960.236-0.185-0.2750.249-0.3000.2610.507-0.077
硬脂酸Stearic acid-0.1610.445-0.0700.3380.139-0.1050.165-0.4070.639-0.0190.066-0.0440.140
油酸Oleic acid0.1840.4470.061-0.334-0.0780.358-0.2180.081-0.057-0.1660.096-0.0450.649
亚油酸Linoleic acid-0.158-0.4920.0810.2190.055-0.3930.1040.025-0.061-0.0950.112-0.0340.695
亚麻酸Linolenic acid0.1540.127-0.432-0.1190.510-0.371-0.3360.3130.0900.2970.0060.2250.060
花生酸Arachidic acid0.3550.1690.2700.277-0.106-0.280-0.0530.4920.135-0.3490.377-0.211-0.185
山嵛酸Docosanoic acid0.334-0.150-0.2060.023-0.590-0.088-0.0430.1190.397-0.012-0.4550.2760.106
粗纤维Crude fiber-0.2400.2740.4920.2540.1400.0170.0930.298-0.1290.023-0.3660.5380.052
糖Sugar0.340-0.1880.4140.0440.3120.176-0.0570.0350.2380.375-0.361-0.4600.072
千粒重1000-grain weight0.2490.0570.025-0.4740.159-0.1700.7990.0720.054-0.0450.0000.0820.015
特征值Eigenvalue3.7912.8111.6351.2621.1170.8480.6510.4810.1610.1180.0640.0390.022
贡献率Contribution rate (%)29.1621.6312.589.718.596.525.013.701.240.910.490.300.17
累计贡献率
Cumulative contribution rate (%)		29.16
50.79
63.36
73.07
81.66
88.18
93.19
96.89
98.13
99.04
99.53
99.83
100.00

新窗口打开| 下载CSV


根据公式(1)计算前5个主成分的综合值，再依据综合值评价种质的综合品质性状。

y综=∑i=1m(λi/p)yi

式中，λi是第i个主成分的特征值，p为变量数，yi是种质资源第i个主成分的得分，y综表示种质资源综合得分。

结果表明，190份种质中综合得分大于0的种质材料97份，综合排名前10（表4）的种质依次为230029（1118）、230102（农家种）、230001（霸王鞭）、230013（舆芝2018）、230026（1119）、230096（农家种）、230088（农家种）、230129（周芝16号）、230034（1187）和230189（商芝3号），其中综合值最高的是编号为230029（1118）的种质资源（综合值1.74），说明1118综合品质性状最好。

表4   主成分综合值位于前10位芝麻种质

Table 4  The comprehensive value of principal component among the top ten sesame germplasms

编号
Number		种质名称
Germplasm name		综合值
Comprehensive value		排名
Ranking
23002911181.741
230102农家种1.582
230001霸王鞭1.473
230013舆芝20181.434
23002611191.325
230096农家种1.316
230088农家种1.307
230129周芝16号1.218
23003411871.219
230189商芝3号1.1510

新窗口打开| 下载CSV


2.3 芝麻种质品质性状的综合评价分析

以粗纤维和糖含量为低优指标，各个指标权重均为1，用TOPSIS法对190份芝麻种质进行综合评价。由表5可知，综合得分（CI）位于前10位的芝麻种质分别是230189（商芝3号）、230039（2293）、230194（商芝6号）、230086（农家种）、230202（豫芝DS899）、230115（商芝156）、230209（漯芝21）、230103（农家种）、230045（周芝6号）、230065（农家种），其中商芝3号综合得分最高，并且其在主成分分析中综合值也位居前10位。

表5   TOPSIS综合评价得分位于前10的芝麻种质

Table 5  Comprehensive evaluation of TOPSIS score among the top ten sesame germplasms

编号
Number		种质名称
Germplasm name		D+D-CI排名
Ranking
230189商芝3号0.0280.0730.7231
23003922930.0320.0670.6792
230194商芝6号0.0330.0630.6603
230086农家种0.0330.0640.6594
230202豫芝DS8990.0340.0620.6485
230115商芝1560.0350.0620.6426
230209漯芝210.0340.0600.6387
230103农家种0.0340.0600.6378
230045周芝6号0.0350.0590.6279
230065农家种0.0360.0590.62410

新窗口打开| 下载CSV


2.4 芝麻种质品质性状的相关性分析

为深入了解190份芝麻种质材料千粒重、含油量、蛋白质和主要脂肪酸含量之间的关系，对各指标进行了相关性分析，从图1可以看出含油量与亚油酸含量呈极显著正相关（r=0.304**），与蛋白质含量（r=-0.741**）呈极显著负相关，并且一些脂肪酸组分会随着含油量的升高而降低；蛋白质含量与油酸、花生酸、山嵛酸、棕榈油酸、糖含量和千粒重呈极显著正相关，与亚油酸含量呈极显著负相关（-0.328**）；油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、亚麻酸、山嵛酸和棕榈油酸等脂肪酸组分之间呈不同的正负相关。因此，在制定育种目标选择亲本材料时，要综合考虑各品质性状之间的相关性，一些成分能够协同提高，一些成分和含量不能同时提高，尤其注意含油量与蛋白质含量不能协同提高，油酸和亚油酸含量不能协同提高。

图1

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图1   芝麻种质品质性状及千粒重间的相关性分析

“***”、“**”、“*”分别表示相关性达P < 0.001极显著水平、P < 0.01极显著水平、P < 0.05显著水平。

Fig.1   Correlation analysis between quality traits and 1000-grain weight of sesame germplasms

“***”,“**”and“*”respectively indicate the correlations reach the extremely significant level of P < 0.001, P < 0.01 and the significant level of P < 0.05.


2.5 芝麻种质品质性状的灰色关联度分析

设置分辨系数为0.1、∆min=0，对芝麻种质各品质性状进行灰色关联度分析，研究各品质性状之间的关联度。从表6可知，芝麻种质含油量与各性状的关联度依次为糖>花生酸>亚油酸>粗纤维>棕榈酸>山嵛酸>油酸>棕榈油酸>亚麻酸>硬脂酸>蛋白质>千粒重，蛋白质含量与各品质性状的关联度依次为花生酸>糖>山嵛酸>油酸>棕榈油酸>粗纤维>亚麻酸>亚油酸>棕榈酸>千粒重>硬脂酸，油酸与各品质性状的关联度依次为花生酸>糖>粗纤维>山嵛酸>千粒重>亚麻酸>棕榈酸>硬脂酸>棕榈油酸>亚油酸。

表6   芝麻种质主要品质性状灰色关联矩阵

Table 6  Grey correlation matrix of main quality traits of sesame germplasms

品质性状
Quality trait		含油量
Oil
content		蛋白质
Protein		油酸
Oleic
acid		亚油酸
Linoleic
acid		棕榈酸
Palmitic
acid		硬脂酸
Stearic
acid		花生酸
Arachidic
acid		亚麻酸
Linolenic
acid		山嵛酸
Docosanoic
acid		棕榈油酸
Palmitoleic
acid		粗纤维
Crude
fiber		糖
Sugar		千粒重
1000-grain
weight
含油量Oil content1.000
蛋白质Protein0.5061.000
油酸Oleic acid0.5770.5721.000
亚油酸Linoleic acid0.6370.5310.5161.000
棕榈酸Palmitic acid0.5970.5290.5370.5711.000
硬脂酸Stearic acid0.5130.4840.5360.4700.4931.000
花生酸Arachidic acid0.6610.6390.6470.6140.6040.5711.000
亚麻酸Linolenic acid0.5260.5310.5420.5110.5160.5090.5381.000
山嵛酸Docosanoic acid0.5810.6110.5790.5840.5640.4970.6640.4311.000
棕榈油酸Palmitoleic acid0.5560.5660.5320.5750.5530.4610.6000.4200.5701.000
粗纤维Crude fiber0.6070.5440.5800.5660.5460.6080.5980.4810.5310.5361.000
糖Sugar0.6700.6150.6390.6350.6210.5590.8160.4450.6670.6350.5111.000
千粒重1000-grain weight0.4980.5220.5510.4710.4860.4710.5270.4490.5120.5090.4520.5311.000

新窗口打开| 下载CSV


3 讨论

种质资源已成为重要的战略资源，世界各国都在加强种质资源的收集、创制、整理、鉴定和保存等相关研究工作[22]。芝麻种质资源相关性状的鉴定与分析，对优质新品种选育和遗传改良具有重要意义[23]。王郅琪等[24]研究发现132份江西芝麻地方资源遗传多样性较丰富，主要表型性状的变异较大。张祖清等[25]对赣南地区芝麻地方种质资源的遗传多样性分析发现，67份赣南区域芝麻地方种质部分性状的遗传基础广泛，表型变异较大。杨学乐等[26]研究发现63份湖南省芝麻资源21个表型性状具有广泛的遗传多样性。崔彦芹等[27]对河北省300份芝麻种质资源的研究发现其遗传多样性丰富，并从中选出了一批综合性状优良和具有特异性状的种质资源。吕伟等[28]研究表明189份山西芝麻种质资源表型性状存在很大差异。庄秋丽等[29]对来自不同国家的294份芝麻种质资源的农艺性状遗传多样性进行了研究，结果表明不同芝麻种质资源农艺性状遗传多样性丰富，并发现初花期与其早熟性一致性较好。Sato等[30]最早采用NIRS技术测定了芝麻脂肪酸主要组分。

提高品质是作物育种的主要目标之一，芝麻品质是遗传因素、环境因素以及两者互作的结果。本研究利用近红外光谱分析技术对收集、保存的190份种质资源含油量、蛋白质和脂肪酸含量进行了分析与评价，筛选出具有优良性状的种质45份；不同种质材料间蛋白质含量变异系数大于含油量，脂肪酸组分中亚麻酸含量变异系数最大。

主成分分析是通过降维把多个指标转化为几个综合指标的统计分析方法，按照累计贡献率达80%的标准，提取了特征值大于1的前5个主成分，通过5个主成分的综合得分评价筛选出品质性状相对优良种质10个。TOPSIS综合评价法是基于归一化的原始数据矩阵，找出最优方案，计算各评价对象与最优方案的接近程度，以此作为评价各个对象的依据，以粗纤维和糖含量为低优指标，各个指标权重均为1，筛选出品质性状相对优良的种质10个，其中商芝3号在主成分综合评价和TOPSIS评价中得分均位于前10位。

相关性分析表明，种质的含油量与蛋白质含量呈极显著负相关，油酸与亚油酸含量呈极显著负相关。灰色关联度分析结果表明，种质的含油量和蛋白质含量与千粒重关联度不大，并且油酸与亚油酸含量关联度最小，因此，在优质芝麻新品种选育过程中应综合考虑不同品质性状间的相互作用和影响。

4 结论

从190份芝麻种质资源中筛选出具有优良性状的种质45份，通过主成分分析和TOPSIS综合评价法筛选出综合品质性状相对优良的种质19份，为芝麻遗传育种和品质改良提供了种质基础。不同芝麻种质材料间蛋白质含量变异系数大于含油量，脂肪酸组分中亚麻酸含量变异系数最大。通过相关分析和灰色关联度分析研究了不同品质性状之间的相关关系和关联度，为育种目标的制定和亲本的选择提供了理论基础。

参考文献

Zhang H Y, Miao H M, Ju M. Potential for adaptation to climate change through genomic breeding in sesame. Switzerland: Spring Nature, 2019.

[本文引用: 1]

Zhang H Y, Langguam D R, Miao H M. Economic and academic importance of sesame. Switzerland: Spring Nature, 2021.

[本文引用: 1]

刘德畅. 河南省芝麻产业发展的制约因素与对策研究. 郑州: 河南农业大学, 2010.

[本文引用: 1]

梅鸿献, 魏安池, 刘艳阳, 等.

芝麻种质资源芝麻素、蛋白质、脂肪含量变异及其相关分析

中国油脂, 2013, 38(4):87-90.

[本文引用: 1]

贾斌, 王允, 尹海燕, 等.

黑、白芝麻营养成分及品质的差异分析

河南农业科学, 2020, 49(5):69-74.

[本文引用: 1]

为了明确黑、白芝麻品种的品质性状及营养成分差异，选取317个国内芝麻种质材料，对其含油量以及蛋白质、脂肪酸、氨基酸、芝麻素、芝麻林素等主要品质成分含量进行测定，并根据种皮颜色对黑、白芝麻品种的品质指标差异及其相关性进行初步分析。结果表明，不同芝麻种质脂肪酸及氨基酸组分含量有很大差异，黑、白芝麻中含油量以及蛋白质、芝麻素、芝麻林素含量均有显著差异，其中白芝麻中芝麻素和芝麻林素含量均显著高于黑芝麻，黑芝麻中芝麻素含量与芝麻林素含量的相关性高于白芝麻。黑、白芝麻中氨基酸含量均以精氨酸和谷氨酸含量较高，且黑芝麻中异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸含量显著高于白芝麻。黑、白芝麻中含油量与芝麻素含量均呈极显著正相关，与花生酸含量呈极显著负相关。作为主要饱和脂肪酸，芝麻棕榈酸含量与油酸、花生酸含量呈显著正相关，而与亚油酸含量呈极显著负相关。不同种皮颜色芝麻品质指标有很大差异，黑、白芝麻中含油量与芝麻素含量呈极显著正相关关系，据此可实现高含油量、高芝麻素的同步改良，推动高含油量、高芝麻素含量芝麻新品种的培育。

周瑢, 许方涛, 盛晨, 等.

芝麻含油量及脂肪酸含量QTL分析

中国油料作物学报, 2021, 43(6):1042-1051.

DOI:10.19802/j.issn.1007-9084.2021107      [本文引用: 1]

本研究以较高含油量芝麻品种“中芝13”（56.31%）和低含油量芝麻材料ZZM2748（48.75%）为亲本构建包含548个株系的RIL群体，采用近红外法对群体在2个不同环境下的含油量、油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸含量进行分析，发现群体含油量及脂肪酸含量存在较大变异，其中含油量变化在42.43%~58.38%，其与油酸和亚油酸含量无显著相关关系，但与棕榈酸显著负相关；应用软件WinQTLCart2.5和ICIMapping3.0基于构建的遗传连锁图共定位到50个相关QTL，分布在芝麻11个连锁群上，贡献率变化在1.59%~40.62%。其中，有21个QTL被两个软件同时检测到，有7个QTL在2个环境下被重复检测到。位于连锁群LG10上的qSOC_10.3和位于连锁群LG11上的qSOC_11.1遗传贡献率较大，分别为34.38%和40.62%，为控制芝麻含油量的主效QTL，其中qSOC_11.1与定位到的油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸位点重合，表现一因多效特征。通过基因组注释和差异表达分析，在两个主效位点发掘出24个候选基因。研究发现的芝麻含油量及不同脂肪酸含量遗传变异特征和获得的QTL及候选基因对相关性状的遗传改良具有指导意义和应用价值。

郑永战, 刘艳阳, 张海洋, 等.

芝麻种质资源研究进展与展望

河南农业科学, 2011, 40(6):21-27.

[本文引用: 1]

&nbsp;芝麻是我国四大油料作物之一,是重要出口创汇农产品。芝麻种质资源利用率较低,限制了芝麻科研、生产及产业化的进一步发展。为此,对芝麻种质资源的收集、保存、鉴定与评价、核心种质构建和创新等方面进行了综述,并展望了当前芝麻种质资源研究亟待解决的问题。&nbsp;

Wu K, Yang M M, Liu H Y, et al.

Genetic analysis and molecular characterization of Chinese sesame (Sesamum indicum L.) cultivars using insertion-deletion (InDel) and simple sequence repeat (SSR) markers

BMC Genetics, 2014, 15(1):35.

[本文引用: 1]

岳文娣, 魏利斌, 张体德, 等.

芝麻种质资源SSR标记遗传多样性与群体结构分析

作物学报, 2012, 38(12):2286-2296.

DOI:10.3724/SP.J.1006.2012.02286      [本文引用: 1]

利用42对具明显多态性的SSR引物, 分析国内外545份芝麻品种的遗传多样性和群体结构。结果检测到106个等位变异位点, 引物多态位点范围为3~9个, 平均为3.8个/引物, Y1994引物的等位位点最多, 为9个。引物Shannon信息指数(I)范围为1.4834~0.1233, 平均值为0.6450; 多态信息指数(PIC)范围为0.7481~0.0516, 平均值为0.4092, 平均杂合度(He)为0.1162。UPGMA聚类、二元主成分及群体结构分析结果基本一致; 供试545份芝麻资源可被分为3个UPGMA组群, 在群体结构上分为3个亚群; 芝麻资源整体遗传分化较小, 亲缘关系较近。中国7个生态群种质相似系数范围为0.9811~0.5462, 东北西北等区域资源与黄淮、江汉、华中华南等区的亲缘关系较远; 国外7个生态群相似系数为0.9726~0.7442, 非洲区与日本区种质亲缘关系较近, 与中国资源亲缘关系较远。中国种质资源遗传基础较为狭窄, 遗传多样性与地理分布不完全相关, 而国外资源遗传多样性丰富。在今后芝麻育种工作中, 应加强国外资源的引进与利用, 并注重国内不同类群资源利用, 拓宽我国芝麻品种遗传基础。

Yue W D, Wei L B, Zhang T D, et al.

Genetic diversity and population structure of germplasm resources in sesame (Sesamum indicum L.) by SSR markers

Acta Agronomic Sinica, 2012, 38(12):2286-2296.

[本文引用: 1]

Wei L B, Miao H M, Xu F F, et al.

Chinese sesame cultivars, DNA fingerprinting, and two-dimensional barcodes using single nucleotide polymorphisms, insertions or deletions, and simple sequence repeat markers

Crop Science, 2017, 57(4):1941-1947.

[本文引用: 1]

褚小立, 陆婉珍.

近五年我国近红外光谱分析技术研究与应用进展

光谱学与光谱分析, 2014, 34(10):2595-2605.

[本文引用: 1]

张荣, 吴文娟.

近红外光谱技术的定性和定量分析

化工时刊, 2011, 25(9):36-38.

[本文引用: 1]

蒋淑丽. 稻米矿质元素分析及其近红外测定技术的研究. 杭州: 浙江大学, 2007.

[本文引用: 1]

刘建学, 吴守一, 方如明.

近红外光谱分析在农产品方面的应用与展望

江苏理工大学学报(自然科学版), 1998, 19(3):1-5.

[本文引用: 1]

Komivi D, Xin W, Mareme N, et al.

Near-infrared reflectance spectroscopy reveals wide variation in major components of sesame seeds from Africa and Asia

The Crop Journal, 2018, 6(2):202-206.

[本文引用: 1]

高建芹, 张洁夫, 浦惠明, 等.

近红外光谱法在测定油菜籽含油量及脂肪酸组成中的应用

江苏农业学报, 2007, 23(3):189-195.

[本文引用: 1]

王铎, 张力, 范素杰, 等.

大豆主要脂肪酸含量近红外模型的建立

大豆科学, 2017, 36(2):295-299.

[本文引用: 1]

李建国, 薛晓梦, 张照华, 等.

单粒花生主要脂肪酸含量近红外预测模型的建立及其应用

作物学报, 2019, 45(12):1891-1898.

DOI:10.3724/SP.J.1006.2019.94016      [本文引用: 1]

脂肪酸组成是影响花生营养价值和货架寿命的主要因素, 高油酸花生以其营养保健价值高、化学稳定性好、耐储藏等特点, 深受广大消费者和花生加工企业的喜爱。因此, 培育高油酸品种是花生育种的重要目标, 建立快速、高效、准确检测花生中主要脂肪酸含量的无损方法是加快花生脂肪酸改良和高油酸品种选育进程的重要技术保障。本研究利用近红外光谱技术建立了可以非破坏性地快速检测单粒花生中油酸、亚油酸、棕榈酸含量的数学模型, 其中油酸模型的决定系数(R <sup>2</sup>)为0.907, 均方差为3.463; 亚油酸模型的决定系数为0.918, 均方差为2.824; 棕榈酸模型的决定系数为0.824, 均方差为0.782。使用100粒花生验证该模型的准确性, 结果油酸、亚油酸和棕榈酸的近红外预测值与化学值的相关系数分别为0.88、0.90和0.71, 表明此模型可以准确地预测单粒花生中这3种脂肪酸的含量。本研究借助该模型建立了一种不依赖分子标记的快速、高效选育高油酸花生的方法, 并成功应用于高油酸花生育种, 选育出高油酸花生品种中花215。

汪磊, 谭美莲, 傅春玲, 等.

利用近红外技术预测向日葵籽仁品质性状

中国油料作物学报, 2020, 42(1):147-153.

DOI:10.19802/j.issn.1007-9084.2019143      [本文引用: 1]

为实现向日葵育种材料的品质性状快速预测，选取154份向日葵籽仁样品，结合化学测定值和近红外光谱，利用化学计量学手段建立向日葵籽仁品质指标的近红外模型，评估其在向日葵籽仁粗蛋白、粗脂肪、油酸、亚油酸等重要品质性状测定中的可行性。结果表明，改进偏最小二乘法建模效果最佳，其粗脂肪、粗蛋白、油酸、亚油酸、饱和脂肪酸及不饱和脂肪酸的定标相关系数分别为0.975、0.950、0.973、0.951和0.913，交叉验证相关系数分别 为0.969、0.939、0.915、0.927和0.711。用检验集对模型进行验证，粗脂肪、蛋白质、油酸、亚油酸、饱和及不饱和脂肪酸的外部检验相关系数（R2）分别为0.959、0.950、0.937、0.906和0.930。本研究建立的模型质量较高，能够满足向日葵籽仁品质成分的快速测定，可为向日葵品质育种前期大量、快速的筛选提供技术支持。

袁青丽, 苗红梅, 马琴, 等.

芝麻子粒脂肪酸主要组分的近红外光谱模型建立及特征分析

河北农业科学, 2022, 26(2):102-108.

[本文引用: 1]

肖鑫辉, 李开绵, 许瑞丽, 等.

国内外栽培木薯(Manihot esculenta Crantz)种质资源表型多样性分析

植物遗传资源学报, 2017, 18(1):94-105.

DOI:10.13430/j.cnki.jpgr.2017.01.012      [本文引用: 1]

以国内外不同地理来源的228份木薯资源为材料，通过评价植株15个茎和块根的描述型表型性状及7个与产量相关的数量性状，初步了解其表型遗传多样性，为种质资源创新利用、针对性地引种和育种亲本选配提供理论参考。结果表明，国内外不同地理来源木薯资源描述型性状频率分布较一致，多以张开型、三分叉、30° ~ 45°分枝角度、主茎内皮浅绿色居多，块根性状以表皮粗糙、外皮淡褐色、内皮乳黄色、肉质白色资源居多；数量性状多样性指数为1.895 ~ 2.073，描述型性状多样性指数为0.435 ~ 1.889，表明228份木薯资源遗传多样性丰富，且数量性状存在较大程度变异（8.91% ~ 44.60%），国内资源块根直径极显著高于国外资源，国外资源干物率极显著高于国内资源，说明国内外资源的块根直径和干物率具有明显的遗传差异，利用现有资源可能选育出产量高、品质好的品种。两步聚类分析将参试资源明显划分为两大类群，类群Ⅰ主要特征为株型张开、分枝角度中等偏大，群体不整齐，主茎较粗，薯块产量较高资源；类群Ⅱ为株型紧凑直立型、分枝角度小，群体整齐，主茎较细，薯块干物率较高资源。在今后的育种工作中，可选择同类资源中表型差异互补的种质为亲本，聚合优良性状，以达到育种期望目标。

赵萌, 王春超, 张韧旭, 等.

中国大麦育成品种产量相关性状鉴定评价

植物遗传资源学报, 2022, 23(5):1371-1382.

[本文引用: 1]

王郅琪, 孙建, 周红英, 等.

江西省芝麻地方种质表型性状遗传多样分析

南方农业学报, 2022, 53(4):1021-1029.

[本文引用: 1]

张祖清, 王郅琪, 范呈根, 等.

江西赣南地区芝麻地方种质资源的遗传多样性分析

江西农业学报, 2023, 35(5):1-6.

[本文引用: 1]

杨学乐, 何录秋, 张璐, 等.

湖南芝麻种质资源农艺性状的遗传多样性

湖南农业大学学报, 2019, 45(6):577-582.

[本文引用: 1]

崔彦芹, 郭元章, 蹇家利, 等.

河北省芝麻地方品种资源表型多样性分析

植物遗传资源学报, 2020, 21(1):224-233.

DOI:10.13430/j.cnki.jpgr.20191107003      [本文引用: 1]

为有效利用河北省芝麻种质资源，丰富芝麻育种的物质基础，以河北省种质库保存及收集的 300 份芝麻种质资源为试验材料，2016-2018 年连续 3 年对 31 个表型性状进行调查记载，利用相关系数、聚类分析和主成分分析等统计方法，研究了 300 份芝麻种质资源的遗传多样性。结果表明：22 个质量性状的遗传多样性指数为 1.0986~5.6941，表明 300 份种质资源存在丰富的遗传变异；9 个数量性状的相关分析中，单株产量与株高、每蒴粒数、单株蒴数、千粒重呈极显著正相关，和空稍尖长呈显著负相关。变异系数为 7.36%~34.71%，其中单株产量、单株蒴数、空稍尖长的变异系数较大，说明该性状的遗传多样性较为丰富，株高、蒴果长度、千粒重等性状变异系数较小，说明这些性状一致性较强，变异范围不大。聚类分析将其分为 6 个类群，第Ⅰ类群始蒴高度较低，第Ⅱ类群单株产量最高，第Ⅲ类群蒴果长度最长，第Ⅳ类群株高、主茎果轴长、千粒重均为最高，第Ⅴ类群综合性状表现较差，第Ⅵ类群每蒴粒数最多；主成分分析结果显示，6 个主成分因子累计贡献率为 89.285%。300 份芝麻种质资源的遗传多样性丰富，从中筛选出一些具有优良综合性状和特异性状的种质资源，可作为亲本材料在育种过程中加以利用。

吕伟, 韩俊梅, 任果香, 等.

山西芝麻种质资源遗传多样性分析

作物杂志, 2019(5):57-63.

[本文引用: 1]

庄秋丽, 黄玉波, 李伟峰, 等.

芝麻种质资源农艺性状的遗传多样性分析

江苏农业科学, 2023, 51(6):55-60.

[本文引用: 1]

Sato T, Maw A A, Katsuta M.

NIR reflectance spectro-scopic analysis of the FA composition in sesame (Sesamum indicum L.) seeds

Journal of the American Oil Chemists’ Society, 2003, 80(12):1157-1161.

[本文引用: 1]

/

〈 〉