热林中心研究团队在揭示蒜头果脂肪酸成分变异对气候因子的响应方面取得进展
2025/05/31
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图1：蒜头果的果实、种子、种仁及种仁切面
图2：基于13种脂肪酸的主成分分析
图3：脂肪酸性状与气候因子的相关性
2025年1月18日，热林中心蒜头果项目组在国际知名期刊BMC Plant Biology（JCR1区、中科院2区Top期刊，IF=4.3）在线发表题为“Population variation in fatty acid composition and response to climatic factors in Malania oleifera Chun et S.K. Lee”（蒜头果脂肪酸组成的种群变异及其对气候因子的响应）的研究论文。该研究成果为蒜头果种质资源保育和建立育种群体奠定了基础。
蒜头果是木本油料树种，富含与脑发育有关的神经酸，通过研究在中国广西和云南的7个自然种群中采集97个单株的成熟果实，检测烘干后种仁的脂肪酸组分及含量，结果表明：蒜头果种仁平均脂肪酸含量（FAC）为53.85%，鉴定出13种脂肪酸成分，其中含量前三位的是神经酸（NVA）、油酸（OEA）和芥酸（DSA），分别占FAC的45.68%、30.21%和14.03%；饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量分别为4.82%和95.18%。FAC、NVA、OEA和DSA的变异系数为低到中等（7.64-18.42%），Shannon-Wiener指数为中等到高（1.80–2.04）。所有脂肪酸性状在种群间均存在显著差异，性状间的强共线性将它们归纳为三个主成分。在种群和表型水平上，FAC与NVA呈正相关，NVA与OEA和DSA呈负相关。这种模式与记录的NVA产量低的树种的模式明显不同。温度升高和相对湿度降低有利于FAC和NVA的产生。这些发现为该物种的遗传改良、产业开发、资源管理和可持续利用等奠定了基础。
神经酸(NVA,C24H46O2)是一种超长链单不饱和脂肪酸，20世纪20年代首次从牛和人脑以及鲨鱼肝油中分离得到。由于其与大脑发育密切相关，引起了人们的广泛关注。世界各地致力于寻找新来源，包括化学合成、生物合成和天然提取。自从在植物物种中发现了NVA，例如蒜头果、文冠果和元宝枫等，天然提取就成为最简单和最流行的方法，并且在所有已知植物物种中，蒜头果种仁中的NVA含量最高，种仁的脂肪酸含量(FAC)超过50%，其中NVA占FAC的45%以上。因此，蒜头果是NVA资源工业化利用的重要候选树种之一。
研究表明，种群对蒜头果种仁各脂肪酸成分的变异有显著影响，开展种源选择是可行的；神经酸含量与芥酸含量显著负相关，表明蒜头果具有独特的神经酸合成机制；较高的温度及较低的湿度有利于蒜头果种仁中神经酸的积累。
热林中心蒜头果项目组负责人李洪果博士为论文第一作者，国家植物园（北园）董雷鸣博士和贺然博士为论文通讯作者。该研究工作得到中国林科院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(CAFYBB2024MA031)、国家自然科学基金（32160388）和林木遗传育种全国重点实验室开放课题基金（TGB-KF-2024-001)等项目资助。
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