论文部分内容阅读
摘 要：以芳樟195#一年生扦插苗为研究对象，通过二次正交回旋组合设计，研究了接种固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌对芳樟精油、精油主成分的影响及相关性。结果表明：在微生物菌肥处理下，芳樟总精油含量、叶芳樟醇含量、叶樟脑含量、叶1，8桉叶油素含量、枝芳樟醇含量、枝樟脑含量和枝1，8桉叶油素含量产生了极显著性的差异（P=0.001）。芳樟精油含量与芳樟醇含量呈正相关，芳樟精油含量与樟脑含量和1，8桉叶油素含量呈负相关。经微生物菌剂处理后，提升了芳樟的精油含量、醇含量，同时降低了芳樟的樟脑、1，8桉叶油素含量。
关键词：芳樟;微生物菌剂;精油;二次回归正交旋转设计;相关性
中图分类号 S725.5 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）24-0028-04
Abstract：Based on annual Cinnamomum camphora 195 code cuttings， The effects of inoculation of Azotobacter chroococum， Bacillus magaterium， Bacillus mucilaginosus and Bacillus subtilis on the influence and correlation of the main components of eucalyptus essential oil and essential oil of C. camphora.The result shows：Under the treatment of microbial fertilizer， the total essential oil content of C. camphora， leaf linalool content， leaf camphor content， leaf 1，8 eucalyptus oil content， linalyl alcohol content， branching brain content and branch 1，8 eucalyptus oil content Produced a very significant difference （P= 0.001）. The content of C. camphora essential oil was positively correlated with the content of linalool，the content of C. camphora essential oil was negatively correlated with the content of camphor and the content of 1，8 eucalyptus.After treatment with microbial agents， increased C. camphora essential oil content， linalool content and linalool content， while reducing C. camphora， 1，8 eucalyptus oil content.
Key words：Cinnamomum camphora;Microbial agent;Essential oil;Quadratic orthogonal gyrocombination design;Correlation
樟樹（Cinnamomum camphora），别名樟木、香樟，属樟科樟属樟组植物，是福建省著名的优良乡土树种之一[1-2]。樟树除具有木质坚韧和天然的美丽纹理的优点，还具有防腐、防虫、气味芳香的特点，其叶、枝、根可提取芳樟醇、樟脑和桉叶油素等成分。芳樟系樟树的1个生化变种，含有丰富的芳樟醇，故称为芳樟[3]。种植芳樟具有显著的经济效益、生态效益和社会效益，栽培前景十分广阔[4]。当前，在我国福建、广西、海南、广东等地均有芳樟油料林。
菌肥是对植物生长发育有益的一类生物菌剂，大量的微生物可分解土壤中的有机物、无机元素或分泌细胞激动素、生长类激素等代谢产物促进植物的生长，对植物的生殖生长、生物量积累等多个方面有着积极的作用[5]。本研究通过二次回归正交旋转设计，研究固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌在不同水平条件下对芳樟精油及主成分的影响，以期为芳樟的科学栽培提供理论指导。
1 材料与方法
1.1 材料来源 盆栽试验所采用的材料，来源于福建省永安林业（集团）股份有限公司种苗中心苗圃长势均匀的芳樟195#一年生扦插苗。单一成分微生物菌剂固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌，来源于沧州旺发生物技术研究所。
1.2 试验地概况 试验地点位于福建农林大学南门妙峰山苗圃地大棚，试验苗圃所处区域位于东经118°08′～120°31′，北纬25°15′～26°29′之间，属亚热带海洋气候，气候温和，雨量充沛。
1.3 试验设计 芳樟盆栽试验采用4因素5水平二次回归正交旋转试验设计（表1）。试验共设置23个处理（T1-T23）和1个空白对照（表2），3次重复，每个重复栽10盆。培育苗木的黄心土和有机质采用0.6%高锰酸钾处理，用喷雾器均匀喷于基质，塑料薄膜覆盖密封曝晒8d后再用于试验苗栽培和接种。盆钵规格为38.5cm×30cm×30cm（上缘直径×下缘直径×高），每盆统一装消毒后的黄心土5.5kg和有机质10g，每个盆栽栽植1株芳樟试验苗。
1.4 试验方法
1.4.1 接种方法和试验苗管护 芳樟菌剂接种方法采用灌根接种法，按照试验设计方案的用量分别用无菌注射器提取和接种（灌根）到对应的芳樟盆栽基质中。试验苗于10月栽植，翌年6月份结束，共8个月。每7d浇水和拔草1～2次，保证试验苗的正常生长条件。 1.4.2 芳樟精油测定的测定 盆栽试验8个月后，对试验组的芳樟苗的成熟叶采摘，当天将各个试验组叶片擦净，称量其鲜重，并将数据整理保存。将称量后的同个试验组的全部样本的叶片进行混合，混合后再将各个试验组的芳樟叶片和枝干分别装入分装袋，保存于冰箱用于精油提炼。提取芳樟叶精油和枝精油采用常压水蒸汽蒸馏法。将剪碎的100g鲜叶片或枝装进蒸馏瓶中，加200mL开水，蒸馏90min后熄火，收集精油，测定叶精油含油量，每个试验组进行3次重复。
1.4.3 芳樟精油主成分测定 采用SP-6890型气相色谱仪测定芳樟精油的化学组成，参照万琴的测定方法[6]。
1.5 数据分析 芳樟总精油含量=叶精油含量×0.7+枝精油含量×0.3，叶生物量/枝生物量=0.7。采用Excel 2017和DPS 7.05数据统计软件。
2 结果与分析
2.1 不同处理对芳樟精油及主成分含量的影响 由芳樟精油含量与精油主成分主成分（表3）可知，对照组的芳樟总精油含量、叶芳樟醇含量和枝芳樟醇含量的平均值分别为1.21%、90.34%和80.79%，而经过微生物菌剂处理后的芳樟总精油含量、叶芳樟醇含量和枝芳樟醇含量的平均值分别为1.49%、94.13%和83.43%，分别比对照组高出的22.96%、4.19%和3.27%;表明在微生物菌剂处理下，提高了芳樟的精油含量和叶芳樟醇含量和枝芳樟醇含量。对照组的叶樟脑含量、叶1，8桉叶油素含量、枝樟脑含量和枝1，8桉叶油素含量的平均值分别为0.17%、0.79%、0.19%和0.79%，而经过微生物菌剂处理后的芳樟总精油含量、叶芳樟醇含量和枝芳樟醇含量的平均值分别为0.02%、0.39%、0.03%和0.39%，分别比对照组高出的22.96%、4.19%和3.27%;表明在微生物菌剂处理下，有效地降低了芳樟的樟脑含量和1，8桉叶油素含量。
由芳樟精油含量与精油主成分主成分方差分析（表4）可知，芳樟总精油含量、叶芳樟醇含量、叶樟脑含量、叶1，8桉叶油素含量、枝芳樟醇含量、枝樟脑含量和枝1，8桉叶油素含量的P值均为0.0001，均存在极显著性差异。这表明，在微生物菌剂处理下，芳樟总精油含量、叶芳樟醇含量、叶樟脑含量、叶1，8桉叶油素含量、枝芳樟醇含量、枝樟脑含量和枝1，8桉叶油素含量产生了极显著性差异。
2.2 芳樟精油含量与主成分含量相关性分析 由表5可知，芳樟总精油含量与芳樟叶、枝芳樟醇含量呈正相关，芳樟总精油含量与芳樟叶、枝樟脑和1，8桉叶油素含量呈负相关。芳樟叶、枝芳樟醇含量与芳樟叶、枝芳樟脑含量和枝1，8桉叶油素含量呈负相关。芳樟叶、枝芳樟脑含量与芳樟叶、枝枝1，8桉叶油素含量呈正相关。其中，芳樟叶樟醇含量与叶、枝樟脑含量分别呈极显著性和显著性负相关;芳樟叶樟脑含量与芳樟枝樟脑含量呈显著正相关;芳樟枝樟醇含量与枝1，8桉叶油素含量呈显著负相关。
3 结论与讨论
芳樟醇含量与樟脑含量、1，8桉叶油素含量是指芳樟醇与樟脑、1，8桉叶油素含量占芳樟精油成分中的相对比例。段博莉等研究表明，芳樟含油率与芳樟醇的合同途径方向相同;含油率、芳樟醇与樟脑、1，8桉叶油素含量的合成途径相反，即精油和芳樟醇含量提升的同时，樟脑、1，8桉叶油素含量的合成会受到抑制[7-9]。本研究中，芳樟精油含量与精油主成分主成分相关性分析结果也符合这一观点。这表明，微生物菌剂对芳樟精油和精油主成分产生了一定的影响，但芳樟精油及各化学类型在遗传上具有一定的稳定性[10]。究其原因，可能是微生物菌肥影响了芳樟的精油含量，当芳樟精油含量提升時，樟脑、1，8桉叶油素含量的合成会受到抑制，从而芳樟醇含量在精油成分中的比例得到提升。也可能是抑制了樟脑、1，8桉叶油素含量的合成，从而使得芳樟醇含量在精油成分中的比例得到提升。还可能是芳樟是以芳樟醇成分为主的一类化学型的樟科樟属樟组植物，精油成分的代谢途径主要是以芳樟醇的合成途径为主导，且抑制樟脑和1，8桉叶油素含量的合成，当微生物菌肥抑制芳樟醇合成的同时，其自身也会抑制樟脑和1，8桉叶油素含量的合成，所以芳樟醇在芳樟精油中的相对比例仍得到了提升。
目前，芳樟的精油和精油成分的代谢途径、微生物如何影响芳樟的精油和精油成分的代谢途径尚未探究明确，今后仍需作进一步的探索。
参考文献
[1]中国科学院华南植物园.广东植物志[M].广州：广东科技出版社，2003：4.
[2]国家林业局.国家重点保护野生植物名录（第一批）[S].1999.
[3]江燕.芳樟醇型樟叶精油中主要成分变化规律的研究[J].香料香精化妆品，2018，171（06）：7-9.
[4]邹自光.芳樟良种繁育及栽培技术[J].安徽农学通报，2016，22（7）：100-101.
[5]CLEMENCE C，ERICP，YVES P，et a1.Photosynthetic bradyrhizobia are natural endophytes of the African wild rice Oryza breviliguulata[J].AppL Environ ，2000（2）：5437-5447.
[6]万琴，萧伟，王振中，等.气相色谱法测定金银花中芳樟醇的含量[J].南京中医药大学学报，2010，26（4）：317-318.
[7]段博莉.芳樟叶片精油及其主要成分的遗传变异规律研究[D].北京：中国林业科学研究院，2006.
[8]黄秋良，张国防，张春，等.芳樟优良无性系叶精油主成分遗传稳定性分析[J].福建林业科技，2016，43（1）：39-42.
[9]王明庥.林木育种遗传学[M].北京：中国林业科学出版社，2001.
[10]黄秋良，张国防，谢亚兵，等.无性繁殖方式对芳樟叶精油及主成分的影响[J].福建林业科技，2016，43（2）：156-159.
（责编：张宏民）
关键词：芳樟;微生物菌剂;精油;二次回归正交旋转设计;相关性
中图分类号 S725.5 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）24-0028-04
Abstract：Based on annual Cinnamomum camphora 195 code cuttings， The effects of inoculation of Azotobacter chroococum， Bacillus magaterium， Bacillus mucilaginosus and Bacillus subtilis on the influence and correlation of the main components of eucalyptus essential oil and essential oil of C. camphora.The result shows：Under the treatment of microbial fertilizer， the total essential oil content of C. camphora， leaf linalool content， leaf camphor content， leaf 1，8 eucalyptus oil content， linalyl alcohol content， branching brain content and branch 1，8 eucalyptus oil content Produced a very significant difference （P= 0.001）. The content of C. camphora essential oil was positively correlated with the content of linalool，the content of C. camphora essential oil was negatively correlated with the content of camphor and the content of 1，8 eucalyptus.After treatment with microbial agents， increased C. camphora essential oil content， linalool content and linalool content， while reducing C. camphora， 1，8 eucalyptus oil content.
Key words：Cinnamomum camphora;Microbial agent;Essential oil;Quadratic orthogonal gyrocombination design;Correlation
樟樹（Cinnamomum camphora），别名樟木、香樟，属樟科樟属樟组植物，是福建省著名的优良乡土树种之一[1-2]。樟树除具有木质坚韧和天然的美丽纹理的优点，还具有防腐、防虫、气味芳香的特点，其叶、枝、根可提取芳樟醇、樟脑和桉叶油素等成分。芳樟系樟树的1个生化变种，含有丰富的芳樟醇，故称为芳樟[3]。种植芳樟具有显著的经济效益、生态效益和社会效益，栽培前景十分广阔[4]。当前，在我国福建、广西、海南、广东等地均有芳樟油料林。
菌肥是对植物生长发育有益的一类生物菌剂，大量的微生物可分解土壤中的有机物、无机元素或分泌细胞激动素、生长类激素等代谢产物促进植物的生长，对植物的生殖生长、生物量积累等多个方面有着积极的作用[5]。本研究通过二次回归正交旋转设计，研究固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌在不同水平条件下对芳樟精油及主成分的影响，以期为芳樟的科学栽培提供理论指导。
1 材料与方法
1.1 材料来源 盆栽试验所采用的材料，来源于福建省永安林业（集团）股份有限公司种苗中心苗圃长势均匀的芳樟195#一年生扦插苗。单一成分微生物菌剂固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌，来源于沧州旺发生物技术研究所。
1.2 试验地概况 试验地点位于福建农林大学南门妙峰山苗圃地大棚，试验苗圃所处区域位于东经118°08′～120°31′，北纬25°15′～26°29′之间，属亚热带海洋气候，气候温和，雨量充沛。
1.3 试验设计 芳樟盆栽试验采用4因素5水平二次回归正交旋转试验设计（表1）。试验共设置23个处理（T1-T23）和1个空白对照（表2），3次重复，每个重复栽10盆。培育苗木的黄心土和有机质采用0.6%高锰酸钾处理，用喷雾器均匀喷于基质，塑料薄膜覆盖密封曝晒8d后再用于试验苗栽培和接种。盆钵规格为38.5cm×30cm×30cm（上缘直径×下缘直径×高），每盆统一装消毒后的黄心土5.5kg和有机质10g，每个盆栽栽植1株芳樟试验苗。
1.4 试验方法
1.4.1 接种方法和试验苗管护 芳樟菌剂接种方法采用灌根接种法，按照试验设计方案的用量分别用无菌注射器提取和接种（灌根）到对应的芳樟盆栽基质中。试验苗于10月栽植，翌年6月份结束，共8个月。每7d浇水和拔草1～2次，保证试验苗的正常生长条件。 1.4.2 芳樟精油测定的测定 盆栽试验8个月后，对试验组的芳樟苗的成熟叶采摘，当天将各个试验组叶片擦净，称量其鲜重，并将数据整理保存。将称量后的同个试验组的全部样本的叶片进行混合，混合后再将各个试验组的芳樟叶片和枝干分别装入分装袋，保存于冰箱用于精油提炼。提取芳樟叶精油和枝精油采用常压水蒸汽蒸馏法。将剪碎的100g鲜叶片或枝装进蒸馏瓶中，加200mL开水，蒸馏90min后熄火，收集精油，测定叶精油含油量，每个试验组进行3次重复。
1.4.3 芳樟精油主成分测定 采用SP-6890型气相色谱仪测定芳樟精油的化学组成，参照万琴的测定方法[6]。
1.5 数据分析 芳樟总精油含量=叶精油含量×0.7+枝精油含量×0.3，叶生物量/枝生物量=0.7。采用Excel 2017和DPS 7.05数据统计软件。
2 结果与分析
2.1 不同处理对芳樟精油及主成分含量的影响 由芳樟精油含量与精油主成分主成分（表3）可知，对照组的芳樟总精油含量、叶芳樟醇含量和枝芳樟醇含量的平均值分别为1.21%、90.34%和80.79%，而经过微生物菌剂处理后的芳樟总精油含量、叶芳樟醇含量和枝芳樟醇含量的平均值分别为1.49%、94.13%和83.43%，分别比对照组高出的22.96%、4.19%和3.27%;表明在微生物菌剂处理下，提高了芳樟的精油含量和叶芳樟醇含量和枝芳樟醇含量。对照组的叶樟脑含量、叶1，8桉叶油素含量、枝樟脑含量和枝1，8桉叶油素含量的平均值分别为0.17%、0.79%、0.19%和0.79%，而经过微生物菌剂处理后的芳樟总精油含量、叶芳樟醇含量和枝芳樟醇含量的平均值分别为0.02%、0.39%、0.03%和0.39%，分别比对照组高出的22.96%、4.19%和3.27%;表明在微生物菌剂处理下，有效地降低了芳樟的樟脑含量和1，8桉叶油素含量。
由芳樟精油含量与精油主成分主成分方差分析（表4）可知，芳樟总精油含量、叶芳樟醇含量、叶樟脑含量、叶1，8桉叶油素含量、枝芳樟醇含量、枝樟脑含量和枝1，8桉叶油素含量的P值均为0.0001，均存在极显著性差异。这表明，在微生物菌剂处理下，芳樟总精油含量、叶芳樟醇含量、叶樟脑含量、叶1，8桉叶油素含量、枝芳樟醇含量、枝樟脑含量和枝1，8桉叶油素含量产生了极显著性差异。
2.2 芳樟精油含量与主成分含量相关性分析 由表5可知，芳樟总精油含量与芳樟叶、枝芳樟醇含量呈正相关，芳樟总精油含量与芳樟叶、枝樟脑和1，8桉叶油素含量呈负相关。芳樟叶、枝芳樟醇含量与芳樟叶、枝芳樟脑含量和枝1，8桉叶油素含量呈负相关。芳樟叶、枝芳樟脑含量与芳樟叶、枝枝1，8桉叶油素含量呈正相关。其中，芳樟叶樟醇含量与叶、枝樟脑含量分别呈极显著性和显著性负相关;芳樟叶樟脑含量与芳樟枝樟脑含量呈显著正相关;芳樟枝樟醇含量与枝1，8桉叶油素含量呈显著负相关。
3 结论与讨论
芳樟醇含量与樟脑含量、1，8桉叶油素含量是指芳樟醇与樟脑、1，8桉叶油素含量占芳樟精油成分中的相对比例。段博莉等研究表明，芳樟含油率与芳樟醇的合同途径方向相同;含油率、芳樟醇与樟脑、1，8桉叶油素含量的合成途径相反，即精油和芳樟醇含量提升的同时，樟脑、1，8桉叶油素含量的合成会受到抑制[7-9]。本研究中，芳樟精油含量与精油主成分主成分相关性分析结果也符合这一观点。这表明，微生物菌剂对芳樟精油和精油主成分产生了一定的影响，但芳樟精油及各化学类型在遗传上具有一定的稳定性[10]。究其原因，可能是微生物菌肥影响了芳樟的精油含量，当芳樟精油含量提升時，樟脑、1，8桉叶油素含量的合成会受到抑制，从而芳樟醇含量在精油成分中的比例得到提升。也可能是抑制了樟脑、1，8桉叶油素含量的合成，从而使得芳樟醇含量在精油成分中的比例得到提升。还可能是芳樟是以芳樟醇成分为主的一类化学型的樟科樟属樟组植物，精油成分的代谢途径主要是以芳樟醇的合成途径为主导，且抑制樟脑和1，8桉叶油素含量的合成，当微生物菌肥抑制芳樟醇合成的同时，其自身也会抑制樟脑和1，8桉叶油素含量的合成，所以芳樟醇在芳樟精油中的相对比例仍得到了提升。
目前，芳樟的精油和精油成分的代谢途径、微生物如何影响芳樟的精油和精油成分的代谢途径尚未探究明确，今后仍需作进一步的探索。
参考文献
[1]中国科学院华南植物园.广东植物志[M].广州：广东科技出版社，2003：4.
[2]国家林业局.国家重点保护野生植物名录（第一批）[S].1999.
[3]江燕.芳樟醇型樟叶精油中主要成分变化规律的研究[J].香料香精化妆品，2018，171（06）：7-9.
[4]邹自光.芳樟良种繁育及栽培技术[J].安徽农学通报，2016，22（7）：100-101.
[5]CLEMENCE C，ERICP，YVES P，et a1.Photosynthetic bradyrhizobia are natural endophytes of the African wild rice Oryza breviliguulata[J].AppL Environ ，2000（2）：5437-5447.
[6]万琴，萧伟，王振中，等.气相色谱法测定金银花中芳樟醇的含量[J].南京中医药大学学报，2010，26（4）：317-318.
[7]段博莉.芳樟叶片精油及其主要成分的遗传变异规律研究[D].北京：中国林业科学研究院，2006.
[8]黄秋良，张国防，张春，等.芳樟优良无性系叶精油主成分遗传稳定性分析[J].福建林业科技，2016，43（1）：39-42.
[9]王明庥.林木育种遗传学[M].北京：中国林业科学出版社，2001.
[10]黄秋良，张国防，谢亚兵，等.无性繁殖方式对芳樟叶精油及主成分的影响[J].福建林业科技，2016，43（2）：156-159.
（责编：张宏民）