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为解决 (S)-(+)-linalool 植物来源及 Grammosciadium platycarpum 开发利用问题，伊朗沙希德?贝赫什提大学研究人员研究其种群性状及成分。结果发现种群间差异显著。该研究为植物驯化、育种及相关产业发展提供依据，值得一读。
在植物的奇妙世界里，有一种名为 (S)-(+)- 芳樟醇（(S)-(+)-linalool）的物质，它可是个 “大忙人”。(S)-(+)- 芳樟醇是一种非环状氧化单萜，有着广泛的用途，在化妆品行业，尤其是香水和古龙水的生产中，它是不可或缺的重要原料。随着人们对高品质香水和化妆品需求的不断增加，(S)-(+)- 芳樟醇的市场价值也水涨船高，每年全球大约要消耗 1000 公吨，其市场价值预计从 2022 年的 5.2932 亿美元飙升到 2030 年的 6.922 亿美元。
面对如此庞大的市场需求，寻找富含 (S)-(+)- 芳樟醇的新植物来源就变得至关重要。在众多植物中，伊朗的宽果芹（Grammosciadium platycarpum）进入了研究人员的视野。宽果芹是一种多年生植物，在伊朗部分地区，人们不仅把它当作食物，还用它来泡茶，据说可以降低血糖和血脂。它的果实含有 0.7 - 1.1% 的精油，而芳樟醇（65.90 - 81.62%）和柠檬烯（9.73 - 15.34%）是其精油的主要成分。
然而，目前宽果芹面临着一些严峻的问题。一方面，人们对它的研究还不够深入，之前并没有人对它进行过系统的培育和繁殖工作。另一方面，食品和香料行业所需的宽果芹原料都来自野生采集，过度的采集使得这种植物面临灭绝的风险。为了保护宽果芹的遗传多样性，同时满足市场对其精油的需求，开发和将其纳入农业种植体系就显得十分必要。而这一切的基础，就是要了解不同宽果芹种群在形态、产量以及精油含量和成分等方面的差异，以便筛选出优良的基因型用于驯化、种植和育种计划。
正是基于这些问题，来自伊朗沙希德?贝赫什提大学（Shahid Beheshti University）药用植物和药物研究所的研究人员 Ghasem Eghlima、Bahareh Saeed-Abadi 等人，在《BMC Plant Biology》期刊上发表了题为 “Phenotypic yield-attributed traits, essential oil content and composition of Iranian Grammosciadium platycarpum (Apiaceae) populations: a rich source of (S)-(+)-linalool” 的论文。研究发现不同宽果芹种群在农艺形态、植物化学属性、精油含量和成分等方面存在显著差异，这为筛选优良种群用于驯化和育种提供了可能，对满足化妆品、香料和食品行业的需求有着重要意义。
研究人员在这项研究中使用了多种技术方法。首先，他们通过野外调查，从伊朗 14 个不同地理区域采集了宽果芹样本，并对植株长度、侧枝数量等农艺形态性状进行测量。接着，运用水蒸气蒸馏法从果实中提取精油，再借助气相色谱 - 质谱联用仪（GC-MS）和气相色谱仪（GC）分析精油成分，高效液相色谱法（HPLC）则用来测定酚类化合物。此外，还采用了多种统计分析方法，像单因素方差分析、邓肯检验、皮尔逊相关系数分析等，来深入挖掘数据背后的信息。
下面我们来详细看看研究的结果。
农艺形态性状、精油含量和产量
研究人员发现，不同宽果芹种群在形态和产量性状上存在显著差异。就像不同的孩子有着不同的身高、体型一样，宽果芹植株的高矮、侧枝的多少等也各不相同。其中，每株花序数、植株高度、节间长度、叶宽、侧枝数量和精油产量的变异系数较高，这意味着在这些性状上有很大的选择空间。比如，SAQ 种群的植株最高，能达到 50.50 厘米，而 JOL 种群最矮，只有 14.05 厘米；QOR 种群的侧枝数量最多，有 8.70 个，SAQ 种群最少，仅 3.10 个。在产量方面，不同种群的地上部分干重和果实干重也有明显差异，QOR 种群的果实干重最高，为 20.80 克 / 株，RAZ 和 MAR 种群则分别是地上部分干重和果实干重最低的。
精油含量和产量在不同种群间同样差异显著。MAQ 种群的果实精油含量最高，达到 1.63%，OSH 种群最低，只有 0.81%；MAQ 种群的果实精油产量也是最高的，为 0.228 克 / 株，MAR 种群最低，仅 0.083 克 / 株。这表明不同种群在生产精油的能力上有强有弱，为后续筛选高精油含量和产量的种群提供了依据。
农艺形态、精油含量和产量之间的相关性
通过分析发现，大部分评估的性状之间存在显著的正相关或负相关。比如，节间长度、节数、叶长和叶宽与植株高度呈正相关，就好像孩子的腿长、身体节数和手臂长度往往和身高有正向关系一样。而果实干重这个重要的经济性状，与多个性状都呈正相关，包括侧枝数量、伞形花序数等。精油产量则与节数、果实干重和精油含量呈正相关。这说明如果想要提高精油产量，可以从影响这些相关性状的因素入手。
基于农艺形态性状、精油含量和产量的多变量分析
研究人员进行了因子分析，就像是给这些复杂的数据做了一次 “分类整理”。结果发现，第一个主成分（PC1）包含侧枝数、伞形花序数等，占总方差的 48.42%；第二个主成分（PC2）由植株高度、节间长度等组成，占总变异的 27.86%；第三个主成分（PC3）则包含果实干重、精油含量和产量，解释了 11.79% 的总方差。
聚类分析把不同种群分成了三个主要组。Group I 包括 TAK、SIL 等五个种群；MAQ、SAQ 和 OSH 种群在 Group II；MAR、RAZ 等种群则在 Group III。3D 图也显示出种群间的差异，进一步证实了聚类分析的结果。这就好比把一群人按照不同的特征分成了几个小组，每个小组都有自己的特点。
通径分析
通径分析深入研究了农艺形态和精油含量性状之间的相互作用，以及它们对精油产量的影响。结果发现，果实干重、精油含量和植株长度对精油产量有最强的直接影响，而一些性状如伞形花序数、节间长度等则有较强的负向影响。同时，地上部分干重和伞形花序中的果实数通过果实干重对精油产量有最强的间接影响。这让研究人员更加清楚各个因素对精油产量的影响方式和程度。
精油成分
研究人员从不同地区的宽果芹果实中提取精油并分析其成分。通过 GC 和 GC-MS 分析，发现不同种群中约 97.91 - 99.93% 的精油化合物都能被识别出来。主要的化学类别有烃类单萜、氧化单萜、烃类倍半萜和氧化倍半萜。芳樟醇、柠檬烯和 β - 蒎烯是不同种群精油中的主要化合物。不过，这些化合物的含量在不同种群中差异很大，比如 QOR 种群的芳樟醇含量最高，为 81.62%，MAR 种群最低，只有 65.90%。
此外，地理和气候特征与精油含量及成分之间也存在相关性。例如，γ - 萜品烯与温度呈负相关，β - 蒎烯和斯巴醇与降水量呈负相关。聚类分析根据精油成分也把种群分成了三个主要组，不同组在芳樟醇和柠檬烯等成分含量上各有特点。
酚类化合物谱
酚类化合物具有多种生物活性，如抗炎、抗癌和抗氧化等。研究人员通过 HPLC 分析发现，宽果芹提取物中的主要酚类化合物有芦丁、绿原酸和阿魏酸。不同种群中这些酚类化合物的含量各不相同，QAS 种群的芦丁和绿原酸含量最高，QOR、TAR 和 MAQ 种群的阿魏酸含量较高。
总酚含量（TPC）和总黄酮含量（TFC）
不同宽果芹种群的总酚含量和总黄酮含量也有显著差异。QAS、TAR 和 JOL 种群的总酚含量最高，MAR 种群最低；QAS 种群的总黄酮含量最高，OSH 种群最低。这些差异可能是由气候、地理条件和遗传等多种因素造成的。
研究人员通过一系列研究，得出了重要的结论：不同宽果芹种群在农艺形态特征、植物化学性质、精油含量和成分等方面存在显著多样性。这种多样性为筛选优良种群用于驯化、种植和育种计划提供了丰富的素材。通过选择具有优良性状的种群，可以培育出更适合农业生产的品种，它们不仅生长特性好、适应性强，还能含有高浓度的芳樟醇，满足食品、化妆品和香料行业对宽果芹精油的需求。同时，研究还发现了影响精油产量和成分的关键因素，这对于进一步优化宽果芹的种植和生产具有重要的指导意义。
这项研究为宽果芹的开发利用奠定了坚实的基础，在未来，有望通过这些研究成果，实现宽果芹的可持续种植和利用，让这种植物在满足市场需求的同时，也能得到更好的保护和发展。
