《Industrial Crops and Products》：Squalene, fatty acids, and minor oil constituents in silflower (
Silphium integrifolium) oils from nine varieties grown in Minnesota
编辑推荐：
本研究针对菊芋(Silphium integrifolium)作为新兴油料作物的潜力，系统分析了30份不同基因型种子油的角鲨烯含量（2.98-4.07%）、脂肪酸组成（油酸15.25-20.32%，亚油酸66.52-73.62%）及抗氧化成分（α-生育酚277.5-765.6 μg/g）。研究发现生长周期温度与降水显著影响油脂成分，为菊芋的品种选育和种植策略优化提供了科学依据。
随着全球对可持续植物资源需求的增长，菊芋（Silphium integrifoliumMichx.）作为一种原产于美国中部的多年生油料作物，因其深根系的抗旱特性和高价值油脂成分受到关注。角鲨烯作为高附加值生物活性物质，传统上主要从鲨鱼肝油中提取，但过度捕捞引发生态担忧。菊芋种子油此前被报道含有4.89%的角鲨烯，但不同基因型与环境因素对其油脂成分的影响尚不明确。为此，美国农业部农业研究服务局的团队在《Industrial Crops and Products》发表了针对明尼苏达州三个地区九种菊芋基因型的系统性研究。
研究团队采用气相色谱（GC）分析脂肪酸组成和角鲨烯，高效液相色谱（HPLC）测定α-生育酚，紫外分光光度法检测总酚和叶绿素，并结合柱色谱分析极性化合物。30份样品涵盖2022-2023年收获的未去壳种子，通过低温己烷萃取（55°C）避免角鲨烯降解。
3.1 实验材料与生长条件
研究选取9个育种基因型，在明尼苏达州贝克尔（BR）、克鲁克斯顿（CR）和罗斯蒙特（RS）三地种植。通过分析开花前90天（P1）和花后至收获期（P2）的气温与降水数据，发现CR地区P2阶段最高温和降水显著低于RS，这为解释油脂成分差异提供了环境背景。
3.2 种子含油量与角鲨烯
种子含油量为19.41-25.92%，显著高于既往报道（15.2%）。基因型3含油量最高（23.48%），且与P1阶段最高温呈正相关（r=0.453）。角鲨烯含量受储存时间影响，2023年样品（3.71%）高于2022年（3.32%），可能与长期室温储存导致降解有关。相关性分析表明，较低P1降水（r=-0.655）和较高P2最高温（r=0.269）可提升角鲨烯积累。
3.3 脂肪酸组成的环境响应
油酸与亚油酸占比呈显著负相关。RS地区油酸含量（18.77%）高于CR（17.93%），而亚油酸反之，这与RS较高的P2温度和降水密切相关（P2最低温与油酸正相关r=0.419，与亚油酸负相关r=-0.544）。该结果与向日葵研究中高温促进油酸积累的结论一致。
3.5 α-生育酚与抗氧化成分
α-生育酚为唯一检测到的生育酚同系物，含量与P1降水强负相关（r=-0.707），印证了植物在干旱胁迫下增强抗氧化物质合成的机制。总酚含量（16.29-33.97 mg GAE/100 g）与P1最低温负相关（r=-0.355），2023年样品因降水较少而含量更高。
3.7 油脂稳定性指标
游离脂肪酸（FFA）含量为0.07-0.53%，2023年样品FFA较高（0.31%），与较低P1降水和温度相关（r=-0.792）。叶绿素（179.2-977.6 mg/kg）在CR地区更高，可能与当地较高P1降水有关。总极性化合物（5.21-11.18%）与FFA、生育酚等显著正相关，体现其成分复杂性。
本研究首次揭示菊芋油成分与环境因子的量化关系，证实通过调控种植区域与采收时间可优化角鲨烯与抗氧化物质含量。基因型3的高含油量特性与基因型8、9的潜在高角鲨烯特性（需进一步验证）为品种选育提供方向。研究为菊芋替代鲨鱼肝油和橄榄油作为角鲨烯可持续来源奠定了应用基础，同时对气候适应性作物开发具有示范意义。
