花生屬區(qū)組間雜種高油酸自然突變體的結(jié)實特性和脂肪酸成分分析

王傳堂，王秀貞，唐月異，吳　琪，孫全喜，張建成，崔鳳高

(山東省花生研究所，山東 青島 266100)

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花生屬區(qū)組間雜種高油酸自然突變體的結(jié)實特性和脂肪酸成分分析

王傳堂，王秀貞，唐月異，吳琪，孫全喜，張建成，崔鳳高

(山東省花生研究所，山東 青島 266100)

摘要：高油酸是當(dāng)前花生最重要的育種目標(biāo)之一。發(fā)掘新的高油酸親本材料，對于拓寬花生高油酸育種的遺傳基礎(chǔ)、培育突破性新品種具有重要意義。通過從花生栽培種與不親和野生種A. rigonii的雜種后代中鑒定出高油酸自然突變體，并對其后代的結(jié)實特性和部分材料的脂肪酸成分進(jìn)行了分析，初步獲得了豐產(chǎn)性較好的高油酸大花生新材料。

關(guān)鍵詞：花生；區(qū)組間雜種；高油酸；自然突變體

高油酸是花生重要的品質(zhì)育種目標(biāo)，創(chuàng)制鑒定高油酸新種質(zhì)是花生高油酸育種極其重要的一環(huán)[1]。鑒于國內(nèi)外育成的高油酸花生品種僅來源于少數(shù)幾個高油酸親本，繼續(xù)發(fā)掘新的高油酸材料仍屬必要[1]。

利用自主構(gòu)建的預(yù)測花生主要品質(zhì)指標(biāo)的近紅外模型，得以從花生栽培種與不親和野生種A.rigonii的雜種回交后代中鑒定出高油酸自然突變體，并對其結(jié)實特性和籽仁脂肪酸成分進(jìn)行了分析。

1材料和方法

1.1材料

供試花生材料為“日花1號×玫瑰紅”雜交后代(F2、F3植株及F3、F4種子)及其親本。母本日花1號系山東日照市東港花生研究所育成的抗青枯病大花生品種，父本玫瑰紅是本項目組育成的四粒紅與匍匐?yún)^(qū)組野生種A.rigonii種間雜種品系。

1.2方法

花生屬區(qū)組間雜種回交后代種植于山東省花生研究所萊西試驗農(nóng)場，地膜覆蓋栽培，田間管理同常規(guī)?；ㄉ斋@后日曬干燥，剝殼后以單株為單位進(jìn)行近紅外掃描，預(yù)測其油酸含量[2]。

油酸含量不低于72%的單株，進(jìn)一步通過單粒種子近紅外分析預(yù)測油酸含量[3]，并按楊傳得等所述方法經(jīng)氣相色譜確認(rèn)單粒種子脂肪酸成分[4]。

油酸含量不低于72%的單?；ㄉ诖文甏悍N于田間，秋天收獲后統(tǒng)計各單株結(jié)實情況。根據(jù)25粒飽滿籽仁重計算百仁重。在考察單株果重和單株仁重基礎(chǔ)上，根據(jù)種植密度推算單產(chǎn)量。對部分單粒種子脂肪酸成分進(jìn)行色譜分析。

2結(jié)果與分析

總共掃描了180個日花1號×玫瑰紅F2單株，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有1個單株油酸含量超過72%。

圖1　具FAD2 G/A插入型突變的(日花1號×玫瑰紅) F3單株Fig.1　A (Rihua1 × Rosy Red) F3plant with G/A insertion in FAD2

圖2　高油酸單?；ㄉ?F2)長成的F3單株及其雙親所結(jié)莢果Fig.2　Pods harvested from some single (Rihua1 × Rosy Red) F3 plants derived from the high-oleic mutant discovered in (Rihua1 × Rosy Red) F2 and their parents注：1-9、12-14：高油酸種子發(fā)育而成的單株(編號2對應(yīng)圖1單株)；10、11：普通油酸種子發(fā)育成的單株；　 15：日花1號；16：玫瑰紅Note: 1-9、12-14：Single plants resulting from high-oleic seeds (Plant No.2 corresponded to the plant in Fig.1); 　　10、11：Single plants resulting from normal-oleic seeds; 15：Rihua1; 16: Rosy Red

逐粒掃描該單株所結(jié)飽滿種子(F3)，并經(jīng)GC法分析確認(rèn)，其中12粒油酸含量超過72%，其油亞比為25.26～58.05。

隨機(jī)抽取3粒高油酸花生種子，對其FAD2基因進(jìn)行克隆測序，發(fā)現(xiàn)其編碼區(qū)均具有A插入型突變，其中1粒還具有G插入型新突變。這粒花生次年種于田間，編號為2號單株，其株型、果形如圖1、圖2所示(2號單株)。該單株主莖高33cm，側(cè)枝長45cm，莖粗0.6cm，結(jié)實范圍10cm，分枝數(shù)11條，結(jié)果枝數(shù)10條。單株果數(shù)32個，單株仁數(shù)53個。百仁重83.22g。單株莢果重45.46g，單株籽仁重34.9g。折平均單產(chǎn)莢果219.41kg/667m2、籽仁168.45kg/667m2(表1)。對該單株所結(jié)的50粒種子，經(jīng)GC法逐一測定脂肪酸含量，油酸含量為73.72%～81.32%，油亞比為12.42～40.81(表2)。表明高油酸特性能夠穩(wěn)定遺傳。

(日花1號× 玫瑰紅)F2單株自發(fā)突變體所結(jié)種子種于田間，所有12粒高油酸種子發(fā)育而成的單株結(jié)實情況如表1所示，百仁重均在80g以上，有的超過100g，屬大?；ㄉＶ晏枮?的單株，其百仁重最高，為119.44g，超過雙親(表1)。株號為8的單株莢果產(chǎn)量398.72kg/667m2、籽仁產(chǎn)量294.32kg/667m2，超過母本日花1號。對這12個高油酸單株所結(jié)種子進(jìn)行近紅外掃描，發(fā)現(xiàn)油酸含量預(yù)測值均在72%以上。

表 1　來自同一株高油酸自然突變體(F2)的F3單株及其親本的結(jié)實特性

注：株號同圖2。

Note: Plant No. in the table was the same as that in Fig.2.

表 2　具FAD2 G插入型突變的高油酸花生單株(F3)所結(jié)種子(F4)脂肪酸成分

3結(jié)語與討論

本研究對高油酸花生自然突變體后代的結(jié)實特性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)這些高油酸材料均屬大?；ㄉ?。初步觀察，有的單株相較于母本日花1號具有一定的產(chǎn)量優(yōu)勢，其后代結(jié)實狀況仍須持續(xù)關(guān)注。對具FAD2 G插入型突變的高油酸單株所結(jié)的50粒種子脂肪酸成分進(jìn)行了分析，結(jié)果這些種子均為高油酸表型，證明其高油酸特性可遺傳。

該突變體來源于花生屬區(qū)組間雜種，其直接母本為抗青枯病品種日花1號，父本玫瑰紅為栽培種與不親和野生種A.rigonii雜種品系。陳本銀等(2008)在湖北紅安鑒定出該野生種兩份材料對青枯病達(dá)高抗水平[5]。王傳堂等(2009)在山東日照發(fā)現(xiàn)兩份A.rigonii雜種衍生品系對青枯病高抗[6]。對這些高油酸突變體后代材料進(jìn)行青枯病抗性鑒定是必要的，將青枯病抗性與高油酸性狀結(jié)合起來自然是十分期待的育種目標(biāo)。

令人感興趣的課題還包括具FAD2 G插入型突變的高油酸單株上收獲的五十多?；ㄉN子中有否繼承了該新突變的種子。若果如此，則需要針對該突變建立相應(yīng)的基因分型技術(shù)[7]。

注意到那些來源于同一高油酸單株(突變體)、最初表現(xiàn)為普通油酸的單粒種子發(fā)育成的植株，其中有的豐產(chǎn)性較好(如表1中單株11)。其后代中能否分離出高油酸材料也是值得關(guān)心的、下一步需要開展的工作。

簡言之，本研究所報道的高油酸大花生突變體，為培育高油酸高產(chǎn)大果型花生新品種提供了新的親本資源，有助于拓寬花生高油酸育種的遺傳基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] Wang C T, Wang X Z, Tang Y Y, et al. Chapter 6. Genetic improvement in oleate content in peanuts [C]. // Cook R W. Peanuts: Production, Nutritional Content and Health Implications. New York: Nova Science Publisher. 2014:95-140.

[2] Wang C T, Wang X Z, Li G J, et al. Sodium azide mutagenesis resulted in a peanut plant with elevated oleate content[J/OL]. Electronic Journal of Biotechnology. 2011,14(2). doi: 10.2225/vol14-issue2-fulltext-4.[2015-12-30]. http://www.ejbiotechnology.equipu.cl/index.php/ejbiotechnology/article/view/v14n2-4/1291.

[3] Wang C T, Wang X Z, Tang Y Y, et al. Predicting main fatty acids, oil and protein content in intact single seeds of groundnut by near infrared spectroscopy [J]. Advanced Material Research, 2014, 860-863:490-496.

[4] Yang C D, Guan S Y, Tang Y Y, et al. Rapid non-destructive determination of fatty acids in single groundnut seeds by gas chromatography [J]. Journal of Peanut Science, 2012, 41(3), 21-26.

[5] 陳本銀，姜慧芳，任小平，等. 野生花生抗青枯病種質(zhì)的發(fā)掘及分子鑒定[J]. 華北農(nóng)學(xué)報，2008，23(3)：170-175.

[6] Wang C T, Wang X Z, Tang Y Y, et al. Field screening of groundnut genotypes for resistance to bacterial wilt in Shandong province in China [J/OL]. Journal of SAT Agricultural Research. 2009,7. [2015-12-30]. http://www.ejournal.icrisat.org/Volume7/Groundnut/GN704.pdf.

[7] Yu H T, Yang W Q, Tang Y Y, et al. An AS-PCR assay for accurate genotyping of FAD2A/FAD2B genes in peanuts (ArachishypogaeaL.) [J]. Grasasy Aceites, 2013, 64 (4):395-399.

Pod-setting Characteristics and Fatty Acid Profiles of High-oleic Peanut Natural Mutants of Intersectional Hybrid Origin

WANG Chuan-tang, WANG Xiu-zhen, TANG Yue-yi, WU Qi,SUN Quan-xi, ZHANG Jian-cheng, CUI Feng-gao

(ShandongPeanutResearchInstitute,Qingdao266100,China)

Abstract:High oleate is one of the major breeding objectives of peanut. Discovering new parental materials is of great significance to broadening the gene base of peanut breeding and making big breakthroughs in developing new cultivars. Natural mutants with high oleate were identified from interspecific hybrid derivatives of the cultivated peanut and A. rigonii. Primary evaluation of their descendants for productivity and analysis of seed fatty acid components were carried out, and high-oleic large-seeded peanut materials with high yields were tentatively obtained.

Key words:peanut; intersectional hybrid; high oleate; natural mutant

中圖分類號：S565.2;S331

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

作者簡介：王傳堂(1968-)，男，山東萊陽人，山東省花生研究所研究員，博士，主要從事花生生物技術(shù)育種研究。

基金項目：國家花生產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-14)；山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新重點項目(2014CGPY09)

收稿日期：2016-01-06

DOI：10.14001/j.issn.1002-4093.2016.01.010