不同緯度對高油酸大花生產(chǎn)量及品質(zhì)性狀的影響

潘麗娟 王 通 許 靜 陳 娜 陳明娜 王 冕 楊 珍蘭孝幫遲曉元*

(1.山東省花生研究所,山東 青島 266100;2.青島市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,山東 青島 266071)

花生是我國重要的油料作物和經(jīng)濟作物,是食用植物油和蛋白質(zhì)的重要來源?；ㄉ矞?、喜光、耐旱、耐瘠薄,是短日照作物[1]。籽仁中含有50%左右的油脂,24%～36%的蛋白質(zhì),10%～20%的碳水化合物,以及維生素E、煙酸、鈣、鎂、磷、鋅、鐵、核黃素、硫胺素和鉀等多種營養(yǎng)成分[2-4]。脂肪中含有的多種脂肪酸主要以油酸和亞油酸為主,二者含量占80%左右。較高的油酸含量可提升高密度脂蛋白濃度,降低中低密度脂蛋白濃度,在保證膽固醇需求的同時,防止膽固醇過量,有益于人類心、腦血管的健康[5-6]。與普通花生相比,高油酸花生制品貨架期延長,理化性質(zhì)更穩(wěn)定,花生的良好風味更持久[7]。

鑒于高油酸花生的保健價值和耐儲存特性,高油酸花生已成為當前花生育種的一個重要目標和必然趨勢。本研究選用自主育成的6個高油酸大花生品種,在我國不同緯度區(qū)種植,比較其產(chǎn)量和品質(zhì)性狀差異,為花育系列高油酸大花生品種在適宜緯度地區(qū)大面積推廣提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 供試品種

試驗所用花生品種為山東省花生研究所遺傳育種課題組培育的6個高油酸大花生品種,分別為花育9115(油酸含量82.2%)、花育9116(油酸含量81.3%)、花育9117(油酸含量82.0%)、花育9119(油酸含量80.2%)、花育9121(油酸含量80.6%)和花育9125(油酸含量75.1%)。

1.2 試驗方法

1.2.1 種植方式

我國地處北半球,南北緯度跨度大。本試驗從南到北,依次選擇泉州試驗站(24.78°N)、南充試驗站(30.80°N)、合肥試驗站(31.83°N)、徐州試驗站(34.28°N)、臨沂試驗站(35.07°N)、濮陽試驗站(35.77°N)、萊西試驗站(36.87°N)、汾陽試驗站(37.27°N)、保定試驗站(38.87°N)、唐山試驗站(39.63°N)、四平試驗站(43.50°N)等11個不同緯度的花生產(chǎn)區(qū)進行小區(qū)試驗。

田間試驗設(shè)計采用隨機區(qū)組法,每小區(qū)面積13.33m2,重復(fù)3次,播種密度10000穴/667m2,每穴2粒,穴距按當?shù)亓晳T種植。分別于2018年和2019年連續(xù)兩年5月10號前后播種,覆膜與否及田間管理等均按當?shù)亓晳T操作。

1.2.2 測產(chǎn)時間及方法

當70%以上莢果果殼硬化,網(wǎng)紋清晰,果殼內(nèi)壁呈青褐色斑塊時準備收獲。測產(chǎn)時實打?qū)嵤?曬后稱干質(zhì)量獲得各品種產(chǎn)量。

1.2.3 品質(zhì)性狀分析

利用近紅外光譜儀分析花生脂肪、蛋白質(zhì)、油酸、亞油酸等成分含量,每次測定30～40個籽仁,重復(fù)3次。

1.3 數(shù)據(jù)分析

花生產(chǎn)量及各組分含量的方差分析和基本統(tǒng)計使用SAS v9.1和Excel 2016軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量性狀分析

表1所示,花育9115、花育9116、花育9117、花育9119、花育9121和花育9125在緯度30°～40°N間的試驗點,其莢果產(chǎn)量均超目前我國花生平均單產(chǎn)241.2 kg/667m2[8],其中花育9125 在臨沂試驗站莢果產(chǎn)量最高,達到429.6 kg/667m2,比我國花生平均單產(chǎn)增產(chǎn)78.1%。表明這些高油酸花生品種在緯度30°～ 40°N 間適合種植推廣。而6個品種在泉州試驗站的莢果產(chǎn)量表現(xiàn)不佳,兩年莢果平均產(chǎn)量均不足190 kg/667m2。說明這6個高油酸大花生品種不適合我國低緯度花生產(chǎn)區(qū)大面積推廣。

方差分析表明(表6),花生產(chǎn)量在不同環(huán)境間的差異均達顯著水平,但不同基因型間差異不顯著。說明參試的6個高油酸大花生品種產(chǎn)量在品種間差異不明顯,但受不同緯度種植區(qū)的環(huán)境因素影響較明顯。

2.2 品質(zhì)性狀分析

2.2.1 油脂和蛋白質(zhì)

表2所示,6個高油酸花生品種的含油量最高點都出現(xiàn)在徐州試驗站,含油量均超過56%,說明徐州花生產(chǎn)區(qū)的地理環(huán)境可提升品種的含油量?；ㄓ?115含油量最低點是泉州試驗站,花育9125含油量最低點是南充試驗站,其余4個品種含油量最低點均是四平試驗站,說明過高或過低的緯度不利于高油酸大花生的脂肪酸積累。

表3所示,高油酸大花生品種蛋白含量受緯度影響變化較為復(fù)雜,6個高油酸花生品種的蛋白含量最高值均出現(xiàn)在南充試驗站,蛋白含量超過27%?；ㄓ?115和花育9121蛋白含量最低點均出現(xiàn)在保定試驗站,花育9116、花育9117和花育9125蛋白含量最低點均出現(xiàn)在徐州試驗站,花育9119蛋白含量最低點出現(xiàn)在臨沂試驗站。

方差分析表明(表6),花生含油量和蛋白質(zhì)含量在不同環(huán)境間的差異均達顯著水平,但在不同基因型間差異均不顯著。說明參試的6個高油酸大花生品種含油量和蛋白質(zhì)含量受不同緯度種植區(qū)的環(huán)境因素影響明顯。

2.2.2 油酸和亞油酸

油酸含量與亞油酸含量間存在高度負相關(guān)關(guān)系[9],表4和表5所示,除花育9121油酸含量最低點和亞油酸含量最高點均出現(xiàn)在汾陽試驗站外,其余5個品種油酸含量最低點和亞油酸含量最高點則都出現(xiàn)在四平試驗站,說明花生籽仁中油酸含量積累可能受低溫影響較強烈。

表1 2018-2019年不同緯度種植區(qū)高油酸花生產(chǎn)量分析Table 1 Production analysis of high oleic peanuts in different latitudes planting areas during 2018 and 2019

表2 2018-2019年不同緯度種植區(qū)高油酸花生含油量分析Table 2 Analysis on the oil content of high oleic peanuts in different latitude planting areas during 2018 and 2019

表3 2018-2019年不同緯度種植區(qū)高油酸花生蛋白含量分析Table 3 Analysis on the protein content of high oleic peanuts in different latitude planting areas during 2018 and 2019

表4 2018-2019年不同緯度種植區(qū)高油酸花生油酸含量分析Table 4 Analysis on the oleic acid content of high oleic peanuts in different latitudes planting areas during 2018 and 2019

表5 2018-2019年不同緯度種植區(qū)高油酸花生亞油酸含量分析Table 5 Analysis on the linoleic acid content of high oleic peanuts in different latitude planting areas during 2018 and 2019

表6 高油酸花生主要性狀的表型變異Table 6 Phenotypic variation of the main traits of the high oleic peanuts

方差分析表明(表6),花生油酸和亞油酸含量在不同環(huán)境間的差異均達到顯著水平,在不同基因型間差異也達到顯著水平。

3 結(jié)論與討論

高油酸花生的高品質(zhì)、制品貨架期長和對人體健康的益處,成為近年來花生育種的熱點之一。近5年,美國至少已育成二十幾個高油酸花生品種;國內(nèi)分別由山東省花生研究所、河北省農(nóng)林科學院糧油作物研究所、河北農(nóng)業(yè)大學和河南省開封市農(nóng)林科學研究院等單位經(jīng)雜交育種選育了44個高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的高油酸大花生品種。在我國11個不同緯度種植區(qū)進行試驗,發(fā)現(xiàn)山東省花生研究所培育的這6個品種在緯度30°～40°N 間花生產(chǎn)區(qū)莢果產(chǎn)量都超目前我國花生單產(chǎn),適合在這些區(qū)域推廣種植。

花生產(chǎn)量、含油量和蛋白質(zhì)含量受不同緯度種植區(qū)的環(huán)境因素影響明顯,6個品種在臨沂試驗站的莢果產(chǎn)量都達到400 kg/667m2以上,而在泉州試驗站的莢果產(chǎn)量不足200 kg/667m2。高油酸大花生6個花生品種在徐州試驗站含油量較高,超過了56%;蛋白質(zhì)含量在南充試驗站表現(xiàn)較高,超過了27%。

另外,在栽培四倍體花生(2n=4x=40,AABB)中,△12脂肪酸去飽和酶(FAD2)催化油酸在碳12位上脫氫轉(zhuǎn)化為亞油酸,是有效控制花生籽仁油酸、亞油酸含量和油酸/亞油酸(O/L)值的關(guān)鍵酶[10-12]。FAD2基因的突變影響△12去飽和酶的活性,導(dǎo)致油酸含量的增加[13-15]。去飽和酶的活性還受溫度的影響,Sogut等發(fā)現(xiàn)播種時間晚,溫度在22～29℃時,FAD2酶活性增加,有利于油酸向亞油酸的轉(zhuǎn)變[16]。Chaiyadee等發(fā)現(xiàn)在結(jié)莢期時,當溫度在30～33℃時,酶活性降低,亞油酸含量降低[17]。Davis等發(fā)現(xiàn)Spanish和Runner型高油酸花生品種種植在溫度高的環(huán)境下比種植在常溫和低溫環(huán)境下O/L值高[18]。

本試驗中,除花育9121外,其余5個品種在四平試驗站油酸含量都表現(xiàn)偏低,說明花生籽仁中油酸含量積累可能受東北地區(qū)低溫影響。萬書波等對中國花生品質(zhì)區(qū)劃的研究表明東北為低油亞比花生區(qū)[1],本試驗的結(jié)果也驗證了該觀點。同時花生油酸和亞油酸含量在不同環(huán)境間及不同基因型間的差異都達顯著水平,表明花生油酸和亞油酸性狀是同時受環(huán)境因素和基因型雙重影響的。

隨著社會發(fā)展和人們對健康飲食的需求,綠色優(yōu)質(zhì)越來越受到重視。高油酸花生新品種將逐步替代普通油酸品種,我國花生品種將完成新一輪更新。做好高油酸花生新品種的推廣工作,將加快我國花生品種的更新?lián)Q代。本研究可為新培育的高油酸大花生品種在我國適宜地區(qū)推廣種植提供數(shù)據(jù)參考。