花生高油酸種質資源的研究進展

摘要：綜述了美國和國內花生高油酸種質的研究現狀、檢測技術和利用方法，以期對花生高油酸育種和種質資源的發掘與利用提供參考。

關鍵詞：花生；油酸；種質；育種

中圖分類號：S565.202.4文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2013）04-0137-04

美國是最早開展高油酸花生育種的國家，已利用高油酸材料F435培育出不同類型的新品種，有些已在生產上利用；澳大利亞已經全面推廣種植高油酸花生，實現商品化生產。我國科學家提出“著力提高油用和食用型品種的油酸含量達到60%以上”的目標，高油酸花生育種研究也已取得了突破性的進展。

種質資源是開展作物育種工作的前提條件，開展高油酸種質的發掘和利用及優異基因的研究是合理有效利用資源的基礎。

1美國花生高油酸種質的研究現狀

Norden等[1] 于1987年發現了第一個高油酸花生突變體F435，油酸含量達到80%。Moore等[2]利用F435與一般油酸含量品種配組，分析后代油酸含量分離情況，表明F435與一般油酸品種F78114后代分離比例為15∶1，而與F519-9的后代分離比例為3∶1，且不存在正反交差異。擴大與F435雜交的品種個數，后代油酸含量分離比例為15∶1和3∶1，其中與12個品種的雜交后代表現為單隱性基因遺傳，與1個品種的雜交后代表現為雙隱性基因遺傳。表明兩個隱性基因中的一個在花生種質中普遍存在，雜交后表現為預期的單基因遺傳[3，4]。Lopez等[5]認為花生高油酸含量性狀由2對主基因控制，且可能存在修飾基因作用。Isleib等[6]認為控制油酸/亞油酸比值的基因表現出部分顯性的特點；ol基因與背景基因型存在互作，可能存在上位性效應；ol基因影響多種脂肪酸含量，呈一因多效；控制含油量的基因同時存在加性效應和顯性效應，并且加性效應相對較大。Upadhyaya等[7]也指出花生含油量性狀受加性效應和顯性效應的共同控制。Wynne等[8]認為因花生屬自花授粉作物，這類加性效應可以被純合的基因固定下來，說明對性狀進行定向選擇會有較好的效果，因此加性效應在高油花生育種中具有廣闊的潛在利用價值。

美國通過化學誘變、輻射誘變和自然突變獲得多個高油酸突變體，并且開展了品種選育工作。自1995年SunOleic 95R釋放以來，已有20多個高油酸花生品種獲得了生產許可，為花生高油酸育種做出了突出的貢獻。現將突變體和釋放品種分別列表如下（表1、2）。表2顯示，近年來美國獲得品種權的高油酸花生品種以2003年最多，其次為2008年，高油酸品種的研究集中在2008年以前。從花生品種的類型看，多為Runner型小花生品種，另有3個Spanish小花生和3個Virginia大花生品種。

近年來，我國引進的高油酸種質資源大多來自花生主產國美國和印度，美國的資源以小花生為主，而印度的則為密枝型普通花生，整體產量低，與我國以北方大花生為主的種植格局不太符合。近年國內高油酸花生種質的鑒定也取得了較大的進展，發現了一批油酸含量大于60%、O/L比大于300的高油酸種質，這些種質來源廣泛，涵蓋了全國大部分地區，說明我國花生高油酸種質比較豐富，并產生了適應各生態區的類型，為今后開展高油酸育種提供了便利[13]。國內種質資源的開發和發掘工作是今后高油酸育種的重要組成部分。

Yu等[14]利用γ-射線輻照79266獲得的高油酸突變體SPI098是我國第1個高油酸突變材料，而后通過雜交選育的方法獲得了高油酸品種花育32號，油酸778%，O/L比126，2009年通過山東省品種審定委員會審定。開農H03-3是我國審定的另一個高油酸花生品種，油酸達到80%，2006年通過安徽省品種審定委員會鑒定。這兩個品種均為小花生品種。

3花生高油酸的檢測技術

氣相色譜法是直接檢測花生油各種脂肪酸含量的有效方法，也是最可靠的方法，但是此方法需要提取大量花生油，并進行甲酯化或者皂化，以氮氣為載氣，氫氣為燃氣，采用歸一化法或內標法，步驟繁瑣、耗時長、需要樣品量大，育種工作者要對大批的后代材料進行檢測非常困難。并且因為籽粒粉碎后不能延續后代，在待檢測材料種子量很少時，常遇到檢測與繁種的矛盾。2010年高慧敏等

[15]報道了一種改進的快速氣相色譜測定方法，從花生籽粒上切取0020 g樣品，采用提取液（苯∶石油醚=1∶1）提取5 min，05 mol/L甲醇鈉酯化10 min后即可進行氣相色譜分析。

折光指數法是雷永[16]建立的一種花生脂肪酸測定方法，可以快速測定高油酸種質。具體作法如下：取05 g樣品裝入2 ml離心管中，用玻棒搗碎后加入10 ml的石油醚，振蕩，室溫下靜置3～4 h，10 000×g離心5 min，將上清液移到新的15 ml離心管中，敞口置于通風櫥以揮發干石油醚，即得到花生油；使用折光儀（數字式折光儀或手持式折光儀）測定花生油在環境溫度下的折光指數，校正為標準溫度下的折光指數，建立油酸質量含量與折光指數的對應關系。

基于fad2基因突變的分子標記輔助選擇。氣相色譜和折光系數法都需要提取花生油，對花生種子具有一定的破壞性，而且方法比較繁瑣。由前人的研究可知所有的高油酸突變體都含有ahFAD2A基因單堿基的替換和ahFAD2B上的無義突變或轉座插入。依此建立相應的分子標記如SSR、SNP等，可快速檢測出所需要的高油酸后代。

4花生高油酸種質的利用方法

傳統雜交育種方式仍是高油酸花生育種的重要手段，多采用回交轉育高油酸特性。以S17和SPI098進行雜交后系統選育， 培育出花生新品種花育32號。Branch[17]利用γ-射線輻照Georgia Runner品種獲得了高油酸突變材料，結合雜交育種培育出高油酸花生品種Georgia-02C。開農H03-3也是通過有性雜交獲得的高油酸品種。利用雜交技術培育高油酸花生新品種宜用高油酸的花生種質作為親本，運用品種間雜交、回交或遠緣雜交等方法，輔以早期選擇和定向培育。

誘變育種的作用更側重于創制突變材料， 結合雜交育種間接培育高油酸花生品種。 王傳堂等[18]研究表明，化學誘變劑EMS處理改變了花生種子脂肪酸中油酸的含量。1996年朱保葛等[19]研究認為，烷化劑EMS可以誘發獲得花生高產突變系。2010年，王傳堂等[20]將EMS直接注入花生花器創制高產突變體，已經通過品種審定。誘變育種既可以在高油酸種質的基礎上直接誘變高產突變系，也可以繼續誘發高油酸突變。

聚合雜交或輪回選擇可以有效提高有利基因的頻率。前人研究表明，高油酸突變體是由于ahFAD2A和ahFAD2B的突變。Wang等[21]2011年證實存在ahFAD2A或ahFAD2B單基因突變類型，造成油酸含量的多樣性。通過聚合雜交或輪回選擇，能將不同的突變類型聚集在同一個優良后代中。同時，影響產量性狀的數量遺傳基因也可以通過聚合雜交或輪回選擇，逐步聚合到一個后代群體中，既可以提高油酸含量又能改善產量，是今后高油酸育種的一個重要途徑。

生物技術是花生遺傳育種的重要輔助手段，分子設計育種和分子輔助選擇育種是生物技術在高油酸育種中的重要表現形式。首先，建立各高油酸種質與油酸相關的分子標記，然后通過雜交將不同的與油酸含量、產量相關的基因聚合到一個后代群體中，然后根據育種目標利用分子標記篩選出需要的基因類型。基因工程是創造高油酸類型的重要手段，通過轉基因技術可創造出新的ahFAD2A或ahFAD2B突變類型，得到相應的高油酸種質材料。

參考文獻：

[1] Norden A J， Gorbet D W， Knauft D A Variability in oil quality among peanut genotypes in the Florida breeding program[J]Peanut Sci，1987， 14： 7-11

[2]Moore K M， Knauft D A， The inheritance of high oleic acid in peanut [J]. J Hered，1989， 80： 252-253

[3]Knauft D A， Moore K M， Gorbet D W Further studies on the inheritance of fatty acid composition in peanut [J]Peanut Sci，1993， 20：74-76

[4]Jung S， Swift D， Sengoku E， et al ，The high oleate trait in the cultivated peanut （Arachis hypogaea L）. Ⅰ： Isolation and charaterization of two genes encoding microsomal oleoyl-PC desaturases[J]MolGenGenet，2000，263：796-805

[5]Lopez Y， Nadaf H L， Smith O D Genetic factors influencing high oleic acid content in spanish market type peanut cultivars [J]Crop Sci，2000， 41：51-56

[6]Isleib T G， Wilson R F， Novitzky W P Partial dominance， pleiotropism and epistasis in the inheritance of the high oleate trait in peanut [J]Crop Sci，2006， 46 （3）：1331-1335

[7]Upadhyaya H D， Nigam S N Detection of epistasis for protein and oil contents and oil quality parameters in peanut[J] Crop Science， 1999， 39：115-118

[8]Wynne J C， Coffelt T A Genetics of Arachis hypogaea L[A]In：Pattee H E， Young C T（eds） Peanut Science and Technology[C] American Peanut Research and Education Society， Yoakum/TX， 1982，50-94

[9]禹山林，Isleib T G美國大花生脂肪酸的遺傳分析[J]中國油料作物學報，2000，22（1）：34-37

[10]姜慧芳，段乃雄我國龍生型花生的主要品質性狀分析[J]花生科技，1998，1：1-4

[11]姜慧芳，任小平，花生抗青枯病種質脂肪酸組成的遺傳多樣性[J]植物遺傳資源學報，2007，8（3）：271-274

[12]姜慧芳，任小平，黃家權，等，中國花生小核心種質的建立及高油酸基因源的發掘[J]中國油料作物學報，2008，30（3）：294 -299

[13]任小平，廖伯壽，張曉杰，等，中國花生核心種質中高油酸材料的分布和遺傳多樣性[J]植物遺傳資源學報，2011，12（ 4） ： 513-518

[14]Yu S L， Pan L J， Yang Q L， et al Comparison of the △12 fatty acid desaturase gene between high oleic and normal oleic peanut genotypes[J] J Genet Genomics， 2008， 35： 679-685

[15]高慧敏，張穎君花生種子脂肪酸含量的微量、快速測定[J]中國農學通報，2010，26（13）：98-103

[16]雷永花生高油酸的分子遺傳機制及其高效遺傳改良體系構建[D]北京：中國農業科學院，2010

[17]Branch W D Registration of ‘Georgia-02C’peanut [J]Crop Sci， 2003， 43： 1883-1884

[18]王傳堂，唐月異，徐建志，等.化學誘變劑EMS誘發花生莢果性狀變異的研究[J].花生學報，2008，37（2）：5-9.

[19]朱保葛，路子顯，耿玉軒，等烷化劑EMS誘發花生性狀變異的效果及高產突變系的選育[J]中國農業科學，1996，30（6）：87-89

[20]王傳堂，王秀貞，唐月異，等EMS直接注入花生花器創制高產突變體[J] 核農學報，2010，24（2） ：239-242

[21]Wang M L，Barkley N A，Chen Z B， et al FAD2 gene mutations significantly alter fatty acid profiles in cultivated peanuts（Arachis hypogaea L）[J]Biochemical Genetics，2011，49（11- 12） ：748-759