高油酸花生育種基礎、現狀及品種特性分析

高建強 曲 杰 吳麗青 程 亮 江 海

（1.菏澤市農業科學院 山東菏澤274047；2.菏澤市農業技術推廣站 山東菏澤274000）

我國已經通過鑒定的高油酸花生品種， 主要以小果型花生為主，如花育32 號、開農61 號、豫花65號等，中小果型高油酸花生開農1715 油酸含量僅為73.4%， 中果型高油酸花生冀花16 號， 油酸含量2013 年為 74.9%，2014 年為 80.1%。 生產上，缺少油酸含量穩定超過80%、大果型高產高油酸花生品種。眾多檢測數據表明[1-4]，花生油酸含量和棕櫚酸含量存在一定的負相關， 即油酸含量越高則棕櫚酸含量越低。 今后的高油酸花生育種應選擇高產大果型品種為主，同時監測棕櫚酸含量，以選擇棕櫚酸含量較低的品種。

1 高油酸花生育種的遺傳規律

Moore 等[5]利用高油酸材料F435 分別與普通油酸花生品種F78114 和F519-9 進行組配， 發現其后代油酸含量分離比例分別是15∶1 和3∶1，且不存在正反交的差異。 表明高油酸性狀分別受2 對隱性基因（ol1ol1ol2ol2）和 1 對隱性基因（ol1ol1）控制。進一步擴大F435 與普通油酸花生品種的組配范圍，發現F435 與13 個品種的雜交后代中， 只有1 個表現為雙隱性基因遺傳， 表明其中1 個隱性基因在花生中是普遍存在的。 禹山林[6]以F345 為高油酸親本，與12 個美國大花生品種作為輪回親本配制雜交組合， 后代油酸分離結果與Moore 的研究結果相吻合。花生高油酸性狀由2 對隱性基因（ol1ol1ol2ol2）控制，普通花生基因型多表現為單隱性遺傳 （ol1ol1Ol2Ol1或ol1ol1Ol2Ol2），表明高油酸性狀受ol1和ol2雙隱性基因控制。 丁錦平[7]認為油酸與亞油酸比值的遺傳表現為2 對主基因加性—顯性—上位性模型。Barkley 等[8]測定了高油酸與普通油酸材料雜交后代F2分離群體的9 種基因型及相應油酸含量， 發現9 種基因型材料突變基因數量（0、1、2、3、4）分為 5 種表現型，油酸含量高低與突變基因的劑量有關，而ol1和ol2對油酸含量的貢獻率大小相同。

花生高油酸性狀是由兩個等位基因ol1和ol2一起控制的。△12-脂肪酸脫氫酶（FAD2）催化油酸到亞油酸的轉化， 降低FAD2酶的活性可以提高油亞比值，因此FAD2基因（AhFAD2）是控制油亞比的關鍵基因。AhFAD2是由 2 個非等位基因FAD2A和FAD2B共同編碼， 它們位于不同的基因組上， 其中FAD2A和FAD2B突變分別產生ol1和ol2基因。FAD2A和FAD2B的突變可能會引起酶結構、酶活性或表達調控的變化，共同調節油酸和亞油酸的比值。

2 高油酸花生育種的資源

第一個被發現并報道的高油酸材料是高油酸花生材料F435[5]，其油酸含量大于79%，亞油酸含量小于2.3%。 直至今天F435 材料仍在高油酸花生育種起著舉足輕重的作用。 美國的許多高油酸花生品種都是利用F435 直接或間接培育出來的。 我國的高油酸花生育種起步晚，育種材料主要分為2 個部分，一部分是國外直接引進的材料，如AT 201 和SunOleic 95R都是從美國引進的。 另一部分是通過引進品種改良和自創材料，如開選 01-6、開選 176、CTWE、P76、SPI098 等。

截至2016 年，我國通過全國或省級審定的高油酸花生品種有38 個。 其中開農 61、開農 176、花育961、花育 951、花育 662、花育 963、花育 965、天府 33等18 個品種是大花生，錦引花 1 號、花育 32 號、花育51 號、冀花11 號、桂花37 等20 個品種是小花生品種。 其中山東省花生研究所有19 個、河南省開封市農林科學研究院6 個、 河北省農林科學院糧油作物研究所5 個、 河南省農業科學院經濟作物研究所2 個、中國農業科學院油料作物研究所1 個、錦州農業科學院1 個、 山東潤柏農業科技有限公司1 個和江蘇徐淮地區徐州農業科學研究所1 個等。 相信隨著時間的發展， 越來越多的高油酸花生品種也不斷出現[9]。

3 高油酸花生的育種方法

目前我國的高油酸花生育種主要通過雜交育種、人工誘變、基因工程育種等方法創造新的種質資源和培育花生品種[10]。

3.1 傳統育種方式

傳統育種方式是我國高油酸新品種培育的主要方式，主要包括輪回選擇、雜交選育、聚合育種、回交轉育等。 確定育種目標是雜交育種的第一步，然后根據育種目標選擇合適的親本進行雜交組配。 花生的主要經濟性狀大多數是數量性狀， 受微效多基因遺傳控制。 親本選配是是關系花生雜交育種成敗的關鍵因素。 選擇親本應注意以下幾點：①選用當地主載品種、 表現最優良的品種或創新優異種質材料作雜交親本。 ②選擇地理、遺傳、生態遠緣之不同生態類型、遺傳基礎豐富的優良品種（系）作雜交親本。 ③選用配合力高、綜合性狀優異的材料為骨干親本。 ④利用遺傳基礎豐富且差異大的親本采用復合雜交、聚合雜交、階梯式雜交等方法。

桂花 37 號就是從 SunOleic 95R 分別與汕油162、粵油13 和粵油45 進行雜交的后代株系中選育出來的高油酸新品種。 花育963 和花育668 是從以抗青枯病不親和野生種種間雜種06I8B4 為母本和以自育高油酸親本CTWE 為父本的雜交后代中選育出來的。 張照華等[11]以中花 16、中花 21、泉花 551、徐花13 為輪回親本、 以高油酸材料冀花13 為非輪回親本配制4 個雜交組合，期間通過雜交、回交和自交等，選育出了一批高油酸品系。

3.2 突變育種

人工突變方向能快速創制新的種質資源， 但方向不可逆。 人工突變主要包括化學誘變和物理誘變。目前存在的高油酸花生突變體材料， 除了1987 年Norden 等鑒定出的435-1 和 435-2 高油酸材料是自然突變體，其他材料都是人工突變的。 目前花生育種中主要應用 DES 突變體、EMS 突變體、γ射線處理、疊氮化鈉浸種處理、γ 射線和疊氮化鈉復合處理等。侯睿等[12]利用化學誘變劑EMS 誘變 處理3 個特色花生品種（系）的種子。 發現提高了處理品種（高油酸品種）的產量和油酸含量。 Fang 等[13]鑒定出的的高油酸突變體E2-4-83-12 就是 用0.1%EMS 浸泡魯豐2 號獲得的材料衍生而來的。 Wang 等[14]用疊氮化鈉浸種處理花育33，從其后代中篩選出高油酸材料。

3.3 基因工程育種

轉基因方法從基因途徑上可以分為人工轉基因和自然轉基因。 自然轉基因不是人為主導的，是自然界里植物、動物或微生物自主形成的轉基因現象。 人工轉基因是將人工分離和修飾過的基因導入到生物體基因組中，由于導入基因的表達，引起生物體的性狀的可遺傳的修飾。 常用的轉基因方法包括基因槍法、脂質體介導基因轉化法、農桿菌介導法、電激法介導基因轉化和花粉管通道法等。 花生常用的遺傳轉化方法主要有農桿菌介導轉化莖尖 （非組培）、基因槍法轉化胚性組織和農桿菌介導轉化子葉 （節）。主要用于提高病毒病抗性、提高抗蟲性、生產口服疫苗、提高抗旱性、提高抗真菌侵染能力、提高除草劑抗性、抑制過敏原和提高油酸含量等。

3.4 分子標記輔助育種

分子標記輔助育種是利用分子標記與決定目標性狀基因緊密連鎖的特點，通過檢測目的基因，即通過檢測到分子標記的存在達到選擇目標性狀的目的，具有快速、準確和不受環境條件干擾等優點。 花生分子標記輔助育種是在傳統雜交育種的基礎上，通過檢測與ahFAD2B和ahFAD2A2 個等位基因緊密連鎖的分子標記篩選目標材料， 減少育種的時間、 提高育種的準確性。 研究者們開發了CAPS、Real time PCR 和 AS-PCR 等標記，進行ahFAD2B和ahFAD2A的基因分型、 序列比對和分子標記輔助育種等。 Janila 等[21]用分子標記輔助回交（MABC）和分子標記輔助選擇（MAS）將SunOleic 95R 的2 個FAD2突變等位基因導入到 ICGV 06110，ICGV 06142 和ICGV 06420 的遺傳背景中。他們使用DNA 標記開發了82 株MABC 和387 株MAS 衍生的基因滲入系群體， 其油酸含量從62%到83%不等。 與親代父母相比，油酸增加了0.5～1.1 倍，同時，群體中的亞油酸減少了 0.4～1.0 倍，棕櫚酸減少了 0.1～0.6 倍。 最后，篩選出高油 27 株系（53%～58%）和低油 28 株系（42%～50%）進一步培養。 Yuan 等[15]利用 CRISPR/Cas9 技術誘導ahFAD2基因的新突變花生原生質體和毛狀根培養模型。 在ahFAD2A中發現了G448A突變體，在ahFAD2B中發現了441_442insA和G451T突變體。其中G448A和441_442insA突變是與現有高油酸品種相同，G45 1T為新突變。

4 高油酸花生的特性

4.1 高油酸花生的發芽特性

種子休眠特性、溫度、濕度、土壤覆蓋厚度及新陳種子等都會影響花生種子的發芽特性。 種子休眠性影響花生的播種和收獲， 種子休眠性過強往往會造成花生播種后出苗率不高、缺苗；休眠性過弱容易造成莢果在收獲前發芽， 嚴重影響花生的產量以及花生仁的品質和質量，增加了黃曲霉菌感染的風險。郝西等[16]分別對剛收獲和收獲后35 d 的4 個高油酸花生品種系和4 個普通花生品系進行發芽試驗。 發現4 個普通油酸品種的休眠性極弱或無休眠期，高油酸品種具有一定的休眠性， 經過分析得出種子休眠性強弱與油酸含量、 油亞比表現為顯著的正相關關系，與亞油酸含量表現為顯著的負相關關系的結論。

播種時的土壤厚度也影響花生的發芽天數。 謝明惠等[17]，發現花生適宜的播種深度為4～6 cm，播種過淺或過深會降低出苗率，延長出苗時間，影響花生長勢。 高油酸種子最突出的優勢在于其抗氧化性和穩定性。 高油酸花生種子的休眠性較普通花生強，自然老化對其的種子品質的影響小。 張青云等[18]發現2 個高油酸花生品種新、陳花生種子播種，對其所結種子的主要營養品質影響不大。王傳堂等[19]發現播種新、 陳高油酸花生對其所結果的莢果和籽仁產量影響不大。

4.2 高油酸花生耐低溫特性

花生是喜溫作物， 整個生長期對溫度和熱量條件要求比較高，提高花生的耐低溫性可以提早播種，擴大花生在高緯度地區的種植。 Jungman 等[20]發現高油酸花生在低溫條件下發芽率降低。唐月異等[21]利用55 份花生種子進行低溫吸脹萌發試驗， 發現花生種子的耐低溫性與亞油酸和脂肪酸的含量呈顯著正相關，但相關系數低，說明亞油酸含量和脂肪含量所能解釋的花生耐低溫性變異較少。薛曉夢等[22]從普通油酸花生中花16 和高油酸花生中花413 中克隆得到7 個花生AhFAD2家族的全部基因，從分析這些基因的表達模式發現， 高油酸花生在受到低溫脅迫時，AhFAD2-1A/B編碼蛋白失活， 但AhFAD2-4A/B的高量表達在一定程度上彌補了這部分功能， 也說明AhFAD2-1A/B功能的缺失并不是決定花生耐低溫性的主要因素。 這些研究為高油酸花生種質資源的創新和培育提供了基礎。