不同花生種質(zhì)資源成熟籽粒品質(zhì)性狀特征分析

陳慶政 吳春玲 林秀芳 祁俊程 葉萬(wàn)余 徐小媛 劉海東

（賀州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院/廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院賀州分院，賀州 542813）

我國(guó)花生種植歷史悠久，各省份都有種植，主要分布在華中、華東、華南和華北地區(qū)，其中主要集中在山東、河南、河北、江蘇、安徽、廣西、遼寧、四川、湖北、廣東、福建等省（區(qū)）[1-2]。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示2021 年我國(guó)花生種植面積475 萬(wàn)hm2，產(chǎn)量為1820 萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)1.15%。花生深受中國(guó)人民的喜愛(ài)，用途是以油用為主，為了延長(zhǎng)貨架期花生育種學(xué)家提出選育高油酸花生品種[3]，近年來(lái)山東、河南等科研院所選育出很多高油酸花生品種[4]。隨著對(duì)花生研究的不斷深入，花生中多種營(yíng)養(yǎng)成分如維生素、氨基酸、脂肪酸、棕櫚酸等能起到增強(qiáng)大腦記憶、抗衰老、延緩腦功能衰退、滋潤(rùn)人體皮膚的作用；花生中白藜蘆醇是生物活性物質(zhì)，可以防治腫瘤類(lèi)疾病，降低血小板聚集，是心腦血管疾病的化學(xué)預(yù)防劑[5]；由于花生營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，人們?cè)谏钪袑?duì)鮮食花生的需求越來(lái)越大，對(duì)花生品質(zhì)要求越來(lái)越高。成良強(qiáng)等[6]對(duì)30 份國(guó)內(nèi)紅皮花生資源進(jìn)行品質(zhì)性狀分析，指明高糖、高蛋白紅皮花生可作為鮮食花生選育的種質(zhì)資源材料。花生品質(zhì)決定花生價(jià)格，市場(chǎng)需求細(xì)化后對(duì)高品質(zhì)的特色花生收購(gòu)價(jià)格是普通花生的幾倍甚至十幾倍，選育不同功能性花生品種，如鮮食甜花生[7]、富硒花生[8]、高蛋白花生[9]等，為農(nóng)戶種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了方向。賀州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院近10 年來(lái)選育出13 個(gè)花生品種，作為花生種質(zhì)資源其品質(zhì)性狀特征還未深入研究，本研究通過(guò)描述性統(tǒng)計(jì)分析、主成分分析、聚類(lèi)分析等方法對(duì)本單位選育的花生種質(zhì)15 個(gè)品質(zhì)性狀進(jìn)行科學(xué)分析，為賀州地區(qū)高品質(zhì)花生選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料試驗(yàn)選取13份賀字系列花生種質(zhì)，有10 份珍珠豆型和3 份普通型花生品種，均為賀州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育而成的直立型品種，且均已通過(guò)國(guó)家非主要農(nóng)作物品種登記，數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家花生數(shù)據(jù)中心（表1）。

表1 13 份花生種質(zhì)資源信息

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)于2019-2021 年連續(xù)3 年在賀州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地花生種質(zhì)資源圃種植。試驗(yàn)地為旱地，土地平整且排洪排澇暢通，土壤類(lèi)型為壤土，試驗(yàn)前對(duì)土壤養(yǎng)分進(jìn)行測(cè)定，全氮2.03g/kg、全磷2.08g/kg、全鉀6.23g/kg、交換性鈣6.73cmol/kg，pH 值5.7。采用機(jī)械開(kāi)溝起壟的方式種植，壟面寬度為40cm，壟長(zhǎng)20m，每壟開(kāi)3 條溝，左右為種植溝、中間為肥料溝，每穴種植2 粒，株行距為15cm×25cm，每份種質(zhì)材料種植4 壟。每年試驗(yàn)均采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3 次。底肥施入三元緩釋復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）750kg/hm2，后期無(wú)追肥。播種、施肥完成后及時(shí)人工覆土，全生育期田間管理參照常規(guī)大田生產(chǎn)。

1.3 品質(zhì)性狀測(cè)定花生種質(zhì)成熟期及時(shí)收獲，將莢果曬干后脫殼選取飽滿籽粒采用多功能近紅外品質(zhì)分析儀（FOSS DA7200）測(cè)定花生籽粒品質(zhì)，所測(cè)定品質(zhì)指標(biāo)包括：粗脂肪、蛋白質(zhì)、油酸、亞油酸、花生酸、山崳酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、精氨酸、脯氨酸、油亞比（O/L）。

1.4 數(shù)據(jù)處理本試驗(yàn)采用Office365 對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，用SPSS 26.0 軟件進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)分析、主成分分析、聚類(lèi)分析和制圖、制表。

2 結(jié)果與分析

2.1 成熟籽粒品質(zhì)性狀分析通過(guò)對(duì)13 份花生種質(zhì)資源品質(zhì)性狀描述統(tǒng)計(jì)分析，15 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)變異系數(shù)均小于15%（表2），試驗(yàn)測(cè)定的數(shù)據(jù)較為可靠。各品質(zhì)指標(biāo)中，粗脂肪含量最高的是賀豐777，最低的是賀油16；蛋白質(zhì)含量最高的是賀油16，最低的是賀油9 號(hào)；油酸含量最高的是賀油16，最低的是賀油10 號(hào)；亞油酸含量最高的是賀油9 號(hào)，最低的是賀豐125；油亞比最高的是賀豐125，最低的是賀油9 號(hào)。

表2 籽粒品質(zhì)性狀指標(biāo)含量分析

2.2 成熟籽粒品質(zhì)性狀相關(guān)性分析表3 結(jié)果表明：花生種質(zhì)品質(zhì)指標(biāo)中粗脂肪和蛋白質(zhì)呈顯著負(fù)相關(guān)；蛋白質(zhì)和脯氨酸呈極顯著正相關(guān)；油酸和亞油酸呈顯著負(fù)相關(guān)，油酸和脯氨酸呈顯著正相關(guān)，油酸和油亞比正相關(guān)性達(dá)到極顯著水平；亞油酸和油亞比呈極顯著負(fù)相關(guān)；花生酸和山崳酸呈顯著正相關(guān)。

表3 籽粒品質(zhì)性狀相關(guān)性分析

2.3 成熟籽粒品質(zhì)性狀的主成分分析對(duì)15 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，得出4 個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到87.592%。表4 結(jié)果表明：提取的第1 主成分中纈氨酸載荷最高，達(dá)到0.875，纈氨酸和亞油酸、花生酸、山崳酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、精氨酸載荷相反；第2 主成分中亞油酸和蛋氨酸載荷較高，分別達(dá)到0.746、0.717；第3 主成分中蛋白質(zhì)載荷最高，達(dá)到0.773；第4 主成分中異亮氨酸載荷最高，達(dá)到0.759。說(shuō)明在13 個(gè)品種15 個(gè)成熟花生籽粒品質(zhì)指標(biāo)中，纈氨酸、亞油酸、蛋氨酸、蛋白質(zhì)、異亮氨酸含量能夠客觀反映不同花生品種成熟籽粒品質(zhì)總體情況。

表4 主成分矩陣

2.4 賀字系列花生種質(zhì)的聚類(lèi)分析圖1 結(jié)果表明，利用15 個(gè)品質(zhì)性狀數(shù)據(jù)，采用離差平方和法對(duì)13 份花生種質(zhì)進(jìn)行聚類(lèi)分析，當(dāng)平方歐氏距離D2=7.5 時(shí)可以將13 份種質(zhì)分成四大類(lèi)。第Ⅰ大類(lèi)包含8 個(gè)花生品種，分別為賀油14、賀油17、賀花1號(hào)、賀油12 號(hào)、賀油18、賀油15、賀油10 號(hào)、賀油11 號(hào)，結(jié)合表1 可知，賀油10 號(hào)、賀油14、賀油18均直接以汕油523 作父本；賀油11 號(hào)、賀油12 號(hào)、賀花1 號(hào)3 個(gè)品種的父本粵油193、泉花327、梧油7 號(hào)是由汕油523 雜交選育而成的；賀油17 母本汕油851 也是由汕油523 雜交選育而成；賀油15 其父本汕油382（父母本不詳）也為汕油系列花生。第Ⅱ大類(lèi)包含1 個(gè)花生品種，即為賀油16，由柳花1號(hào)和賀油9 號(hào)雜交后單株選擇F5和泉花227 雜交選育而成。第Ⅲ大類(lèi)包含1 個(gè)花生品種，即為賀油9 號(hào)，由湛油12 和891189（品系）雜交后單株選擇F5和粵油193 雜交選育而成。第Ⅳ大類(lèi)包含3 個(gè)花生品種，分別為賀油13 號(hào)、賀豐777、賀豐125，賀油13 的父本和賀豐777 的母本均為粵油系列化生，賀豐125 的母本龍花163 也是由粵油256 雜交選育而成，3 個(gè)花生品種其父母本溯源均有一個(gè)共同父本即粵油551。

圖1 13 份花生種質(zhì)的聚類(lèi)圖

3 討論與結(jié)論

隨著花生研究的不斷深入，花生用途也由原來(lái)的榨油逐漸轉(zhuǎn)為鮮食、保健、加工專(zhuān)用等多種類(lèi)型。在我國(guó)花生種植技術(shù)和育種水平低時(shí)曾單純追求產(chǎn)量而忽視花生品質(zhì)，造成我國(guó)花生國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力弱，花生價(jià)格持續(xù)低迷，農(nóng)戶種植積極性不高，花生主要靠進(jìn)口，形成惡性循環(huán)[10]。姜慧芳等[11]通過(guò)對(duì)6390 份花生種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀和種子品質(zhì)性狀的遺傳多樣性分析得出湖北、河南、廣西花生資源的遺傳多樣性程度高于其他地區(qū)的花生資源。殷冬梅等[12]對(duì)51 份生產(chǎn)上大面積推廣的花生品種及骨干親本進(jìn)行品質(zhì)性狀的主成分分析與綜合評(píng)價(jià)得出在評(píng)價(jià)過(guò)程中要充分考慮主成分的互補(bǔ)和遺傳距離的選擇。前人研究表明，在花生雜交育種過(guò)程中多次使用骨干親本使得花生新品種的遺傳基礎(chǔ)越來(lái)越窄[13]，在育種過(guò)程中要選擇地方特色資源作為遺傳基因庫(kù)，通過(guò)雜交、回交、分子技術(shù)等手段拓展花生后代品質(zhì)性狀表現(xiàn)。花生種質(zhì)資源是開(kāi)展花生育種和遺傳改良研究的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)種質(zhì)資源進(jìn)行評(píng)價(jià)是合理利用資源的前提和依據(jù)[14-15]，對(duì)花生種質(zhì)資源品質(zhì)的評(píng)價(jià)是進(jìn)行花生多元化品種選育的依據(jù)[16]。本研究利用近紅外光譜分析技術(shù)（NIR）對(duì)本單位選育出的13 份花生種質(zhì)資源進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定，此方法具有不破壞樣品、操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好和效率高等特點(diǎn)[17]。利用SPSS 分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析得出，15 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)變異系數(shù)均小于15%，試驗(yàn)測(cè)定的數(shù)據(jù)較為可靠。主成分分析得出4 個(gè)主成分和聚類(lèi)分析得出四大類(lèi)，對(duì)于參試花生品種品質(zhì)性狀特征分析較為明確，但本研究未涉及對(duì)花生成熟期籽粒糖類(lèi)（蔗糖、總糖、果糖）、維生素（A、B、E）等含量測(cè)定及分析，在今后的研究中要綜合更多的品質(zhì)指標(biāo)對(duì)花生種質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為今后培育出高品質(zhì)花生提供理論指導(dǎo)和優(yōu)質(zhì)花生種質(zhì)資源。

對(duì)13 份花生種質(zhì)資源的15 個(gè)品質(zhì)性狀指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析、主成分分析、聚類(lèi)分析。分析結(jié)果表明，蛋白質(zhì)和脯氨酸呈極顯著正相關(guān)，油酸和亞油酸呈顯著負(fù)相關(guān)，油酸含量和油亞比呈極顯著正相關(guān)，油酸和脯氨酸呈顯著正相關(guān)，亞油酸含量和油亞比呈極顯著負(fù)相關(guān)，花生酸和山崳酸呈顯著正相關(guān)；15 個(gè)品質(zhì)性狀特征隸屬于4 個(gè)主成分，代表全部的87.592%信息量，13 份花生種質(zhì)資源聚合為四大類(lèi)，各大類(lèi)之間品質(zhì)指標(biāo)含量和遺傳距離差異較大，骨干親本汕油523 和粵油551 對(duì)聚合結(jié)果影響較大，其雜交后代分別聚為一大類(lèi)。因此，在今后育種方向上要選擇遺傳距離較大、品質(zhì)特征較好的地方資源作為親本，選育出產(chǎn)量高、品質(zhì)好的花生品種。本試驗(yàn)中賀油16 蛋白質(zhì)和油酸含量均為最高，且聚類(lèi)分析中單獨(dú)聚成一大類(lèi)，與其他品種遺傳距離較遠(yuǎn)，可作為優(yōu)質(zhì)種質(zhì)綜合開(kāi)發(fā)利用。