高油酸花生“0317”組合親本評價及育成品種分析

摘要：為合理利用種質(zhì)資源并配置高油酸組合，以“0317”組合雙親及其育成的16個花生品種為評價材料，對雙親的差異性進行分析，對育成品種相關(guān)農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀等進行綜合評價。親本差異分析結(jié)果表明，“0317”組合父母本不但具有遠(yuǎn)緣優(yōu)勢，株型、株高、分枝數(shù)、果型、果大小、亞油酸含量、油酸含量等也存在明顯差異；該組合育成并通過國家登記或省級審定的花生品種16個，培創(chuàng)新品系84個，該數(shù)量體現(xiàn)了雙親較強的配合力和遺傳力。育成品種主要性狀變異分析結(jié)果顯示，變異系數(shù)在20%以上的性狀有4個，10%以上的性狀有10個，遺傳變異豐富，變異系數(shù)最大的是亞油酸含量，為86.09%，變異系數(shù)最小的是出仁率，為2.98%。相關(guān)性分析結(jié)果表明，莢果產(chǎn)量構(gòu)成的主要農(nóng)藝因素是百仁重、百果重；生育期與百果重、百仁重、蛋白質(zhì)含量，主莖高與側(cè)枝長，總分枝與結(jié)果枝數(shù)，百果重與百仁重呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。主成分分析將14個性狀提取為4個主成分，累計貢獻(xiàn)率達(dá)89.109%。根據(jù)主成分分析結(jié)果篩選出來11個性狀進行層次聚類，16個品種共聚為4個類群，第Ⅰ類由6個大果高產(chǎn)花生品種組成，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類群品種均為高油酸花生品種，但又依據(jù)莢果、籽仁大小及植株高度等劃分為不同類群。綜上所述，本研究可為優(yōu)異親本資源篩選、高油酸花生育種提供理論參考。

關(guān)鍵詞：“0317”組合；高油酸花生；親本評價；綜合分析

中圖分類號：S565.203 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）18-0098-07

收稿日期：2023-09-22

基金項目：國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（編號：CARS-13）；河南省重大科技專項（編號：201300111000）；開封市重點研發(fā)專項（編號：22ZDYF008）。

作者簡介：鄧 麗（1981—），女，河南開封人，碩士，副研究員，主要從事花生遺傳育種研究。E-mail：dengli_1225@sina.com。

通信作者：任 麗，研究員，主要從事花生栽培育種研究。E-mail：renli120@sina.com。

花生（Arachis hypogaea L.）是我國重要的油料作物和經(jīng)濟作物，素有“長生果”的美譽，其制品種類琳瑯滿目，風(fēng)味獨特，營養(yǎng)價值高，深受消費者喜愛^［1-4］。國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2021年我國花生播種面積480.53萬hm²，總產(chǎn)1 830.78萬t，分別占全國油料作物總面積和總產(chǎn)的36.68%、50.67%，花生產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展在保障我國油料供給中起著關(guān)鍵的作用。油酸作為花生品質(zhì)的主要組成成分，其含量對花生及其制品的化學(xué)穩(wěn)定性、營養(yǎng)價值具有重要影響，油酸含量越高，花生及其制品的氧化穩(wěn)定性越強，貨架期越長，并且富含油酸的膳食結(jié)構(gòu)對血脂具有一定的調(diào)節(jié)功能^［5-6］。目前，國內(nèi)花生育種工作者已將高油酸花生新品種培育作為主要的研究方向。

通過雜交，雙親的基因可得到重新組合，進而育成豐富的品種類型。我國的花生育種以雜交育種為主，該方式育成品種占目前推廣品種的90%以上^［7］。雜交育種也是高油酸花生育種的主要方式，截至2021年底，我國育成高油酸花生品種207個，雜交方式育種品種占比最多，達(dá)到93.72%^［8］。雜交育種中，雙親的血緣關(guān)系遠(yuǎn)、生態(tài)類型及生理特性等差異大，雙親間相對性狀的優(yōu)缺點能較好地實現(xiàn)互補，育成優(yōu)良新品種的概率大。因此，親本的選擇、組合的合理配置是培育綜合性狀優(yōu)良新品種的關(guān)鍵。

為詳細(xì)了解我國高油酸花生品種親本及組合情況，筆者進行了相關(guān)統(tǒng)計。截至2021年底，“開農(nóng)30×開選016” “06-I8B4×CTWE”2個組合育成的高油酸花生品種數(shù)量最多，均為10個。“開農(nóng)30×開選016”組合親本來源均為開封市農(nóng)林科學(xué)研究院，這個組合也由該單位配置，其內(nèi)部組合命名為“0317”。目前，關(guān)于高油酸花生組合特別是優(yōu)勢組合的研究尚屬空白。本研究首次對組合“開農(nóng)30×開選016”（“0317”）的雙親及衍生品種性狀進行數(shù)據(jù)整理，旨在對該組合進行綜合分析與評價，為高油酸花生組合配置提供理論依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)處理

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究中花生品種各性狀數(shù)據(jù)的來源途徑為農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種業(yè)管理司品種登記查詢、開封市農(nóng)林科學(xué)研究院花生資源庫。

1.2 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2019進行各性狀數(shù)據(jù)整理；利用Origin 2022軟件中的CorrelationPlot包進行相關(guān)性熱圖分析，Heat Map with Dendrogram包進行層次聚類分析，并用圓形樹狀圖繪制極坐標(biāo)熱圖；利用SPSS 26.0軟件進行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 “0317”組合雙親來源及差異分析

2.1.1 親本來源

“0317”組合母本開農(nóng)30是開封市農(nóng)林科學(xué)研究院培育的大果高產(chǎn)花生品種，于2001年分別通過河南省農(nóng)作物品種審定委員會和北京市農(nóng)作物品種審定委員會審定，2002年通過國家農(nóng)作物品種審定委員會審定。該品種具有高產(chǎn)、抗病、高出仁率、莢果整齊等優(yōu)點，是生產(chǎn)上不可多得的高出米率大果型花生品種^［9］。父本開選016是開封市農(nóng)林科學(xué)研究院通過對外引材料AT1-1誘變得到的小果高油酸種質(zhì)材料，該材料已被國內(nèi)眾多科研單位用作高油酸花生育種親本材料，國內(nèi)各科研單位利用其作親本材料時曾將其命名為開選01-6、KX01-6、開農(nóng)選01-6、K01-6等^［10-11］，該種質(zhì)材料具有高油酸、高配合力、抗病性強等優(yōu)點，目前已經(jīng)成為我國高油酸花生育種的主要骨干親本材料之一。從雙親的來源可以看出，開農(nóng)30來源于國內(nèi)育種單位，是生產(chǎn)上大面積推廣種植的品種，開選016由國內(nèi)育種單位通過對美國引進種質(zhì)材料誘變而來，具有國外的遺傳背景。

2.1.2 雙親性狀差異分析

本研究主要對“0317”組合雙親的12個性狀進行比較。12個性狀分別為生育期、主莖高、側(cè)枝長、總分枝數(shù)、百果重、百仁重、脂肪含量、蛋白質(zhì)含量、油酸含量、亞油酸含量、株型、果形。從品種類型分析，2個親本的株型和果型屬于2個完全不同的類型，開農(nóng)30為直立型花生品種，也是我國目前生產(chǎn)上主要的品種類型，開選016為半蔓型花生品種；從果型上來看，開農(nóng)30屬于大果普通形，籽仁為橢圓形，開選016屬于小果繭形，籽仁大多數(shù)為桃形。對2個親本的農(nóng)藝性狀進行分析可知，差別最小的是脂肪含量，差別最大的是亞油酸含量，主莖高、側(cè)枝長、總分枝數(shù)、百果重、百仁重、油酸含量等性狀也存在明顯的差異（圖1）。

2.2 “0317”組合育成品種、品系概況

“0317”組合配置后，按照系譜法進行品種選育，親本遺傳力強，育成品種數(shù)量較多，類型豐富。查閱原始資料，該組合共育成并通過國家登記或省級審定的花生品種16個（表1），品系84個（表2）。根據(jù)我國目前花生生產(chǎn)種植習(xí)慣，育成單位在育種過程中淘汰了株型為蔓生或半蔓生型單株，最后育成的品種或株系均為直立型。選擇過程中，如不淘汰蔓生或半蔓生型單株，最后育成的品種應(yīng)該更多。配置本組合的育種目標(biāo)主要是選育高油酸花生品種，所以通過國家登記或省級審定的16個品種中，高油酸花生品種占比較大，共10個，同時高油酸高脂肪的品種2個。從育成品種和品系的果型來看，大、中、小果型均有，類型豐富。

2.3 “0317”組合育成品種性狀分析

2.3.1 主要性狀變異分析

集中性和離散性是統(tǒng)計分析中表示變量分布的基本特征，集中性用平均數(shù)表示，是變量在趨勢上有向某一中心點聚集的特性，離散性用變異系數(shù)來表示，代表變量又有著離散變異的特性^［12］。本研究為明確“0317”育成花生品種主要農(nóng)藝性狀變異情況，對以下14個農(nóng)藝、品質(zhì)等性狀進行了變異系數(shù)分析，14個性狀分別為生育期（X₁，d）、主莖高（X₂，cm）、側(cè)枝長（X₃，cm）、總分枝數(shù)（X₄，個）、結(jié)果枝數(shù)（X₅，個）、百果重（X₆，g）、百仁重（X₇，g）、出仁率（X₈，%）、脂肪含量（X₉，%）、蛋白質(zhì)含量（X₁₀，%）、油酸含量（X₁₁，%）、亞油酸含量（X₁₂，%）、莢果產(chǎn)量（X₁₃，kg/667 m²）、籽仁產(chǎn)量（X₁₄，kg/667 m²）。變異分析結(jié)果（表3）顯示，14個性狀的變異系數(shù)從高到低排列順序為亞油酸含量>油酸含量>百仁重>百果重>總分枝數(shù)>主莖高>側(cè)枝長>蛋白質(zhì)含量>籽仁產(chǎn)量>結(jié)果枝數(shù)>莢果產(chǎn)量>脂肪含量>生育期>出仁率，分別為86.09%、25.04%、22.28%、21.70%、14.89%、12.34%、11.42%、11.06%、10.59%、10.33%、9.99%、4.49%、4.08%、2.98%。將變異系數(shù)＞10%定義為性狀間的差異較大^［13］。本研究分析的14個性狀變異系數(shù)＞10%的有10個，變異系數(shù)＞20%的有4個，整體而言變異幅度較大，也說明“0317”組合育成的品種類型比較豐富，在亞油酸含量、油酸含量、百仁重、百果重、總分枝數(shù)、主莖高、側(cè)枝長、蛋白質(zhì)含量、籽仁產(chǎn)量、結(jié)果枝數(shù)等方面有豐富的遺傳變異。從單個性狀來說，變異系數(shù)較小的為出仁率、生育期、脂肪含量，說明這3個性狀相對穩(wěn)定，受環(huán)境因素影響小；變異系數(shù)20%以上的性狀有亞油酸含量、油酸含量、百仁重、百果重，說明“0317”組合育成品種高油酸類型和普通油酸類型均有，且莢果大中小不同；莢果產(chǎn)量均超過300 kg/667 m²，產(chǎn)量最高的品種為開農(nóng)69，其莢果產(chǎn)量達(dá)408.72 kg/667 m²，可見“0317”組合育成的花生品種無論油酸含量高低，產(chǎn)量均較高。

2.3.2 主要性狀相關(guān)性分析

主要性狀相關(guān)性分析結(jié)果（表4）顯示，生育期與百果重（P=0.763^***）、百仁重 （P=0.703^**）、蛋白質(zhì)含量（P=0.541^**），主莖高與側(cè)枝長（P=0.956^***），總分枝數(shù)與結(jié)果枝數(shù)（P=0.768^***），百果重與百仁重（P=0.977^***）、亞油酸含量（P=0.756^***），百仁重與亞油酸含量（P=0.808^***），亞油酸含量與莢果產(chǎn)量（P=0.674^**）、籽仁產(chǎn)量（P=0.649^**），莢果產(chǎn)量與籽仁產(chǎn)量（P=0.952^***）均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。總分枝數(shù)與百果重（P=-0.701^**）、百仁重（P=-0.64^**），結(jié)果枝數(shù)與百果重（P=-0.648^**）、莢果產(chǎn)量（P=-0.639^**），百果重與油酸含量（P=-0.756^***），百仁重與油酸含量（P=-0.811^***），油酸含量與亞油酸含量（P=-0.999^***）、莢果產(chǎn)量（P=-0.671^**）、籽仁產(chǎn)量（P=-0.649^**）均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

利用熱圖進行數(shù)據(jù)分析是常見的可視化手段。本研究為使相關(guān)性分析結(jié)果更加直觀、明顯，繪制熱圖表示所要分析性狀間的相關(guān)性（圖2）。圖中紅色代表正相關(guān)，藍(lán)色代表負(fù)相關(guān)，顏色越深代表其相關(guān)性越強。除了顏色外，左下格用星號表示相關(guān)顯著性，右上格用數(shù)字表示其相關(guān)系數(shù)。通過熱圖的繪制，性狀間的正負(fù)相關(guān)及其相關(guān)程度一清二楚。

2.3.3 主成分分析

主成分分析的主要目的是通過降維的思路，把多個性狀或者指標(biāo)轉(zhuǎn)化為幾個少數(shù)的綜合指標(biāo)^［14-16］，其可有效地對相對獨立又有一定關(guān)聯(lián)的性狀進行分析。在利用SPSS 26.0進行主成分分析過程中，通常將累計方差貢獻(xiàn)率＞85%或特征值≥1的主成分定義為具有一定的代表性。本研究采用SPSS 26.0軟件對16個“0317”組合育成品種的14個性狀進行主成分分析。分析結(jié)果（表5）顯示，前4個主成分的特征值分別為6.307、2.778、2.078、1.313，累計方差貢獻(xiàn)率達(dá)89.109%，說明本次分析的14個性狀的大部分信息可由前4個主成分概括。

第1主成分的特征值為6.307，方差貢獻(xiàn)率為45.051%，占比最大，其主要由百果重、百仁重、亞油酸含量、生育期、莢果產(chǎn)量、籽仁產(chǎn)量等性狀共同影響，其中百果重、百仁重的正向載荷最大，百果重、百仁重性狀可表示花生莢果和籽仁的大小，且這2個性狀是呈顯著性正相關(guān)，莢果產(chǎn)量、籽仁產(chǎn)量均屬于產(chǎn)量性狀，所以，主成分1可反映出花生的果實大小、亞油酸含量、產(chǎn)量及生育期等。主成分2由蛋白質(zhì)含量、主莖高、側(cè)枝長等性狀共同影響，反映了花生的蛋白質(zhì)含量和植株的高度。主成分3由主莖高、側(cè)枝長、莢果產(chǎn)量、籽仁產(chǎn)量等性狀共同影響。

主成分4由總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、亞油酸含量等共同影響（表6）。

2.3.4 聚類分析

根據(jù)農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析和主成分分析結(jié)果，篩選出了生育期、主莖高、側(cè)枝長、總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、百果重、百仁重、亞油酸含量、蛋白質(zhì)含量、莢果產(chǎn)量、籽仁產(chǎn)量等11個性狀進行層次聚類分析。由圖3可知，16個品種被聚為4個類群，第Ⅰ類群有開農(nóng)56（G1）、開農(nóng)172（G6）、開農(nóng)69（G7）、開農(nóng)70（G8）、開農(nóng)0316（G12）、秋樂花177（G16）6個品種，該類品種特性為大果型高產(chǎn)品種，百仁重均在80 g以上；第Ⅱ類群有1個品種開農(nóng)58（G2），該品種亞油酸含量低，油酸含量高，植株較高，屬于中果型高油酸花生品種類型；第Ⅲ類群有開農(nóng)61（G3）、開農(nóng)176（G4）、開農(nóng)1715（G5）、開農(nóng)71（G9）、開農(nóng)1760（G10）、開農(nóng)1768（G11）6個品種，此類品種亞油酸含量低，油酸含量高；第Ⅳ類群有開農(nóng)306（G13）、濟花3號（G14）、鄭農(nóng)花23號（G15）3個品種，此類品種亞油酸含量低，總分枝偏多，百仁重較小。

3 討論與結(jié)論

好的組合是育種成功的關(guān)鍵，雙親的特性及其配合力是育種過程中首要考慮的因素。“0317”組合是由開封市農(nóng)林科學(xué)研究院把握市場脈搏，根據(jù)血緣遠(yuǎn)緣、性狀互補的原則配置而成。該組合培育出新品系84個，育成并通過國家鑒定、省級審定花生品種16個，其中高油酸花生品種10個（油酸含量≥75%）、大果型品種8個（百仁重≥80 g）。無論從品質(zhì)、莢果還是籽仁特性等都可以看出育成品種的類型豐富，也充分體現(xiàn)了雙親的遺傳力強、配合力強的特性及組合的遠(yuǎn)緣優(yōu)勢。

花生的各農(nóng)藝、品質(zhì)等性狀除了受到自身遺傳因素外，還受到外界生態(tài)環(huán)境條件的影響，是復(fù)雜的數(shù)量性狀，利用單一的指標(biāo)或者評價方法很難精準(zhǔn)地作出評價^［17］。本研究利用變異分析、相關(guān)性分析、主成分聚類分析等方法對“0317”組合育成的16個花生品種進行了綜合評價。變異分析結(jié)果顯示，變異系數(shù)最高的是亞油酸含量，其次為油酸含量、百仁重、百果重，說明針對亞油酸含量或油酸含量、莢果大小的改良空間很大。變異系數(shù)在20%以上的性狀有4個，10%以上的性狀有10個，這也說明該組合育成品種具有豐富的遺傳變異。

相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，莢果產(chǎn)量構(gòu)成的主要農(nóng)藝因素是百仁重、百果重；結(jié)果枝數(shù)與莢果產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明花生品種不是結(jié)果枝數(shù)越多越好。各農(nóng)藝性狀間，生育期與百果重、百仁重，主莖高與側(cè)枝長，總分枝數(shù)與結(jié)果枝數(shù)，百果重與百仁重等呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。百果重與總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明該組合育成的大果型花生品種的分枝數(shù)較少，小果型花生品種的分枝數(shù)較多。

主成分分析中，將14個性狀提取為4個主成分，累計方差貢獻(xiàn)率達(dá)89.109%，說明這4個主成分可代表其89.109%的信息。第1主成分占比較大，方差貢獻(xiàn)率高達(dá)45.051%。根據(jù)主成分分析結(jié)果，篩選出生育期、主莖高、側(cè)枝長、總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、百果重、百仁重、亞油酸含量、蛋白質(zhì)含量、莢果產(chǎn)量、籽仁產(chǎn)量等11個性狀進行層次聚類分析，16個品種共聚為4個類群，第Ⅰ類群由6個大果高產(chǎn)花生品種組成，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類群品種均為高油酸花生品種，但又依據(jù)莢果、籽仁大小、植株高度等不同劃分為不同類群。

以上分析結(jié)果表明，“0317”組合是國內(nèi)高油酸花生育種的優(yōu)勢組合，育成品種類型豐富、產(chǎn)量高。對“0317”組合雙親及育成品種的綜合分析可有效地簡化指標(biāo)并科學(xué)合理地評價相關(guān)品種和性狀，為篩選優(yōu)異親本資源、合理配置高油酸花生組合提供理論參考。

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