青花6號(hào)輻射誘變體系探索及突變體庫的構(gòu)建

花生是一種自花授粉植物，栽培種花生為異源四倍體，而其近緣的野生種大多數(shù)為二倍體，這導(dǎo)致兩者存在雜交不親和特性[1]，極大地限制了栽培花生與其遠(yuǎn)緣野生花生之間的基因交換。目前，約 9 0 % 的花生栽培品種的主要來源為伏花生和獅頭企。生產(chǎn)上利用的花生品種遺傳多樣性較為狹窄[2]，大部分品種是通過有性雜交培育而成，雖然雜交育種是選育花生新品種的基礎(chǔ)手段，但從構(gòu)建雜交組合到參加區(qū)域試驗(yàn)的整個(gè)育種過程較為漫長(zhǎng)，再加上花生的繁殖系數(shù)較低，已然無法滿足市場(chǎng)對(duì)花生新品種日益增長(zhǎng)的需求。

利用誘變技術(shù)創(chuàng)制突變體種質(zhì)是提高作物遺傳改良與科學(xué)研究的重要途徑。輻射誘變育種技術(shù)是在人工控制條件下，采用 射線對(duì)種子進(jìn)行輻照，使其染色體的數(shù)量與結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而引起植株性狀的變異，進(jìn)而獲取到具有生產(chǎn)價(jià)值的突變體，并在此基礎(chǔ)上培育出新種質(zhì)資源的方法[3]。突變的遺傳性狀通常在經(jīng)過3＼～4代的選擇后便可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，其育種周期相對(duì)較短[4，有助于提高花生育種效率。

本研究旨在利用 射線對(duì)青花6號(hào)花生干種子進(jìn)行輻射處理，以此構(gòu)建突變?nèi)后w，并在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)新的突破，發(fā)掘具有實(shí)際應(yīng)用潛力的優(yōu)質(zhì)突變系，創(chuàng)制出高利用價(jià)值的特異新花生種質(zhì)資源，并應(yīng)用于新品種的選育。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料試驗(yàn)材料為遼寧省沙地治理與利用研究所引進(jìn)的優(yōu)質(zhì)花生品種青花6號(hào)，該品種屬珍珠豆型小花生品種。莢果蠶繭形，果腰不明顯，籽仁桃圓形，外種皮粉色，內(nèi)種皮白色。遼寧地區(qū)春播生育期121d左右，主莖高 3 7 c m ，側(cè)枝長(zhǎng) 4 1 c m ，總分枝9個(gè)；單株結(jié)果16個(gè)，單株生產(chǎn)力 1 6 . 0 g ，百果重

1 6 1 g ，百仁重 6 7 g ，出米率 7 5 . 4 % ;抗病性中等。蛋白質(zhì)含量 2 2 . 3 % ，脂肪含量 4 5 . 9 % ，油酸含量 4 0 . 0 % ，屬于普通品種。目前在遼寧省大部分地區(qū)均有種植。1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)將青花6號(hào)干種子進(jìn)行3個(gè)濃度梯度的 輻射處理，輻射強(qiáng)度分別為 1 0 0 G y 、1 5 0 G y? 2 0 0 G y ，同時(shí)設(shè)置未經(jīng)輻射處理的青花6號(hào)種子作為對(duì)照。每次300粒干種子，重復(fù)3次。在遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院輻照中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行輻射處理，遼寧省沙地治理與利用研究所園區(qū)種質(zhì)資源基地種植花生種子。研究表明，150Gy輻射強(qiáng)度為最佳突變誘變劑量，因此對(duì)該輻射強(qiáng)度下的種子進(jìn)行種植，并構(gòu)建突變體庫。

2022年統(tǒng)計(jì) 種子的出苗率，進(jìn)行單株收獲，獲得了199個(gè)株系。2023年每個(gè)株系挑選出5粒飽滿的 種子（少于5粒全部選用）進(jìn)行單粒播種，分單株收獲，獲得了199個(gè)株系，841個(gè)單株。生育期內(nèi)對(duì)各單株的農(nóng)藝性狀進(jìn)行評(píng)估，鑒別出存在顯著差異的突變個(gè)體，并且只要1個(gè)性狀改變就是突變，在評(píng)估總體突變頻率時(shí)，具有多個(gè)突變性狀的突變體將不被重復(fù)計(jì)算。2024年從 的199個(gè)株系中，每株系挑選1株具有典型性狀的植株，取5粒飽滿種子進(jìn)行田間種植，建立 突變?nèi)后w，并對(duì)該群體的性狀進(jìn)行調(diào)查與鑒定。

1.3性狀測(cè)定對(duì) 植株進(jìn)行田間農(nóng)藝性狀調(diào)查，包括葉片性狀、植株性狀、莢果性狀、種子性狀、產(chǎn)量性狀。葉片面積的大小由葉面積測(cè)定儀測(cè)定。葉片性狀有葉形、葉片長(zhǎng)度、長(zhǎng)寬比、葉色、卷曲與否、斑駁程度、多小葉，以高于或低于對(duì)照 30 % 的性狀作為突變性狀；植株性狀有主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、總分枝、結(jié)果枝等，以高于或低于對(duì)照 3 0 % 的性狀作為突變性狀;莢果性狀有果腰明顯程度、果嘴明顯程度、網(wǎng)紋明顯程度、莢果長(zhǎng)度、莢果形狀等，以高于或低于對(duì)照 10 % 的性狀作為突變性狀；種子性狀有種皮顏色、形狀、單粒重等，種子品質(zhì)性狀有粗脂肪含量、粗蛋白含量、油酸含量、蔗糖含量等，均以高于或低于對(duì)照 1 0 % 的性狀作為突變性狀；產(chǎn)量性狀有單株果重、單株莢果數(shù)、出仁率等，單株果重和單株莢果數(shù)以高于或低于對(duì)照 5 0 % 的性狀作為突變性狀，出仁率以高于或低于對(duì)照15個(gè)百分點(diǎn)的性狀作為突變性狀。

1.4數(shù)據(jù)分析 使用Excel2010、SPSS17.0等軟件完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1輻射處理下 各性狀突變頻率的變化輻射處理顯著降低了 種子出苗率，對(duì)照平均出苗率為 9 5 . 3 % ， 3 個(gè)輻射處理的出苗率分別為 6 8 . 0 % 、6 2 . 0 % . 4 3 . 7 % ，在對(duì) 突變性狀進(jìn)行觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)，青花6號(hào)花生品種的干種子在半致死劑量條件下，最佳突變誘變劑量為 1 5 0 G y 。由于部分株系未完成生活史，中途死亡，本研究?jī)H統(tǒng)計(jì)剩余的199個(gè)株系的突變頻率。由表1可知，突變頻率較高的性狀有單粒重、單株果重、主莖高、單株莢果數(shù)、種子形狀、油酸含量、蔗糖含量及莢果長(zhǎng)度，突變頻率在1 0 . 0 5 %～1 9 . 1 0 % 之間，未觀察到種皮顏色變化的突變體。

2.2輻射處理對(duì) 植株農(nóng)藝性狀的影響由表1可知，輻射處理后植株的性狀變化較大。輻射處理導(dǎo)致突變體主莖高有向兩個(gè)方向偏移的趨勢(shì)，對(duì)照的平均主莖高為 3 0 . 2 3 c m ，輻射處理后部分株系嚴(yán)重矮化，株系24-308-39最矮，主莖高僅為 1 8 . 6 7 c m ，而株系24-308-17最高，主莖高為5 4 . 0 0 c m 。與對(duì)照品種相比， 6 . 0 3 % 的株系由直立型變?yōu)榘胭橘胄汀］椛浜蟠鷤€(gè)別突變體的總分枝數(shù)最高達(dá)到13.00個(gè)，結(jié)果枝達(dá)到10.00個(gè)，而對(duì)照平均總分枝數(shù)為7.00個(gè)，結(jié)果枝為4.30個(gè)，變化明顯。經(jīng)輻射處理的突變體在側(cè)枝長(zhǎng)表現(xiàn)出較大的變異，對(duì)照品種的側(cè)枝長(zhǎng)為 3 3 . 3 0 c m ，而突變體的側(cè)枝長(zhǎng)變化范圍在 2 3 . 6 7～5 5 . 0 0 cm 之間，二級(jí)側(cè)枝的生長(zhǎng)十分旺盛

輻射處理使 突變體的葉色、葉形、葉面積等性狀呈現(xiàn)多樣性。在葉色方面，未經(jīng)輻射的對(duì)照葉片呈現(xiàn)綠色，而少數(shù)突變體則呈現(xiàn)暗綠色、黃綠色；在葉形方面，大部分變異材料與對(duì)照保持類似特征，主要呈現(xiàn)長(zhǎng)橢圓形，而 9 . 5 5 % 的突變材料呈現(xiàn)倒卵形或尖形；在葉面積方面，突變材料表現(xiàn)出明顯的差異，其變化范圍為 ，與對(duì)照相比， 6 4 . 0 % 的突變體葉面積有所增大，而其他突變材料的葉面積則呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。卷曲與否、斑駁程度以及多小葉等性狀變異頻率較小。

輻射處理后各突變材料的莢果長(zhǎng)度存在明顯變異。與對(duì)照相比，輻射處理使 8 6 . 9 % 的突變體莢果長(zhǎng)度變小，莢果長(zhǎng)度最小的突變體比對(duì)照減小4 2 . 1 2 % ；突變體莢果長(zhǎng)度較對(duì)照增大者較少，莢果長(zhǎng)度最大的突變體較對(duì)照增幅 1 9 . 4 % 。輻射處理使部分突變體種子的形狀發(fā)生明顯變化，突變體中1 3 . 6 % 的種子由桃圓變?yōu)閳A柱形。果腰、果嘴、網(wǎng)紋等性狀變異頻率較小。

輻射處理的突變體中，單粒重差異明顯。 9 6 . 0 % 的突變體材料籽粒數(shù)量少于100粒，其中還有相當(dāng)數(shù)量的癟果。突變體的單粒重在 之間，而對(duì)照的平均單粒重為 0 . 3 4 g ，輻射處理導(dǎo)致大多數(shù)突變體的單粒重顯著增加，其中有17個(gè)株系單粒重比對(duì)照增加 1 0 . 0 % 以上。

輻射處理后， 6 2 . 8 % 的突變體單株果重比對(duì)照降低，突變體單株果重波動(dòng)范圍在 1 2 . 3 7～6 6 . 6 3 k g 之間，對(duì)照平均單株果重為 3 2 . 0 1 k g ，其中12個(gè)突變體單株果重表現(xiàn)優(yōu)于對(duì)照，提升幅度超過 5 . 0 % 。在單株莢果數(shù)性狀上， 7 0 . 4 % 的突變體單株莢果數(shù)降低，只有部分株系的單株莢果數(shù)增加；對(duì)照平均單株莢果數(shù)為33個(gè)，突變?nèi)后w中株系24-308-098單株莢果數(shù)最高，達(dá)到66個(gè)，而株系24-308-059最低，只有11個(gè)。輻射處理有使出仁率變大的趨勢(shì)，突變體的出仁率在 5 1 . 0 7 % 8 3 . 4 0 % 之間，對(duì)照的出仁率為6 7 . 3 0 % ；其中大部分突變體表現(xiàn)優(yōu)于對(duì)照，出仁率超過 7 5 . 0 % 的突變體占突變體總數(shù)的 3 7 . 7 % ，有3個(gè)株系的出仁率較對(duì)照提升超過15個(gè)百分點(diǎn)，其中株系24-308-088出仁率最高，達(dá)到了 8 3 . 4 0 % 。

2.3輻射處理對(duì) 種子品質(zhì)性狀的影響經(jīng)近紅外光譜儀檢測(cè)，輻射處理對(duì)突變體種子油酸含量有提高的趨勢(shì)，對(duì)照青花6號(hào)油酸含量為 4 5 . 0 8 % ，突變體株系油酸含量變幅為 3 3 . 5 3 % ～ 8 5 . 7 3 % ，其中24-308-029、24-308-090、24-308-196這3個(gè)株系均為高油酸，油酸含量最高者是青花6號(hào)的1.90倍，株系24-308-087油酸含量為 7 2 . 8 1 % ，接近高油酸的標(biāo)準(zhǔn)，但有可能繼續(xù)分離。粗脂肪含量有降低的趨勢(shì)，對(duì)照粗脂肪含量為 5 2 . 4 3 % ，突變體種子粗脂肪含量為 4 6 . 8 4 % ～ 5 9 . 1 2 % ，粗脂肪含量低于對(duì)照的突變體有8個(gè)，占突變株系總數(shù)的 6 1 . 5 % ，而高于對(duì)照且含油量大于 5 5 . 0 0 % 的突變株系有3個(gè)。粗蛋白含量有降低的趨勢(shì)，對(duì)照粗蛋白含量為 2 8 . 5 3 % ，突變體種子粗蛋白含量在 1 8 . 4 2 % ～ 2 9 . 8 5 % 之間，突變體中含量低于對(duì)照的有12個(gè)，占突變體總數(shù)的 6 6 . 7 % 。蔗糖含量有明顯增加的趨勢(shì)，對(duì)照的蔗糖含量為 2 . 4 3 % 突變體種子蔗糖含量在 1 . 4 0 % ～ 5 . 9 1 % 之間，蔗糖含量比對(duì)照顯著提高的有12個(gè)株系，占突變株系總數(shù)的5 7 . 1 % 。輻射處理在一定程度上使花生的油酸、脂肪、蛋白質(zhì)、蔗糖的含量發(fā)生了變異，并獲得了11個(gè)典型的高油酸、高脂肪、高蛋白質(zhì)的優(yōu)質(zhì)突變體（表2）。

2.4 突變體鑒定結(jié)果為了最終得到性狀穩(wěn)定遺傳的突變體，對(duì) 突變?nèi)后w的各類性狀進(jìn)行了考察與測(cè)定，結(jié)果表明 性狀的分離相當(dāng)普遍，但未觀察到種皮顏色變化的突變體。在高于對(duì)照的株系中出現(xiàn)了1個(gè)特高的株系，而其他株系則表現(xiàn)出不同植株高度的性狀分離，但其他特矮的株系卻沒有明顯的分離現(xiàn)象，依然保持矮化特征，因此推斷高株對(duì)特矮株可能為顯性。此外，正常的小葉數(shù)目為4片，本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了17個(gè)多小葉（5＼～6片葉）的突變體（圖1），在 還表現(xiàn)出了顯著的性狀分離，其中多小葉株系與普通4葉株系分離比為 2 ： 1 ，與彭振英等[5的研究結(jié)論一致； 株系中3個(gè)高油酸突變體株系的油酸含量表現(xiàn)出穩(wěn)定遺傳特性，24-308-087突變體株系的油酸含量表現(xiàn)出性狀分離，其分離比例仍為 2 ： 1 . 其他性狀的遺傳變異規(guī)律還需進(jìn)行多代驗(yàn)證。

3 討論與結(jié)論

本研究通過對(duì)青花6號(hào)進(jìn)行 輻射處理，成功構(gòu)建了青花6號(hào)輻射誘變突變體庫，并收獲了一些特異的突變體材料，且部分突變性狀通過多代選擇能夠快速穩(wěn)定遺傳。研究表明，輻射對(duì)花生植株性狀、葉片性狀、莢果性狀、種子性狀、產(chǎn)量性狀、品質(zhì)性狀等方面產(chǎn)生了明顯影響，通過對(duì) 的突變?nèi)后w進(jìn)行調(diào)查分析，篩選出了一系列變異特征明顯的突變體。花生的主莖高、莢果長(zhǎng)度、種子形狀、單株果重、單株莢果數(shù)、單粒重、油酸含量和蔗糖含量等性狀有較高的突變頻率，超過了 1 0 . 0 0 % ，而對(duì)照在這些性狀上的表現(xiàn)則相對(duì)穩(wěn)定，與禹山林等[的“在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)注意選擇主莖較高、側(cè)枝較長(zhǎng)、果仁較大且單株莢果數(shù)多的變異單株”分析結(jié)果基本相符。通過 的突變?nèi)后w進(jìn)一步驗(yàn)證，多小葉等性狀有待繼續(xù)加代驗(yàn)證，植株矮化和種子油酸含量2個(gè)性狀出現(xiàn)了可以穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良突變體，特別在油酸含量性狀上明顯優(yōu)于青花6號(hào)，通過輻射誘變方法將普通油酸品種培育成高油酸或高油酸 + 高脂肪或高油酸 + 高蛋白的品種會(huì)比較容易突破，與遲曉元等[的觀點(diǎn)基本一致，也更能滿足食用型花生育種的需求。

目前，輻射誘變已作為一種改善品種生產(chǎn)表現(xiàn)的有效手段應(yīng)用于大豆育種[]，輻射誘變的變異也已在花生的品種創(chuàng)新與改良中取得了成功[9。本次試驗(yàn)主要圍繞變異后代的表型特征和種子品質(zhì)的成分變化展開調(diào)查，為花生資源創(chuàng)新及遺傳育種研究提供基礎(chǔ)理論支持，但未深入探討突變體的形成機(jī)制及其遺傳特性的變化，因此尚需通過多代定向選擇，對(duì)篩選出的突變體性狀與遺傳規(guī)律進(jìn)行更全面的鑒定，并進(jìn)一步考察 對(duì)花生的誘變效果，從而培育出優(yōu)良的遺傳突變種質(zhì)，為新品種的育成打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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（收稿日期：2024-12-31）