花生含油量、脂肪酸含量、油亚比和碘值的广义遗传力分析
2019-12-09王传堂杜祖波李卫青李秋王志伟胡东青杨同荣唐月异王秀贞吴琪
王传堂 杜祖波 李卫青 李秋 王志伟 胡东青 杨同荣 唐月异 王秀贞 吴琪
摘要：利用7份在萊西鉴定的高油酸花生材料，在4个地点种植，估算了含油量、脂肪酸含量、油亚比和碘值的广义遗传力。结果表明，含油量以小区或品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力分别为低、高;油酸含量、油亚比、棕榈酸、花生酸、十七碳烷酸、花生一烯酸、棕榈一烯酸含量以小区或品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力均为高;硬脂酸以小区为单位的广义遗传力为低或高，以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力为高;亚油酸、山嵛酸、二十四碳烷酸、十七碳一烯酸含量以小区为单位的广义遗传力，前三者为低，后者为中或高，但四者以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力均为高;碘值以小区为单位的广义遗传力为中至高，以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力为高。认为必须注重低油地区高油资源创制，并在多环境（多地点、多年份、多季节）中评价其高油性状的稳定性，高油酸品种亚油酸含量的稳定性亦须引起足够重视。
关键词：花生;含油量;脂肪酸;品质稳定性;广义遗传力
中图分类号：S565.203.2文献标识号：A文章编号：1001-4942（2019）09-0079-08
Broad Sense Heritability Analysis of Oil Content，Fatty Acid Content，
Oleate to Linoleate Ratio and Iodine Value of Peanut Kernels
Wang Chuantang2， Du ZuboLi WeiqingLi QiuWang Zhiwei2， Hu Dongqing3，
Yang Tongrong4，Tang Yueyi2， Wang Xiuzhen2， Wu Qi2
（1. Shandong Luhua Group Co.， Ltd.， Laiyang 265200， China; 2. Shandong Peanut Research Institute，
Qingdao 266100， China; 3. Qingdao Customs of the Peoples Republic of China， Qingdao 26600China;
4. Wendeng Agricultural and Rural Bureau of Weihai City， Weihai 266440， China）
Abstract The broad sense heritability （H2B） of oil content， fatty acid content， oleate to linoleate （O/L） ratio and iodine value of seven peanut cultivars with high oleic acid were estimated by planting them in four locations. The results showed that the H2B of oil content based on the plot or entry replication mean of varieties （lines） was low and high， respectively. Plot-based or entry replication mean of variety（line）-based H2B of oleic acid content， O/L ratio， and palmitic acid， arachidic acid， heptadecanoic acid， eicosenoic acid and palmitoleic acid contents were high. The plot-based H2B of stearic acid was low or high， and the entry replication mean of variety（line）-based H2B was high. The fatty acids of linoleate， behenic acid， lignoceric acid and heptadecenoic acid all had low plot-based H2B， but that for heptadecanoic acid was medium to high;all the four species of fatty acid were high in entry replication mean of variety（line）-based H2B. For iodine value， the plot-based H2B was medium to high， and the entry replication mean of variety（line）-based H2B was high. It was suggested that the emphasis be placed on the creation of high-oil peanut resources in low-oil areas， and the stability of high oil phenotype should be evaluated in multi-environment （multi-location， multi-year， multi-season）. Enough attention should also be paid to the stability of linoleate content in high oleate varieties.
Keywords Peanut; Oil content; Fatty acid; Quality stability; Broad sense heritability （H2B）
花生品种品质指标高低及稳定性直接关系到其在加工业上的利用价值。花生品质遗传学研究对花生优质育种具有重要指导意义。
花生含油量遗传力估算研究，迄今多数是基于普通油酸花生试材、单点试验结果，因所用试材、估算世代和方法的不同估值有高有低。Tai等搭配了11个杂交组合，利用其F2代及双亲含油量化学值估算的广义遗传力为0～33%[1]。Chiow等采用近红外法预测含油量，多年多点试验方差分析法估算的广义遗传力仅有9%，亲子回归法估算的狭义遗传力为17%[2]。Parmar等采用弗吉尼亚型品种搭配28个非互交双列杂交组合，比重法测定含油量，研究花生含油量遗传，F1和F2含油量狭义遗传力分别仅有18.3%和18.0%[3]。Kavera利用辐射和化学诱变M5代群体估算的广义遗传力为52.0%～76.5%[4]。刘恩生采用双列杂交法基于化学值测得的花生含油量广义遗传力和狭义遗传力分别为95.79%和31.28%[5]。Basu等所得花生含油量狭义遗传力为29%[6]。Badigannavar等估算了花生品种TAG24 γ射线诱变群体M5～M8含油量的广义遗传力为60.0%～98.5%，单株油产量的广义遗传力为94.6%～97.0%[7]。Gor等基于近红外预测值半双列杂交法估算的F1代和F2代狭义遗传力分别为54.70%和62.50%[8]。采用盖钧镒等[9]提出的世代数量性状主基因+多基因混合遗传模型联合分离分析方法，禹山林等采用化学值测得的主基因遗传力为72.55%[10];陈四龙等采用含油量核磁共振法测定值测得的SW9721-3×特21和SW9721-12×濮花22号组合主基因遗传力为45.00%～47.51%、多基因遗传力为18.72%～22.75%，SW9721-23×95-3和SW9721-38×鲁花11号2个组合符合多基因遗传特征，多基因遗传力为66.09%～66.51%[11];刘华等对郑9001、郑8903及其RIL群体的品质性状进行了遗传分析，测得的含油量近红外值多基因遗传力为45.81%[12];Zhang等以包含215个家系的重组自交群体F9及其亲本为材料，研究发现索氏法测定的含油量主基因遗传力为22.88%，认为花生育种中提高含油量要注重多基因的积累[13]。Azharudheen等利用重组自交系（RIL）群体估算的含油量近红外预测值广义遗传力为39.80%[14]。Janila等在印度一点多季（共6个环境）中测定了含油量核磁共振法测定值的广义遗传力，6个环境高达90%～100%[15]。Wilson等利用回交后代群体估算的含油量核磁共振法测定值3个地点的广义遗传力为63%～85%，统算为80%[16]。Singkham等采用亲子回归法估算的高油酸和普通油酸亲本搭配的3个杂交组合含油量的狭义遗传力为0～16%[17]。
花生子仁脂肪酸含量遗传力研究，受材料所限，最初不少研究是采用普通油酸含量花生材料进行的。万勇善等研究表明，油酸、亚油酸和油亚比广义和狭义遗传力均在90%以上[18]，利用双列杂交法估算出的油亚比、油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、山嵛酸含量的广义遗传力分别为95.54%、97.27%、97.97%、96.48%、81.84%和93.53%，狭义遗传力分别为94.17%、95.53%、95.27%、91.58%、74.08%、86.93%[19]。Azharudheen等利用RIL群体估算的脂肪酸含量和油亚比近红外预测值广义遗传力为油酸76.00%、亚油酸70.70%、棕榈酸58.90%、硬脂酸24.00%、花生酸58.00%、花生一烯酸30.00%、山嵛酸45.00%、木蜡酸（又称二十四碳烷酸）34.30%、油亚比73.70%[14]。Wilson等利用回交后代群体，估算了3点统算脂肪酸含量化学值和油亚比广义遗传力，油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、花生一烯酸、山嵛酸、木蜡酸含量和油亚比的广义遗传力分别为80%、94%、47%、68%、55%、51%、19%、14%、80%[16]。采用主基因+多基因遗传模型，韩柱强等研究了两个杂交组合脂肪酸含量的遗传，油酸含量主基因遗传力分别为65.26%和71.39%，亚油酸含量主基因遗传力分别为73.64%和71.59%，油亚比主基因遗传力分别为82.57%和88.64%[20];类似地，Zhang等采用重组自交系群体（F9）及其亲本研究了花生脂肪酸含量的遗传，油酸、亚油酸、棕榈酸含量主基因遗传力分别为75.11%、75.00%和60.95%，硬脂酸、花生酸含量主基因遗传力分别为26.43%和33.17%，油亚比、山嵛酸遗传主基因遗传力分别为70.65%和30.70%，认为改善花生油酸、亚油酸等脂肪酸品质可着重于主基因的利用[13]。
高油酸花生出现以后，研究者们在遗传研究中开始采用此类材料。丁锦平等研究得出，普通油酸组合（青苗豆×全州麻壳、富川大花生×隆安宝湾花生）和普通油酸×高油酸组合[汕油162×SunOleic 95R（高油酸）]主基因遗传力分别为61.27%、64.09%和64.66%，多基因遗传力分别为33.85%、34.52%和33.45%[21]。韩柱强等对高油酸品系8-153与普通油酸品种粤油13杂交后代的研究表明，油酸含量F2、F2∶[KG-*2/3]3群体主基因遗传力分别为77.28%、55.00%，多基因遗传力分别为13.31%、32.13%;亚油酸含量F2、F2∶[KG-*2/3]3群体主基因遗传力分别为88.30%、79.84%，多基因遗传力分别为13.31%、32.13%[22]。黄冰艳等利用美国引进的高油酸亲本wt08-0932和wt08-0934与普通油酸含量品种搭配杂交组合，发现控制油酸和亚油酸含量的2对主基因遗传力分别为65.93%～89.21%和69.88%～85.41%[23]。Singkham等用亲子回归法估算了Georgia-02C（高油酸）×KKU 1（普通油酸）、SunOleic 97R（高油酸）×KKU 1、SunOleic 97R×Georgia-02C三个杂交组合的狭义遗传力，油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、花生一烯酸、山嵛酸、木蜡酸含量以及油亚比、碘值的狭义遗传力分别为63%～72%、57%～72%、31%～82%、3%～66%、1%～57%、17%～67%、0～43%、0～28%、27%～81%、27%～49%[17]。總之，涉及高油酸花生含油量和脂肪酸品质的遗传研究，局限于单一地点。
高油酸花生比普通油酸花生货架期延长，且更有益人体健康。花生品种高油酸化是大势所趋。本研究旨在利用油酸含量显著提高的花生品种（系），在多点试验基础上，估算含油量、脂肪酸含量、油亚比、碘值的广义遗传力，为花生育种中化学品质性状的选择提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料种植与化验分析
将7份在山东莱西鉴定为高油酸含量的花生新品系15L1、15L10、15L11、15L8、15S1、15S11、15S9（L、S分別代表大粒和小粒）种植在锦州、潍坊、徐州、合肥4地（4个环境），随机区组设计，3次重复。除合肥试验点为夏播外，其余试验点均为春播。栽培措施按当地习惯。
花生荚果收获干燥后按地点、试材和重复分别取样送油料及制品质量监督测试中心（武汉）进行子仁品质化验分析。按NY/T 1285—2007方法测定子仁含油量;按GB 5009.168—2016方法测定脂肪酸含量，脂肪酸检出限0.05%，脂肪酸检测结果为相对含量。按下式分别计算油亚比和碘值[17]：油亚比（O/L）=油酸含量/亚油酸含量;碘值（CIV）=油酸含量×100×0.8601+亚油酸含量×100×1.7321+花生一烯酸含量×100×0.7854。
1.2 统计分析
采用DPS 14.05[24]进行误差均方同质性检验和方差分析，只有当方差分析结果表明基因型效应达显著或极显著水平后才进行广义遗传力（H2B）估算。根据期望均方公式，利用均方值求各个方差估计值[25-27]。
对于单环境、多基因型、随机区组试验，σ2G=（MSG-MSe）/r，σ2e= MSe;广义遗传力定义有：以小区为单位的广义遗传力H2B1=σ2G/（σ2G +σ2e ） ，以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力H2B2=σ2G/（σ2G +σ2e/r）[25，26]（表1）。
对于多环境、多基因型、多区组试验，σ2G=（MSG-MSe）/（er）， σ2GE=（MSGE-MSe）/r，σ2e= MSe[26，27]（表2）。广义遗传力定义有：以小区为单位的广义遗传力H2B1=σ2G/（σ2G +σ2GE +σ2e ） ，以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力H2B2=σ2G/[σ2G +σ2GE/e +σ2e/（re）][26，27]。
2 结果与分析
2.1 含油量
样本卡方值为3.44
由表3可见，含油量基因型效应达极显著，故可计算含油量遗传力。计算得出，含油量以小区为单位的广义遗传力为16.85%，以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力为59.75%。基因型与环境存在极显著互作，环境因素对含油量的影响相当大。
2.2 油酸含量
经检验，油酸含量4点试验方差不齐，故不能进行全部试点数据的联合分析。其中，锦州和潍坊试验结果通过方差齐性检验（样本卡方值为2.37
2.3 亚油酸含量
经计算，样本卡方值5.04<χ20.05=7.82，说明不同环境误差均方差异不显著，故可进行多环境数据联合分析。方差分析结果（表3）表明，基因型、环境以及基因型与环境的互作效应均达极显著水平。亚油酸含量以小区为单位的广义遗传力为16.83%，以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力为49.84%。
2.4 油亚比
因方差不齐，油亚比数据无法进行联合方差分析。潍坊试验点S9有一个重复亚油酸含量只有0.05%，油亚比高达1 474.07，误差项均方很高，基因型效应不显著，故无法估算该点遗传力。其余3点基因型效应均达极显著（表7），以小区为单位的广义遗传力为58.72%～74.94%，以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力为81.01%～89.97%（表8）。
2.5 棕榈酸含量
样本卡方值为4.79<χ20.05=7.82，棕榈酸含量可进行联合分析，结果（表3）表明，基因型效应达极显著，故可计算其遗传力。计算得出，棕榈酸含量以小区为单位的广义遗传力为42.61%，以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力为80.75%。
2.6 硬脂酸含量
样本卡方值10.46>χ20.05=7.82，硬脂酸含量不可进行4点联合分析。但锦州、潍坊、徐州3点数据可进行联合分析（样本卡方值为4.17
2.7 山嵛酸含量
样本卡方值4.29<χ20.05（7.82），可进行4点联合分析。方差分析结果见表3。山嵛酸含量以小区为单位的广义遗传力为17.35%，以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力为45.68%。
2.8 二十四碳烷酸含量
样本卡方值5.67<χ20.05（7.82），故4点数据可联合分析。方差分析结果见表3。二十四碳烷酸含量以小区为单位的广义遗传力为18.46%，以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力为47.54%。
2.9 花生酸含量
样本卡方值27.12>χ20.05（7.82），故不能进行多点联合分析。潍坊点方差分析基因型效应不显著，无法估算遗传力。其余3个试验点的基因型效应均达极显著（表11），可以估算遗传力。锦州、徐州、合肥花生酸含量以小区为单位的广义遗传力为52.21%～59.84%，以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力为76.62%～81.72%（表12）。
2.10 十七碳烷酸含量
样本卡方值125.95>χ20.05（7.82），故无法进行4点联合分析。但锦州、合肥试验点的样本卡方值2.39<χ20.05（3.84），可合并分析;潍坊试验点可单独进行分析。结果（表13、表14）表明，锦州、合肥及潍坊试验点的基因型效应均达极显著水平，可以估算遗传力;以小区为单位的广义遗传力为41.07%～78.57%，以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力为65.35%～91.67%（表15）。而徐州试点基因型效应不显著，不能做进一步分析。
2.11 花生一烯酸含量
样本卡方值59.79>χ20.05（7.82），故4点数据不能进行联合分析。各点单独分析，潍坊点基因型效应不显著。其余3点基因型效应达到显著或极显著水平（表16），以小区为单位的广义遗传力为47.06%～83.89%，以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力为72.73%～93.99%（表17）。
2.12 棕榈一烯酸含量
样本卡方值7.62<χ20.05（7.82），故4点数据可合并计算（见表3）。4点统算，以小区为单位的广义遗传力为48.69%，以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力为90.48%。
2.13 十七碳一烯酸含量
样本卡方值9.23>χ20.05（7.82），故4点数据不能进行联合分析。但锦州、合肥点统算样本卡方值2.29<，潍坊、徐州点统算样本卡方值3.11
2.14 碘值
样本卡方值19.18>χ20.05（7.82），故无法进行4点联合分析。但锦州、合肥试验点的样本卡方值1.80<χ20.05（3.84），可合并分析，基因型效应达极显著水平（表20）。徐州试验点单独分析，其基因型效应达显著水平（表21）。三点以小区或品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力分别为38.41%～41.42%、57.97%～67.96%（表22）。潍坊试点基因型效应不显著，不需进一步做遗传力分析。
3 讨论与结论
利用高油酸花生进行多点试验，估算了含油量、脂肪酸含量和油亚比、碘值的广义遗传力。按遗传力大于40%为高遗传力，20%～40%为中等遗传力，低于20%为低遗传力，本研究所估算的含油量以小区或品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力分别为低、高;油酸含量、油亚比、棕榈酸、花生酸、十七碳烷酸、花生一烯酸、棕榈一烯酸含量以小区或品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力均为高;硬脂酸以小区为单位的广义遗传力为低或高，以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力为高;亚油酸、山嵛酸、二十四碳烷酸、十七碳一烯酸含量以小区为单位的广义遗传力，前三者为低，后者为中或高，四者以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力均为高;碘值以小区为单位的广义遗传力为中至高，以品种（系）重复平均数为单位的广义遗传力为高。
从广义遗传力估算结果看，以小区为单位的估值以含油量和亚油酸含量较低，分别只有16.85%和16.83%，以品种（系）重复平均数为单位的估值有所提高，分别为59.75%和49.84%;山嵛酸、二十四碳烷酸、硬脂酸以小区为单位的广义遗传力估值亦较低。说明这5个品质性状受环境影响较大，所试验的高油酸品种（系）多环境含油量稳定性较差，培育稳定高油的花生品种难度较大，必须注重低油地区高油资源的创制，并在多环境（多地点、多年份、多季节）中评价其高油性状的稳定性，高油酸品种的亚油酸含量稳定性亦须引起重视。
对同一品质指标，以小区或品种（系）重复平均数为单位估算的广义遗传力，后者高于前者，且有的性状提高幅度较大，显然根据品种（系）重复平均数进行选择的可靠性優于根据小区数值的选择。
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