不同纬度对高油酸大花生产量及品质性状的影响

潘丽娟 王 通 许 静 陈 娜 陈明娜 王 冕 杨 珍兰孝帮迟晓元*

(1.山东省花生研究所,山东 青岛 266100;2.青岛市农业技术推广中心,山东 青岛 266071)

花生是我国重要的油料作物和经济作物,是食用植物油和蛋白质的重要来源。花生喜温、喜光、耐旱、耐瘠薄,是短日照作物[1]。籽仁中含有50%左右的油脂,24%～36%的蛋白质,10%～20%的碳水化合物,以及维生素E、烟酸、钙、镁、磷、锌、铁、核黄素、硫胺素和钾等多种营养成分[2-4]。脂肪中含有的多种脂肪酸主要以油酸和亚油酸为主,二者含量占80%左右。较高的油酸含量可提升高密度脂蛋白浓度,降低中低密度脂蛋白浓度,在保证胆固醇需求的同时,防止胆固醇过量,有益于人类心、脑血管的健康[5-6]。与普通花生相比,高油酸花生制品货架期延长,理化性质更稳定,花生的良好风味更持久[7]。

鉴于高油酸花生的保健价值和耐储存特性,高油酸花生已成为当前花生育种的一个重要目标和必然趋势。本研究选用自主育成的6个高油酸大花生品种,在我国不同纬度区种植,比较其产量和品质性状差异,为花育系列高油酸大花生品种在适宜纬度地区大面积推广提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 供试品种

试验所用花生品种为山东省花生研究所遗传育种课题组培育的6个高油酸大花生品种,分别为花育9115(油酸含量82.2%)、花育9116(油酸含量81.3%)、花育9117(油酸含量82.0%)、花育9119(油酸含量80.2%)、花育9121(油酸含量80.6%)和花育9125(油酸含量75.1%)。

1.2 试验方法

1.2.1 种植方式

我国地处北半球,南北纬度跨度大。本试验从南到北,依次选择泉州试验站(24.78°N)、南充试验站(30.80°N)、合肥试验站(31.83°N)、徐州试验站(34.28°N)、临沂试验站(35.07°N)、濮阳试验站(35.77°N)、莱西试验站(36.87°N)、汾阳试验站(37.27°N)、保定试验站(38.87°N)、唐山试验站(39.63°N)、四平试验站(43.50°N)等11个不同纬度的花生产区进行小区试验。

田间试验设计采用随机区组法,每小区面积13.33m2,重复3次,播种密度10000穴/667m2,每穴2粒,穴距按当地习惯种植。分别于2018年和2019年连续两年5月10号前后播种,覆膜与否及田间管理等均按当地习惯操作。

1.2.2 测产时间及方法

当70%以上荚果果壳硬化,网纹清晰,果壳内壁呈青褐色斑块时准备收获。测产时实打实收,晒后称干质量获得各品种产量。

1.2.3 品质性状分析

利用近红外光谱仪分析花生脂肪、蛋白质、油酸、亚油酸等成分含量,每次测定30～40个籽仁,重复3次。

1.3 数据分析

花生产量及各组分含量的方差分析和基本统计使用SAS v9.1和Excel 2016软件。

2 结果与分析

2.1 产量性状分析

表1所示,花育9115、花育9116、花育9117、花育9119、花育9121和花育9125在纬度30°～40°N间的试验点,其荚果产量均超目前我国花生平均单产241.2 kg/667m2[8],其中花育9125 在临沂试验站荚果产量最高,达到429.6 kg/667m2,比我国花生平均单产增产78.1%。表明这些高油酸花生品种在纬度30°～ 40°N 间适合种植推广。而6个品种在泉州试验站的荚果产量表现不佳,两年荚果平均产量均不足190 kg/667m2。说明这6个高油酸大花生品种不适合我国低纬度花生产区大面积推广。

方差分析表明(表6),花生产量在不同环境间的差异均达显著水平,但不同基因型间差异不显著。说明参试的6个高油酸大花生品种产量在品种间差异不明显,但受不同纬度种植区的环境因素影响较明显。

2.2 品质性状分析

2.2.1 油脂和蛋白质

表2所示,6个高油酸花生品种的含油量最高点都出现在徐州试验站,含油量均超过56%,说明徐州花生产区的地理环境可提升品种的含油量。花育9115含油量最低点是泉州试验站,花育9125含油量最低点是南充试验站,其余4个品种含油量最低点均是四平试验站,说明过高或过低的纬度不利于高油酸大花生的脂肪酸积累。

表3所示,高油酸大花生品种蛋白含量受纬度影响变化较为复杂,6个高油酸花生品种的蛋白含量最高值均出现在南充试验站,蛋白含量超过27%。花育9115和花育9121蛋白含量最低点均出现在保定试验站,花育9116、花育9117和花育9125蛋白含量最低点均出现在徐州试验站,花育9119蛋白含量最低点出现在临沂试验站。

方差分析表明(表6),花生含油量和蛋白质含量在不同环境间的差异均达显著水平,但在不同基因型间差异均不显著。说明参试的6个高油酸大花生品种含油量和蛋白质含量受不同纬度种植区的环境因素影响明显。

2.2.2 油酸和亚油酸

油酸含量与亚油酸含量间存在高度负相关关系[9],表4和表5所示,除花育9121油酸含量最低点和亚油酸含量最高点均出现在汾阳试验站外,其余5个品种油酸含量最低点和亚油酸含量最高点则都出现在四平试验站,说明花生籽仁中油酸含量积累可能受低温影响较强烈。

表1 2018-2019年不同纬度种植区高油酸花生产量分析Table 1 Production analysis of high oleic peanuts in different latitudes planting areas during 2018 and 2019

表2 2018-2019年不同纬度种植区高油酸花生含油量分析Table 2 Analysis on the oil content of high oleic peanuts in different latitude planting areas during 2018 and 2019

表3 2018-2019年不同纬度种植区高油酸花生蛋白含量分析Table 3 Analysis on the protein content of high oleic peanuts in different latitude planting areas during 2018 and 2019

表4 2018-2019年不同纬度种植区高油酸花生油酸含量分析Table 4 Analysis on the oleic acid content of high oleic peanuts in different latitudes planting areas during 2018 and 2019

表5 2018-2019年不同纬度种植区高油酸花生亚油酸含量分析Table 5 Analysis on the linoleic acid content of high oleic peanuts in different latitude planting areas during 2018 and 2019

表6 高油酸花生主要性状的表型变异Table 6 Phenotypic variation of the main traits of the high oleic peanuts

方差分析表明(表6),花生油酸和亚油酸含量在不同环境间的差异均达到显著水平,在不同基因型间差异也达到显著水平。

3 结论与讨论

高油酸花生的高品质、制品货架期长和对人体健康的益处,成为近年来花生育种的热点之一。近5年,美国至少已育成二十几个高油酸花生品种;国内分别由山东省花生研究所、河北省农林科学院粮油作物研究所、河北农业大学和河南省开封市农林科学研究院等单位经杂交育种选育了44个高产稳产的高油酸大花生品种。在我国11个不同纬度种植区进行试验,发现山东省花生研究所培育的这6个品种在纬度30°～40°N 间花生产区荚果产量都超目前我国花生单产,适合在这些区域推广种植。

花生产量、含油量和蛋白质含量受不同纬度种植区的环境因素影响明显,6个品种在临沂试验站的荚果产量都达到400 kg/667m2以上,而在泉州试验站的荚果产量不足200 kg/667m2。高油酸大花生6个花生品种在徐州试验站含油量较高,超过了56%;蛋白质含量在南充试验站表现较高,超过了27%。

另外,在栽培四倍体花生(2n=4x=40,AABB)中,△12脂肪酸去饱和酶(FAD2)催化油酸在碳12位上脱氢转化为亚油酸,是有效控制花生籽仁油酸、亚油酸含量和油酸/亚油酸(O/L)值的关键酶[10-12]。FAD2基因的突变影响△12去饱和酶的活性,导致油酸含量的增加[13-15]。去饱和酶的活性还受温度的影响,Sogut等发现播种时间晚,温度在22～29℃时,FAD2酶活性增加,有利于油酸向亚油酸的转变[16]。Chaiyadee等发现在结荚期时,当温度在30～33℃时,酶活性降低,亚油酸含量降低[17]。Davis等发现Spanish和Runner型高油酸花生品种种植在温度高的环境下比种植在常温和低温环境下O/L值高[18]。

本试验中,除花育9121外,其余5个品种在四平试验站油酸含量都表现偏低,说明花生籽仁中油酸含量积累可能受东北地区低温影响。万书波等对中国花生品质区划的研究表明东北为低油亚比花生区[1],本试验的结果也验证了该观点。同时花生油酸和亚油酸含量在不同环境间及不同基因型间的差异都达显著水平,表明花生油酸和亚油酸性状是同时受环境因素和基因型双重影响的。

随着社会发展和人们对健康饮食的需求,绿色优质越来越受到重视。高油酸花生新品种将逐步替代普通油酸品种,我国花生品种将完成新一轮更新。做好高油酸花生新品种的推广工作,将加快我国花生品种的更新换代。本研究可为新培育的高油酸大花生品种在我国适宜地区推广种植提供数据参考。