高油酸花生育种基础、现状及品种特性分析

高建强 曲 杰 吴丽青 程 亮 江 海

（1.菏泽市农业科学院 山东菏泽274047；2.菏泽市农业技术推广站 山东菏泽274000）

我国已经通过鉴定的高油酸花生品种， 主要以小果型花生为主，如花育32 号、开农61 号、豫花65号等，中小果型高油酸花生开农1715 油酸含量仅为73.4%， 中果型高油酸花生冀花16 号， 油酸含量2013 年为 74.9%，2014 年为 80.1%。 生产上，缺少油酸含量稳定超过80%、大果型高产高油酸花生品种。众多检测数据表明[1-4]，花生油酸含量和棕榈酸含量存在一定的负相关， 即油酸含量越高则棕榈酸含量越低。 今后的高油酸花生育种应选择高产大果型品种为主，同时监测棕榈酸含量，以选择棕榈酸含量较低的品种。

1 高油酸花生育种的遗传规律

Moore 等[5]利用高油酸材料F435 分别与普通油酸花生品种F78114 和F519-9 进行组配， 发现其后代油酸含量分离比例分别是15∶1 和3∶1，且不存在正反交的差异。 表明高油酸性状分别受2 对隐性基因（ol1ol1ol2ol2）和 1 对隐性基因（ol1ol1）控制。进一步扩大F435 与普通油酸花生品种的组配范围，发现F435 与13 个品种的杂交后代中， 只有1 个表现为双隐性基因遗传， 表明其中1 个隐性基因在花生中是普遍存在的。 禹山林[6]以F345 为高油酸亲本，与12 个美国大花生品种作为轮回亲本配制杂交组合， 后代油酸分离结果与Moore 的研究结果相吻合。花生高油酸性状由2 对隐性基因（ol1ol1ol2ol2）控制，普通花生基因型多表现为单隐性遗传 （ol1ol1Ol2Ol1或ol1ol1Ol2Ol2），表明高油酸性状受ol1和ol2双隐性基因控制。 丁锦平[7]认为油酸与亚油酸比值的遗传表现为2 对主基因加性—显性—上位性模型。Barkley 等[8]测定了高油酸与普通油酸材料杂交后代F2分离群体的9 种基因型及相应油酸含量， 发现9 种基因型材料突变基因数量（0、1、2、3、4）分为 5 种表现型，油酸含量高低与突变基因的剂量有关，而ol1和ol2对油酸含量的贡献率大小相同。

花生高油酸性状是由两个等位基因ol1和ol2一起控制的。△12-脂肪酸脱氢酶（FAD2）催化油酸到亚油酸的转化， 降低FAD2酶的活性可以提高油亚比值，因此FAD2基因（AhFAD2）是控制油亚比的关键基因。AhFAD2是由 2 个非等位基因FAD2A和FAD2B共同编码， 它们位于不同的基因组上， 其中FAD2A和FAD2B突变分别产生ol1和ol2基因。FAD2A和FAD2B的突变可能会引起酶结构、酶活性或表达调控的变化，共同调节油酸和亚油酸的比值。

2 高油酸花生育种的资源

第一个被发现并报道的高油酸材料是高油酸花生材料F435[5]，其油酸含量大于79%，亚油酸含量小于2.3%。 直至今天F435 材料仍在高油酸花生育种起着举足轻重的作用。 美国的许多高油酸花生品种都是利用F435 直接或间接培育出来的。 我国的高油酸花生育种起步晚，育种材料主要分为2 个部分，一部分是国外直接引进的材料，如AT 201 和SunOleic 95R都是从美国引进的。 另一部分是通过引进品种改良和自创材料，如开选 01-6、开选 176、CTWE、P76、SPI098 等。

截至2016 年，我国通过全国或省级审定的高油酸花生品种有38 个。 其中开农 61、开农 176、花育961、花育 951、花育 662、花育 963、花育 965、天府 33等18 个品种是大花生，锦引花 1 号、花育 32 号、花育51 号、冀花11 号、桂花37 等20 个品种是小花生品种。 其中山东省花生研究所有19 个、河南省开封市农林科学研究院6 个、 河北省农林科学院粮油作物研究所5 个、 河南省农业科学院经济作物研究所2 个、中国农业科学院油料作物研究所1 个、锦州农业科学院1 个、 山东润柏农业科技有限公司1 个和江苏徐淮地区徐州农业科学研究所1 个等。 相信随着时间的发展， 越来越多的高油酸花生品种也不断出现[9]。

3 高油酸花生的育种方法

目前我国的高油酸花生育种主要通过杂交育种、人工诱变、基因工程育种等方法创造新的种质资源和培育花生品种[10]。

3.1 传统育种方式

传统育种方式是我国高油酸新品种培育的主要方式，主要包括轮回选择、杂交选育、聚合育种、回交转育等。 确定育种目标是杂交育种的第一步，然后根据育种目标选择合适的亲本进行杂交组配。 花生的主要经济性状大多数是数量性状， 受微效多基因遗传控制。 亲本选配是是关系花生杂交育种成败的关键因素。 选择亲本应注意以下几点：①选用当地主载品种、 表现最优良的品种或创新优异种质材料作杂交亲本。 ②选择地理、遗传、生态远缘之不同生态类型、遗传基础丰富的优良品种（系）作杂交亲本。 ③选用配合力高、综合性状优异的材料为骨干亲本。 ④利用遗传基础丰富且差异大的亲本采用复合杂交、聚合杂交、阶梯式杂交等方法。

桂花 37 号就是从 SunOleic 95R 分别与汕油162、粤油13 和粤油45 进行杂交的后代株系中选育出来的高油酸新品种。 花育963 和花育668 是从以抗青枯病不亲和野生种种间杂种06I8B4 为母本和以自育高油酸亲本CTWE 为父本的杂交后代中选育出来的。 张照华等[11]以中花 16、中花 21、泉花 551、徐花13 为轮回亲本、 以高油酸材料冀花13 为非轮回亲本配制4 个杂交组合，期间通过杂交、回交和自交等，选育出了一批高油酸品系。

3.2 突变育种

人工突变方向能快速创制新的种质资源， 但方向不可逆。 人工突变主要包括化学诱变和物理诱变。目前存在的高油酸花生突变体材料， 除了1987 年Norden 等鉴定出的435-1 和 435-2 高油酸材料是自然突变体，其他材料都是人工突变的。 目前花生育种中主要应用 DES 突变体、EMS 突变体、γ射线处理、叠氮化钠浸种处理、γ 射线和叠氮化钠复合处理等。侯睿等[12]利用化学诱变剂EMS 诱变 处理3 个特色花生品种（系）的种子。 发现提高了处理品种（高油酸品种）的产量和油酸含量。 Fang 等[13]鉴定出的的高油酸突变体E2-4-83-12 就是 用0.1%EMS 浸泡鲁丰2 号获得的材料衍生而来的。 Wang 等[14]用叠氮化钠浸种处理花育33，从其后代中筛选出高油酸材料。

3.3 基因工程育种

转基因方法从基因途径上可以分为人工转基因和自然转基因。 自然转基因不是人为主导的，是自然界里植物、动物或微生物自主形成的转基因现象。 人工转基因是将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰。 常用的转基因方法包括基因枪法、脂质体介导基因转化法、农杆菌介导法、电激法介导基因转化和花粉管通道法等。 花生常用的遗传转化方法主要有农杆菌介导转化茎尖 （非组培）、基因枪法转化胚性组织和农杆菌介导转化子叶 （节）。主要用于提高病毒病抗性、提高抗虫性、生产口服疫苗、提高抗旱性、提高抗真菌侵染能力、提高除草剂抗性、抑制过敏原和提高油酸含量等。

3.4 分子标记辅助育种

分子标记辅助育种是利用分子标记与决定目标性状基因紧密连锁的特点，通过检测目的基因，即通过检测到分子标记的存在达到选择目标性状的目的，具有快速、准确和不受环境条件干扰等优点。 花生分子标记辅助育种是在传统杂交育种的基础上，通过检测与ahFAD2B和ahFAD2A2 个等位基因紧密连锁的分子标记筛选目标材料， 减少育种的时间、 提高育种的准确性。 研究者们开发了CAPS、Real time PCR 和 AS-PCR 等标记，进行ahFAD2B和ahFAD2A的基因分型、 序列比对和分子标记辅助育种等。 Janila 等[21]用分子标记辅助回交（MABC）和分子标记辅助选择（MAS）将SunOleic 95R 的2 个FAD2突变等位基因导入到 ICGV 06110，ICGV 06142 和ICGV 06420 的遗传背景中。他们使用DNA 标记开发了82 株MABC 和387 株MAS 衍生的基因渗入系群体， 其油酸含量从62%到83%不等。 与亲代父母相比，油酸增加了0.5～1.1 倍，同时，群体中的亚油酸减少了 0.4～1.0 倍，棕榈酸减少了 0.1～0.6 倍。 最后，筛选出高油 27 株系（53%～58%）和低油 28 株系（42%～50%）进一步培养。 Yuan 等[15]利用 CRISPR/Cas9 技术诱导ahFAD2基因的新突变花生原生质体和毛状根培养模型。 在ahFAD2A中发现了G448A突变体，在ahFAD2B中发现了441_442insA和G451T突变体。其中G448A和441_442insA突变是与现有高油酸品种相同，G45 1T为新突变。

4 高油酸花生的特性

4.1 高油酸花生的发芽特性

种子休眠特性、温度、湿度、土壤覆盖厚度及新陈种子等都会影响花生种子的发芽特性。 种子休眠性影响花生的播种和收获， 种子休眠性过强往往会造成花生播种后出苗率不高、缺苗；休眠性过弱容易造成荚果在收获前发芽， 严重影响花生的产量以及花生仁的品质和质量，增加了黄曲霉菌感染的风险。郝西等[16]分别对刚收获和收获后35 d 的4 个高油酸花生品种系和4 个普通花生品系进行发芽试验。 发现4 个普通油酸品种的休眠性极弱或无休眠期，高油酸品种具有一定的休眠性， 经过分析得出种子休眠性强弱与油酸含量、 油亚比表现为显著的正相关关系，与亚油酸含量表现为显著的负相关关系的结论。

播种时的土壤厚度也影响花生的发芽天数。 谢明惠等[17]，发现花生适宜的播种深度为4～6 cm，播种过浅或过深会降低出苗率，延长出苗时间，影响花生长势。 高油酸种子最突出的优势在于其抗氧化性和稳定性。 高油酸花生种子的休眠性较普通花生强，自然老化对其的种子品质的影响小。 张青云等[18]发现2 个高油酸花生品种新、陈花生种子播种，对其所结种子的主要营养品质影响不大。王传堂等[19]发现播种新、 陈高油酸花生对其所结果的荚果和籽仁产量影响不大。

4.2 高油酸花生耐低温特性

花生是喜温作物， 整个生长期对温度和热量条件要求比较高，提高花生的耐低温性可以提早播种，扩大花生在高纬度地区的种植。 Jungman 等[20]发现高油酸花生在低温条件下发芽率降低。唐月异等[21]利用55 份花生种子进行低温吸胀萌发试验， 发现花生种子的耐低温性与亚油酸和脂肪酸的含量呈显著正相关，但相关系数低，说明亚油酸含量和脂肪含量所能解释的花生耐低温性变异较少。薛晓梦等[22]从普通油酸花生中花16 和高油酸花生中花413 中克隆得到7 个花生AhFAD2家族的全部基因，从分析这些基因的表达模式发现， 高油酸花生在受到低温胁迫时，AhFAD2-1A/B编码蛋白失活， 但AhFAD2-4A/B的高量表达在一定程度上弥补了这部分功能， 也说明AhFAD2-1A/B功能的缺失并不是决定花生耐低温性的主要因素。 这些研究为高油酸花生种质资源的创新和培育提供了基础。