分子标记辅助选择高油酸花生品种冀农花10 号的选育

2022-07-21侯名语崔顺立李文平刘盈茹李秀坤刘立峰

中国种业 2022年7期

侯名语李丽崔顺立李文平刘盈茹李秀坤刘立峰

（1 河北农业大学，保定 071001；2 河北工程大学，邯郸 056038；3 河北省保定市农业科学院，保定 071001）

花生是我国重要的油料作物[1]，花生籽仁中含有50%左右的脂肪，花生脂肪酸中主要含有棕搁酸（Palmitic acid，C16∶0）、硬脂酸（Stearic acid，C18∶0）、油酸（Oleic acid，C18∶1）、亚油酸（Linoleic acid，C18∶2）、花生酸（Arachidic acid，C20∶0）、花生烯酸（Cis-11-Eicosenoicacid，C20∶1）、山嵛酸（Docosanoic acid，C22∶0）和二十四碳烷酸（Lignoceric acid，C24∶0）等8 种主要脂肪酸。其中油酸含量是评价花生油质量的一个重要指标。油酸的分子式为C18H34O2，为单不饱和脂肪酸，其含量高低影响花生制品的风味及货架期。在膳食营养中，油酸具有调节人体脂质代谢、改善心血管疾病、消炎等保健功能[2-4]。提高花生中的油酸含量已成为花生育种的重要任务。

亚油酸也是十八碳烯脂肪酸，油酸脱饱和生成亚油酸，两者的比例（油亚比）也是衡量高油酸花生种质的重要指标。Δ12脂肪酸脱氢酶（FAD，Fatty acid desaturase）是油酸生成亚油酸的关键酶。相对于普通花生，在高油酸花生基因型中，ahFAD2A和ahFAD2B序列具有点突变或插入突变[2，4]。根据突变序列，已开发了CAPS（Cleaved amplified polymorphic sequence）和AS-PCR（Allele-specific PCR）标记[4]，并已广泛应用于高油酸花生育种研究中。本研究选用在ahFAD2A和ahFAD2B序列具有点突变的花生种质GYS01 作为亲本，与高产广适品种海花1 号杂交，在后代选育中采用AS-PCR 标记结合近红外分析仪检测技术，选育出冀农花10 号高油酸品种。

1 亲本来源及选育过程

1.1 亲本来源父本材料为GYS01，是河北农业大学花生研究所高油酸种质，具有油酸含量高、抗逆性强、株型匍匐等特征特性，油酸含量80.07%，亚油酸含量3.53%，油亚比22.68。母本材料为海花1 号（图1），是由山东省花生研究所和山东省海阳县农业局联合培育的高产稳产大果花生品种，油酸含量41.75%，亚油酸含量36.82%，油亚比1.13，直立型，在我国黄淮海流域广泛种植。

图1 母本海花1 号系谱图

在ahFAD2A/ahFAD2B基因序列中，GYS01含有与高油酸突变体F435 相同的突变位点，即ahFAD2A（OL1）在起始密码子后第448 位点处GYS01 为A，海花1 号为野生型G（图2a）；GYS01的ahFAD2B（OL2）在起始密码子后第442 处插入A，海花1 号无此插入（图2b）。

图2 两亲本的ahFAD 差异序列比对

1.2 选育过程2009 年在河北农业大学试验农场花生杂交圃种植父本GYS01 和母本海花1 号，进行杂交，获得F1杂交种。2009 年11 月在海南三亚种植F1杂交种。取幼苗叶片提取基因组DNA，利用AS-PCR 反应检测基因型是否为OL1ol1/OL2ol2，以鉴定真假杂交种。2010 年3 月收获F2种子。2010年5 月在保定农研所试验田种植F2种子，9 月收获得到F3种子。2010 年11 月在海南三亚加代。2011年3 月获得衍生系统F4种子；5 月在保定农研所试验地种植F4，进行测产评价，淘汰不良衍生系，获得F5系统种子；11 月在海南三亚加代。2012 年3 月得到F6种子，同年对每个入选的衍生系统F6大量选择单株，获得F7种子；年底在三亚将每个单株种成株系，按衍生系统混合获得冀农G32。从F2～F6，每代在幼苗期取样提取基因组DNA 进行AS-PCR检测，收获的种子用近红外光谱模型检验油酸含量，根据检测结果，保留ol1ol1与ol2ol2基因型及油酸含量>45%的株系。F6种植时，以冀花2 号作为产量对照，进行植株性状、产量性状的鉴定。在产量和高油酸双重压力下，保留高产高油酸花生新材料。2013 年在清苑、深州、新乐等地进行品系比较试验，平均荚果产量329.8kg/667m2，比对照冀花2 号增产9.0%。2014 年在清苑、深州、新乐等地进行品系比较试验，平均荚果产量373.5kg/667m2，比对照冀花2号增产7.3%。2015 年参加了高油酸品系鉴定试验，比冀花2 号增产显著。2018 年提交农业农村部非主要农作物品种登记，登记编号为GPD 花生（2018）130264，命名为冀农花10 号。

1.3 AS-PCR 法检测ahFAD2A 和ahFAD2B 基因型基因组DNA 的提取采用CTAB 法。检测ahFAD2A/ahFAD2B的引物序列及基因型判定见表1 和表2，PCR 条件参照李丽等[4]。通过不同的引物组合组成4 个AS-PCR 反应（表2），以检测ahFAD2A的野生型OL1和突变型ol1，ahFAD2B的野生型OL2和突变型ol2。根据电泳结果的带型判断基因型，GYS01 的ahFAD2A和ahFAD2B的基因型为ol1ol1ol2ol2（图3a），海花1 号的基因型为OL1OL1OL2OL2（图3c），在后代选择中，为保证高油酸，选择与GYS01 的检测结果相同的带型（图3a）。经检测，冀农花10 号的ahFAD2A和ahFAD2B为ol1ol1ol2ol2高油酸突变基因型（图3b）。

图3 OL1OL1OL2OL2 和ol1ol1ol2ol2 基因型电泳图谱

表1 鉴定高油酸基因型AS-PCR 反应所用引物

表2 ahFAD2A/ahFAD2B 基因型鉴定标准

2 品种特征特性

2.1 植物学特性2017-2018 年连续进行2 年调查，冀农花10 号的植物学特征为:连续开花、疏枝、直立，叶片绿色、长椭圆，主茎高62.3cm、侧枝长73.7cm、总分枝数9 个、结果枝数7 个、单株饱果数12.9 个。荚果普通形、缩缢较浅，果嘴钝，百果重168.3g。籽仁球形，种皮浅红色，百仁重66.3g，出仁率72.3%，生育期121d。

2.2 品质与抗病性经农业农村部油料及制品质量监督检验测试中心检测，含油率51.0%，蛋白质23.4%，油酸79.0%，亚油酸4.4%，油亚比17.9。2017年和2018 年种植期间进行田间调查，冀农花10 号抗叶斑病，耐病毒病，抗旱性、耐涝性强。