花生籽仁蔗糖含量近红外模型构建及在高糖品种培育中的应用

含糖量是决定和影响花生食用品质和加工特性的重要指标,蔗糖含量占成熟花生籽仁总糖量的90%以上,建立蔗糖含量的高效检测技术,有助于加快高蔗糖甜味食用型花生品种培育进程。本研究利用蔗糖含量差异显著的185份花生材料,利用近红外仪(波长范围1100~2500 nm),配合小样品杯,扫描和采集自然干燥籽仁的近红外光谱,采用液相色谱(HPLC)结合标准曲线法测定试验材料的蔗糖含量,利用偏最小二乘法(partial least squares,PLS)构建了花生籽仁蔗糖含量的近红外定标模型,模型的决定系数R2=0.962,均方差为0.383。利用20份材料对模型进行外部验证,预测值和化学值的决定系数达0.947,表明该模型可较好地预测蔗糖含量,可以高效地测定杂交早期世代的单株花生蔗糖含量。利用该模型在“吉花02-1-4×中花26”杂交后代中发掘出6份含糖量7%以上、油酸78%以上、含油量48%以下,且农艺性状优良的食用花生新品系。     

高油酸花生油低温分层现象分析

高油酸花生油以其营养价值高、储藏期长等优点越来越受到广大消费者的青睐。在低温条件(4~6℃)下,普通花生油会发生凝固现象,而高油酸花生油则不会完全凝固,而是产生分层现象。为了探究高油酸花生油低温下分层的原因,对分层后的高油酸花生油上、下层的脂肪酸及甘油三酯组成进行了分析,发现下层油中饱和脂肪酸(SFA)含量显著增加,特别是超长链饱和脂肪酸(VLCSFA)的含量是上层油的3.8倍。甘油三酯分析表明,下层油中携带2个SFA的甘油三酯(S2U)显著富集,特别是携带VLCSFA的S2U型甘油三酯,其在下层油中的含量是上层油中含量的7.1倍。由此推断,大量携带VLCSFA的S2U型甘油三酯在低温下结晶析出是导致高油酸花生油分层的主要原因。     

花生FAD2基因家族表达分析及其对低温胁迫的响应

为了探究FAD2在花生低温响应中的作用,本研究从普通油酸花生中花16 (ZH16)和高油酸花生中花413 (ZH413)中克隆得到花生AhFAD2家族的全部基因,共7个。通过分析这些基因的表达模式发现,在ZH16和ZH413中各FAD2基因表达模式相似, AhFAD2-1A/B主要在花和发育的种子中表达, AhFAD2-3A/B主要在营养组织中表达, AhFAD2-4A/B主要在根和花中表达,表明AhFAD2基因在花生不同发育阶段和不同组织中发挥各自的生物学功能。在15℃下发芽6 d发现,ZH413的发芽率未显著下降,而ZH16的发芽率显著下降。种子萌发过程中,AhFAD2-1A/B和AhFAD2-4A/B均受低温诱导表达。在ZH16中AhFAD2-1A/B在低温诱导第6天开始显著上调表达,而在ZH413中第1天显著上调表达;在ZH16中AhFAD2-4A/B在低温诱导第3天出现显著上调表达,之后表达量下降,但在ZH413中第1天就显著上调表达,且始终维持在高水平表达。基于以上研究结果推测,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。同时也说明AhFAD2-1A/B功能的缺失并不是决定花生耐寒性的主要因素。本研究的开展为培育抗寒的高油酸花生品种奠定了理论基础,为高油酸花生在高纬度、高海拔地区推广提供了理论支持。     

便携式高油酸花生鉴定仪的研制

高油酸花生以其营养价值高、储藏期长等优点深受消费者和加工企业的喜爱。但是,高油酸花生和普通油酸花生并不能直观区分,必须借助仪器检测油酸含量。其中,气相色谱仪和近红外光谱仪是目前最常用的两类仪器,但是体积大、质量重、造价高,而且需要专业实验室和专业人员操作,限制了其在中小型花生生产和加工企业中的应用。本研究基于花生油折光指数与温度（R²=0.999）和油酸含量（R²=0.802）显著负相关的原理,建立了利用折光指数鉴定高油酸花生的数学模型,并研发了一款便携式高油酸花生鉴定仪。利用该仪器检验了30个花生品系是否为高油酸花生,鉴定结果均与其油酸含量化学值相一致,准确率为100%。该仪器的研制填补了快速、低价、便携式高油酸花生检测仪的空白,为促进高油酸花生产业发展提供了一种简便易行的检测设备。     

单粒花生蔗糖含量近红外预测模型的建立

蔗糖含量是影响花生口感和风味的重要因素,培育高蔗糖甜味品种已成为食用型花生遗传改良的重要目标。因此,建立单粒花生蔗糖含量的近红外预测模型有助于加快甜花生品种选育进程。本研究选择128份遗传多样性丰富的代表性材料,采集了近红外光谱,利用高效液相色谱-折光指数检测器(HPLC-RID)测得蔗糖含量化学值,并利用偏最小二乘法(PLS)建立了单粒花生蔗糖含量的数学预测模型,其决定系数(R2)为0.913,交叉验证根均方差(RMSECV)为0.750。另选用50粒花生种子对预测模型进行外部验证,预测值和化学值的相关系数达0.92,表明本研究建立的模型预测值准确可靠。本研究建立的单粒花生蔗糖含量预测模型可以应用于杂交早期世代育种材料蔗糖含量的选择,也可以应用于高蔗糖材料纯度的筛选和鉴定,为食用型花生品种选育和产业化应用提供技术支撑。