中国高油酸花生种质创制、品种选育进展与建议

除高油酸自然突变体外,中国通过辐射诱变、化学诱变已创制出新的高油酸花生突变体。从花生栽培种与不亲和野生种Arachis rigonii杂交后代中鉴定出FAD2G插入型新突变,不同于国内外已报道的FAD2B A插入型突变。中国迄今已育成14个高油酸花生品种,通过省级或国家级区试。中国高油酸花生品种的产量潜力和综合抗性水平尚有进一步提升的空间,高油酸花生品种区试和扩繁工作亟待重视和加强,高油酸花生相关标准须尽快制定,以加速高油酸花生产业化进程。     

花生AhFAD2-1基因与油酸/亚油酸比值的关系

花生AhFAD2-1由位于不同基因组上的两个非等位基因AhFAD2-1A和AhFAD2-1B共同编码,这两个基因的突变引起酶结构、酶活性或表达调控的变化,共同导致高油酸性状的产生。本研究通过对13个不同花生品种(系)的AhFAD2-1基因进行测序和比对分析,查找点突变或插入位点,寻找与高油酸性状关联的基因位点。结果表明:E11、花育30、鲁花12、豫花15、河北高油的基因型是OL_1OL_1OL_2OL_2,其相应的O/L值为1.01~1.40;鲁花14、花育17、花育19、花育23、E12S的基因型是ol_1ol_1OL_2OL_2,其中E12S较特殊O/L值为9.05,其他品种O/L值为1.54~1.97;E16、E18和花育32号的基因型是ol_1ol_1ol_2ol_2,其相应O/L值为12.3~41.85。本研究结果对于高油酸性状的分子鉴定以及高油酸花生新品种的培育具有一定的参考价值。     

分子标记辅助回交选育高油酸花生新种质

为培育适应山东省以及黄淮海区域生产的高产、高油酸花生新品种,以山东优异花生品种花育23号(HY23)和花育31号(HY31)为母本,以高油酸花生品种Sunoleic95R、DF12和开农176(KN176)为父本,配制了3个杂交组合HY23×DF12(SAAS-01)、HY31×KN176(SAAS-02)以及HY31×Sunoleic95R(SAAS-03),在3年时间内,进行了一次杂交、4次回交和1次自交,利用优化的CAPS和PCR产物测序法,以及新开发的花生FAD2基因KASP检测方法,对自交和回交后代进行检测。SAAS-01、SAAS-02和SAAS-03三个组合分别获得了FAD2A和FAD2B隐性纯合的高油酸基因型BC4F2种子1,18和26粒;另外还获得了一批基因型为Aabb、aa Bb、Aa Bb的BC_4F_2种子,这三种基因型的杂交后代可通过进一步自交获得纯合的高油酸材料。本研究获得了遗传背景为花育23号和花育31号的高油酸花生材料,为培育适合山东省种植的高产、高油酸花生新品种奠定了基础。     

不同O/L值花生品种油酸脱氢酶基因的时空表达特征

本研究以不同油酸/亚油酸比值（O/L比）花生品种为材料,利用实时荧光定量PCR技术,对四个不同O/L花生品种不同组织中油酸脱氢酶基因（FAD2）的表达进行相对定量分析。结果表明：FAD2基因在不同O/L基因型中组成型表达,其在根、茎、叶中表达量低,在花中表达量最高,显著高于荚果等其它组织中的表达量,且品种间差异达显著水平;花U606和花U12在花、幼荚、成熟荚果中的表达量呈依次下降趋势;花育17和狮油红4号在花、幼荚、成熟荚果中的表达量则呈现高-低-次高的表达趋势,差异达显著水平。       

花生突变体创制与品质性状分析

栽培种花生遗传基础相对狭窄,常规育种难以培育出突破性新产品,利用诱变手段创制突变体材料是作物种质改良和理论研究的重要途径。本研究以鲁花6号、花育19号、花育20号、花育23号、花育32号、花育33号、四粒红、龙花生8个花生品种(种质)为材料,利用EMS诱变、~(60)Co-γ射线辐照或快中子辐照分别对种子进行处理,获得了一个突变体库。利用近红外法检测突变体主要品质性状,发现诱变可提高突变体的油酸含量和油亚比值,油亚比变异系数较大。相关性分析发现,油酸含量与棕榈酸含量和油亚比间分别呈极显著负相关和正相关。各品质性状对油亚比的影响顺序:油酸含量(1.522)棕榈酸含量(0.387)含油量(-0.271)蛋白质含量(-0.273)蔗糖含量(-0.698)。采用竞争性等位基因特异性PCR(KASP)检测发现,154份花育19号高油酸突变体FAD2B基因的442bp位点插入了一个"A",导致高油酸突变性状的产生。突变体油酸、亚油酸变幅分别为66.46%～80.30%和1.29%～13.34%,油亚比变幅4.98～62.31。本研究丰富了花生种质资源,并为花生遗传改良和功能基因鉴定提供了丰富的试验材料及理论依据。     

高油酸花生遗传改良研究进展

油酸和亚油酸是花生种仁中的主要脂肪酸,其含量和比例是花生和花生油的重要品质指标,花生中的油酸含量存在丰富的遗传变异,与普通花生相比,高油酸花生因含有较高的不饱和脂肪酸更受到消费者的青睐。提高花生油酸含量、降低亚油酸含量(即提高油酸、亚油酸比值,O/L值) 是花生品质改良的重点,也是国内外研究的热点之一。通过育种途径改良花生脂肪酸成分及其含量,对于提高人民生活水平和增进营养健康具有重要意义。本文围绕着调控油酸含量的脂肪酸脱氢酶FAD2 基因的特点,高油酸花生分子标记的研究进展,油酸含量的检测技术和高油酸花生育种的方法进行了综述,总结了中美两国高油酸花生育成的新品种以及对高油酸花生育种的现状,并进行了展望。     

花生FAD2-RNAi载体基因AFLP标记的克隆及序列分析

以花生高油酸品种Sunolic95R和低油酸品种汕油162杂交组合的F1为试验材料,采用AFLP分子标记,用 100 对AFLP引物筛选出20个与△12-脂肪酸脱氢酶-RNAi载体基因遗传连锁距离为3. 87～8.91cm的差异片段,并回收纯化、克隆测序及NCBI上进行序列比对,最终获得了5个FAD2-RNAi载体基因的全序列(长度为589～763bp),通过分析得出:所获得的5个FAD2-RNAi载体基因的遗传连锁距离为3.87～6.59cm,序列间同源性达到88%～97%,与GenBank中已知的FAD2-RNAi载体基因序列相似性均达到85%以上,分别包含一个起始密码子与一个终止密码子,结果表明本试验采用AFLP技术获得的5个序列均为△12-脂肪酸脱氢酶-RNAi载体基因.     

回交育种分析花生脂肪酸含量的变化

采用亲缘关系甚远的高油酸亲本Sunoliec95R与低油酸亲本汕油162配置杂交组合(F1),并回交2代(BC1和BC2),采用高效气相色谱法分析测定其籽仁中脂肪酸含量.结果表明,在花生回交种中油酸及油酸/亚油酸值均有不同程度的升高,轮回亲本中控油基因已部分转入到回交种中.选育出一批高、低油酸和高、低O/L值花生种质,以期作为花生品质育种选配亲本的参考,为广西花生丰产种质拓宽与改良提供理论依据.     

花生FAD2基因RNAi载体转化及转基因籽粒脂肪酸分析

在构建了以花生△12脂肪酸去饱和酶（FAD2）基因自身启动子驱动、有内含子间隔的该基因编码序列反向重复片段的RNA干扰载体的基础上,对上述干扰载体进行了农杆菌介导的花生胚小叶的遗传转化,以期特异调控花生籽粒中油酸、亚油酸含量。 在2个受体品种中获得105株抗性再生植株,用两对引物对其进行了PCR扩增,其中32株初步证实为转基因植株。采用近红外分析仪对转基因T1籽粒油酸和亚油酸含量的检测表明,转基因株系内油酸/亚油酸比值的变异高于对照,多数转基因株系油酸亚油酸比值平均数也显著高于对照。     

RNAi干扰油菜Δ12-脂肪酸脱饱和酶基因的表达效果

为进一步研究RNAi介导的Δ12-脂肪酸脱饱和酶（FAD2）干扰基因对油菜内源FAD2基因表达的影响,以油菜肌动蛋白(β-Actin)基因为内参照基因,提取转基因油菜幼嫩种子总RNA,通过半定量RT-PCR检测内源FAD2基因的相对表达量。结果表明,T1,T3代转基因种子中FAD2基因的相对表达量与对照相比明显降低。对T3代种子的油酸含量的分析表明：转基因油菜种子中油酸的含量比野生型增加了13.90到32.20个百分点,直接说明RNAi干扰体下调了FAD2基因的表达。因此,种子内源表达的FAD2基因被RNAi干扰体有效沉默,并且产生了能够稳定遗传两代的表型变化。     

高油酸花生新品种豫花37号选育及遗传分析

豫花37号是以高产、广适性品种海花1号为母本，以高油酸小果开选016为父本，通过有性杂交和系谱法选择，在分离世代综合运用近红外品质检测、异地生态鉴定、分子标记辅助选择等育种方法选育而成的珍珠豆优质高油酸花生新品种。2012年和2013年参加河南省珍珠豆型优质花生区试，两年9个试验点荚果平均单产达到4583.55 kg/hm2，比对照远杂9102（普通油酸品种）增产2.68%；2014年参加河南省珍珠豆花生生产试验，6个试验点荚果平均单产5084.4 kg/hm2，比对照远杂9102增产10.84%；于2015年通过河南省品种审定委员会审定，夏直播生育期116 d左右。本研究进一步对豫花37的遗传背景和控制油酸含量的两对主效基因的突变类型进行了分析，对后续高油酸品种选育具有一定借鉴意义。     

花生高油酸育种研究进展

花生是我国重要的油料作物、经济作物和出口创汇作物。花生籽粒油脂的品质是由脂肪酸的组成决定的,高油酸的花生油脂稳定性好,有更高的市场价值与营养价值。因此选育高油酸的花生材料和品种已成为目前花生品质改良育种的重要内容。本文综述了高油酸含量性状的遗传规律、高油酸产生的分子机制、杂交育种、突变育种、基因工程育种等方面的研究进展。分析高油酸花生育种中存在的问题,以期为我国花生高油酸育种和种质资源的发掘与利用提供参考。     

美国大花生脂肪酸的遗传分析

Ｆ４３５作高油酸亲本与１２个美国大花生品种配制杂交组合,并以大花生为轮回亲本回交３次。结果表明,花生高油酸（８０％左右）性状由两对隐性基因控制。在在美国大花生种质资源中,两对显、隐性基因杂合的种质普遍存在,而隐性纯合形式的种质很少。Ｆ２和回交后自交ＢＣｎ＋１Ｓ１代群体出现３（正常油酸含量）：１（高油酸含量）的分离比例,两对隐性基因除控制高油酸性状外,对勘察农艺性状无影响。花生棕榈酸、油酸和亚油酸的     

阜花系列高油酸花生遗传多样性分析

为准确评价高油酸花生种质资源的遗传多样性，本研究以34个阜花系列高油酸花生进行农艺性状及SSR位点分析。结果表明，所有花生品种间主茎高、侧枝长、结果枝数、百果质量、百仁质量差异显著，但是出米率差异较小，稳定在(70.34±0.78)%之间；采用56对引物对34个阜花系列高油酸花生品种(系)进行多态性分析，筛选出18对引物在这些种质间存在多态性，平均等位位点数为2.89个，Shannon’s信息指数分布在0.06～3.06之间，平均值为1.2,多态性信息含量(polymorphism information content, PIC)指数分布在0.33～0.91之间，平均值为0.66;34个高油酸花生相似系数分布在0.346～0.885之间，平均值为0.661;UPGMA(unweighted pair-group method with arithmetic means)聚类分析表明，所有阜花系列高油酸花生品种(系)分布在不同分枝上，遗传多样性程度较高。研究结果提高了SSR分子标记筛选的效率，也为阜花系列高油酸花生遗传多样性提供参考，为今后高油酸花生种质创制提供依据。     

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。     

利用RIL群体检测与花生高油酸含量连锁的SSR标记

为了获得与花生高油酸基因相连锁的SSR标记,应用于标记辅助选择。本研究选用低油酸品种花育28号和高油酸品种P76配制杂交组合,构建重组自交系(RIL)群体,采用气相色谱法测定亲本和各株系脂肪酸含量,卡方检验结果为RIL群体3个环境下低油酸株系数和高油酸株系数比值均符合3∶1的分离比例,表明P76的高油酸特性由2对隐性基因控制。利用SSR标记和BSA法,对1151对SSR引物进行筛选扩增,筛选出8对差异引物;以这8对引物对RIL群体中的19份低油酸家系(油酸平均含量44.06%)和24份高油酸家系(油酸平均含量80.75%)进行统计分析,获得了2个与花生油酸含量极显著(0.001水平)相关的标记AH1TC5D06和FI298287,其中,标记AH1TC5D06在RIL群体低油酸株系中的检测符合率为84.21%,在RIL群体高油酸株系中的检测符合率为87.50%;标记FI298287在RIL群体低油酸株系中的检测符合率为84.21%,在RIL群体高油酸株系中的检测符合率为75.00%。进而利用AH1TC5D06和FI298287对RIL群体中所有株系进行扩增,检测出AH1TC5D06和FI298287与控制高油酸特性基因的遗传距离为7.4cM和19.8cM。综合分析标记AH1TC5D06和FI298287可用于花生油酸含量的分子标记辅助选择。     

花生脂肪酸组分的遗传效应研究

采用Griffing列杂交设计模式对花生主要脂肪酸组分进行Hayman遗传分析。结果表明，O／L比值及油酸，亚油酸，棕榈酸，硬脂酸，山嵛酸含量等性状均符合“加性－显性”模型，以加性效应为主并表现部分显性遗传。亲本各性状的显，隐性基因频率，正负效应基因比例，显、隐性基因的方向均不同。O／L比值，油酸，亚油酸，棕榈酸，山嵛酸的遗传力较高，早代即可进行严格选择。鲁花10号和辐8707含有较多控制O／L比值及油酸含量的隐性增效基因，强盗花生和ICG6848含有较多控制亚油酸含量的显性增效基因，因此可作为高O／L比值及高营养品质育种的亲本。     

花生Δ12脂肪酸脱氢酶基因FAD2的克隆及反义表达载体的构建

从花生的幼嫩叶片中提取总DNA,应用PCR方法分离到了两个FAD2基因片段,分别命名为FAD2-1和FAD2-2,将反向的FAD2-1和FAD2-2片段分别与所克隆的大豆油体蛋白基因启动子片段oleosin-a与oleosin-b相连,在中间表达载体pSPROK中构建了三个带T-nos的融合基因,进而把融合基因构建到植物表达载体pCAMBIA1300中,酶切鉴定后进行测序,结果表明,所构建的三个植物表达载体均分别带有Oleosin启动子和反义FAD2基因序列,FAD2-2的长度为593bps,与引用序列的同源性达到97%,包含一个起始密码子;FAD2-1的长度为1175bp,与引用序列的同源性达到99%,包含一个起始密码子与一个终止密码子。将构建好的植物表达载体已经转化农杆菌LBA4404并用于侵染花生外植体。     

新疆北疆地区高油酸花生新品种引进对比试验

高油酸花生由于突出的营养价值和较长的货架期,因而备受国内外消费者和加工企业的青睐。目前,新疆高油酸花生种植处于起步阶段,为更好地发掘高油酸花生在新疆的发展潜力,以北疆主栽高油酸花生品种鲁花19号为对照,与引进的4个高油酸花生新品种进行对比试验。结果表明,参试品种中,花育917和冀花11号均表现出高产优质的特性。本研究为今后北疆地区高油酸花生引种工作提供了参考。     

花生△12脂肪酸脱氢酶基因FAD2的克隆及反义表达载体的构建

从花生的幼嫩叶片中提取总DNA，应用PCR方法分离到了两个FAD2基因片段，分另4命名为FAD2-1和FA192-2，将反向的FAD2-1和FAD2-2片段分别与所克隆的大豆油体蛋白基因启动子片段oleosin-a与oleosin-b相连，在中间表达载体pSPROK中构建了三个带T-nos的融合基因，进而把融合基因构建到植物表达载体pCAMBIA1300中，酶切鉴定后进行测序，结果表明，所构建的三个植物表达载体均分别带有Oleosin启动子和反义FAD2基因序列，FAD2-2的长度为593bps，与引用序列的同源性达到97％，包含一个起始密码子；FAD2—1的长度为1175bp，与引用序列的同源性达到99％，包含一个起始密码子与一个终止密码子。将构建好的植物表达载体已经转化农杆菌LBA4404并用于侵染花生外植体。