我国高油酸花生育种研究进展

2 引种
2003 年以来， 我国陆续从国外引进了高油酸原始突 变体或其高油酸的杂交后代材料， 由于存在不良农艺性 状 ，极 少 能 直 接 利 用[3]。 锦 州 农 科 院 从 美 国 引 进 的 高 油 酸 花 生品种锦引花 1 号适合在锦州西部和南部地区种植，也可 在辽南、辽东年≥10℃的积温达 3 400℃的地区种植[11]，但 未见大面积推广种植的报道。 为此，可对引进的高油酸材 料进行改良，加以开发利用。
1 高油酸花生种质资源的发掘和鉴定
自 20 世纪 80 年代开展花生脂肪酸品质改良研究以 来，我国科学家通过对大量材料进行筛选，从中发掘出一 批 油 酸 含 量 高 （>60%）的 花 生 种 质 资 源 （表 1），为 高 油 酸 育种奠定了丰富的物质基础； 部分材料还进行了主要农 艺性状、品质和抗性等方面的调查研究，发现了一批优异 的资源材料 。 [5-10] 其中，820 和 CS7 的含油率高(>55%)，狮 油红 4 号、CS41、VA-41、VA-16、Ve-2-1、大伏抚罗 1 号等 蛋白质含量高（≥30%），撮豆、细茎节豆、嵊县 小 红 毛 、青 豆苗、百花豆、小花生等高抗青枯病，大伏抚罗 1 号、嵊县 小红毛、 黄泽小红毛、CS9 等出仁率高 （≥80%），VA-41、 VA-16、Zh.h5087、TiFTon-8、Ve-2-1、大伏抚罗 1 号、邵东 中扯子等果大仁大（百果重>200 g，百仁重>90 g），西江种 和 巴 基 斯 坦 单 株 生 产 力 高 （>30 g）， 产 量 潜 力 大 ，Zh. h2292 单株结果数较多，Zh.h5057 在株高、 分枝长度和总 分 枝 数 方 面 比 较 适 中 ， [6,10] 这 些 兼 有 其 他 突 出 优 点 的 种 质 资源尤为珍贵，如能充分利用将有利于提高育种成效。
油 酸 含 量 （%）
62.73 62.61 62.57 62.49 62.48 62.47 62.39 62.39 62.36 62.32 62.04 61.75 61.67 61.53 61.53 61.48 61.39 61.33 61.16 61.08 60.83 60.75 60.72 60.65 60.62 60.59 60.56 60.23 60.14 60.12
的 ，是 由 S17 与 SPI098（高 油 酸 含 量 的 种 质 ）杂 交 后 系 统 选育的，而 SPI098 系 79266 辐射突变体[14]。 通过人工诱变 可提高突变率，改变花生脂肪酸中油酸的含量，创造高油 酸种质；且后代稳定较快，可缩短育种年限。 因此，诱变育 种也是培育高油酸花生的有效途径之一。
中 图 分 类 号 ：S565ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ203
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1004-874X （2011 ）01-0043-03
花生是我国重要的油料作物和经济作物。 其籽仁含 有脂肪 50%左右，其中油酸和亚油酸约占 80%，且两者呈 极显著负相关。 油酸是一种单不饱和脂肪酸，不仅能降低 有害胆固醇 (低密度胆固醇，LDL)， 还可维持有益胆固醇 (高密度胆固醇，HDL)的水平，从而减缓动脉粥样 硬化，有 效预防冠心病等心血管疾病的发生 ； [1-2] 且油酸稳定性高， 油酸含量高有利于延长花生及制品的货架期。 因此，提高 花生油酸含量已成为国内外花生品质改良育种的研究热 点之一。
我国科研人员已经构建含花 生 FAD2 基 因 反 向 重 复 序 列 或 [24,26-29] 倒 位 重 复 FAD2 基 因 片 段[25]、CaMV 35S 启 动 子[25-26]或种子特异性表达的大豆凝集素启动子 的 [24-25,28-29] 转 化载体，运用农杆菌介导法，建立了花生遗传转化体系。 冯 凯[24]和 张 小 茜 等[25]分 别 得 到 了 PCR 检 测 呈 阳 性 的 转 化 株 11 个和 19 个， 表明目的片段已整合到花生基因组中。 殷 冬 梅 等 获 [26-27] 得 PCR 检 测 呈 阳 性 的 转 化 株 11 个 ；经 荧 光定量 PCR 检测显示， 其中 4 个转基因植株基本上不表 达或表达量很低；对此 4 个原始转基因植株的种子进行脂 肪酸成分分析， 其油酸含量从正常的 37.87%提高到最高 70.01%，亚 油 酸 含 量 相 应 降 到 最 低 为 10.75%；表 明 RNA 干扰对内源的 FAD2 基因产生了抑制作用。 李桂民等[28-29] 通过构建双右侧边界共转化载体， 选育得到无筛选标记 基因的高油酸花生材料。 他获得了 36 个转基因植株；其 T1 代 种 子 经 检 测 ，有 一 个 株 系(42 号)油 酸 含 量 大 幅 度 提 高，由原来的 38%提高到 77%。
油 酸 含 量 （%）
72.76 71.13 70.91 70.50 69.57 69.46 69.01 68.85 68.38 68.10 67.96 67.82 67.76 67.71 67.44 67.37 67.22 67.16 66.83 66.70 66.70 66.66 66.58 66.41 66.39 66.03 65.80 65.70 65.52 65.50 65.49 63.35
品种（编号）
或编号 鸳鸯种 ICGS114 青豆苗 CS31 Zh.h5087 CS27 TiFTon-8 CS36 贵县安南豆 百花豆 通山大粒 小花生 Ve-2-1 宁乡小子 CS12 晋江大果 大伏抚罗 1 号 茶陵爬蔓 巴基斯坦 CS26 431 杂天 天台直藤小种 Zh.h2292 Zh.h1246 大桥筛豆 清湖大花生 Zh.h5057 CS9 邵东中扯子 鹿寨大花生
可见，利用杂交技术培育高油酸花生新品种宜用高油 酸的花生种质作为亲本，运用品种间杂交、回交或远缘杂 交等方法，辅以早期选择和定向培育。
4 诱变育种
诱变技术在我国花生高油酸育种上的应用研究报道 很少，但成效显著。 王传堂等[16]研究表明，化学诱变剂 EMS 处理改变了花生种子脂肪酸中油酸的含量。 另外，高油酸 花生新品种花育 32 号就是通过诱变技术与杂交结合育成
收 稿 日 期 ：2010-07-21 基 金 项 目 ：汕 头 市 科 技 计 划 项 目 （123 ） 作者简介：许燕（1981-），女，硕士，助理研究员，E-mail: yanxu_ p@yahoo.com.cn 通讯作者：张绍龙（1970-），男，研究员， E-mail: stnkshsyz@126. com
油 酸 含 量 （%）
65.18 65.09 65.07 65.00 64.74 64.70 64.63 64.60 64.53 64.30 64.28 64.25 64.23 64.23 64.20 63.89 63.83 63.80 63.73 63.56 63.53 63.53 63.53 63.48 63.36 63.35 63.32 63.29 63.21 63.00 62.90 62.80
山东省花生研究所以 S17 和 SPI098 进行杂交后系统 选 育 ， 培 育 出 花 生 新 品 种 花 育 32 号 ， 其 油 酸 含 量 高 达 77.8%，于 2009 年 4 月通过山东省品种审定[14]。 该所还发 明一种高油酸高产花生的育种方法， 该法选择综合性状 好、 高产的种质和高油酸含量的种质 SPI098 组配亲本组 合；在早期分离世代测定优良单株中每一粒种子的油酸含 量，选择高油酸含量的优良花生种子；筛选出高油酸含量 的花生种子在下一世代种植，在后期分离世代选择高产优 良单株；经多世代的高油酸和高产压力筛选定向培育而获 得 高 油 酸 高 产 花 生 新 品 种 或 品 系[15]。
特异性地互补，从而阻遏 FAD2 基因的表达，抑制 油 酸 脱 氢酶的形成，达到提高花生油酸含量的目的。
谢金喜、徐霞、徐勤青等[20-23]根据 GenBank 中 AF248739 序列设计引物，分离克隆出 FAD2 基因，分别构建了不同启 动子的 FAD2 基 因的反义表达载体 （大 豆 油 体 蛋 白 基 因 Oleosin 的启动子、大豆 β-伴球蛋白 α'-亚基基因启动子、 CaMV35S 启动子）。 谢金喜等[20-21]还通过冻融法将反义表 达载体转化农杆菌 LBA4404，并用于侵染花生外植体。 而 徐霞[22]摸索建立了一个高效的花生下 胚 轴 丛 生 芽 再 生 体 系 ， 再 用 热 激 法 将 反 义 表 达 载 体 转 入 根 癌 农 杆 菌 AGL1 中，以农杆菌介导转化花生，获得转基因植株；对转基因植 株进 PCR 检 测(阳 性 18.4%)和 PCR-Southern 杂 交 检 测 ， 结果表明反义 FAD2 基因已经整合入花生基因组。 5.2 RNA 干扰技术的应用研究
根据碱基互补原则，用生物合成或人工合成的特定互 补的 DNA 或 RNA 片段（或其衍生物）封闭或抑制目的基 因表达的技术称为反义 RNA 技术。 运用该技术将反向花 生 Δ12-脂 肪 酸 脱 氢 酶 （FAD2）基 因 导 入 花 生 ，反 向 FAD2 基因转录产生的反义 RNA 与内源 FAD2 基因产生转录物
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品种（编号）
狮油红 4 号 3 号仔 ICGS105 G/830 G/845 PGNa-1 G/834 G/802 G/833 G/817 沙岭大只豆 CS41 加纳花生 撮豆 头豆 来宾大豆 八月豆 Zh.h2246 820 陵乐大花生 G/815 CS20 唐人豆 贺县大豆子 天津 大生豆 惠安二磅 钟山大花生 七月豆 Zh.h1011 886/1 Antaemeoxin-7
Moore 等 曾 定 义 亚 油 酸 含 量 低 于 5% 的 为 高 油 酸 花 生，现在高油酸的标准是 70%油酸[3]。 美国最早开展高油 酸花生育种，已经利用高油酸材料 F435 培育出不 同植物 类型的新品种，有些已在生产上利用；澳大利亚已经全面 推广种植高油酸花生，实现商品化生产[3]。 我国科学家提 出“着力提高油用和食用型品种的油酸含量（达到 60%以 上 ）”的 目 标 [4]， 高 油 酸 花 生 育 种 研 究 也 已 取 得 突 破 性 进 展，获得不少研究成果。
3 杂交育种
杂交育种是我国高油酸花生育种取得突破的重要途 径。 张宁洁等[12]运用回交方法选育出一批高油酸的花生种 质， 并认为采用高油酸亲本 Sunoliec95R 作轮回亲本效果 较好，且回交次数不宜过多，以回交一代为主，回交二代为 辅。 姜慧芳等[13]采用远缘杂交方法，且所用亲本油酸含量不 高（＜60%），还获得了 6 份油酸含量达 64.0%以上且棕榈酸 含量在 8.5%以下的新种质，其中 4 份材料的综合农艺性状 较 好 ， 具 有 重 要 育 种 利 用 价 值 ；yz8913 -8 油 酸 含 量 达 67.85%，比其栽培种亲本提高近 30 个百分点。 如用高油酸 的种质作为亲本，将可能创造出油酸含量更高的新种质。
广东农业科学 2011 年第 1 期
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我国高油酸花生育种研究进展
许 燕， 张绍龙 （汕头市农业科学研究所，广东 汕头 515021）
摘 要：介绍了我国高油酸花生育种在种质资源的发掘与鉴定、引种、杂交育种、诱变育种、基因工程育种等方面的研究进展，
并对高油酸花生育种进行展望。
关键词：花生； 高油酸； 育种； 研究进展
5 基因工程育种
花生 Δ12-脂肪酸脱氢酶（FAD2）是油酸脱氢形成亚油 酸的关键酶，FAD2 被认为是控制花生高油酸性状的逻辑 候选基因，两个同源基因（ahFAD2A 和 ahFAD2B）的编码 区同源性为 99%，二者只有 11 个碱基的差别 。 [17-19] 为 此 ， 阻止或减缓 FAD2 基因的表达，是提高花生油酸含量的途 径之一。我国科学家利用反义 RNA 技术和 RNA 干扰技术 等基因工程技术进行花生高油酸育种研究，已构建了多个 植物表达载体，获得不少转基因植株，为进一步选育性状 优良和遗传稳定的高油酸花生品种奠定了基础。 5.1 反义 RNA 技术的应用研究
RNA 干 扰 (RNAi) 是 指 内 源 性 或 外 源 性 双 链 RNA (dsRNA)介导的细胞内 mRNA 特异性降解，从而导致内源 同源靶基因的表达沉默，产生相应的功能缺失表型。因此， 根据 RNAi 的基本原理，通过转化花生 FAD2 基因的反向 重 复 片 段 的 RNAi 载 体 进 入 花 生 ， 转 录 形 成 发 夹 RNA (hpRNA)，发夹臂形成的双链 RNA 将诱导花生的内源同源 RNA 的降解，从而抑制花生 FAD2 基因的表达，调控花生 脂肪酸代谢途径，达到提高油酸含量的目的。
表 1 高油酸花生种质资源
品种（编号）
CS7 洋豆 永福大子花生 桂平大花生 细茎节豆 冈所 4048 柳城小扯子 福清蔓 G/848 VA-41 贺县青豆 黄泽小红毛 临桂麻壳子 樟木大花生 大珍珠 Zh.h2286 藤县大花生 博白勾腰豆 CS33 VA-16 瑶上小麻壳 阳朔大眼豆 宜山大棵花生 嵊县小红毛 安定大子 崇左牛角豆 巴基斯坦红衣 江田种 784-45-3 横县平朗细花 西江种 贺县猪屎豆