多粒型花生资源遗传多样性和耐盐性分析

韩 燕，马登超，刘译阳，崔 凤，万书波，李国卫*

(1. 山东省农业科学院生物技术研究中心/山东省作物栽培生态生理重点实验室，山东 济南 250100； 2. 济宁市农业科学院，山东 济宁 272009)

花生属于豆科植物中的蝶形花亚科落花生属，落花生属共21个种，其中只有一个栽培种，其余均为野生种。栽培种又可分为疏枝亚种和密枝亚种，进一步分为龙生型、珍珠豆型和普通型，以及数量较少的赤道型和茸毛型。花生种质资源丰富，据不完全统计，世界花生品种资源收贮总量超过40000份。国内花生种质资源超过6000份，以普通型和珍珠豆型最多，龙生型次之，多粒型(Var.fastigiata)和中间型品种较少。不同花生品种生理生态性状(株高、分枝数等)和品质性状(含油率、蛋白质、油酸、亚油酸含量等)变异较大，并且受生态环境影响较大[1-2]。

多粒型花生荚果种子粒数以3～4粒居多，其他类型以2粒居多。多粒型花生具有生长期短、抗叶部病害等优良特性。然而目前市场上的多粒型花生品种与其他品种相比，存在抗逆性较差，产量较低以及含油率低等不足，限制了其推广[1]。对多粒型花生品种资源进行遗传多样性和耐盐性分析，有利于我们更好地利用多粒型花生种质资源进行种质创新。

1 材料与方法

1.1 试验材料

所有花生品种均来源于美国花生种质资源库。

1.2 试验设计

分别于2015年和2016年播种于济南市饮马泉试验基地，每年5月1日前后播种，9月中旬收获并进行性状调查。栽培模式为一垄双行，垄间距85 cm，单粒播种，株距10 cm，每个品种10株。试验田统一施肥，按照一般花生栽培方式正常管理[3]。采用沙培法，细沙自来水洗3遍，晾干。采用1/2 Hoagland营养液浇灌。温室温度26℃，光周期16h/8h，光强(200 μmol protons m-2s-1)，14 d后浇200 mmol/L NaCl盐水，8 d后测量电导率[5]。

1.3 测定指标与方法

每个品种随机取3～5颗，测量主茎长、分枝数和单株结果数。收获晒干后，每个品种取20粒计算百粒重，利用近红外仪测定蛋白质含量、含油率、油酸含量、亚油酸含量以及油亚比等指标[4]。1.4 数据统计与分析

利用Origin 8.6软件对数据进行描述性统计、相关性分析、主成分分析和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 多粒型花生的主要农艺性状

对321份多粒型花生种质资源调查数据表明，株高、分枝数、单株产量和百仁重等4个重要农艺性状的变异均为数量性状的连续变化，并且变异幅度较大(表1)。株高的变异范围为35.0～128.3 cm，平均值97.1 cm。分枝数最少2.3条，最多11.0条，平均值4.4条。单株结果数差异较大，有些种植在我们试验条件下几乎没有种子，产量较高的每株可达到20.6个荚果。百仁重25.0～90.7 g，既有大花生品种，也有小花生品种。

2.2 多粒型花生品质性状与相关性分析

与农艺性状相比，蛋白质含量，含油量等品质性状的变异程度较小(表1)。蛋白质含量的变异范围为12.1%～32.1%，平均值24.1%。含油量的变异范围为40.8%～59.6%，平均值49.4%。油亚比(油酸和亚油酸比值)变异程度较少，最高的只有3.0。多粒型花生蛋白含量与含油率没有相关性(R2=0.03)(图1 A)；而油酸含量与亚油酸含量呈明显的负相关关系(R2=0.97)(图1 B)。

表1 多粒型花生重要农艺性状和品质统计

图1 多粒型花生籽仁蛋白含量与含油率的关系(A)以及油酸和亚油酸的关系(B) Fig.1 Relaionship between seeds protein content and oil content (A), oleic acid and linoleic acid (B) in Var.fastigiata

2.3 主要农艺性状和品质性状之间的相关性

第一主成分和第二主成分所占比例分别为PC1=37.09%，PC2=18.56%。多粒型花生的单株结果数目(J)与分枝数目密切相关，与株高(H)和籽仁蛋白含量(B)负相关；籽仁油酸含量(D)，与籽仁亚油酸含量(E)负相关，油酸含量越高油亚比(F)也越高；粒重(G)与籽仁含油量(C)明显负相关(图2)。

2.4 多粒型花生的分类

多粒型花生属疏枝亚种(Subsp.fastigiata)中的变种之一。根据层序聚类分析结果，多粒型亚种又可进一步分为4(I～IV)个类群(图3)。

B-蛋白含量，C-含油量，D-油酸含量， E-亚油酸含量，F-油亚比，G-百粒重，H-株高，I-分枝数，J-单株果数B-protein content, C-oil content, D-oleic acid content, E-linoleic acid content, F-O/L, G-hundred-grain weight, H-plant height, I-number of branches, J-pods per plant 图2 多粒型花生主要农艺性状和品质性状主成分分析 Fig.2 Principal component analysis of main agronomic traits and quality in Var.fastigiata注：(a)各主成分所占比例，其中第一主成分PC1=37.09%，第二主成分PC2=18.56%。(b)主要农艺性状和品质性状之间的相互关系。Note: (a)ratio of every PCs, PC1=37.09%, PC2=18.56%. (b)relaionship between main agronomic traits and quality.

图3 多粒型花生聚类分析 Fig. 3 Hierarchical cluster analysis of Var.fastigiata

表2 不同花生品种盐处理后电导率

2.5 耐盐性分析

盐处理后，盐敏感程度最高的5个品种电导率在50.31%～67.35%之间，而耐盐性最强的5个品种电导率在10.29%～11.38%之间 (表2)。

3 讨论与结论

通过对多粒型花生表型分析发现，与其他类型花生相似，多粒型花生也存在显著的自然变异。321份多粒型株高平均97.2 cm，变化范围35.0～128.0 cm，变异系数20%左右。与前人报道的中国花生核心种质中多粒型花生的株高变化类似，比其他类型花生高[4]。本研究发现321份多粒型花生单株结果为5.6个，比其他报道的明显偏少。这可能是花生群体大小和花生类型的差异所导致。比如，100份海南鲜食花生平均单株果数为14.2个，变异系数为33.6%，单株产量较高可能是栽培品种人工选择的结果[6]。321份多粒型花生的含油率、蛋白质含量等与其他类型花生群体的变异程度相似，含油率的变异系数较小。这些花生品种资源中油亚比最高的为3.0，不含高油酸花生资源。

作物的大多数农艺性状为多基因调控数量性状，容易受到环境因素的影响。比如产量与株高、地上部生物产量等农艺性状密切相关。主成分分析法是多元统计分析的一个分支，可以对多指标进行降维处理，从复杂的数据中发现不同指标的相互关系。本研究对321份多粒型花生品种的生理生态性状和品质性状进行了测定，利用主成分分析方法揭示了多粒型花生中单株产量与分枝数正相关，而与株高和籽仁蛋白含量负相关。多项研究结果也表明，主茎高与花生产量之间存在负效应[7-8]，这与生产中利用多效唑等化学试剂控制花生株高，增加分枝可以增加花生产量的理论相吻合[9-10]。

花生属中等盐敏感植物，可在含盐率0.3%的土壤中生长发育，但是产量明显受到抑制[11-13]。筛选耐盐花生种质资源，对于培育耐盐花生新种质，扩大花生种植面积，提高我国花生总产量，降低花生生产成本具有重要意义。本研究中，我们发现321份多粒型花生对盐处理的响应有明显差异。盐处理后，盐敏感型品种叶片电导率显著增加，而盐不敏感型品种电导率变化不大。这些试验材料为进一步解析花生耐盐机理，挖掘花生中的耐盐基因和种质创新提供了试验材料基础。

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