南方花生区试品种主要品质性状与产量变化趋势分析

刘 浩，洪彦彬，鲁 清，李海芬，陈小平，梁炫强，李少雄

（广东省农业科学院作物研究所/广东省农作物遗传改良重点实验室，广东 广州 510640）

花生是我国重要的油料和经济作物，对确保国内食用植物油安全供给具有重要作用［1］。花生种植区域分布广泛，年产量超过1 600万t，年产花生油超过290万t，占油料作物的46%，产值约580亿元。南方花生产区以广东省种植面积最大，约33万hm2，年均总产量87万t，单产约 2 654 kg/hm2，主要用于鲜食加工与榨取食用油［2-4］。花生籽粒中含量最高的营养物质为油脂与蛋白质，两者所占比例约为种子总干重的38%～56%、23%～36%［5］。花生油脂成分中对人体有益的不饱和脂肪酸含量超过50%，且价格适中，产品开发潜力巨大［6］；花生蛋白可被广泛应用于食品加工行业，每年约有30%的花生用于食品加工或鲜食，大力发展花生产业将对农业经济增长起到长效的促进作用。鉴于花生高产对经济附加值的提升作用，前期花生品种审定的区域试验十分重视品种的产量表现。现阶段，随着消费观念以及企业加工需求的快速变化，国内花生育种目标逐渐由高产向高产与优质并重发展。

花生品种审定需经多年多点的区域试验，除产量外，品质性状主要考察蛋白含量、油脂含量、油酸和亚油酸比例等4项指标，根据各成分含量差异综合评定品种优劣。栽培种花生为异源四倍体豆科植物［7-8］，花生蛋白的功能特性可与大豆蛋白 相媲美，且无豆腥味、易消化，又不同于油菜、棉籽蛋白毒性物质含量较高的特性，花生蛋白是天然优良的食品工业基础原料。我国每年花生总量的50%～60%用于榨取食用油，产生的花生粕超过900万t，蛋白含量约40%～50%，但大部分花生籽粕用作饲料及肥料添加，造成优质蛋白质的巨大浪费［9］。此外，花生油脂中80%的组成成分为不饱和脂肪酸油酸（oleic acid，C18∶1）与亚油酸（linoleic acid，C18∶ 2）［10］，油酸与亚油酸含量呈显著负相关，但普通品种内油酸约占脂肪酸总量的45%，亚油酸含量接近35%［11］。由于高油酸的花生油可有效改善人体血糖血脂含量、降低胆固醇、预防心血管疾病［12］，同时高油酸花生产品也能够改善花生口味、增强油脂抗氧化能力、延长储存期等益处［13］，培育高油酸花生品种已成为现阶段我国花生品质遗传改良的重要目标之一。但是，受产业化发展需求的影响，综合评价区试品种品质性状的研究尚未开展，高蛋白、高油酸的花生品种培育相对滞后，严重制约了区试品种的多样性以及后续特用型品种的推广工作，针对提高产量的育种策略过于单一化不利于品种适应产业发展。

鉴于花生品质对花生产业发展的重要性，尤其是专用型品种的需求越来越迫切，深入了解花生品种品质变化趋势不仅能为培育高品质花生提供理论指导，同时亦有助于发现花生品质改良育种内存在的问题。新种子法颁布后，花生品种不再进行区域试验，但经过层层选育流程的区试品种极具代表性，通过对花生区试品种主要品质与产量变化趋势的综合分析，能够为后续优质花生品种的选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

花生品种由参加区域试验的各育种单位提供（表1），所有品种均种植于广东省农业科学院白云科研试验示范基地、云南省农科院经济作物研究所、广西贺州市农科所、广西农科院经济作物研究所、江西省赣州市旱作物研究所、福建省莆田市荔城区良种场、福建省南安市良种场、广东省高州市良种场、广东省汕头市白沙蔬菜原种研究所、湖南省郴州市农科所、海南省农科院粮食作物研究所，试验时间为2011—2015年，历时5年。

表1 花生区域试验品种及供试品种单位

1.2 品质分析检测与产量测定

成熟的花生种子烘干脱水处理后，利用近红外谷物分析仪DA7200对种子总蛋白含量进行检测；种子含油量测定采用残余法，依据中国人民共和国农业行业标准《油料种籽含油量测定》（NY/T1285-2007）进行［14］；花生油酸与亚油酸的含量测定根据中华人民共和国国家标准《动植物油脂脂肪酸甲酯的气相色谱分析》（GB/T 17377-2008）进行［15］。花生荚果收获后，清洗去除表面泥土，42℃烘干脱水后对不同花生品种的亩产荚果总产量进行测定。

1.3 数据分析

采用Excel软件对所收集花生的主要品质性状进行统计，并利用GraphPad Prism软件绘图。区试品种品质性状分析，以2011年数据为对照进行T-test检测，不同品种间的品质性状分析以汕油523为对照种进行T-test检测。区试品种不同年份荚果总产量，分别以2011、2012、2013为对照进行T-test检测，品种间的产量变化以汕油523为对照种进行T-test检测。

2 结果与分析

2.1 区试品种品质变化趋势

区试花生品种共计46份，连续5年共计11个区试点55点次。试验结果表明，不同年份花生品种间的品质变化差异不显著，但存在个别差异显著情况。2013年花生含油率最低，均值为49.64%，与2011年相比，2013年与2015年所有区试品种的含油率显著降低，2014年与2012年均值基本相同，表现无显著差异（图1A）。不同花生品种的蛋白质含量均超过25%，自2011年起至试验结束，含量呈连续降低趋势：从2011年的27.86%减少到2015年的25.8%，表明花生区试品种的主攻方向有所改变（图1B）。

不同花生品种的油酸含量以占总油脂的百分比为计量单位，2014年所有供试品种的油酸含量均值最大、为45.3%，2015年出现最小均值（41.55%）。由于2014年供试品种桂花35属于高油酸品种，除去该品种进行趋势变化分析发现，2012—2014年所有花生品种的油酸含量均值与2011年无显著差异，而2015年的数值则显著降低。根据油酸含量变化趋势可以明显看出，2012—2014年不同年份间品种油酸含量呈现上升趋势，表明部分育种单位已从注重产量表现向高油酸育种转移，桂花35油酸含量高达80%，亚油酸含量仅有2%，属于高油酸品种（图1C）。亚油酸含量总体变化不大，常规品种的亚油酸含量保持在33%以上的水平，以2011年作为对照，2015年与2012年亚油酸含量显著升高（图1D）。油亚比（O/L）是衡量花生及其制品耐贮藏性的重要指标，比值越大，耐贮藏性越好。综合分析表明，除2014年均值达到1.34外，2011—2015年期间油亚比呈现逐渐降低的趋势，分别为1.29、1.19、1.25、1.34、1.11，表明近几年的区域试验品种内高油酸花生品种数量较少，需加快高油酸品种的联合试验进程。

图1 2011—2015年南方区试花生品种主要品质性状变化趋势

2.2 不同花生品种间的品质综合评价

46份供试花生品种由13家育种单位提供，涵盖广东、广西、福建、云南、湖南5个省份。考虑到品种间的差异影响不同年份的品质性状表现，本试验以育种单位的参试品种进行分类；不同系列的品种具有来源相似的遗传背景，整体表现偏差不显著，适合综合评价品种间的品质表现。不同花生品种间的含油率无明显差异，只有桂花（52.87%）、汕油（52.2%）系列品种的含油量整体表现优于对照种及其他品种（图2A）。蛋白质含量总体表现无差异，整体均值超过25%，但是湘花2008的蛋白质含量显著低于对照种汕油523的26.8%，仅有23.8%（图2B）。油酸含量方面，桂花35（82.5%）高于其他品种至少1.5倍，属于高油酸品种；粤油（42.38%）、贺油（41.75%）、福花（42.76%）系列的油酸含量略低于汕油523（43.8%），但未达到显著水平（图2C）。亚油酸含量对比结果表明，桂花（34.44%）、湛油（33.84%）、汕油（33.84%）、云花（34.2%）、泉花（34.06%）、湘花（32.82%）系列略低于对照种汕油523（35.88%），但未达到显著水平，由于桂花35的油酸含量较高，此其亚油酸含量（2.9%）也相对远低于其他品种（图2D）。通过对不同花生品种间品质性状的综合分析，表明品种间的自身特性并不会显著影响不同年份品质性状的整体变化趋势。

图2 不同花生品种主要品质性状变化

2.3 区试花生品种的产量变化趋势

区试参试花生品种的含油量、蛋白含量、油酸含量在不同年份均出现了品质下降现象。品质性状常与产量呈负相关性，为明确品质形状的降低是否会促进产量增加，本试验对所有供试花生品种在不同年份的产量（表2）进行统计分析。分析发现，2011—2015年所有花生区试品种每667 m2产荚果干重呈降低趋势。2012年与2014年的产量与2011年虽无明显差异，但2014年的产量（267.3 kg）要低于2011年（283.1 kg）。2014年不同花生品种间的产量数值变异系数最大为10.62，由于云花生12号的产量（192.22 kg）最低，严重偏离平均数，剔除该数据后，其余品种的产量均值为273.6 kg，仍比2011年产量低。2013年的产量最少、仅为 241.3 kg ，显著低于 2011 年（283.1 kg）与2012年（282.8 kg），但品种间的产量差异最小，方差系数为3.84，表明2013年区试花生品种的产量表现较为一致。2015年比2011、2012年减产显著，品种间的产量差异系数为7.80（图3A，表3）。通过分析不同年份区试品种的产量可知，近5年花生区试品种的产量表现出减产状况。

2.4 不同花生品种间的产量表现

花生产量受多因素控制，品种自身的遗传背景起着关键作用。为探究是否花生品种自身的产量差异对不同年份的产量均值产生影响，导致减产发生，本试验以汕油523为对照种，综合评价46份供试花生品种的产量变化。区试结果表明，汕油523年均产量258.42 kg，单产低于该对照种的有贺油系列（255.82 kg）、闽花系列（256.02 kg）、云花系列（198.22 kg）、湘花系列（235.58 kg），其中云花系列与湘花系列差异显著。云花生系列的产量显著低于其他品种，如云花生4号每667 m2产190.96 kg、云花生3号为211.49 kg、云花生12号为192.22 kg，但是该品种并不会对显著影响产量的年份变化趋势。以2012年为例，剔除云花生4号，产量均值升高到290.49 kg，仍然略高于2013—2015年。同样，比汕油523产量增加的品种有粤油系列（276.69 kg）、汕油系列（280.02 kg）、泉花系列（279.94 kg）、仲恺花系列（276.57 kg）、桂花系列（273.07 kg）、福花系列（267.00 kg），其中粤油与汕油系列增产显著（图3B）。结果表明，花生品种间的产量差异不会对不同年份的总体产量产生影响。

图3 南方区试花生品种产量变化趋势（A）及品种间产量分布（B）

表2 2011—2015年花生区域试验品种产量（kg/667m2）

表3 2011—2015年花生区域试验品种产量分析

3 结论与讨论

花生的产量、油分、蛋白质、油酸、亚油酸含量是区域试验最主要的考察指标，这些指标与花生的生产加工、经济效益、贮藏利用以及相应的育种研究密切相关［16］。花生品质性状调控具有特殊的复杂性，种植季节、种植区域、品种、栽培模式等因素都会影响品质变化［17］，而品质往往与产量呈现负相关性，产量属于单一化目标，品质改良则为目标多样化，因此育种上很难协调多个品质指标与产量兼顾的问题［18］。南方花生区域试验的供试品种均为各育种单位选育的优良品种，具有典型的代表性，不同系列的品种产量与品质表现综合分析能够为后期育种实践提供相关的理论指导。

本试验通过对46份供试品种连续5年品质与产量测定，结果表明：区试品种的主要品质性状与产量都存在下降趋势，不同品种综合表现较2011—2012年整体下滑，造成该现象的原因需要深入分析，同时也要结合当前的育种目标，制定新的育种策略。桂花35的油酸含量占总含油量的80%，属于近年来南方花生高油酸育种的代表性成果，每667 m2产量仅有244.69 kg，在2014年区试中由于产量未达标而被淘汰，但该品种已突破了传统区试的以产量为主、开启高油酸品质育种的新局面。鉴于高油酸的重要性，各育种单位已经积极加快育种进程，北方产区已经培育出诸多高油酸品种，如冀花11、花育 32、开农 176等［19-20］。2012—2014年间参试品种的油酸含量逐年递增，表明南方产区的育种目标已开始关注高油酸。国内花生主要用于压榨花生油，南方区试品种含油量的提升并不明显，高油育种似乎并未发挥重要作用；参试品种的蛋白质含量逐年递减，可见高蛋白花生品种的培育相对滞后，甚至不被重视。

此外，现有区试品种的减产问题突出，南方区试品种的品质与产量下滑可能要归因于多个方面，其中最重要的是品种遗传背景来源单一化、遗传基础狭窄［21］。徐阳玉等［22］通过聚类分析评价100份南方花生区试品种的品质性状，发现同一育种单位培育的品种倾向于聚为一类，可见遗传背景狭窄从本质上制约了品种产量与品质的提升。系谱分析表明，南方产区花生品种多数含有狮头企与伏花生亲缘，亲本来源单一导致现阶段品种改良难度加大，需要耗费大量的经费与时间。通过对不同系列品种的产量分析，未来南方花生育种选材可优先考虑粤油、汕油系列作为高产育种的改良亲本；桂花系列高油酸特性突出，其抗性、产量构成因子适合南方产区种植，可作为高油酸改良的亲本。总体而言，利用特定的育种方式或栽培手段不可能将所有品质性状全面提升，根据产量与优质此消彼长的关系，调控产量与特定专用的品质之间的关系是育种上应该采取的有效策略，同时亦要针对性的改变栽培管理模式以充分发挥花生品种的高产优质潜力。