60Co-γ射线辐照汕油红2号创制油用型花生新品系

许 燕，谢永平，陈肇聪，陈育华，郑楚群，翁伟嘉，朱宏发，陈冬瑾

(汕头市农业科学研究所,广东 汕头 515041)

花生ArachishypogaeaL.是我国的主要油料作物和重要经济作物。2019-2020年，我国花生年播种面积稳定在460万hm2以上，年总产量超1750万t，约占油料作物总产量的50.2%[1]。近年来，我国花生总产量的49%左右用于榨油。据测算，花生含油量每提高1个百分点，全国花生年产油量可增加13万t以上[2]。因此，提高含油量是我国花生育种的重要目标之一。

辐射诱变指通过各种辐射源对生物进行辐射诱变，具有广谱、效率高、素材多样化、育种周期短、变异不确定性等特点，是农作物种质资源创新及新品种选育的有效途径[3-4]。常见辐射诱变源有中子、γ射线、χ射线、电子束、离子束、紫外线等，其中60Co-γ射线辐照具有操作简单、方便快捷、成本低等优点，应用最为广泛，育种成效显著，目前仍是辐射诱变育种中最为常见的辐照源[3-4]。花生60Co-γ射线辐照研究也取得明显成效，已创造了一大批突变体[5-14]，先后育成辐21[15]、鲁花6号[16]、赣花二号[17]、丰花1号[18]、阜花23[19]、汕油辐1号[20]、湘花5009[21]等优良新品种。近红外光谱技术具有多成分分析、快速、高效、无破坏性、低成本等优点，尤其适合育种过程中的大规模筛选和早代育种材料筛选[22-23]。为更快培育出优良油用型花生新品种，本研究选用含油量较高的高产抗病花生新品种汕油红2号[24-25]为材料，采用60Co-γ射线辐照干种子的方法，分析不同剂量辐射的诱变效应，并运用近红外光谱品质分析等方法对后代材料进行鉴定，定向筛选粗脂肪含量高于汕油红2号的材料，以期获得含油量高、产量高的突变品系，为优良油用型花生新品种培育打下良好基础，同时为花生60Co-γ射线辐照诱变育种研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以花生品种汕油红2号的干种子为试验材料。汕油红2号为汕头市农业科学研究所育成的珍珠豆型品种，具有产量高、含油量较高(53.72%～53.93%)、种皮深红色等特点，2021年获得植物新品种权，2022年通过非主要农作物品种登记[24-25]。

1.2 试验方法

试验于2020年8月至2022年12月进行,60Co-γ射线辐照诱变育种技术路线见图1。委托广州华大生物科技有限公司进行60Co-γ射线辐照；突变第1世代M1(受照射后的种子长成的植株)～突变第5世代M5种植于汕头市农业科学研究所潮州市官塘试验基地，M1～M3单粒穴播、7行区、行株距14 cm×23 cm，M4～M5双粒穴播、5行区、行株距20 cm×23 cm，按常规方法进行田间管理。

图1 60Co-γ射线辐照诱变育种技术路线

1.2.160Co-γ射线辐照和M1处理 基于前期试验结果：汕油红2号干种子受300、450 Gy剂量的60Co-γ射线辐照后，相对出苗率分别为84.50%、20.12%(相对出苗率=辐照处理出苗率/未经辐照出苗率×100%)。2020年8月上旬，利用60Co-γ射线分别以350、400 Gy剂量辐照种子(处理350、处理400)，以未经辐照的种子作为对照(CK)，播植于大田。每个处理150粒种子，3次重复。调查苗开始出土所需时间；播种3周后，统计出苗率和相对出苗率。计算公式：出苗率=出苗数/播种的种子数×100%；相对出苗率=处理出苗率/对照出苗率×100%。

收获时，统计存活植株数量，对照组每个植株随机留取1个荚果，辐照处理的荚果全部留存。

1.2.2M2和M3的检测筛选 2021年春季，辐照后代种子全部播植于大田，处理350、处理400分别播种685、237粒种子；对照(CK)设3个重复，均播植49粒种子。单株收获，并统计收获的植株数量。晒干后剥取籽仁，取样2次，检测单株粗脂肪含量。CK设3个重复，均检测15个单株，取平均值为对照(CK)粗脂肪含量；M2植株逐个进行检测，筛选粗脂肪含量较对照(CK)提高3.79%以上的植株。入选植株按来源分组进行单株编号，处理350入选植株编为辐汕油红2号350/1…辐汕油红2号350/102，处理400入选植株编为辐汕油红2号400/1…辐汕油红2号400/19(第16～17号种皮为浅红色)。

2021年秋季，对照设置3组，各入选单株种成株系进行鉴定，各株系选择5个典型株混收成品系(典型株不足5个的全留)。2022年3月，剥取籽仁，取样2次，检测粗脂肪含量；筛选粗脂肪含量较对照(CK)提高3.19%以上的品系(入选品系)。

1.2.3M4与M5的鉴定筛选 2022年春季，以汕油红2号作为对照，对入选品系进行鉴定、筛选，小区按顺序排列。分别取5个典型株考查主茎高、单株结果数、籽仁粗脂肪含量、种皮颜色等性状；称量小区干荚果产量，折算为相同面积产量后计算增产率，筛选粗脂肪含量高的优良油用型花生品系。

2022年秋季，优良油用型品系与对照汕油红2号进行品比试验，小区按顺序排列，小区面积6.67 m2。称量小区干荚果产量，计算增产率；按照姜慧芳等[26]的方法考查百果重、百仁重和出仁率，均取样3次。收获后1个月内剥取籽仁，检测籽仁的粗脂肪含量，重复5次。

1.2.4籽仁粗脂肪含量的检测 运用近红外光谱分析法检测籽仁粗脂肪含量，检测仪器为DA7250近红外分析仪(瑞典Perten公司)。

1.2.5数据分析 试验数据运用PASW Statistics 18.0软件进行单因素方差分析，多重比较采用LSD法。

2 结果与分析

2.1 60Co-γ射线辐照对种子出苗和M1的影响

由表1可知，与CK相比，60Co-γ射线辐照处理对汕油红2号的出苗情况有极显著影响(P<0.01)，且随着辐照剂量的增大，苗开始出土所需时间增加，出苗率降低。处理350的花生出苗率和相对出苗率最接近50%；收获时，存活植株49.7个，为对照(CK)存活植株数的46.6%，接近半致死。以半致死剂量为选择标准，则花生汕油红2号干种子60Co-γ射线辐照诱变的适宜剂量为350 Gy。

表1 60Co-γ辐照对汕油红2号种子出苗和M1的影响

2.2 M2的检测与筛选

调查发现，对照(CK)、处理350、处理400各收获115、419、113个植株，成活率分别为78.23%、61.17%、47.68%。经检测，对照(CK)粗脂肪含量52.73%。故此，M2入选植株的粗脂肪含量>54.73%。由图2可知，处理350有102个植株入选，入选率24.34%；入选植株的粗脂肪含量为54.74%～58.01%，其中44个植株的粗脂肪含量在55.74%～57.73%(较CK提高5.71%～9.48%)，占比43.14%。处理400有19个植株入选，入选率16.81%；入选植株的粗脂肪含量54.74%～58.78%，其中4个植株的粗脂肪含量在55.74%～57.73%，占比21.05%(图3)。可见，处理350粗脂肪含量较对照(CK)提高3.79%以上的植株入选率高于处理400，粗脂肪含量较CK提高5.71%～9.48%的植株占入选植株的比率是处理400的2倍。处理350的入选植株种皮均为深红色；处理400的17个入选植株种皮深红色，2个入选植株种皮浅红色。

图2 处理350M2入选植株粗脂肪含量的分布

图3 处理400M2入选植株粗脂肪含量的分布

2.3 M3的检测与筛选

处理350第15、16、17、19、38、59、83、86、87株系失收，收获93个品系；处理400收获19个品系。经检测，对照(CK)粗脂肪含量46.97%。因此，入选品系的粗脂肪含量>48.47%。由表2可知，处理350有13个品系入选，入选率13.98%；其中，辐汕油红2号350/51的粗脂肪含量最高，为50.65%，比对照(CK)提高7.83%。处理400有2个品系入选，入选率10.53%；其中，辐汕油红2号400/16的粗脂肪含量最高，为49.42%，比对照(CK)提高5.22%。

表2 粗脂肪含量>48.47%的M3品系

2.4 M4的鉴定与筛选

调查发现，辐汕油红2号400/16种皮浅红色，其他试验材料种皮均为深红色。以粗脂肪含量显著提高为首选指标，并考虑干荚果增产率等因素，选择2个油用型品系进入下一轮试验。其中，辐汕油红2号350/51的粗脂肪含量为54.21%，较对照(CK)提高3.43%，达显著水平；干荚果产量较对照(CK)减少7.41%。辐汕油红2号350/57的粗脂肪含量为54.33%，较对照(CK)提高3.66%，达显著水平；干荚果产量较对照(CK)减少5.93%，主茎高显著高于对照(CK)(表3)。

表3 汕油红2号和15个品系的主要性状

2.5 M5的鉴定与筛选

品比试验鉴定结果表明，各试验材料的种皮颜色与上一代保持一致，2个油用型品系在品质、产量等方面均有较好的表现(表4)。辐汕油红2号350/51的粗脂肪含量为51.82%，较对照(CK)提高3.21%，达极显著水平；干荚果产量较对照(CK)增加3.01%；出仁率70.2%，与对照(CK)相当。辐汕油红2号350/57的粗脂肪含量为51.69%，较对照(CK)提高2.95%，达极显著水平；干荚果产量较对照(CK)增加10.84%；出仁率71.1%，显著高于对照(CK)；百果重也显著高于对照(CK)。

表4 汕油红2号和油用型品系的主要经济性状与产量

3 结论与讨论

本研究结果表明，以半致死剂量为选择标准，花生汕油红2号干种子60Co-γ射线辐照诱变的适宜剂量为350 Gy；创制的M5品系辐汕油红2号350/51和辐汕油红2号350/57，粗脂肪含量均极显著高于诱变亲本汕油红2号，干荚果产量分别较汕油红2号增加3.01%和10.84%。本研究创制的优良油用型新品系为花生遗传改良提供了优良新种质，辐照处理、后代鉴定选择等方法为花生60Co-γ射线辐照诱变育种研究提供参考。

辐射诱变面临的最主要问题是如何确定最佳的辐照剂量。通常半致死剂量是植物诱变效果最佳的辐照剂量[3]。本研究结果表明，花生汕油红2号干种子对不同剂量60Co-γ射线辐照的诱变响应存在极显著差异，随着辐照剂量的增大，M1存活率下降；350 Gy辐照处理的M1存活率接近50%，M2植株入选率(24.34%)高于400 Gy辐照处理(16.81%)，M3品系入选率(13.98%)也高于400 Gy辐照处理(10.53%)，并获得粗脂肪含量显著高于对照(CK)的M4品系2个；而400Gy辐照处理未获得粗脂肪含量显著高于对照(CK)的M4品系。可见，60Co-γ射线辐照汕油红2号干种子，诱发创造含油量提高的突变体的适宜剂量为350Gy。

本研究通过多代定向选择，筛选获得粗脂肪含量极显著高于诱变亲本汕油红2号的M5品系2个，表明60Co-γ射线辐照花生可创造含油量提高的突变体，这与侯蕾等[11]、彭振英等[12]、姜德锋等[13]、徐赫[14]的研究结果一致。接下来，将对这2个优良品系的品质、丰产性、抗病性、抗逆性和适应性等性状进行更加全面的鉴定，力争育成新品种供生产应用。