韓 燕，馬登超，劉譯陽，崔 鳳，萬書波，李國(guó)衛(wèi)*

(1. 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究中心/山東省作物栽培生態(tài)生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250100； 2. 濟(jì)寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東 濟(jì)寧 272009)

花生屬于豆科植物中的蝶形花亞科落花生屬，落花生屬共21個(gè)種，其中只有一個(gè)栽培種，其余均為野生種。栽培種又可分為疏枝亞種和密枝亞種，進(jìn)一步分為龍生型、珍珠豆型和普通型，以及數(shù)量較少的赤道型和茸毛型?；ㄉN質(zhì)資源豐富，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，世界花生品種資源收貯總量超過40000份。國(guó)內(nèi)花生種質(zhì)資源超過6000份，以普通型和珍珠豆型最多，龍生型次之，多粒型(Var.fastigiata)和中間型品種較少。不同花生品種生理生態(tài)性狀(株高、分枝數(shù)等)和品質(zhì)性狀(含油率、蛋白質(zhì)、油酸、亞油酸含量等)變異較大，并且受生態(tài)環(huán)境影響較大[1-2]。

多粒型花生莢果種子粒數(shù)以3～4粒居多，其他類型以2粒居多。多粒型花生具有生長(zhǎng)期短、抗葉部病害等優(yōu)良特性。然而目前市場(chǎng)上的多粒型花生品種與其他品種相比，存在抗逆性較差，產(chǎn)量較低以及含油率低等不足，限制了其推廣[1]。對(duì)多粒型花生品種資源進(jìn)行遺傳多樣性和耐鹽性分析，有利于我們更好地利用多粒型花生種質(zhì)資源進(jìn)行種質(zhì)創(chuàng)新。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

所有花生品種均來源于美國(guó)花生種質(zhì)資源庫。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

分別于2015年和2016年播種于濟(jì)南市飲馬泉試驗(yàn)基地，每年5月1日前后播種，9月中旬收獲并進(jìn)行性狀調(diào)查。栽培模式為一壟雙行，壟間距85 cm，單粒播種，株距10 cm，每個(gè)品種10株。試驗(yàn)田統(tǒng)一施肥，按照一般花生栽培方式正常管理[3]。采用沙培法，細(xì)沙自來水洗3遍，晾干。采用1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液澆灌。溫室溫度26℃，光周期16h/8h，光強(qiáng)(200 μmol protons m-2s-1)，14 d后澆200 mmol/L NaCl鹽水，8 d后測(cè)量電導(dǎo)率[5]。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

每個(gè)品種隨機(jī)取3～5顆，測(cè)量主莖長(zhǎng)、分枝數(shù)和單株結(jié)果數(shù)。收獲曬干后，每個(gè)品種取20粒計(jì)算百粒重，利用近紅外儀測(cè)定蛋白質(zhì)含量、含油率、油酸含量、亞油酸含量以及油亞比等指標(biāo)[4]。1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用Origin 8.6軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)、相關(guān)性分析、主成分分析和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 多粒型花生的主要農(nóng)藝性狀

對(duì)321份多粒型花生種質(zhì)資源調(diào)查數(shù)據(jù)表明，株高、分枝數(shù)、單株產(chǎn)量和百仁重等4個(gè)重要農(nóng)藝性狀的變異均為數(shù)量性狀的連續(xù)變化，并且變異幅度較大(表1)。株高的變異范圍為35.0～128.3 cm，平均值97.1 cm。分枝數(shù)最少2.3條，最多11.0條，平均值4.4條。單株結(jié)果數(shù)差異較大，有些種植在我們?cè)囼?yàn)條件下幾乎沒有種子，產(chǎn)量較高的每株可達(dá)到20.6個(gè)莢果。百仁重25.0～90.7 g，既有大花生品種，也有小花生品種。

2.2 多粒型花生品質(zhì)性狀與相關(guān)性分析

與農(nóng)藝性狀相比，蛋白質(zhì)含量，含油量等品質(zhì)性狀的變異程度較小(表1)。蛋白質(zhì)含量的變異范圍為12.1%～32.1%，平均值24.1%。含油量的變異范圍為40.8%～59.6%，平均值49.4%。油亞比(油酸和亞油酸比值)變異程度較少，最高的只有3.0。多粒型花生蛋白含量與含油率沒有相關(guān)性(R2=0.03)(圖1 A)；而油酸含量與亞油酸含量呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系(R2=0.97)(圖1 B)。

表1 多粒型花生重要農(nóng)藝性狀和品質(zhì)統(tǒng)計(jì)

圖1 多粒型花生籽仁蛋白含量與含油率的關(guān)系(A)以及油酸和亞油酸的關(guān)系(B) Fig.1 Relaionship between seeds protein content and oil content (A), oleic acid and linoleic acid (B) in Var.fastigiata

2.3 主要農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀之間的相關(guān)性

第一主成分和第二主成分所占比例分別為PC1=37.09%，PC2=18.56%。多粒型花生的單株結(jié)果數(shù)目(J)與分枝數(shù)目密切相關(guān)，與株高(H)和籽仁蛋白含量(B)負(fù)相關(guān)；籽仁油酸含量(D)，與籽仁亞油酸含量(E)負(fù)相關(guān)，油酸含量越高油亞比(F)也越高；粒重(G)與籽仁含油量(C)明顯負(fù)相關(guān)(圖2)。

2.4 多粒型花生的分類

多粒型花生屬疏枝亞種(Subsp.fastigiata)中的變種之一。根據(jù)層序聚類分析結(jié)果，多粒型亞種又可進(jìn)一步分為4(I～I(xiàn)V)個(gè)類群(圖3)。

B-蛋白含量，C-含油量，D-油酸含量， E-亞油酸含量，F(xiàn)-油亞比，G-百粒重，H-株高，I-分枝數(shù)，J-單株果數(shù)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 圖2 多粒型花生主要農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀主成分分析 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)主要農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀之間的相互關(guān)系。Note: (a)ratio of every PCs, PC1=37.09%, PC2=18.56%. (b)relaionship between main agronomic traits and quality.

圖3 多粒型花生聚類分析 Fig. 3 Hierarchical cluster analysis of Var.fastigiata

表2 不同花生品種鹽處理后電導(dǎo)率

2.5 耐鹽性分析

鹽處理后，鹽敏感程度最高的5個(gè)品種電導(dǎo)率在50.31%～67.35%之間，而耐鹽性最強(qiáng)的5個(gè)品種電導(dǎo)率在10.29%～11.38%之間 (表2)。

3 討論與結(jié)論

通過對(duì)多粒型花生表型分析發(fā)現(xiàn)，與其他類型花生相似，多粒型花生也存在顯著的自然變異。321份多粒型株高平均97.2 cm，變化范圍35.0～128.0 cm，變異系數(shù)20%左右。與前人報(bào)道的中國(guó)花生核心種質(zhì)中多粒型花生的株高變化類似，比其他類型花生高[4]。本研究發(fā)現(xiàn)321份多粒型花生單株結(jié)果為5.6個(gè)，比其他報(bào)道的明顯偏少。這可能是花生群體大小和花生類型的差異所導(dǎo)致。比如，100份海南鮮食花生平均單株果數(shù)為14.2個(gè)，變異系數(shù)為33.6%，單株產(chǎn)量較高可能是栽培品種人工選擇的結(jié)果[6]。321份多粒型花生的含油率、蛋白質(zhì)含量等與其他類型花生群體的變異程度相似，含油率的變異系數(shù)較小。這些花生品種資源中油亞比最高的為3.0，不含高油酸花生資源。

作物的大多數(shù)農(nóng)藝性狀為多基因調(diào)控?cái)?shù)量性狀，容易受到環(huán)境因素的影響。比如產(chǎn)量與株高、地上部生物產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀密切相關(guān)。主成分分析法是多元統(tǒng)計(jì)分析的一個(gè)分支，可以對(duì)多指標(biāo)進(jìn)行降維處理，從復(fù)雜的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)不同指標(biāo)的相互關(guān)系。本研究對(duì)321份多粒型花生品種的生理生態(tài)性狀和品質(zhì)性狀進(jìn)行了測(cè)定，利用主成分分析方法揭示了多粒型花生中單株產(chǎn)量與分枝數(shù)正相關(guān)，而與株高和籽仁蛋白含量負(fù)相關(guān)。多項(xiàng)研究結(jié)果也表明，主莖高與花生產(chǎn)量之間存在負(fù)效應(yīng)[7-8]，這與生產(chǎn)中利用多效唑等化學(xué)試劑控制花生株高，增加分枝可以增加花生產(chǎn)量的理論相吻合[9-10]。

花生屬中等鹽敏感植物，可在含鹽率0.3%的土壤中生長(zhǎng)發(fā)育，但是產(chǎn)量明顯受到抑制[11-13]。篩選耐鹽花生種質(zhì)資源，對(duì)于培育耐鹽花生新種質(zhì)，擴(kuò)大花生種植面積，提高我國(guó)花生總產(chǎn)量，降低花生生產(chǎn)成本具有重要意義。本研究中，我們發(fā)現(xiàn)321份多粒型花生對(duì)鹽處理的響應(yīng)有明顯差異。鹽處理后，鹽敏感型品種葉片電導(dǎo)率顯著增加，而鹽不敏感型品種電導(dǎo)率變化不大。這些試驗(yàn)材料為進(jìn)一步解析花生耐鹽機(jī)理，挖掘花生中的耐鹽基因和種質(zhì)創(chuàng)新提供了試驗(yàn)材料基礎(chǔ)。

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