王晶珊，姜亞男，尹秀波，衣艷君，趙健，史普祥，李松堅，禹山林

離體誘變定向培育高油花生新品種宇花9號

王晶珊，姜亞男，尹秀波，衣艷君，趙健，史普祥，李松堅，禹山林

青島農業(yè)大學 農學院，山東 青島 266109

筆者前期研究發(fā)現經干旱脅迫處理后的花生葉片水勢與其籽仁含油率呈顯著正相關。文中對羥脯氨酸作為水勢 (滲透壓) 調節(jié)物質用于離體定向篩選花生高油突變體及培育花生新品種進行了研究。以花生品種花育 20號胚小葉作為外植體，平陽霉素作為誘變劑添加于體胚誘導培養(yǎng)基上進行離體誘變培養(yǎng)。形成的體胚轉移到添加6 mmol/L羥脯氨酸 (培養(yǎng)基水勢為–2.079 MPa) 的體胚萌發(fā)和再生培養(yǎng)基上誘導體胚萌發(fā)成苗，同時進行高油突變體定向篩選。再生小苗經嫁接移栽田間，從再生植株后代中獲得了132份含油率55%以上的高油突變體，其中27份含油率超過58%，2份超過60%。再生植株后代結合系譜育種法育成了高產高油花生新品種宇花9號，在遼寧省花生新品種備案試驗中，籽仁產量比對照品種增產14.0%，并通過了國家非主要農作物品種登記。宇花9號含油率達61.05%，比親本花育20號高11.55個百分點，是目前國際上含油率最高的花生品種。本研究結果表明，利用離體誘變、培養(yǎng)基低水勢定向篩選及其再生植株后代結合常規(guī)育種法選擇是定向培育高油花生品種的有效方法。

花生，離體誘變，水勢，定向篩選，含油率

花生是重要的油料作物之一，我國花生50%以上用作榨油，據報道，花生籽仁含油率每提高1個百分點，純利潤可提高7%[1]。因此創(chuàng)造花生高油新種質、培育高產高油新品種對提高花生產值、增加農民收益有著重要意義[2-3]。但目前栽培花生中缺乏高油種質資源，高油育種沒有適宜的鑒定方法、育種過程存在盲目性，采用雜交育種難以獲得突破性進展[4]，目前栽培花生品種含油率一般在50%左右[5]，極少數能達到53%以上，尤其是在我國膠東半島、遼東半島、廣州省、吉林省等高緯度和沿海地區(qū)培育高油品種更加困難，而含油率55%以上則定為高油花生品種[6]。誘變能夠產生自然界不存在的或極為罕見的新性狀、新個體[7-10]。但突變是不定向的[11]，誘變往往產生大量突變體，而突變體的后續(xù)鑒定需要大量人力、物力和財力[12]。誘變結合定向篩選可解決這一難題[13-15]，利用離體誘變結合離體定向篩選創(chuàng)造新種質已在多種植物上獲得成功。羅靜等[16]利用EMS誘變處理草莓愈傷組織并篩選得到抗灰霉病草莓植株。陳麗等[17]應用EMS處理楊樹胚性愈傷組織，經鹽脅迫定向篩選后獲得了耐鹽植株。李紅等[18]采用NaN3處理苜蓿愈傷組織，對誘變處理的愈傷組織進行堿脅迫處理，獲得了耐堿的變異植株。平陽霉素 (PYM) 是一種抗生素，作為一種新的誘變劑已在多種植物育種中應用，它與EMS的誘變特點相近，且在某些方面優(yōu)于EMS，被證明具有安全、高效、誘變頻率高、范圍大等特點，具有廣闊的開發(fā)和應用前景。Zhao等[19]利用平陽霉素作為誘變劑進行離體誘變，并結合NaCl定向篩選獲得了花生耐鹽突變體。

我們前期研究發(fā)現，經干旱脅迫處理后的花生葉片水勢與其籽仁含油率呈極顯著正相關[20]。本論文利用羥脯氨酸作為水勢(滲透壓) 調節(jié)物質，對平陽霉素離體誘變后獲得的體胚進行定向篩選，獲得的再生植株后代采用系統(tǒng)選擇，培育出了高產高油花生新品種。

1 材料與方法

1.1 植物材料

供試材料為花生品種花育20的成熟種子，由青島農業(yè)大學農學院保存?；ㄓ?0號是我國主要栽培的小花生品種，是山東省和國家區(qū)域試驗小粒組對照。

1.2 方法

1.2.1 培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件

體胚誘導培養(yǎng)基為MS+2,4-二氯苯氧乙酸 (2,4-D)，水勢為–1.873 MPa。體胚誘導和誘變培養(yǎng)為MS + 2,4-D+4 mg/L平陽霉素 (PYM)，PYM作為誘變劑，水勢為–1.873 MPa。體胚萌發(fā)和篩選培養(yǎng)基為MS+4 mg/L 6-BA+6 mmol/L羥脯氨酸 (HYP)，水勢為–2.079 MPa。每種培養(yǎng)基均添加3%蔗糖，0.8%瓊脂，pH調至5.8。培養(yǎng)條件均為 (25±1) ℃，光照時間為6–19點，強度為2 000 lux。

1.2.2 體胚誘導培養(yǎng)基中適宜2,4-D濃度的確立

選取成熟飽滿的花育20號干種子，去子葉，將種胚用70%的酒精浸泡20 s，再用0.1%的升汞浸泡10 min進行表面消毒。用無菌水漂洗5次后，置于裝有無菌水的培養(yǎng)瓶中浸泡12 h。取出種胚，置于無菌培養(yǎng)皿中分離胚小葉，接種到添加不同濃度2,4-D (0、5、10、15、20 mg/L) 的體胚誘導培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)。每個處理重復3次，每個處理接種60個外植體。4周后統(tǒng)計體胚誘導率，根據試驗結果確定適宜的2,4-D濃度。

體胚誘導率=形成體胚的胚小葉外植體數/接種胚小葉外植體數×100%。

1.2.3 離體誘變、定向篩選、再生植株嫁接和移栽

選用花育20號的胚小葉，接種在體胚誘導和誘變培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，誘導體胚形成，同時進行誘變處理。培養(yǎng)4周后，將存活的形成體胚的外植體轉移到體胚萌發(fā)和篩選培養(yǎng)基上誘導體胚萌發(fā)，同時進行高油突變體的定向篩選。轉移4周后將存活的萌發(fā)的體胚轉移到植株再生和篩選培養(yǎng)基上培養(yǎng)，每4周繼代培養(yǎng)1次，直到體胚萌發(fā)長成的小苗達1.5 cm以上。

以沙子中無菌萌發(fā)的花生實生苗作為砧木，再生小苗作為接穗，采用插接法在超凈工作臺內進行無菌嫁接。嫁接苗繼續(xù)在沙子中培養(yǎng)2–3 d后，直接移栽試驗田，澆足水。移栽初期2周搭塑料拱棚，上午10點至下午4點搭遮陽網，之后撤掉遮陰網和塑料拱棚，按常規(guī)進行田間管理。成熟后按單株收獲再生植株的種子M1,2。

1.2.4 再生植株后代系統(tǒng)選育過程

再生植株后代進行系統(tǒng)選育。將收獲的再生植株的種子按株行種植 (M2代)，起壟單粒播種，每壟播種2行，壟距100 cm，株距20 cm，試驗在青島農業(yè)大學萊陽試驗基地進行。生育期間選擇出苗早、開花集中、抗逆性強的單株掛牌，結合收獲期選擇結果多、莢果整齊的單株作為育種材料。其他明顯變異的單株作為突變體自交純合。M3代及以后世代繼續(xù)選擇單株種成株行，并結合海南加代，縮短育種年限，直到同一株行的單株間無明顯分離，混收莢果形成株系。

對入選的優(yōu)良株系進行產量鑒定試驗，試驗在青島農業(yè)大學萊陽試驗基地進行，起壟雙粒播種，壟距90 cm，每壟播種2行，每行播種30穴，穴距16.7 cm，每個株系播種1壟。收獲后曬干稱重產量。

選擇產量高、莢果整齊、抗逆性強的優(yōu)良株系形成品系。對入選品系進行品種比較試驗，起壟雙粒播種，壟距90 cm，每壟播種2行，每行播種30穴，穴距16.7 cm，每個小區(qū)播種3壟，小區(qū)面積為13.5 m2。以誘變親本花育20號作為對照，設置3次重復。按常規(guī)進行田間管理，收獲曬干后稱重各小區(qū)莢果產量。品種比較試驗連續(xù)進行2年。

1.2.5 含油率的測定

再生植株后代品系籽仁含油率的測定，使用脂肪提取器YLSB022并采用殘余法，由農業(yè)農村部油料及制品質量監(jiān)督檢驗測試中心測試化驗，每個樣本重復2次，以誘變親本作為對照。

1.2.6 遼寧省新品種備案試驗

選擇高產高油品系參加遼寧省新品種備案試驗，試驗為春播，5月中旬播種，9月中旬收獲，全省不同地域共設7個試驗點，每個試驗點重復3次。

2 結果與分析

2.1 2,4-D濃度對體胚誘導和植株再生的影響

花育20號胚小葉在添加不同濃度2,4-D (0、5、10、15、20 mg/L) 的體胚誘導培養(yǎng)基上培養(yǎng) 1周后，胚小葉伸展，并由白色變?yōu)榫G色。培養(yǎng) 2周后開始形成體胚，4周后統(tǒng)計體胚誘導率于圖1。由圖1可以看出，2,4-D濃度極顯著影響體胚誘導率，隨2,4-D濃度的增加，體胚誘導率呈先升高后下降的趨勢。在未添加2,4-D的培養(yǎng)基上無體胚形成，在添加10 mg/L 2,4-D的培養(yǎng)基上體胚誘導率最高，為92.7% (圖2A)，確定體胚誘導培養(yǎng)基中添加適宜的2,4-D濃度為10 mg/L。

將形成體胚的外植體轉移到添加4 mg/L BAP的體胚萌發(fā)培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，體胚逐漸萌發(fā)成苗 (圖2B)。調查結果顯示，平均每個外植體可獲得再生植株15個以上。一個種子可獲得8個胚小葉，1粒種子最終可獲得再生植株120個以上。

2.2 離體誘變、定向篩選及再生植株結果

以上述確立的體胚誘導方法為基礎進行離體誘變?；ㄓ?0號胚小葉外植體在添加4 mg/L PYM和10 mg/L2,4-D的體胚誘導及誘變培養(yǎng)基上培養(yǎng)4周后，外植體約50%褐化，存活的外植體大部分形成了體胚。將存活的外植體轉移到添加6 mmol/L HYP和4 mg/L 6-BA的體胚萌發(fā)及篩選培養(yǎng)基上培養(yǎng)，大部分體胚褐化，僅有0.91%的體胚存活并萌發(fā)成苗 (圖3A–B)。

圖1 2,4-D濃度對體胚誘導率的影響

Fig 2. Somatic embryo formation and plantlet regeneration. (A) Somatic embryos formed from embryonic leaflets on induction medium containing 10 mg/L 2,4-D. (B) Plantlets regenerated from embryogenic masses on germination medium containing 4 mg/L BAP.

當再生苗長到1.5 cm高時進行嫁接 (圖3C)。嫁接苗在培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)2–3 d，成活率100% (圖3D)。嫁接苗經馴化后移栽田間，正常生長，成熟后按單株收獲莢果，所有的嫁接苗均收獲到莢果 (圖3E)。

2.3 再生植株后代表現

收獲的單株莢果種子次年按株行單粒播種，收獲期觀察發(fā)現再生植株的M2代發(fā)生多樣的變異。將入選育種材料的單株及突變單株在M3代以后繼續(xù)按株行播種和選擇單株。直到M5代生育期及收獲后觀察，遺傳性狀已基本穩(wěn)定，按株行收獲莢果形成株系。共獲得了162份突變材料。這些突變系農藝性狀表現出多樣的變異，如突變系2-2-5-4表現為交替開花、側枝變長 (80.7 cm)、分枝數變多 (25條)、莢果突變?yōu)榇樾?、種皮顏色突變?yōu)樽仙?(圖4 A)。突變系8-3-2-4莢果變大、果形細長 (圖4 B)。突變系2-1-9-2結果數較多 (圖4 C)。而誘變親本花育20號為連續(xù)開花，分枝數8–10條，莢果粗短，種皮粉紅色 (圖4 D)。

圖3 外植體在HYP定向篩選培養(yǎng)基上篩選、再生、嫁接移栽及正常結實

圖4 突變系及誘變親本植株

2.4 品種比較試驗結果

162份突變系中，經4代連續(xù)選擇，其中12個株系表現優(yōu)良，作為育種材料進行產量鑒定試驗，其中8個株系莢果產量比對照花育20號增產5%以上，并且莢果整齊、抗旱性較強。這8個株系入選形成品系，繼續(xù)進行兩年品種比較試驗。試驗結果列于圖5，第一年試驗結果，參試的8個品系平均莢果產量均高于對照花育20號 (5 322.7 kg/hm2)，其中5個品系增產達到顯著水平，增產幅度最大的是品系4-2-1-1，平均產量為6 103.4 kg/hm2，比對照增產14.7%，1-3-6-3增產10.2%，2-5-3-1增產11.3%，6-1-4-1和13-11-4-1分別增產9.5%。

圖5 突變品系和親本花育20號的產量

由圖5可以看出，第二年試驗結果與第一年試驗結果基本一致，5個顯著增產的品系第二年也顯著增產。對照花育20號平均產量為5 411.4 kg/hm2，品系4-2-1-1產量最高，平均為6 223.1 kg/hm2，比對照增產15.0%。品系1-3-6-3增產10.7%，2-5-3-1比對照增產11.1%，6-1-4-1增產10.4%，13-11-4-1增產11.8%。

2.5 突變系含油率檢測結果

檢測獲得的162份突變系的含油率，結果132份突變系含油率超過55%，達到高油標準，其中27份超過58%，2份超過60%，品系1-3-6-3含油率最高達到61.05% (表1)。每個再生植株后代均有含油率55%以上的突變系。

表1 籽仁含油率在58%以上的突變品系和親本花育20號

Notes: HB is Hainan breeding; The oil contents were measured by the Quality Inspection and Test Center for Oilseeds Products at the Ministry of Agriculture of China.

2.6 宇花9號區(qū)域試驗結果及品種特性

品系1-3-6-3含油率最高，品種比較試驗2年均比親本花育20號顯著增產，表現出高產性和高油性。在參加遼寧省新品種備案試驗中，比對照白沙1016籽仁增產14.0%，命名為宇花9號，并通過了國家非主要農作物品種登記，登記號為GPD Peanut (2018) 370182。

宇花9號為高油小?；ㄉ贩N，春播全生育期120 d左右，夏播110 d左右。株型直立、疏枝、連續(xù)開花。主莖高37.4 cm，側枝長40.7 cm，有效枝長7.5 cm，有效分枝數7–8條，總分枝數8–9條 (圖6A)。莢果普通型，縊縮極淺，果嘴不明顯，網紋淺。籽仁桃形，種皮粉紅色，內種皮白色 (圖6B)。

百果重172.9 g，百仁重70.9 g，出米率75.82%。宇花9號含油率達61.05%，比親本花育20號含油率高11.55個百分點。

3 討論

離體誘變中通過胚胎發(fā)生途徑再生植株能克服突變體的嵌合現象[8]。本研究首先對胚胎發(fā)生途徑有效植株再生方法進行了研究，結果表明2,4-D濃度極顯著影響體胚誘導頻率。胚小葉在添加10 mg/L 2,4-D的體胚誘導培養(yǎng)基上體胚誘導率最高 (92%)，當轉移到添加4 mg/L BAP的體胚萌發(fā)培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，平均每個外植體可獲得15個以上再生植株，1個種子含有8個胚小葉，每個種子可獲得120個以上再生植株。

圖6 宇花9號單株 (A)及莢果籽仁 (B)

PYM是一種抗生素，作為誘變劑與其他化學誘變劑相比具有安全、高效、誘變頻率高、范圍大等特點[21-22]。通過對大豆[23]、小麥[24]、油菜[25]等誘變效應的研究，肯定了其效用和應用價值。PYM的誘變機理是能夠造成DNA分子結構損傷且不能被修復，與EMS相比具有更穩(wěn)定的化學性質[26]。本研究利用平陽霉素作為誘變劑添加于體胚誘導培養(yǎng)基中進行誘變培養(yǎng)，再生植株后代中獲得了多個高油突變體，并育成了高產高油新品種，進一步說明平陽霉素具有良好的誘變效果。

葉片水勢是表示植物水分虧缺或水分狀態(tài)的一個直接指標，通過研究不同土壤水分下的植物水勢的變化特征，可以了解植物的抗旱特性[27]。楊彥會等[28]研究中發(fā)現，在干旱脅迫下抗旱性強 (多蠟質) 的小麥品系較抗旱性差 (少蠟質) 的小麥品系旗葉水勢更高。我們前期研究發(fā)現，在干旱脅迫下的花生主莖倒三葉水勢與其籽仁含油率呈極顯著正相關，即籽仁含油率高的花生，在干旱脅迫下葉片細胞水勢高，而一般含油率的花生水勢低[20]，也即含油率高的花生抗旱性強。利用這一特點，本研究以HYP作為水勢 (滲透壓) 調節(jié)物質添加于體胚萌發(fā)培養(yǎng)基中降低培養(yǎng)基的水勢，模擬干旱脅迫，培養(yǎng)的一般含油率花生體胚或萌發(fā)的小苗因失水而褐化凋亡，僅有含油率高、抗旱性強的花生體胚或萌發(fā)的小苗才能存活。將離體誘變存活的體胚，轉移到添加6 mmol/L HYP的體胚萌發(fā)培養(yǎng)基 (培養(yǎng)基水勢為–2.079 MPa) 上培養(yǎng)，大部分體胚凋亡，最終獲得了少量再生小苗。再生苗經嫁接移栽田間，所有再生植株的后代均有含油率55%以上的突變系，并且姊妹系之間含油率明顯分離。例如13號再生植株后代株系13-23-17-1的含油率僅為52.6% (結果未列出)，而姊妹系13 HB-6的含油率達59.48%。說明高含油量基因發(fā)生了突變，經自交純合，導致姊妹系含油率發(fā)生分離。本研究結果說明，利用HYP作為水勢調節(jié)物質添加于體胚萌發(fā)培養(yǎng)基中，對離體誘變形成的體胚進行離體定向篩選，能夠存活的必定是高油的，而非高油的突變或未突變的細胞因失水凋亡被淘汰，這種篩選方法簡單易行，可節(jié)省大量人力物力財力，提高選育效率。

4 結論

本研究經離體誘變后，采用降低培養(yǎng)基水勢定向篩選高含油量花生突變體，獲得了132份含油率超過55% 的高油突變體，其中27份含油率超過58%，并育成了高產高油花生新品種宇花9號。宇花9號產量比對照增產14.0%，含油率達到61.05%，是目前國際上含油率最高的花生品種。本研究結果表明，利用離體誘變、培養(yǎng)基降低水勢定向篩選及其再生植株后代進行系統(tǒng)選擇是定向培育高油花生品種的有效方法。本研究為花生高油育種開辟了一條新的途徑。

[1] Huang L, Zhao XY, Zhang WH, et al. Identification of SSR markers linked to oil content in peanut (L.) through RIL population and natural population. Acta Agron Sini, 2011, 37(11): 1967–1974 (in Chinese).黃莉, 趙新燕, 張文華, 等. 利用RIL群體和自然群體檢測與花生含油量相關的SSR標記. 作物學報, 2011, 37(11): 1967–1974.

[2] Chen MN, Chi XY, Pan LJ, et al. The development progress and prospects of peanut breeding in China. Chin Agric Sci Bull, 2014, 30(9): 1–6 (in Chinese). 陳明娜, 遲曉元, 潘麗娟, 等. 中國花生育種的發(fā)展歷程與展望. 中國農學通報, 2014, 30(9): 1–6.

[3] Chen SL. Identification and functional analysis of lipid biosynthesis related genes in peanut (L.)[D]. Beijing: Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2012 (in Chinese). 陳四龍. 花生油脂合成相關基因的鑒定與功能研究[D]. 北京: 中國農業(yè)科學院, 2012.

[4] Yu SL. Genetics and Breeding of Peanuts in China. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press, 2011 (in Chinese). 禹山林. 中國花生遺傳育種學. 上海: 上?？茖W技術出版社, 2011.

[5] Wang XJ. Studies on Peanut Biotechnology. Beijing: Science Press, 2015 (in Chinese). 王興軍. 花生生物技術研究. 北京: 科學出版社, 2015.

[6] Yu SL. Varieties and Their Pedigree of Peanuts in China. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press, 2008 (in Chinese).禹山林. 中國花生品種及其系譜. 上海: 上?？茖W技術出版社, 2008.

[7] Ao Y, Pan QH. Phenotypic variation ofbranches treated by60Co γ-rays irradiation. J Nucl Agric Sci, 2008, 22(3): 271–275 (in Chinese). 敖妍, 潘青華.60Co γ射線輻照扶芳藤枝條的表型變異研究. 核農學報, 2008, 22(3): 271–275.

[8] Yu XL, Liu LX, Qiao LX, et al. Effects of mixed high energy particle field on embryonic leaflet culture and plant regeneration of peanut. J Nucl Agric Sci, 2012, 26(3): 433–438 (in Chinese). 于新玲, 劉錄祥, 喬利仙, 等. 高能混合粒子場輻照對花生胚小葉組織培養(yǎng)及植株再生的影響. 核農學報, 2012, 26(3): 433–438.

[9] Wang JS, Sui JM, Xie YD, et al. Generation of peanut mutants by fast neutron irradiation combined withculture. J Radiat Res, 2015, 56(3): 437–445.

[10] Wang JS, Zhao MX, Qiao LX, et al. Effects of fast neutron irradiation on plant regeneration in embryonic leaflet culture of peanut (L.). Chin J Oil Crop Sci, 2013, 35(2): 148–152 (in Chinese). 王晶珊, 趙明霞, 喬利仙, 等. 快中子輻照對花生種子胚小葉植株再生的影響. 中國油料作物學報, 2013, 35(2): 148–152.

[11] Wang JS, Qiao LX, Zhao LS, et al. Performance of peanut mutants and their offspring generated from mixed high-energy particle field radiation and tissue culture. Genet Mol Res, 2015, 14(3): 10837–10848.

[12] Wang Y, Qiao LX, Wu XL, et al. Effect ofmutagenesis with pingyangmycin and NaCl-directed screening on production and quality of offspring in peanut. Acta Agric Boreali-Sin, 2015, 30(1): 202–206 (in Chinese). 王亞, 喬利仙, 武秀玲, 等. 平陽霉素誘變與NaCl定向篩選對花生后代產量和品質性狀的影響. 華北農學報, 2015, 30(1): 202–206.

[13] Rai MK, Kalia RK, Singh R, et al. Developing stress tolerant plants through in vitro selection—an overview of the recent progress. Environ Exp Bot, 2011, 71(1): 89–98.

[14] Wu WG, Liu GR, Yang XJ. Applications of the mutation in connection withculture for plant breeding. Chin Agric Sci Bull, 2005, 21(11): 197–201 (in Chinese). 吳偉剛, 劉桂茹, 楊學舉. 誘變與組織培養(yǎng)相結合在植物育種中的應用. 中國農學通報, 2005, 21(11): 197–201.

[15] Patade VY, Suprasanna P. Anradiation induced mutagenesis-selection system for salinity tolerance in sugarcane. Sugar Tech, 2009, 11(3): 246–251.

[16] Luo J, Zhou HC, Wang YQ, et al. EMS mutagenesisand screening of calli from strawberry leaves of resistance toPers. J Nucl Agric Sci, 2009, 23(1): 90–94 (in Chinese). 羅靜, 周厚成, 王永清, 等. EMS離體誘變及抗草莓灰霉病愈傷組織的篩選. 核農學報, 2009, 23(1): 90–94.

[17] Chen L, Dong JW, Tang Y, et al. Selection of salt-tolerant mutants from ethyl methanesulfonate- mutagenized poplar embryonic calli. Acta Agric Shanghai, 2007, 23(3): 86–91 (in Chinese). 陳麗, 董舉文, 唐寅, 等. EMS誘變處理定向篩選楊樹耐鹽突變體研究. 上海農業(yè)學報, 2007, 23(3): 86–91.

[18] Li H, Li B, Zhao HB, et al. Study on alkalinity resistance of alfalfa callus in mutagenic treatments. Pratac Sci, 2009, 26(7): 32–35 (in Chinese). 李紅, 李波, 趙洪波, 等. 誘變處理苜蓿愈傷組織抗堿性的研究. 草業(yè)科學, 2009, 26(7): 32–35.

[19] Zhao MX, Sun HY, Ji RR, et al.mutagenesis and directed screening for salt-tolerant mutants in peanut. Euphytica, 2013, 193(1): 89–99.

[20] Wang X, Li Y, Zhu H, et al. Directional screening on peanut mutant with high oil content and correlation between oil content and leaf water potential. J Qingdao Agric Univ, 2019, 36(1): 30–33 (in Chinese).王霞, 李艷, 朱虹, 等. 花生高油突變體的定向篩選及籽仁含油率與葉片水勢的相關性分析. 青島農業(yè)大學學報, 2019, 36(1): 30–33.

[21] Zhang DD, Wang WH, Li G, et al. Chemistry mutagenesisand characteristics of mutants in sweet potato. Plant Physiol J, 2016, 52(3): 343–348 (in Chinese). 張丹丹, 王維華, 李冠, 等. 甘薯化學離體誘變及突變體的性狀表現. 植物生理學報, 2016, 52(3): 343–348.

[22] Yan ZM, Feng YN, Han YL, et al. Effects of exogenous proline on proline metabolism ofunder salt stress. Acta Bot Bor Occid Sin, 2015, 35(10): 2035–2041 (in Chinese). 顏志明, 馮英娜, 韓艷麗, 等. 外源脯氨酸對鹽脅迫下甜瓜脯氨酸代謝的影響. 西北植物學報, 2015, 35(10): 2035–2041.

[23] Gillman JD, Tetlow A, Hagely K, et al. Identification of the molecular genetic basis of the low palmitic acid seed oil trait in soybean mutant line rg3 and association analysis of molecular markers with elevated seed stearic acid and reduced seed palmitic acid. Mol Breed, 2014, 34(2): 447–455.

[24] Zhang YB, Xiao L, Dong C, et al. Comparative study on mutagenic effects of pingyangmycin and NaN3on wheat. J Henan Instit Sci Technol: Nat Sci Ed, 2015, 43(5): 6–9 (in Chinese). 張彥波, 肖磊, 董策, 等. 平陽霉素和NaN3對小麥誘變效應的比較研究. 河南科技學院學報: 自然科學版, 2015, 43(5): 6–9.

[25] Zeng XH. Comparing effectiveness of different mutagens for seed quality and analysis of mutants in Brassica napus[D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2010 (in Chinese). 曾新華. 不同誘變方法對油菜種子誘變效果及突變體的研究[D]. 武漢: 華中農業(yè)大學, 2010.

[26] Zhang RC, Li W, Pan SJ, et al. Application of chemical mutagenesis in improving germplasm resource. Mol Plant Breed, 2017, 15(12): 5189–5196 (in Chinese). 張瑞成, 李魏, 潘素君, 等. 化學誘變在種質資源改良上的應用. 分子植物育種, 2017, 15(12): 5189–5196.

[27] Shan CJ, Liang ZS. Study on water physiological characteristics of black locust seedling under soil drought condition. J Shandong Agric Univ: Nat Sci Ed, 2006, 37(4): 598–602 (in Chinese). 單長卷, 梁宗鎖. 土壤干旱對刺槐幼苗水分生理特征的影響. 山東農業(yè)大學學報: 自然科學版, 2006, 37(4): 598–602.

[28] Yang YH, Ma X, Zhang ZS, et al. Effects of drought stress on photosynthetic characteristics of wheat near-isogenic lines with different wax contents. Sci Agric Sin, 2018, 51(22): 4241–4251 (in Chinese). 楊彥會, 馬曉, 張子山, 等. 干旱脅迫對蠟質含量不同小麥近等基因系光合特性的影響. 中國農業(yè)科學, 2018, 51(22): 4241–4251.

Directional breeding of high oil content peanut variety Yuhua 9 by in vitro mutagenesis and screening

Jingshan Wang, Yanan Jiang, Xiubo Yin, Yanjun Yi, Jian Zhao, Puxiang Shi, Songjian Li, and Shanlin Yu

College of Agriculture, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, Shandong, China

Leaf water potential of peanut subjected to drought stress is positively related to the oil content of peanut kernels. The aim of this study was to directly screen the high oil mutants of peanut and create the new peanut varieties using hydroxyproline as water potential regulator.mutagenesis was carried out with the embryonic leaflets of peanut variety Huayu 20 as explants and pingyangmycin as a mutagen added into the somatic embryo formation medium. The formed somatic embryos were successively transferred to somatic embryo germination and selection medium containing 6 mmol/L hydroxyproline (at –2.079 MPa water potential ) to induce regeneration and directionally screen high oil content mutants. After that, these plantlets were grafted and transplanted to the experimental field and 132 high oil mutants with oil content over 55% were obtained from the offspring of regenerated plants. Finally, among them, the oil contents of 27 lines were higher than 58% and of 2 lines were higher than 60%. A new peanut variety Yuhua 9 with high yield and oil content was bred from the regenerated plant progenies combining the pedigree breeding method. The yield was 14.0% higher than that of the control cultivar in the testing new peanut varieties of Liaoning province, and also it has passed the national registration of non-major crop varieties. Yuhua 9 with an oil content of 61.05%, which was 11.55 percentage points higher than that of the parent Huayu 20, was the peanut cultivar with the highest oil content in the world. The result showed that it was an effective way for directional breeding of high oil peanut varieties by means of the three-step technique includingmutagenesis, directional screening by reducing water potential in medium and pedigree selection of regenerated plant progenies.

peanut,mutagenesis, water potential, directed screening, oil content

January 5, 2019;

March 14, 2019

National Natural Science Foundation of China (No. 31872875), Shandong Province Science and Technology Development Plan Project (No. 2018GNC111014).

Shanlin Yu. E-mail: yshanlin1956@163.com

國家自然科學基金 (No. 31872875)，山東省重點研發(fā)計劃 (No. 2018GNC111014) 資助。

王晶珊, 姜亞男, 尹秀波, 等. 離體誘變定向培育高油花生新品種宇花9號. 生物工程學報, 2019, 35(7): 1277–1285.

Wang JS, Jiang YN, Yin XB,et al. Directional breeding of high oil content peanut variety Yuhua 9 bymutagenesis and screening. Chin J Biotech, 2019, 35(7): 1277–1285.

(本文責編 郝麗芳)