離體誘變定向培育高油花生新品種宇花9號(hào)

王晶珊，姜亞男，尹秀波，衣艷君，趙健，史普祥，李松堅(jiān)，禹山林

離體誘變定向培育高油花生新品種宇花9號(hào)

王晶珊，姜亞男，尹秀波，衣艷君，趙健，史普祥，李松堅(jiān)，禹山林

青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山東 青島 266109

筆者前期研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)干旱脅迫處理后的花生葉片水勢(shì)與其籽仁含油率呈顯著正相關(guān)。文中對(duì)羥脯氨酸作為水勢(shì) (滲透壓) 調(diào)節(jié)物質(zhì)用于離體定向篩選花生高油突變體及培育花生新品種進(jìn)行了研究。以花生品種花育 20號(hào)胚小葉作為外植體，平陽霉素作為誘變劑添加于體胚誘導(dǎo)培養(yǎng)基上進(jìn)行離體誘變培養(yǎng)。形成的體胚轉(zhuǎn)移到添加6 mmol/L羥脯氨酸 (培養(yǎng)基水勢(shì)為–2.079 MPa) 的體胚萌發(fā)和再生培養(yǎng)基上誘導(dǎo)體胚萌發(fā)成苗，同時(shí)進(jìn)行高油突變體定向篩選。再生小苗經(jīng)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(jié)合系譜育種法育成了高產(chǎn)高油花生新品種宇花9號(hào)，在遼寧省花生新品種備案試驗(yàn)中，籽仁產(chǎn)量比對(duì)照品種增產(chǎn)14.0%，并通過了國(guó)家非主要農(nóng)作物品種登記。宇花9號(hào)含油率達(dá)61.05%，比親本花育20號(hào)高11.55個(gè)百分點(diǎn)，是目前國(guó)際上含油率最高的花生品種。本研究結(jié)果表明，利用離體誘變、培養(yǎng)基低水勢(shì)定向篩選及其再生植株后代結(jié)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(shì)，定向篩選，含油率

花生是重要的油料作物之一，我國(guó)花生50%以上用作榨油，據(jù)報(bào)道，花生籽仁含油率每提高1個(gè)百分點(diǎn)，純利潤(rùn)可提高7%[1]。因此創(chuàng)造花生高油新種質(zhì)、培育高產(chǎn)高油新品種對(duì)提高花生產(chǎn)值、增加農(nóng)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(zhì)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(jìn)展[4]，目前栽培花生品種含油率一般在50%左右[5]，極少數(shù)能達(dá)到53%以上，尤其是在我國(guó)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(chǎn)生自然界不存在的或極為罕見的新性狀、新個(gè)體[7-10]。但突變是不定向的[11]，誘變往往產(chǎn)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(cái)力[12]。誘變結(jié)合定向篩選可解決這一難題[13-15]，利用離體誘變結(jié)合離體定向篩選創(chuàng)造新種質(zhì)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(yīng)用EMS處理?xiàng)顦渑咝杂鷤M織，經(jīng)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(duì)誘變處理的愈傷組織進(jìn)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(yīng)用，它與EMS的誘變特點(diǎn)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(diǎn)，具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景。Zhao等[19]利用平陽霉素作為誘變劑進(jìn)行離體誘變，并結(jié)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(xiàn)，經(jīng)干旱脅迫處理后的花生葉片水勢(shì)與其籽仁含油率呈極顯著正相關(guān)[20]。本論文利用羥脯氨酸作為水勢(shì)(滲透壓) 調(diào)節(jié)物質(zhì)，對(duì)平陽霉素離體誘變后獲得的體胚進(jìn)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(chǎn)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(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院保存?；ㄓ?0號(hào)是我國(guó)主要栽培的小花生品種，是山東省和國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)小粒組對(duì)照。

1.2 方法

1.2.1 培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件

體胚誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+2,4-二氯苯氧乙酸 (2,4-D)，水勢(shì)為–1.873 MPa。體胚誘導(dǎo)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(shì)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(shì)為–2.079 MPa。每種培養(yǎng)基均添加3%蔗糖，0.8%瓊脂，pH調(diào)至5.8。培養(yǎng)條件均為 (25±1) ℃，光照時(shí)間為6–19點(diǎn)，強(qiáng)度為2 000 lux。

1.2.2 體胚誘導(dǎo)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(hào)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(jìn)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(dǎo)培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。每個(gè)處理重復(fù)3次，每個(gè)處理接種60個(gè)外植體。4周后統(tǒng)計(jì)體胚誘導(dǎo)率，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定適宜的2,4-D濃度。

體胚誘導(dǎo)率=形成體胚的胚小葉外植體數(shù)/接種胚小葉外植體數(shù)×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(hào)的胚小葉，接種在體胚誘導(dǎo)和誘變培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，誘導(dǎo)體胚形成，同時(shí)進(jìn)行誘變處理。培養(yǎng)4周后，將存活的形成體胚的外植體轉(zhuǎn)移到體胚萌發(fā)和篩選培養(yǎng)基上誘導(dǎo)體胚萌發(fā)，同時(shí)進(jìn)行高油突變體的定向篩選。轉(zhuǎn)移4周后將存活的萌發(fā)的體胚轉(zhuǎn)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(zhǎng)成的小苗達(dá)1.5 cm以上。

以沙子中無菌萌發(fā)的花生實(shí)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(tái)內(nèi)進(jìn)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(yàn)田，澆足水。移栽初期2周搭塑料拱棚，上午10點(diǎn)至下午4點(diǎn)搭遮陽網(wǎng)，之后撤掉遮陰網(wǎng)和塑料拱棚，按常規(guī)進(jìn)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(jìn)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(yàn)在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)萊陽試驗(yàn)基地進(jìn)行。生育期間選擇出苗早、開花集中、抗逆性強(qiáng)的單株掛牌，結(jié)合收獲期選擇結(jié)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(jié)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(duì)入選的優(yōu)良株系進(jìn)行產(chǎn)量鑒定試驗(yàn)，試驗(yàn)在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)萊陽試驗(yàn)基地進(jìn)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(gè)株系播種1壟。收獲后曬干稱重產(chǎn)量。

選擇產(chǎn)量高、莢果整齊、抗逆性強(qiáng)的優(yōu)良株系形成品系。對(duì)入選品系進(jìn)行品種比較試驗(yàn)，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(gè)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(hào)作為對(duì)照，設(shè)置3次重復(fù)。按常規(guī)進(jìn)行田間管理，收獲曬干后稱重各小區(qū)莢果產(chǎn)量。品種比較試驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行2年。

1.2.5 含油率的測(cè)定

再生植株后代品系籽仁含油率的測(cè)定，使用脂肪提取器YLSB022并采用殘余法，由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部油料及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心測(cè)試化驗(yàn)，每個(gè)樣本重復(fù)2次，以誘變親本作為對(duì)照。

1.2.6 遼寧省新品種備案試驗(yàn)

選擇高產(chǎn)高油品系參加遼寧省新品種備案試驗(yàn)，試驗(yàn)為春播，5月中旬播種，9月中旬收獲，全省不同地域共設(shè)7個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 2,4-D濃度對(duì)體胚誘導(dǎo)和植株再生的影響

花育20號(hào)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(dǎo)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(jì)體胚誘導(dǎo)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(dǎo)率，隨2,4-D濃度的增加，體胚誘導(dǎo)率呈先升高后下降的趨勢(shì)。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(dǎo)率最高，為92.7% (圖2A)，確定體胚誘導(dǎo)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(zhuǎn)移到添加4 mg/L BAP的體胚萌發(fā)培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，體胚逐漸萌發(fā)成苗 (圖2B)。調(diào)查結(jié)果顯示，平均每個(gè)外植體可獲得再生植株15個(gè)以上。一個(gè)種子可獲得8個(gè)胚小葉，1粒種子最終可獲得再生植株120個(gè)以上。

2.2 離體誘變、定向篩選及再生植株結(jié)果

以上述確立的體胚誘導(dǎo)方法為基礎(chǔ)進(jìn)行離體誘變?；ㄓ?0號(hào)胚小葉外植體在添加4 mg/L PYM和10 mg/L2,4-D的體胚誘導(dǎo)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(zhuǎn)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(duì)體胚誘導(dǎo)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(dāng)再生苗長(zhǎng)到1.5 cm高時(shí)進(jìn)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(jīng)馴化后移栽田間，正常生長(zhǎng)，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(xiàn)

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(xiàn)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(nóng)藝性狀表現(xiàn)出多樣的變異，如突變系2-2-5-4表現(xiàn)為交替開花、側(cè)枝變長(zhǎng) (80.7 cm)、分枝數(shù)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(xì)長(zhǎng) (圖4 B)。突變系2-1-9-2結(jié)果數(shù)較多 (圖4 C)。而誘變親本花育20號(hào)為連續(xù)開花，分枝數(shù)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(jié)實(shí)

圖4 突變系及誘變親本植株

2.4 品種比較試驗(yàn)結(jié)果

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

圖5 突變品系和親本花育20號(hào)的產(chǎn)量

由圖5可以看出，第二年試驗(yàn)結(jié)果與第一年試驗(yàn)結(jié)果基本一致，5個(gè)顯著增產(chǎn)的品系第二年也顯著增產(chǎn)。對(duì)照花育20號(hào)平均產(chǎn)量為5 411.4 kg/hm2，品系4-2-1-1產(chǎn)量最高，平均為6 223.1 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)15.0%。品系1-3-6-3增產(chǎn)10.7%，2-5-3-1比對(duì)照增產(chǎn)11.1%，6-1-4-1增產(chǎn)10.4%，13-11-4-1增產(chǎn)11.8%。

2.5 突變系含油率檢測(cè)結(jié)果

檢測(cè)獲得的162份突變系的含油率，結(jié)果132份突變系含油率超過55%，達(dá)到高油標(biāo)準(zhǔn)，其中27份超過58%，2份超過60%，品系1-3-6-3含油率最高達(dá)到61.05% (表1)。每個(gè)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(hào)

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(hào)區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果及品種特性

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

宇花9號(hào)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(cè)枝長(zhǎng)40.7 cm，有效枝長(zhǎng)7.5 cm，有效分枝數(shù)7–8條，總分枝數(shù)8–9條 (圖6A)。莢果普通型，縊縮極淺，果嘴不明顯，網(wǎng)紋淺。籽仁桃形，種皮粉紅色，內(nèi)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(hào)含油率達(dá)61.05%，比親本花育20號(hào)含油率高11.55個(gè)百分點(diǎn)。

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(xiàn)象[8]。本研究首先對(duì)胚胎發(fā)生途徑有效植株再生方法進(jìn)行了研究，結(jié)果表明2,4-D濃度極顯著影響體胚誘導(dǎo)頻率。胚小葉在添加10 mg/L 2,4-D的體胚誘導(dǎo)培養(yǎng)基上體胚誘導(dǎo)率最高 (92%)，當(dāng)轉(zhuǎn)移到添加4 mg/L BAP的體胚萌發(fā)培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，平均每個(gè)外植體可獲得15個(gè)以上再生植株，1個(gè)種子含有8個(gè)胚小葉，每個(gè)種子可獲得120個(gè)以上再生植株。

圖6 宇花9號(hào)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(xué)誘變劑相比具有安全、高效、誘變頻率高、范圍大等特點(diǎn)[21-22]。通過對(duì)大豆[23]、小麥[24]、油菜[25]等誘變效應(yīng)的研究，肯定了其效用和應(yīng)用價(jià)值。PYM的誘變機(jī)理是能夠造成DNA分子結(jié)構(gòu)損傷且不能被修復(fù)，與EMS相比具有更穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)[26]。本研究利用平陽霉素作為誘變劑添加于體胚誘導(dǎo)培養(yǎng)基中進(jìn)行誘變培養(yǎng)，再生植株后代中獲得了多個(gè)高油突變體，并育成了高產(chǎn)高油新品種，進(jìn)一步說明平陽霉素具有良好的誘變效果。

葉片水勢(shì)是表示植物水分虧缺或水分狀態(tài)的一個(gè)直接指標(biāo)，通過研究不同土壤水分下的植物水勢(shì)的變化特征，可以了解植物的抗旱特性[27]。楊彥會(huì)等[28]研究中發(fā)現(xiàn)，在干旱脅迫下抗旱性強(qiáng) (多蠟質(zhì)) 的小麥品系較抗旱性差 (少蠟質(zhì)) 的小麥品系旗葉水勢(shì)更高。我們前期研究發(fā)現(xiàn)，在干旱脅迫下的花生主莖倒三葉水勢(shì)與其籽仁含油率呈極顯著正相關(guān)，即籽仁含油率高的花生，在干旱脅迫下葉片細(xì)胞水勢(shì)高，而一般含油率的花生水勢(shì)低[20]，也即含油率高的花生抗旱性強(qiáng)。利用這一特點(diǎn)，本研究以HYP作為水勢(shì) (滲透壓) 調(diào)節(jié)物質(zhì)添加于體胚萌發(fā)培養(yǎng)基中降低培養(yǎng)基的水勢(shì)，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(qiáng)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(zhuǎn)移到添加6 mmol/L HYP的體胚萌發(fā)培養(yǎng)基 (培養(yǎng)基水勢(shì)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(jīng)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(hào)再生植株后代株系13-23-17-1的含油率僅為52.6% (結(jié)果未列出)，而姊妹系13 HB-6的含油率達(dá)59.48%。說明高含油量基因發(fā)生了突變，經(jīng)自交純合，導(dǎo)致姊妹系含油率發(fā)生分離。本研究結(jié)果說明，利用HYP作為水勢(shì)調(diào)節(jié)物質(zhì)添加于體胚萌發(fā)培養(yǎng)基中，對(duì)離體誘變形成的體胚進(jìn)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(xì)胞因失水凋亡被淘汰，這種篩選方法簡(jiǎn)單易行，可節(jié)省大量人力物力財(cái)力，提高選育效率。

4 結(jié)論

本研究經(jīng)離體誘變后，采用降低培養(yǎng)基水勢(shì)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(chǎn)高油花生新品種宇花9號(hào)。宇花9號(hào)產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)14.0%，含油率達(dá)到61.05%，是目前國(guó)際上含油率最高的花生品種。本研究結(jié)果表明，利用離體誘變、培養(yǎng)基降低水勢(shì)定向篩選及其再生植株后代進(jìn)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。

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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(guó)家自然科學(xué)基金 (No. 31872875)，山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)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(hào). 生物工程學(xué)報(bào), 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(zé)編 郝麗芳)