《Oil Crop Science》：Comprehensive evaluation of seed iron content in peanut germplasm and identification of elite genotypes with high iron
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本研究针对全球性铁缺乏问题，通过对401份花生种质资源进行多环境铁含量评价，发现Valencia型及红种皮材料铁含量显著较高，鉴定出8个高铁种质（平均32.46 mg/kg），并开发出稳定关联标记AHGS2053（表型解释率5.75%-5.84%），为花生营养强化育种提供核心种质与分子工具。
铁元素作为人体必需的微量营养素，在全球范围内却面临普遍缺乏的困境。据统计，超过三分之一的世界人口存在铁摄入不足问题，其中半数贫血病例由铁缺乏引起。在资源受限地区，以花生为基础的食品不仅可用于营养不良儿童的康复治疗，更是重要的铁元素补充来源。然而，传统育种中针对铁含量的改良存在周期长、效率低等挑战，亟需通过现代生物技术手段加速育种进程。
在此背景下，中国农业科学院油料作物研究所的研究团队在《Oil Crop Science》上发表了题为"Comprehensive evaluation of seed iron content in peanut germplasm and identification of elite genotypes with high iron"的研究论文。该研究通过对401份全球收集的花生种质资源进行系统性评价，揭示了种子铁含量的遗传变异规律，并成功筛选出具有育种价值的高铁种质资源，为花生营养品质改良提供了重要理论基础和材料支撑。
研究人员主要运用了多环境田间试验设计（武汉地区2021-2023年）、原子吸收光谱法（AAS）铁含量检测、SSR分子标记技术和全基因组关联分析（GWAS）等关键技术方法。研究材料涵盖360份国内品种和41份引进品种，包括地方品种、育成品种、育种系和种间杂交材料等不同类型。
3.1 花生种质种子铁含量的表型变异
连续三年田间试验数据显示，401份花生种质的种子铁含量呈现显著变异，变幅为9.02-50.60 mg/kg。三年平均值分别为21.61 mg/kg（2021年）、24.92 mg/kg（2022年）和25.59 mg/kg（2023年）。方差分析表明基因型和环境因素均对铁含量产生极显著影响（P < 0.0001），说明铁含量受遗传和环境双重因素控制。
3.2 花生种质种子铁含量的综合比较
不同类型材料比较发现，Valencia型花生铁含量最高（27.45 mg/kg），显著高于其他植物学类型。红种皮材料铁含量（27.38±3.13 mg/kg）显著高于粉红种皮（23.83±4.03 mg/kg）。地方品种平均铁含量最高（25.09 mg/kg），而种间杂交品种最低（21.16 mg/kg）。引进品种铁含量（27.51±3.51 mg/kg）显著高于国内品种（23.67±3.95 mg/kg）。
3.3 中国不同产区品种铁含量比较
对中国主要花生产区广泛种植的品种系列分析发现，粤油系列品种平均铁含量最高（24.86 mg/kg），天府系列最低（20.90 mg/kg）。其中鉴定出两个高铁品种：粤油116（Zh.h7671）和粤油7号（Zh.h7186）。
3.4 种子铁含量与其他营养性状的相关性
相关性分析显示，铁含量与百粒重（HSW）、白藜芦醇（RES）和油酸（C18:1）呈显著负相关，与棕榈酸（C16:0）、亚油酸（C18:2）和山嵛酸（C22:0）呈正相关。基于此筛选出8个高铁种质，铁含量范围29.68-34.65 mg/kg，其中Zh.h4280具有高白藜芦醇含量（1057.34 μg/kg），Zh.h1976表现大粒特性（百粒重超过90g）。
3.5 铁含量的关联分析和标记验证
通过全基因组关联分析鉴定出4个显著关联位点，分别位于A08、B05、B07和B08染色体，表型解释率（PVE）为5.72%-10.55%。其中AHGS2053在两年环境中稳定检测到，携带有利等位基因AHGS2053-250bp的材料铁含量显著提高。在66份育种系中进行验证，发现携带"aa"基因型材料的铁含量（29.38±4.39 mg/kg）显著高于"AA"基因型（23.92±2.70 mg/kg）。
研究结论表明，花生种质资源中存在丰富的铁含量遗传变异，Valencia型、红种皮和引进品种具有较高的铁含量潜力。鉴定出的8个高铁种质为育种提供了珍贵材料，而稳定关联标记AHGS2053的开发为分子标记辅助选择提供了有效工具。值得注意的是，铁含量与多个重要营养性状存在显著相关性，这为多性状协同改良提供了重要参考。
该研究的创新性在于首次系统评价了代表性花生种质资源的铁含量变异，明确了不同类型材料的铁含量特征，并开发出可用于分子育种的稳定关联标记。研究成果对通过生物强化策略解决铁缺乏问题具有重要意义，为培育高产优质花生新品种提供了理论依据和技术支撑。未来研究可进一步解析铁含量与相关性状的遗传调控网络，实现多性状的协同改良，为全球营养安全作出贡献。
