不同苜蓿品種農藝性狀的分析與評價

王健勝　王婕　梁亞紅　宋淑利　劉麗君　趙干卿 　 劉沛松　楊風嶺

摘要：以國內外9個苜蓿品種為材料，對其株高、主莖節數、葉面積、葉長、葉寬、分枝數、根長7個農藝性狀進行分析評價。結果表明，不同苜蓿品種間主要農藝性狀均存在顯著差異，其中游客、公農2號品種的農藝性狀綜合表現最好；苜蓿不同性狀間的相關性較差，除葉片性狀外，其余性狀間均未達顯著水平；主成分分析顯示，排名前3的主成分為葉片因子、主莖節因子、分枝因子；以農藝性狀為基礎對苜蓿品種作聚類分析，9個苜蓿品種被劃分為3個類群。研究結果將為苜蓿引種、品種選育、種質資源科學評價提供有效依據。

關鍵詞：苜蓿；農藝性狀；主成分分析；聚類分析

中圖分類號：S541+.102 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）07-0241-03

苜蓿（Medicagosative L.）是多年生豆科植物[1]，具有廣泛的生態適應性和穩定的生產力，是世界上栽培最早、分布面積最廣的優良豆科牧草之一。苜蓿在我國已有2 000多年的栽培歷史，南、北方均有種植。苜蓿不僅具有較高的營養品質及較強的抗逆性，而且具備良好的固氮功能，因此，除了作為重要的蛋白質牧草外，苜蓿在水土保持[2]、土壤改良[3]、生態環境改善[4]等方面也發揮著重要作用。苜蓿主要農藝性狀的分析是苜蓿引種、親本選配及相關遺傳研究的重要基礎。為有效開展不同區域苜蓿品種的引進，并對不同苜蓿品種進行科學評價，相關學者對此進行了較多研究。武自念等對國內外12個苜蓿品種的6個農藝性狀作了主成分分析，篩選出貢獻率較高的3個主成分，并在此基礎上對12份苜蓿材料作了系統聚類分析[5]。曹宏等開展了22個紫花苜蓿品種的引種試驗和生產性能評價，結果表明甘農2號、苜蓿王、新疆苜蓿、甘農3號等品種的綜合評價較好，可根據不同生態環境及種植目標進行適宜種植[6]。衣蘭智等對不同苜蓿品種在青島地區的適應性作了分析，綜合評價表明23個苜蓿品種中WL323、牧歌401、馴鹿3個品種的綜合生產性能較好，適宜在青島地區輔以膜側種植模式進行大面積推廣[7]。國內其他學者也對苜蓿農藝性狀作了較多研究[8-10]。雖然關于苜蓿農藝性狀的研究較多，但由于不同研究苜蓿材料的特異性及研究目標的特定性，其研究結果只適用于特定苜蓿研究材料，對其他苜蓿品種的引進和評價意義不大。為此，本研究以5個國外品種、4個國內品種為研究對象，對其主要農藝性狀進行初步探討，以期為這些苜蓿品種的引種推廣及相關研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料的9個苜蓿品種中，三得利、42IQ、游客、賽迪7、5S43為5個國外引進品種，均由百綠國際草業有限公司提供；公農1號、公農2號、伊犁苜蓿、獵人河苜蓿為4個國內育成品種，均由中國農業科學院草原研究所提供。

1.2 試驗地概況

試驗于河南省平頂山市魯山縣昭平湖丘陵區進行，地理位置為112°14′E、33°34′N，屬于暖溫帶大陸性季風氣候，冬冷夏熱。年均總日照時數1 868～2 378 h，年均氣溫14.8 ℃，年均降水量1 050 mm，無霜期209 d。試驗地土壤肥力較差。

1.3 農藝性狀調查

本研究對苜蓿的7個主要農藝性狀進行測定，包括株高、主莖節數、葉長、葉寬、葉面積、分枝數、根長，部分測定方法是在曹宏等[6]、魏臻武等[11]的方法基礎上略作調整得到。株高：從地面根頸部至植株頂部的絕對高度，各品種隨機測量20株并取平均值；主莖節數：從第1節間至第1個花序間的莖節數，各品種隨機測量20條主枝并取平均值；葉長：葉片最長處的長度，各品種隨機測量20張葉片并取平均值；葉寬：葉片最寬處的寬度，各品種隨機測量20張葉片并取平均值；葉面積：采用通用公式進行估算，葉面積=葉長×葉寬×k（系數）；分枝數：地表根莖部形成的分枝數，各品種隨機測量20個單株并取平均值；根長：單株主根的長度，各品種隨機測量20個單株并取平均值。

1.4 數據分析

采用Excel軟件對數據進行基本統計分析；采用SPSS 18.0軟件進行性狀主成分分析；采用DPS 9.05軟件進行性狀相關性及品種聚類分析。

2 結果與分析

2.1 苜蓿農藝性狀的基本描述分析

對9個苜蓿品種的主要農藝性狀進行比較分析（表1）發現，苜蓿品種間的主要農藝性狀均存在顯著性差異，但不同性狀的表現不盡相同。在株高方面，表現最為突出的游客品種高達33.77 cm，而株高最低的獵人河品種僅為21.22 cm，所有品種的平均株高為25.91 cm，品種間株高極差高達12.55 cm。主莖節數公農2號品種最多，達到12.50個，而最少的賽迪7品種只有7.83個，各品種的主莖節數均值為1022個，表現較好。品種間葉片性狀方面差異最大的為葉面積，其次是葉寬，葉長的變化最小。其中5S43品種的葉面積、葉寬分別為128.11 mm2、10.83 mm，表現均為最好；而游客品種的葉長最突出，為15.83 mm。各品種的分枝數表現均較差，最多、最少分別為3.50、2個，但分枝數在各品種間的變化卻是最大的。各品種的根長整體表現相對較好，平均根長為15.24 cm，其中公農2號品種最長，而賽迪7品種最短。變異系數作為一種綜合指標，可較好地反映出性狀在品種間的變化程度，本試驗中不同性狀的變異系數差異較大，其中分枝數的變異系數最大，其次是葉面積、主莖節數、根長，而葉長、葉寬的變異系數最小。

2.2 苜蓿不同性狀的相關性分析

性狀的相關性分析可揭示不同性狀間的關系，為苜蓿的研究提供一定依據。由表2可知，各農藝性狀間相關性較差，除葉面積與葉長、葉寬，以及葉長與葉寬間達到顯著性水平，其余性狀均未達顯著性水平。可見，多數苜蓿性狀間相互影響的程度較小，一個性狀的選擇不會對其他性狀產生較大影響，此關系對性狀的有效選擇培育較為有益。葉片性狀作為苜蓿研究的重要目標之一，葉面積、葉長、葉寬間的相關性均較高，且葉長、葉寬間的相關性達顯著水平，可見，選擇較長葉片可同時實現葉寬的增加。

2.3 苜蓿性狀主成分分析

主成分分析有助于掌握不同性狀的表現情況，為苜蓿品種的綜合評價提供有效依據。試驗對7個苜蓿性狀進行主成

分分析，發現在解釋苜蓿表型性狀方差中，不同成分所發揮的作用差異明顯，前3個成分累積解釋方差占總方差的86566%，應將其作為主成分并進一步分析（表3）。關于不同農藝性狀對主成分貢獻的大小，通常性狀特征向量越大，則該性狀對主成分的貢獻越大。第1主成分中特征向量最大的是葉面積，其次是葉長、葉寬，因此第1主成分是葉片因子，隨著第1因子的增大，株高、主莖節數均有所增加，但分枝數、根長則有所減小。第2主成分中特征向量最大的是主莖節數，因此第2主成分被稱為主莖節因子。從第3主成分中不同性狀的表現來看，分枝因子可作為第3主成分（表4）。通過葉片因子、主莖節因子、分枝因子的綜合利用，可對不同苜蓿品種進行客觀全面的評價。

2.4 不同苜蓿品種的聚類分析

以7個主要農藝性狀為基礎，采用歐氏距離法對9個苜蓿品種進行聚類分析（圖1）。9個品種可被劃分為3類，第1類苜蓿品種最多，由3個國內品種、3個國外品種組成，其中國外品種三得利、塞迪7具有較近的親緣關系而被聚在一起，而國內品種獵人河、公農1號、伊犁與國外品種42IQ間具有較近的親緣關系。公農2號品種與其他苜蓿品種間均具有較遠的親緣關系，因此單獨構成第2類群。第3類群由5S43和游客2個國外品種組成。不同苜蓿品種的聚類分析結果可為苜蓿育種中親本選配提供有效依據。

3 結論與討論

前人對苜蓿農藝性狀的研究主要集中于產量及其相關性狀[6，11-13]，而苜蓿其他農藝性狀的研究相對較少，這將對苜蓿品種的綜合評價產生一定影響。本研究既選取株高、主枝數等與苜蓿產量相關的性狀，又對葉片性狀、主莖節數、根長等苜蓿主要性狀作了分析，多種類型苜蓿農藝性狀的運用可獲得更詳細的生長特性信息，進而為綜合評價苜蓿品種提供有效依據。以往關于苜蓿葉片性狀的研究甚少，葉片不僅是光合作用的主要器官，也是優良飼料的主要組分之一，對苜蓿的生長、應用價值均較為關鍵，研究葉片性狀對苜蓿品種的分析有著重要意義。研究結果表明，不同苜蓿品種間的葉片性狀存在較大差異，其中葉面積的差異尤為明顯，而葉長、葉寬間的相關性達顯著水平。此結論對于苜蓿育種有著重要意義，可指導培育出葉面積、葉長、葉寬均較為理想的優良苜蓿品種。試驗中所有苜蓿品種的株高、分枝數表現均較差，這可能與本研究的苜蓿種植區域位于低山丘陵山區有關，此地的水分、土壤等環境因子較差，且苜蓿種植時間較短，這些因素均會對苜蓿農藝性狀產生較大影響。從國內外苜蓿品種所有農藝性狀的表現來看，國外品種優于國內品種，其中國外品種游客、國內品種公農2號的表現相對最好。該研究結果不僅為苜蓿品種的引進提供科學依據，也為苜蓿親本選配、種質資源評價利用、相關遺傳研究提供有效信息。

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