基于表型性狀的花苜蓿核心種質(zhì)構(gòu)建

摘要：為了科學(xué)保存和研究花苜蓿（Medicago ruthenica L.）種質(zhì)，本研究以113份野生花苜蓿種質(zhì)資源為材料，基于測(cè)定的20個(gè)表型性狀數(shù)據(jù)，采用 2 種遺傳距離、3 種取樣方法、8 種系統(tǒng)聚類方法和 6種取樣比例構(gòu)建花苜蓿核心種質(zhì)，通過(guò)對(duì)比核心種質(zhì)的均值差異百分率、方差差異百分率、極差符合率和變異系數(shù)變化率，探尋構(gòu)建花苜蓿核心種質(zhì)的最佳策略，并通過(guò)比較核心種質(zhì)和原始種質(zhì)的變異系數(shù)、方差、多樣性指數(shù)和主成分，對(duì)構(gòu)建的核心種質(zhì)進(jìn)行代表性檢驗(yàn)。研究結(jié)果表明，“歐氏距離+優(yōu)先取樣法+不加權(quán)類平均法+25% 的取樣比例”是構(gòu)建花苜蓿核心種質(zhì)的最佳策略。核心種質(zhì)均值、最大值、最小值和多樣性指數(shù)的符合率均達(dá)到90%以上，主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率高于原始種群，表明構(gòu)建的28份苜蓿核心種質(zhì)均勻分布在原始種質(zhì)范圍內(nèi)，能夠有效代表原始種質(zhì)。本研究為科學(xué)利用和深入挖掘花苜蓿種質(zhì)資源提供了理論依據(jù)和優(yōu)質(zhì)資源。

關(guān)鍵詞：花苜蓿；種質(zhì)資源；核心種質(zhì)；表型性狀；取樣策略

中圖分類號(hào)：S541.9 " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " " "文章編號(hào)：1007-0435（2025）01-0041-12

Construction of Medicago ruthenica L. Core Germplasm based on Phenotypic Traits

HUANG Wei-ye1， LI Run-ze1， TANG Fang1*， DU Ke1， YI Feng-yan2， CHEN Hong-xi1

（1.Key Laboratory of Grassland Resources， Ministry of Education， Key Laboratory of Forage Cultivation， Processing and High Efficient Utilization of Ministry of Agriculture， College of Prataculture， Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot， Inner Mongolia 010010，China； 2.Inner Mongolia Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences， Hohhot， Inner Mongolia 010031，China）

Abstract：In order to scientifically preserve and study the germplasm of Medicago ruthenica L.， 113 wild M. ruthenica germplasm resources in Inner Mongolia were used as materials in this study. Based on the data measurement of 20 phenotypic traits， two genetic distances， three sampling methods， eight systematic clustering methods and six sampling ratios were used to construct M. ruthenica core germplasm. By comparing the mean difference percentage， variance difference percentage， range coincidence rate and coefficient of variation change rate of the core germplasm， the best strategy was explored to construct the core germplasm of M. ruthenica. In addition， the representativeness of the constructed core germplasm was tested by comparing the coefficient of variation， variance， diversity index， coincidence rate and principal components of the core germplasm and the original germplasm. The results showed that “Euclidean distance+priority sampling method+unweighted class average method+25 % sampling ratio” was the best strategy for constructing the core germplasm of M. ruthenica. The average coincidence rate of the mean value， maximum value， minimum value and diversity index of the core germplasm reached more than 90%， and the cumulative contribution rate of the principal component was higher than that of the original population. Indicating that these 28 constructed core germplasms of M. ruthenica were evenly distributed in the original germplasm range， which could represent the original germplasm. This study provided the theoretical basis and high-quality resources for scientific utilization and in-depth excavation of M. ruthenica germplasm resources.

Key words：Medicago ruthenica L；Germplasm resources；Core collection；Phenotypic traits；Sampling strategy

花苜蓿（Medicago ruthenica L.），曾用名扁蓿豆，是豆科苜蓿屬多年生草本植物，廣泛分布在亞洲的寒冷地區(qū)，尤其是蒙古、西伯利亞及中國(guó)的內(nèi)蒙古、甘肅和東北等地區(qū) ［1-2］。因其遺傳多樣性豐富，抗逆性強(qiáng)，特別在抗寒、抗旱及耐鹽堿等方面表現(xiàn)卓越［3］，在草原生態(tài)修復(fù)、水土保持及荒漠化防治方面具有重要作用［4］。尤其在北方的干旱寒冷和貧瘠土地上，通過(guò)種植花苜蓿可改善土壤質(zhì)量，提供可靠的飼草料，促進(jìn)區(qū)域的可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)保護(hù)提供了雙重效益。

在20世紀(jì)末，美國(guó)學(xué)者曾到中國(guó)對(duì)花苜蓿資源進(jìn)行了研究考察，并設(shè)立了中美合作花苜蓿研究課題，同時(shí)新西蘭草地研究所也對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)研究［5-6］。我國(guó)學(xué)者額爾敦嘎日迪在日本鳥取大學(xué)農(nóng)學(xué)部對(duì)花苜蓿種質(zhì)資源研究表明，中國(guó)花苜蓿抗逆性極強(qiáng)，在形態(tài)特征和種子貯藏蛋白方面都具有豐富的遺傳多樣性［7-9］。由于花苜蓿分布范圍廣，生活在多種生境下，因此形成較多生態(tài)型，是野生豆科牧草種質(zhì)資源中表現(xiàn)較突出的種質(zhì)［10］。科學(xué)地構(gòu)建花苜蓿的核心種質(zhì)庫(kù)，選取具有代表性的種質(zhì)樣本，對(duì)于保護(hù)野生花苜蓿遺傳資源并發(fā)掘其潛在價(jià)值具有重要意義。

核心種質(zhì)（core collection）的概念最早由Frankel提出，它采用科學(xué)的取樣方法選擇整個(gè)種質(zhì)資源群體的一部分，以最小的資源數(shù)量和遺傳重復(fù)，最大限度的代表整個(gè)種質(zhì)資源的多樣性，具備代表性、多樣性和實(shí)用性等特征［11］。核心種質(zhì)是整個(gè)種質(zhì)資源群體的濃縮和精華，它既保證了原始種質(zhì)的遺傳多樣性，又減少了種質(zhì)的數(shù)量，顯著提高了種質(zhì)資源的管理和利用效率。我國(guó)關(guān)于植物核心種質(zhì)構(gòu)建方面的研究開始較晚，起初多見(jiàn)于作物，如在大豆［Glycine max （L.） Merr.］、小麥（Triticum aestivum L.）、水稻（Oryza sativa L.）、玉米（Zea mays L.）等作物上進(jìn)行了廣泛研究，隨后開展了多個(gè)牧草的核心種質(zhì)構(gòu)建工作，包括苜蓿（Medicago sativa L.）［12］、黃花苜蓿（Medicago falcata L.）［13］、狗牙根［Cynodon dactylon （L.） Persoon］［14-15］、沙蘆草（Agropyron mongolicum Keng）［16］和二穗短柄草［Brachypodium distachyon （L.） P. Beauv.］［17］等。但是，目前關(guān)于花苜蓿核心種質(zhì)構(gòu)建的研究工作還未見(jiàn)報(bào)道。

為了篩選出優(yōu)質(zhì)的內(nèi)蒙古野生花苜蓿核心種質(zhì)資源，本研究以113份野生花苜蓿種質(zhì)資源為研究對(duì)象，基于測(cè)定的多個(gè)表型性狀，通過(guò)比較不同的構(gòu)建方法、取樣比例及分析方法等，探尋構(gòu)建花苜蓿核心種質(zhì)的最佳策略，以期為內(nèi)蒙古花苜蓿種質(zhì)資源保護(hù)、開發(fā)利用及新品種選育提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

材料來(lái)源于內(nèi)蒙古自治區(qū)不同種源地及中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所收集保存的113份野生花苜蓿種種質(zhì)資源（表1），于2022年種植于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市周邊試驗(yàn)基地。每份野生花苜蓿種質(zhì)采用育苗移栽的方式種植于種質(zhì)資源圃各小區(qū)中，小區(qū)長(zhǎng)2 m，寬4 m，株行距60 cm，每個(gè)小區(qū)至少栽種20株花苜蓿。試驗(yàn)期間提供充足水分，及時(shí)除雜，正常田間管理，保證試驗(yàn)材料生長(zhǎng)條件的一致性。

1.2 表型性狀測(cè)定方法

于2023年花苜蓿初花期開始測(cè)量表型性狀數(shù)據(jù)［18］。測(cè)定的具體指標(biāo)及方法如下。

葉長(zhǎng)度、葉寬度（Leaf length，Leaf width）：用Yaxin-1241葉面積儀測(cè)定植株主莖上從下到上數(shù)第4個(gè)葉片中央小葉的最長(zhǎng)部分和最寬部分，測(cè)量單位為 mm，重復(fù)10次求平均值。

葉面積、葉周長(zhǎng)（Leaf area，Leaf perimeter）：用Yaxin-1241葉面積儀測(cè)定植株主莖上從下到上數(shù)第4個(gè)葉片中央小葉的葉周長(zhǎng)和葉面積，測(cè)量單位為mm，重復(fù)10次求平均值。

抗白粉病性（Diseases-resistance）：用目測(cè)法測(cè)定，判斷植株葉子白粉病處類型，分高抗（0～5%）、抗（6%～20%）、中抗（21%～50%）、感病（51%～80%）、高感（81%～100%），賦分值為1，2，3，4，重復(fù)10次求平均值。

葉色（Leaf colour）：用NR200便攜式色差儀測(cè)定植株主莖上從下到上數(shù)第4個(gè)葉片中間葉片的葉色，用系統(tǒng)聚類法，將其顏色分為草綠、灰綠、翠綠、深綠，賦分值為1，2，3，4，重復(fù)10次求平均值。

莖色（Stem-color）：用目測(cè)法測(cè)定，判斷植株主莖處顏色類型，分全綠、全紫、綠紫，賦分值為1，2，3，重復(fù)10次求平均值。

相對(duì)株高（Relative height）：人為拉直主枝條后測(cè)量從主莖基部到頂部的高度，測(cè)量單位為cm。

株高（Plant height）：自然狀態(tài)下測(cè)量從主莖基部到頂部的高度，測(cè)量單位為cm。

株型系數(shù)（Plant type coefficient）：自然高度與株高的比值，重復(fù)10次求平均值。

植株最大直徑（Maximum plant diameter）：測(cè)量植株冠叢在南北和東西方向?qū)挾鹊淖畲笾担╟m），重復(fù) 10 次求平均值。

小葉數(shù)（Number of leaflets per）：盛花期一條主莖上復(fù)葉的每厘米上生長(zhǎng)小葉數(shù)，重復(fù)10次求平均值。

在2023年花苜蓿成熟期進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，測(cè)定的具體指標(biāo)及方法如下。

干鮮比（Dry-fresh ratio）： 留茬高度均為10 cm，植株在盛花期收割稱重（鮮重），自然風(fēng)干后再次稱重（干重），得到鮮重樣與干重樣的比值，重復(fù)3次求平均值。

每莢粒數(shù)（Number of seeds per pod）：成熟期每個(gè)莢內(nèi)種子的數(shù)量，重復(fù)10次求平均值。

莢長(zhǎng)、莢寬（Pod length，Pod width）：用游標(biāo)卡尺量取莢的長(zhǎng)、寬，測(cè)量單位為mm，重復(fù)30次求平均值。

種子長(zhǎng)、寬、厚（Seed length，Seed width，Seed thickness）：用游標(biāo)卡尺量取種子的長(zhǎng)、寬、厚，測(cè)量單位為mm，重復(fù)10次求平均值。

千粒重（Thousand-grain weight）：種子收獲1個(gè)月后，將種子水分降至12%左右，隨機(jī)取1000粒種子，測(cè)量單位為g，稱量3次取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用 Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，使用 QGA Station抽取核心種質(zhì)，其中遺傳距離分為歐氏距離和馬氏距離，取樣方法分別為多次聚類隨機(jī)取樣法、多次聚類優(yōu)先取樣法和多次聚類偏離度取樣法，取樣比例為30%，25%，20%，15%，10%和5%，聚類方法為最短距離法、最長(zhǎng)距離法、中間距離法、重心法、不加權(quán)類平均法、可變類平均法、可變法和離差平方和法。對(duì)不同遺傳距離、抽樣方法、抽樣比例和聚類方法進(jìn)行組合和對(duì)比，篩選出構(gòu)建野生花苜蓿種質(zhì)資源核心種質(zhì)的最佳方法［19-23］。

利用均值、極差、表型方差、變異系數(shù)、符合率等評(píng)價(jià)核心種質(zhì)的代表性［21-22］，原始群體和候選核心種質(zhì)的所有表型性狀均需納入評(píng)價(jià)體系進(jìn)行分析。選取均值差異百分率（Mean difference percentage，MD）、方差差異百分率（Variance difference percentage，VD）、極差符合率（Coincidence rate of range，CR）和變異系數(shù)變化率（Changeable rate of coefficient of variation，VR）4個(gè)參數(shù)對(duì)候選核心種質(zhì)的代表性進(jìn)行評(píng)價(jià)。具有代表性的核心種質(zhì)MDlt;20%且CRgt;80%。對(duì)于不同的評(píng)價(jià)參數(shù)，MD越小，VD，CR和 VR越大，表示其核心種質(zhì)具有更強(qiáng)的代表性。MD，VD，CR，VR和符合率的計(jì)算公式如下：

其中St是核心子集與原始群體t檢驗(yàn)得到的方差差異顯著（P≤0.05）的性狀數(shù)，n為性狀總數(shù)。

其中SF是核心子集與原始群體F檢驗(yàn)得到的方差差異顯著（P≤0.05）的性狀數(shù)，n為性狀總數(shù)。

其中RC為核心種質(zhì)庫(kù)性狀的極差，Rj是原有遺傳資源性狀的極差，n是性狀總數(shù)。

其中CVC為核心種質(zhì)庫(kù)性狀的變異系數(shù)，CVi是原始群體的變異系數(shù)，n是性狀總數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 花苜蓿核心種質(zhì)構(gòu)建

2.1.1 遺傳距離的篩選 基于25%的取樣比例下，由2種遺傳距離、3種取樣方法和8種聚類方法構(gòu)建花苜蓿核心種質(zhì)。如表2所示，2種遺傳距離構(gòu)建的48份核心種質(zhì)中，47份核心種質(zhì)的MD小于20%，CR大于80%，表明47份核心種質(zhì)可以代表原群體的遺傳多樣性。通過(guò)比較歐式距離和馬氏距離發(fā)現(xiàn)，在優(yōu)先取樣法下，雖然采用馬氏距離構(gòu)建的部分核心種質(zhì)的VD與VR大于歐式距離，然而就整體情況而論，采用歐氏距離構(gòu)建的核心種質(zhì)普遍優(yōu)于馬氏距離構(gòu)建的核心種質(zhì)。由此，對(duì)于花苜蓿核心種質(zhì)的構(gòu)建，分析后續(xù)選用歐式距離。

2.1.2 取樣方法的篩選 基于25%取樣比例和歐氏距離，運(yùn)用3種取樣方法和8種聚類方法來(lái)構(gòu)建花苜蓿核心種質(zhì)，成功構(gòu)建出24份核心種質(zhì)（如表2所示）。以核心種質(zhì)構(gòu)建評(píng)價(jià)參數(shù)MDlt;20%為依據(jù)，發(fā)現(xiàn)多次聚類優(yōu)先取樣法構(gòu)建的核心種質(zhì)優(yōu)于另外兩種取樣方法。對(duì)比相同聚類方法構(gòu)建的核心種質(zhì)，盡管有部分核心種質(zhì)VR高于多次聚類優(yōu)先取樣法構(gòu)建的核心種質(zhì)，但根據(jù)VD，CR和VR越大核心種質(zhì)越優(yōu)原則，在相同聚類方法中，多次聚類優(yōu)先取樣法是構(gòu)建核心種質(zhì)的最佳取樣方法。

2.1.3 聚類方法的篩選 通過(guò)采用歐式距離和多次聚類優(yōu)先取樣法構(gòu)建48份花苜蓿核心種質(zhì)，如表3所示。在48份核心種質(zhì)中，40份核心種質(zhì)的MD小于20%，CR大于80%，說(shuō)明這40份核心種質(zhì)能夠代表原群體的遺傳多樣性。通過(guò)比較8種聚類方法構(gòu)建花苜蓿核心種質(zhì)中，發(fā)現(xiàn)不加權(quán)類平均法構(gòu)建的核心種質(zhì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)都優(yōu)于其他聚類方法。綜上所述，在花苜蓿的核心種質(zhì)構(gòu)建中，聚類方法采用不加權(quán)類平均法。

2.1.4 取樣比例的篩選 采用歐氏距離，利用類平均法進(jìn)行聚類，結(jié)合優(yōu)先取樣法取樣，選取5%，10%，15%，20%，25% 和30%的6個(gè)取樣比例，抽取核心種質(zhì)（表3）。比較6份核心種質(zhì)，發(fā)現(xiàn)抽樣比例為5%的核心種質(zhì)CRlt;80%，不能代表原群體的遺傳多樣性。在其他5份核心種質(zhì)中，CR值隨抽樣比例增加而變大，在取樣比例為25%時(shí)最大并保持不變；而VR值則值隨取樣比例增加而變小。但VD在取樣比例為10%和25%中，要高于其他抽樣比例下的核心種質(zhì)。綜上所述，在花苜蓿的核心種質(zhì)構(gòu)建中，25%取樣比例要優(yōu)于其他取樣比例。

因此，應(yīng)選擇“歐氏距離+優(yōu)先取樣法+不加權(quán)類平均法+25%的取樣比例”的策略構(gòu)建花苜蓿核心種質(zhì)，該核心種質(zhì)庫(kù)包含28份花苜蓿種質(zhì)資源（表4）。

2.2 核心種質(zhì)驗(yàn)證

2.2.1 核心種質(zhì)與原始種質(zhì)的遺傳差異 通過(guò)“歐氏距離+優(yōu)先取樣法+不加權(quán)類平均法+25%的取樣比例”策略構(gòu)建核心種質(zhì)，MD為0%、CR為100%，說(shuō)明核心種質(zhì)庫(kù)與原始種群中，各性狀的均值沒(méi)有顯著差異，同時(shí)核心種質(zhì)庫(kù)也保留原始種群中的特異種質(zhì)。核心種質(zhì)庫(kù)中VR為127.05%，除了干鮮比外，其他性狀的VR均高于原始種群，表明核心種質(zhì)庫(kù)有良好的異質(zhì)性。核心種質(zhì)庫(kù)中VD為30%，單位長(zhǎng)度小葉數(shù)、單莢粒數(shù)、種子長(zhǎng)、種子寬和千粒重的方差顯著高于原始種質(zhì)，絕對(duì)株高、葉片寬和葉色的方差極顯著高于原始種質(zhì)，表明核心種質(zhì)保留更多原始種群中特異種質(zhì)（表5）。

2.2.2 核心種質(zhì)與原始種質(zhì)的符合率檢驗(yàn) 對(duì)比核心種質(zhì)和原始種質(zhì)符合率（表6）發(fā)現(xiàn)，均值符合率大多高于90%，僅葉寬均值符合率為89.74%，整體平均均值符合率達(dá)97.19%。平均多樣性指數(shù)符合率90.61%，有6個(gè)性狀多樣性指數(shù)符合率低于90%。最大值和最小值符合率均為100%。這意味著核心種質(zhì)在留存原始種質(zhì)遺傳多樣性的同時(shí)，保留了特異種質(zhì)，能夠很好地代表原始種質(zhì)。

2.2.3 核心種質(zhì)與原始種質(zhì)的主成分分析 如表7所示，核心種質(zhì)的特征值、貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率與原始種質(zhì)較為接近；以特征值大于1為標(biāo)準(zhǔn)，原始種質(zhì)和核心種質(zhì)各自入選7個(gè)主成分，其中原始種質(zhì)的累積貢獻(xiàn)率為74.02%，而核心種質(zhì)的累積貢獻(xiàn)率為82.86%，說(shuō)明核心種質(zhì)更集中且更優(yōu)于原始種質(zhì)。同時(shí)除第5主成分外，核心種質(zhì)各主成分的貢獻(xiàn)率均高于原始種群，這表明重復(fù)的遺傳信息在核心種質(zhì)的構(gòu)建中大部分被消除，進(jìn)而使得累積貢獻(xiàn)率相應(yīng)增加。

3 討論

核心種質(zhì)以最小的資源數(shù)量和遺傳重復(fù)，最大限度的代表整個(gè)種質(zhì)資源的多樣性。目前最常見(jiàn)核心種質(zhì)構(gòu)建策略中，主要通過(guò)遺傳距離、取樣方法、聚類方法和取樣比例之間不同組合，進(jìn)而構(gòu)建核心種質(zhì)庫(kù)。而確定構(gòu)建核心種質(zhì)最佳策略的方法，是通過(guò)比較不同構(gòu)建核心種質(zhì)策略中MD，VD，CR和VR值。滿足MDlt;20%，同時(shí)CRgt;80%，VR%和CR%越大就越能夠代表原始種質(zhì)群體的遺傳多樣性，證明所構(gòu)建的核心種質(zhì)具有代表性［16，18-19］。本研究在對(duì) 2 種遺傳距離、3種抽樣方法、8 種聚類方法以及 6 種取樣比例之間不同構(gòu)建策略進(jìn)行對(duì)比分析后，得出花苜蓿核心種質(zhì)的最佳構(gòu)建方法為：采用歐氏距離、優(yōu)先取樣法、不加權(quán)類平均法，并設(shè)定 25% 的取樣比例。在此構(gòu)建方法下，核心種質(zhì)的MD為0%、VD為30%、CR為100%、VR為127.05%。

不同遺傳距離直接影響植物核心種質(zhì)構(gòu)建，目前最常用遺傳距離為歐式距離和馬氏距離。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)歐式距離優(yōu)于馬氏距離，此結(jié)果與黃花苜蓿［13］、沙蘆草［16］、菠菜（Spinacia oleracea L.）［24］等植物核心種質(zhì)構(gòu)建選擇相同，但與萱草（Hemerocallis fulva （L.） L.）［25］、狗牙根［15］不同。說(shuō)明盡管采用馬氏距離能克服歐式距離受量綱和無(wú)法排除性狀相關(guān)性的缺點(diǎn)，但在花苜蓿核心種質(zhì)構(gòu)建中，歐式距離依舊比馬氏距離更具優(yōu)勢(shì)。

取樣方法決定有資格入選為核心種質(zhì)的株系，但不同植株核心種質(zhì)構(gòu)建中，選擇的最佳取樣方法不盡相同。陸地棉［26］核心種質(zhì)構(gòu)建中認(rèn)為多次聚類偏離度取樣法是其最佳取樣方法，而黃花苜蓿［13］核心種質(zhì)構(gòu)建中最佳取樣方法是多次聚類優(yōu)先取樣法，但在沙蘆草［16］核心種質(zhì)構(gòu)建中最佳取樣方法為多次聚類偏離度取樣法。同時(shí)在構(gòu)建酸棗核心種質(zhì)時(shí)［27］，發(fā)現(xiàn)優(yōu)先取樣法構(gòu)建的核心種質(zhì)遺傳冗余程度較低，增加了核心種質(zhì)變異水平，構(gòu)建效果優(yōu)于其他兩種取樣方法。本試驗(yàn)在基于歐式距離下，通過(guò)比較三種最常見(jiàn)的取樣方法，發(fā)現(xiàn)在花苜蓿核心種質(zhì)構(gòu)建中，也同樣得出優(yōu)先取樣法構(gòu)建效果優(yōu)于其他兩種取樣方法。

聚類方法是將植物分成不同組，進(jìn)而進(jìn)行相互比較，最終確定核心種質(zhì)，可見(jiàn)聚類方法影響著核心種質(zhì)的代表性。本研究采用最常見(jiàn)的8種聚類方法，均有優(yōu)劣和適用條件，但其中不加權(quán)類平均法比較適中，且具有單調(diào)性［28］。同時(shí)本研究基于歐式距離和多次聚類優(yōu)先取樣法的基礎(chǔ)上，比較出不加權(quán)類平均法優(yōu)于其他7種聚類方法。此研究結(jié)果與蒜頭果（Malania oleifera Chun amp; S. K. Lee）［29］和向日葵（Helianthus annuus L.）［30］植物研究結(jié)果相似。取樣比例對(duì)核心種質(zhì)庫(kù)的大小起到重要作用，取樣比例過(guò)高可能會(huì)造成冗余樣品，過(guò)低則導(dǎo)致重要種質(zhì)材料的流失。目前，植物核心種質(zhì)構(gòu)建中，取樣比例一般在5%～30%［31］。但是由于不同地區(qū)不同植物或同一植物的遺傳多樣性的不同，這導(dǎo)致了核心種質(zhì)構(gòu)建中所需要取樣比例的不同。本研究最終基于采用歐氏距離、利用類平均法進(jìn)行聚類和結(jié)合優(yōu)先取樣法取樣方法，比較6種取樣比例，最終認(rèn)為取樣比例為25%是最佳取樣比例，此結(jié)果與旱冬瓜（Alnus nepalensis D. Don）［32］、沙蘆草［16］植物研究結(jié)果相同。

檢驗(yàn)代表性和實(shí)用性是評(píng)價(jià)核心種質(zhì)庫(kù)是否合適的關(guān)鍵步驟。目前，核心種質(zhì)的代表性和多樣性主要通過(guò)均值差異百分率、方差差異百分率、極差符合率、變異系數(shù)變化率、表型多樣性指數(shù)、符合率等參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)［33］。核心種質(zhì)的均值差異百分率越小，方差差異百分率、極差符合率和變異系數(shù)變化率越大，對(duì)原始種質(zhì)的代表性越強(qiáng)［34-35］。本研究通過(guò)比較核心種質(zhì)和原始種質(zhì)的符合率、主成分分析，發(fā)現(xiàn)核心種質(zhì)的建立在一定程度上去除了原始種質(zhì)中的遺傳冗余。說(shuō)明本研究選擇核心種質(zhì)能代表全部種質(zhì)資源的多樣性。

本研究基于表型性狀進(jìn)行花苜蓿核心種質(zhì)構(gòu)建，但是由于表型性狀受到環(huán)境影響較大，無(wú)法精準(zhǔn)確定遺傳距離，無(wú)法真實(shí)反映基因型的遺傳差異［36］。因此，后續(xù)應(yīng)該結(jié)合分子標(biāo)記數(shù)據(jù)，整合表現(xiàn)型和基因型數(shù)據(jù)，進(jìn)一步完善花苜蓿核心種質(zhì)，為內(nèi)蒙古花苜蓿種質(zhì)資源保護(hù)、開發(fā)利用及新品種選育提供科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié)論

本研究基于113份野生花苜蓿種質(zhì)資源，采用歐氏距離、類平均法聚類和優(yōu)先取樣法，結(jié)合25%取樣比例，成功構(gòu)建了28份核心種質(zhì)。這些核心種質(zhì)在均值、最大值、最小值及多樣性指數(shù)的平均符合率均超過(guò)90%，且主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率高于原始種群，均勻分布在原始資源中，有效代表原始種質(zhì)。此結(jié)果同時(shí)驗(yàn)證了歐氏距離結(jié)合類平均法聚類、優(yōu)先取樣法及 25% 取樣比例是構(gòu)建花苜蓿核心種質(zhì)的最佳策略。

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