基于農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀對(duì)40 份裸燕麥種質(zhì)資源綜合分析

呂玉峰，王宇欣，薛志強(qiáng)，賈舉慶，馮美臣，宋曉彥，張美俊*

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山西晉中 030801；2.雜糧種質(zhì)創(chuàng)新與分子育種山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030031；3.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 生態(tài)農(nóng)牧研究所，山西 右玉 037200））

燕麥（Avena sativaL.）為禾本科一年生作物，我國(guó)種植的燕麥90%為裸燕麥。燕麥因含有多種獨(dú)特的功能成分（β-葡聚糖，皂苷，生物堿等），被譽(yù)為藥食同源作物，尤受大眾和國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注［1］，在一定程度上推動(dòng)了燕麥產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。燕麥種質(zhì)資源是燕麥遺傳改良的根本，無(wú)論是傳統(tǒng)育種還是通過(guò)分子生物技術(shù)進(jìn)行改良，燕麥種質(zhì)資源都有巨大的利用潛力。張向前等［2］分析了74 個(gè)燕麥品種的遺傳多樣性，指出穗粒重的多樣性指數(shù)最高，千粒重和穗長(zhǎng)位于其后，分蘗數(shù)的變異系數(shù)最大，株高最小。齊冰潔等［3］對(duì)國(guó)內(nèi)外的71 份燕麥種質(zhì)資源進(jìn)行了遺傳多樣性分析，單株粒重的變異系數(shù)最大，穗輪層數(shù)的最小。不同燕麥種質(zhì)資源在不同區(qū)域種植，其品質(zhì)指標(biāo)含量也存在差異，歐陽(yáng)韶暉［4］檢測(cè)了我國(guó)13 個(gè)燕麥產(chǎn)區(qū)292 份燕麥樣品的蛋白質(zhì)含量，結(jié)果顯示寧夏固原燕麥蛋白質(zhì)均值最高，達(dá)16.44%。鄭建梅等［5］對(duì)不同燕麥種質(zhì)資源在不同地區(qū)淀粉品質(zhì)的分析中表明，將10 個(gè)裸燕麥資源種植在我國(guó)燕麥主產(chǎn)區(qū)內(nèi)蒙古時(shí)，總淀粉含量均值為55.23%；種植在河北時(shí)總淀粉含量均值為60.54%。國(guó)內(nèi)外學(xué)者［6-10］對(duì)來(lái)源于不同地區(qū)的燕麥種質(zhì)資源β-葡聚糖含量進(jìn)行了檢測(cè)分析，含量0.76%～7.50%?？梢?jiàn)燕麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀具備遺傳基礎(chǔ)廣，多樣性豐富等特點(diǎn)，研究發(fā)現(xiàn)，選擇范圍較大或表達(dá)穩(wěn)定的性狀，可挖掘出利用潛力大的資源。山西省晉西北因其獨(dú)特的地理、氣候資源優(yōu)勢(shì)，成為我國(guó)裸燕麥第三大主產(chǎn)區(qū)，近年裸燕麥種植面積約67 000 hm2左右。由于對(duì)多個(gè)品種品質(zhì)性狀檢測(cè)工作量大，且有關(guān)裸燕麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀相結(jié)合的遺傳多樣性分析在山西省主產(chǎn)區(qū)的研究報(bào)道相對(duì)較少。因此，本研究對(duì)收集的山西省主產(chǎn)區(qū)主栽裸燕麥品種及具有優(yōu)異農(nóng)藝性狀的裸燕麥種質(zhì)資源共40 份，在其主產(chǎn)區(qū)對(duì)9 個(gè)農(nóng)藝性狀和6 個(gè)品質(zhì)性狀進(jìn)行鑒定，并基于農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀對(duì)40 份裸燕麥種質(zhì)資源聚類(lèi)和綜合性狀排序分析，旨在為山西省裸燕麥育種、遺傳性狀研究以及種業(yè)振興提供材料保障。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

在山西省朔州市右玉縣李達(dá)窯鄉(xiāng)林家堡村開(kāi)展試驗(yàn)。地理坐標(biāo)約為東經(jīng)112°07′～112°38′，北緯39°41′～40°17′。試 驗(yàn) 基 地 年 平 均 氣 溫 約3.68 ℃，無(wú)霜期104 d。年平均降水量約443 mm，屬溫帶大陸性氣候。土壤主要養(yǎng)分含量：有機(jī)質(zhì)9.04 g·kg-1，總氮970 mg·kg-1，堿解氮38.24 mg·kg-1，速效磷5.71 mg·kg-1，速效鉀158.29 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)材料

供試的燕麥資源均為裸燕麥，來(lái)源于中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家農(nóng)作物種質(zhì)資源保存中心。資源信息如表1 所示。

表1 供試裸燕麥材料信息Table 1 Naked oat material information for testing

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

裸燕麥種質(zhì)資源每個(gè)小區(qū)長(zhǎng)寬為2 m×1 m，行長(zhǎng)為2 m，每小區(qū)5 行，行距25 cm，每米播種100 粒種子，每個(gè)小區(qū)種植1 個(gè)資源，每個(gè)資源重復(fù)3 次，共120 個(gè)小區(qū)，小區(qū)與小區(qū)間距離50 cm，其他田間同常規(guī)管理。5 月28 日播種，9 月16 日收獲。

1.4 測(cè)定指標(biāo)方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀指標(biāo)的調(diào)查和測(cè)定

待植株成熟，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取20 株燕麥，測(cè)量植株高度后按小區(qū)全株收獲。待植株曬干，于室內(nèi)考種，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取樣20 株，調(diào)查或測(cè)量植株主穗穗長(zhǎng)、穗輪層數(shù)、穗枝梗數(shù)、穗鈴數(shù)、穗重、穗粒數(shù)、穗粒重和千粒重。指標(biāo)的測(cè)定嚴(yán)格依據(jù)《燕麥種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》［11］要求進(jìn)行。

1.4.2 品質(zhì)性狀指標(biāo)的測(cè)定

各小區(qū)燕麥樣脫粒后，磨粉，過(guò)0.5 mm 篩，分別測(cè)定籽粒蛋白質(zhì)、脂肪、總淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉和β-葡聚糖含量。

燕麥籽粒蛋白質(zhì)含量的測(cè)定：半微量凱氏定氮法［12］；脂肪含量的測(cè)定：索氏抽提法［13］；總淀粉含量的測(cè)定：酶試劑盒法（AOAC 996.11，Megazyme）［14］；直鏈淀粉、支鏈淀粉含量的測(cè)定：酶試劑盒法（比色法，Megazyme）［15］；β-葡聚糖含量的測(cè)定：酶試劑盒法（AOAC 995.16，Megazyme）［16］。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel 2010 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理；用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行相關(guān)性和聚類(lèi)分析，聚類(lèi)分析以歐式距離為種質(zhì)間遺傳距離，運(yùn)用Ward 離差平方和法進(jìn)行系統(tǒng)聚類(lèi)，用GGE biplot 8.1 軟件進(jìn)行雙標(biāo)圖法分析排序。

2 結(jié)果與分析

2.1 40 份裸燕麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀變異性分析

40 份裸燕麥種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀變異性分析結(jié)果如表2 所示，裸燕麥種質(zhì)資源不同性狀間的變異范圍為12.91%～46.11%，農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)從大至小依次為：穗粒重＞穗重＞穗粒數(shù)＞穗鈴數(shù)＞穗枝梗數(shù)＞千粒重＞主穗穗長(zhǎng)＞穗輪層數(shù)＞株高。穗粒重、穗重、穗粒數(shù)的變異系數(shù)分別為46.11%、37.41%、33.35%。由變幅可知，穗粒重、穗重最重的是編號(hào)20（ZY000621），穗粒數(shù)最多的是編號(hào)29（ZY000671）。在9 個(gè)農(nóng)藝性狀中，株高的變異系數(shù)最小，為12.91%。

表2 40 份裸燕麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀變異情況Table 2 Agronomic traits variation of 40 naked oat germplasm resources

2.2 40 份裸燕麥種質(zhì)資源品質(zhì)性狀變異性分析

40 份裸燕麥種質(zhì)資源的品質(zhì)性狀變異性分析結(jié)果如表3 所示。脂肪含量均值為6.61%，范圍在2.77%～13.64%，變異系數(shù)最大，為32.50%，脂肪含量最高的是編號(hào)30（ZY000674）。β-葡聚糖含量均值為3.95%，范圍在2.14%～5.28%，變異系數(shù)在所有品質(zhì)指標(biāo)中居第二，值為15.65%，含量最高的是編號(hào)12（晉燕12 號(hào)）。說(shuō)明在供試40份裸燕麥材料中，脂肪、β-葡聚糖含量的變異系數(shù)較大，變異程度大，差異較明顯，變異范圍廣，遺傳多樣性豐富?？偟矸酆烤禐?5.59%，范圍在42.71%～66.20%，變異系數(shù)為8.99%，直鏈淀粉含量均值為17.06%，范圍在14.56%～19.78%，變異系數(shù)為7.48%。總淀粉、直鏈淀粉含量的變異系數(shù)較小，說(shuō)明該40 份供試材料的總淀粉、直鏈淀粉含量的變異水平低，資源間差別不明顯?？偟矸酆椭辨湹矸酆孔罡叩氖蔷幪?hào)7（壩莜18 號(hào)）。支鏈淀粉含量均值為38.53%，范圍在25.73%～46.73%，變異系數(shù)為12.94%，含量最高的是編號(hào)14（壩莜9 號(hào)）。蛋白質(zhì)含量均值為14.97%，范圍在10.16%～19.51%，變異系數(shù)為12.94%，含量最高的是編號(hào)25（ZY000660）。說(shuō)明支鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量的變異系數(shù)中等。

表3 40 份裸燕麥種質(zhì)資源品質(zhì)性狀變異情況Table 3 Quality traits variation of 40 naked oat germplasm resources

2.3 40 份裸燕麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀相關(guān)性

農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析結(jié)果如表4 所示。株高與支鏈淀粉含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與β-葡聚糖含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），表明株高高的裸燕麥，其支鏈淀粉含量較高，β-葡聚糖含量較低。主穗穗長(zhǎng)與蛋白質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與直鏈淀粉含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），與支鏈淀粉含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），表明主穗穗長(zhǎng)的裸燕麥，其蛋白質(zhì)和支鏈淀粉含量均較高，直鏈淀粉含量較低。穗輪層數(shù)與總淀粉、支鏈淀粉含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），表明穗輪層數(shù)多的裸燕麥，其總淀粉和支鏈淀粉含量均較高。穗重、穗粒重與蛋白質(zhì)含量存在顯著正相關(guān)性（P＜0.05），表明穗重、穗粒重重的裸燕麥，其蛋白質(zhì)含量較高。千粒重與蛋白質(zhì)含量存在極顯著負(fù)相關(guān)性（P＜0.01），與直鏈淀粉含量存在極顯著正相關(guān)性（P＜0.01），與β-葡聚糖含量存在顯著正相關(guān)性（P＜0.05），表明千粒重重的裸燕麥，其蛋白質(zhì)含量較低，直鏈淀粉、β-葡聚糖含量較高。各品質(zhì)性狀與穗枝梗數(shù)、穗鈴數(shù)、穗粒數(shù)均無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系，脂肪含量與其他農(nóng)藝性狀也均無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系。由此可以看出，農(nóng)藝性狀在一定程度上會(huì)影響裸燕麥的品質(zhì)性狀。

表4 40 份裸燕麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀相關(guān)性Table 4 Correlation between agronomic traits and quality traits of 40 naked oat germplasm resources

2.4 40 份裸燕麥種質(zhì)資源聚類(lèi)分析

2.4.1 農(nóng)藝性狀聚類(lèi)分析

圖1 為基于9 個(gè)農(nóng)藝性狀指標(biāo)對(duì)40 份裸燕麥種質(zhì)資源進(jìn)行的聚類(lèi)分析，如圖所示，在歐式距離為7.5 時(shí)，歸為了4 個(gè)種質(zhì)群。

圖1 40 份裸燕麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀聚類(lèi)圖Fig.1 Cluster diagram based on agronomic traits of 40 naked oat germplasm resources

第Ⅰ種質(zhì)群有20 份資源，占全部種質(zhì)資源的50%，有編號(hào)3、32、12、5、10、13、27、17、34、24、19、37、36、15、14、38、4、39、16、40。此種質(zhì)群除千粒重外，其他農(nóng)藝性狀均值均最低。含有千粒重最重的編號(hào)14（壩莜9 號(hào)）。

第Ⅱ種質(zhì)群有2 份資源，有編號(hào)20、29，占全部種質(zhì)資源的5%。此種質(zhì)群的株高均值較高，主穗穗長(zhǎng)均值最長(zhǎng)，穗枝梗數(shù)、穗鈴數(shù)、穗粒數(shù)均值最多，穗重、穗粒重均值最重。編號(hào)29（ZY000671）穗枝梗數(shù)、穗粒數(shù)最多；編號(hào)20（ZY000621）主穗穗長(zhǎng)最長(zhǎng)，穗鈴數(shù)最多，穗粒重、穗重最重。

第Ⅲ種質(zhì)群有7 份資源，占全部種質(zhì)資源的17.5%。有編號(hào)7、8、6、9、11、2、18。此種質(zhì)群僅千粒重均值最重。

第Ⅳ種質(zhì)群有11 份資源，占全部種質(zhì)資源的27.5%，有編號(hào)28、31、22、23、25、35、30、1、33、26、21。此種質(zhì)群的株高均值最高，主穗穗長(zhǎng)均值較長(zhǎng)，穗輪層數(shù)均值最多。含有株高最高的編號(hào)35（ZY000701）、穗輪層數(shù)最多的編號(hào)21（ZY000625，與編號(hào)18 并列）。

2.4.2 品質(zhì)性狀聚類(lèi)分析

圖2 40 份裸燕麥種質(zhì)資源品質(zhì)性狀聚類(lèi)圖Fig.2 Cluster diagram based on quality traits of 40 naked oat germplasm resources

第Ⅰ種質(zhì)群有12 份資源，占全部種質(zhì)資源的30%，有編號(hào)29、35、21、28、8、27、22、23、20、26、19、25。此種質(zhì)群的蛋白質(zhì)含量均值最高，含有蛋白質(zhì)含量最高的編號(hào)25（ZY000660）。

第Ⅱ種質(zhì)群有10 份資源，占全部種質(zhì)資源的25%，有編號(hào)3、31、4、36、30、12、13、14、18、7。此種質(zhì)群的脂肪、總淀粉和支鏈淀粉含量均值最高。含有脂肪含量最高的編號(hào)30（ZY000674），總淀粉含量最高的編號(hào)7（壩莜18 號(hào)），支鏈淀粉含量最高的編號(hào)14（壩莜9 號(hào)）。

第Ⅲ種質(zhì)群有9 份資源，占全部種質(zhì)資源的22.5%，有編號(hào)1、17、16、9、10、34、40、5、6。此種質(zhì)群的β-葡聚糖和直鏈淀粉含量均值最高。

第Ⅳ種質(zhì)群有9 份資源，占全部種質(zhì)資源的22.5%，有編號(hào)37、38、11、33、2、39、24、32、15。此種質(zhì)群各品質(zhì)性狀均值均最低，品質(zhì)性狀也無(wú)最高值的資源。

2.4.3 農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀聚類(lèi)分析

基于9 個(gè)農(nóng)藝性狀和6 個(gè)品質(zhì)性狀指標(biāo)將40份裸燕麥種質(zhì)資源做了聚類(lèi)分析，由圖3 可知，在歐式距離為10 時(shí)，歸為了3 個(gè)種質(zhì)群。

圖3 40 份裸燕麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀聚類(lèi)圖Fig.3 Cluster diagram based on agronomic and quality traits of 40 naked oat germplasm resources

第Ⅰ種質(zhì)群有15 份資源，占全部種質(zhì)資源的37.5%，有編號(hào)10、16、17、5、40、4、39、38、32、34、24、15、12、13、14。此種質(zhì)群千粒重和β-葡聚糖含量均值最高，有千粒重最重的編號(hào)14（壩莜9 號(hào)）、β-葡聚糖含量最高的編號(hào)12（晉燕12 號(hào)）。

實(shí)驗(yàn)組陽(yáng)性項(xiàng)目平均(33.59±8.46)分、抑郁癥狀(1.21±0.35)分、焦慮(1.22±0.41)分、恐懼(1.23±0.48)分、敵對(duì)性(1.19±0.27)分等因子,參照組分別是(46.94±10.47)分、(1.60±0.52)分、(1.71±0.61)分、(1.50±0.55)分、(1.71±0.69)分,兩組結(jié)果存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異性(P<0.05)。實(shí)驗(yàn)組的抑郁評(píng)分是(44.30±6.26)分、焦慮評(píng)分(41.21±3.74)分;參照組(53.11±7.05)分、(51.48±6.59)分,實(shí)驗(yàn)組評(píng)分比對(duì)照組低(P<0.05)。

第Ⅱ種質(zhì)群有13 份資源，占全部種質(zhì)資源的32.5%，有編號(hào)22、23、21、25、35、19、37、3、36、28、31、27、30。此種質(zhì)群株高、主穗穗長(zhǎng)，蛋白質(zhì)、總淀粉、支鏈淀粉含量的均值最高。含有株高最高的編號(hào)35（ZY000701），蛋白質(zhì)含量最高的編號(hào)25（ZY000660）。

第Ⅲ種質(zhì)群有12 份資源，占全部種質(zhì)資源的30%，有編號(hào)20、29、6、9、1、2、8、26、33、18、11、7。此種質(zhì)群穗輪層數(shù)、穗枝梗數(shù)、穗鈴數(shù)、穗重、穗粒數(shù)、穗粒重，脂肪、直鏈淀粉含量的均值最高。含有穗輪層數(shù)最多的編號(hào)18（運(yùn)雜1 號(hào)），有穗枝梗數(shù)、穗粒數(shù)最多的編號(hào)29（ZY000671），有穗鈴數(shù)最多，穗重、穗粒重最重的編號(hào)20（ZY000621），有總淀粉、直鏈淀粉含量最高的編號(hào)7（壩莜18 號(hào)）。

2.5 基于雙標(biāo)圖對(duì)40 份燕麥種質(zhì)資源進(jìn)行綜合值排序

如圖4 所示，對(duì)40 份燕麥種質(zhì)資源按綜合性狀指標(biāo)做了排序。圖中小“○”表示的是“平均綜合性狀”，穿過(guò)小“○”并帶有單箭頭的直線(xiàn)則為平均綜合性狀A(yù)EA 軸，為橫軸，其所指的方向表示各燕麥種質(zhì)資源主效高的方向，資源的高綜合性狀水平。據(jù)圖4 各資源在平均綜合性狀在AEA 軸上投影的相對(duì)位置可知，40 份燕麥種質(zhì)資源綜合性狀指標(biāo)排名靠前由高到低資源編號(hào)依次為：20（ZY000621）＞29（ZY000671）＞7（壩莜18 號(hào)）＞8（晉燕8 號(hào)）＞26（ZY000665）。綜合性狀指標(biāo)排名靠后由高到低依次為：32（ZY000695）＞39（白燕4號(hào)） ＞34 （ZY000699） ＞24 （ZY000657） ＞38（ZY000704）。其他資源綜合性狀排名介于兩者之間。

圖4 40 份燕麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀綜合評(píng)價(jià)biplot 圖Fig.4 Biplot for comprehensive evaluation of agronomic and quality traits of 40 oat germplasm resources

3 討論

3.1 裸燕麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀變異性

穗粒重和穗粒數(shù)是2 個(gè)主要的產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)。本研究結(jié)果顯示，在40 份裸燕麥種質(zhì)資源中，穗粒重的變異系數(shù)最大，是46.11%；穗粒數(shù)的變異系數(shù)居第三。陳新［17］等對(duì)81 份燕麥種質(zhì)資源的7 個(gè)農(nóng)藝性狀分析時(shí)指出，穗粒重的變異系數(shù)最大，是42.39%。武永禎等［18］對(duì)華北區(qū)20 個(gè)燕麥資源的7個(gè)農(nóng)藝性狀的研究顯示，穗粒重和穗粒數(shù)的變異系數(shù)分別是25.21%和21.30%。本研究結(jié)果與上述研究結(jié)果接近，穗粒重和穗粒數(shù)變異系數(shù)較高，均大于20%。20 號(hào)（ZY0000621）的穗粒重最重，29 號(hào)（ZY000671）的穗粒數(shù)最多，可以分別作為這2 個(gè)目標(biāo)性狀的優(yōu)異代表性創(chuàng)新利用材料。

在40 份裸燕麥種質(zhì)資源中，株高的變異系數(shù)是12.91%，是供試資源中變異水平最低的性狀。武永禎等［18］和雷雄等［19］也在分析燕麥種質(zhì)資源時(shí)表明株高的變異系數(shù)最小，分別為7.33% 和8.12%。這表明裸燕麥種質(zhì)資源株高的遺傳范圍窄，在親本選育等種質(zhì)創(chuàng)新上存在局限性。

3.2 裸燕麥種質(zhì)資源品質(zhì)性狀變異性

本研究結(jié)果表明40 份裸燕麥種質(zhì)資源脂肪含量的變異系數(shù)最大，為32.50%。李夢(mèng)黎等［20］對(duì)56份燕麥種質(zhì)資源脂肪含量變異系數(shù)的分析為20.57%，屬于較強(qiáng)的變異指標(biāo)。本研究結(jié)果還表明40 份裸燕麥種質(zhì)資源β-葡聚糖含量的變異系數(shù)排第二，在15%以上，這與陳子葉等［21］對(duì)56 份燕麥資源β-葡聚糖（15.72%），以及與倪香艷等［22］對(duì)31 份燕麥資源β-葡聚糖含量（15.47%）的研究結(jié)果一致。齊冰潔［23］等在研究燕麥種質(zhì)資源礦質(zhì)元素含量多樣性時(shí)指出，變異系數(shù)大表明種質(zhì)資源間存在較大差異，種質(zhì)類(lèi)型豐富，改良潛力較大，可為選擇和培育良種提供親本材料。本研究編號(hào)30（ZY000674）脂肪含量最高，編號(hào)12（晉燕12 號(hào)）β-葡聚糖含量最高，因此它們可以分別作為這2 個(gè)目標(biāo)性狀的優(yōu)異代表性創(chuàng)新利用材料。

在對(duì)種質(zhì)資源進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，指標(biāo)變異系數(shù)較小的，說(shuō)明其變異程度低，不易受環(huán)境等因素影響。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)40 份裸燕麥種質(zhì)資源總淀粉、直鏈淀粉含量的變異系數(shù)低，分別為8.99%和7.48%。李夢(mèng)黎等［20］對(duì)56 份燕麥種質(zhì)資源品質(zhì)分析時(shí)指出，總淀粉含量均值為60.67%，但變異系數(shù)較低，為9.92%。本研究中編號(hào)7（壩莜18 號(hào)）的燕麥總淀粉和支鏈淀粉的含量表現(xiàn)一致均高的特點(diǎn)，且直鏈淀粉含量在所有資源中也最高，因此，其可以作為燕麥淀粉的加工原料。

3.3 裸燕麥種質(zhì)資源聚類(lèi)

種質(zhì)資源性狀間存在較為繁冗的關(guān)系，有些性狀測(cè)定步驟較為繁雜。若能通過(guò)分析性狀間的關(guān)系，以某一性狀來(lái)推測(cè)與之相關(guān)性狀的表現(xiàn)，用較少指標(biāo)代表多指標(biāo)的綜合性狀，將能很大程度上提高種質(zhì)資源創(chuàng)新應(yīng)用的進(jìn)度［24］。李駿倬等［25］和Forsberg 等［26］研究均認(rèn)為燕麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀存在負(fù)相關(guān)性。馬艷明等［27］對(duì)新疆35 份燕麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析中也顯示農(nóng)藝性狀與脂肪含量均不存在相關(guān)關(guān)系。因此對(duì)燕麥種質(zhì)資源進(jìn)行篩選時(shí)，要對(duì)農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀進(jìn)行綜合考量［28］，協(xié)調(diào)好兩者之間的關(guān)系。

武永禎等［18］對(duì)燕麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀聚類(lèi)后的研究結(jié)果表明，某種質(zhì)群的性狀變異系數(shù)明顯高于其他種質(zhì)群的，說(shuō)明該種質(zhì)群性狀指標(biāo)的變異程度較大，可用于選育多目標(biāo)性狀的親本。本研究結(jié)果表明，第Ⅰ種質(zhì)群除千粒重較重外，其他農(nóng)藝性狀表現(xiàn)最差，含有千粒重最重的編號(hào)14（壩莜9 號(hào)）。但該種質(zhì)群農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)均大于第Ⅱ種質(zhì)群，大于第Ⅲ種質(zhì)群（除穗輪層數(shù)、穗枝梗數(shù)外），大于第Ⅳ種質(zhì)群（除穗輪層數(shù)、穗枝梗數(shù)外）。這說(shuō)明本研究中第Ⅰ種質(zhì)群中的20 份裸燕麥種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀指標(biāo)變異范圍廣，遺傳多樣性豐富，可以作為多目標(biāo)性狀種質(zhì)創(chuàng)新應(yīng)用材料來(lái)源。

本研究第Ⅱ種質(zhì)群綜合特點(diǎn)表現(xiàn)為株高較高，總體的穗部性狀好?！凹綇堓? 號(hào)”和“冀張莜3號(hào)”所在種質(zhì)群株高、穗部特征較為優(yōu)異，應(yīng)以選育高稈、大穗型的親本為目標(biāo)［18］。這說(shuō)明本研究中第Ⅱ種質(zhì)群僅有的2 個(gè)資源編號(hào)29（ZY000671）和編號(hào)20（ZY000621）的裸燕麥資源，也可作為高稈、大穗型種質(zhì)創(chuàng)新利用材料來(lái)源。

本研究第Ⅲ種質(zhì)群總體農(nóng)藝性狀的平均值較高，變異系數(shù)較低。張坤等［29］基于農(nóng)藝性狀指標(biāo)對(duì)42 份燕麥種質(zhì)資源聚類(lèi)分析后的結(jié)果認(rèn)為，性狀的均值較高而變異系數(shù)較低的種質(zhì)群，表明該種質(zhì)群所表現(xiàn)出的性狀水平高且穩(wěn)定。這說(shuō)明本研究中的第Ⅲ種質(zhì)群可作為農(nóng)藝性狀表現(xiàn)較好且穩(wěn)定的種質(zhì)創(chuàng)新來(lái)源。

本研究第Ⅳ種質(zhì)群綜合特點(diǎn)表現(xiàn)為株高最高，其穗部性狀較差。蔡羽等［30］研究了102 份來(lái)自全國(guó)不同地區(qū)的大麥種質(zhì)資源，基于15 個(gè)性狀的遺傳差異，將其聚為4 個(gè)種質(zhì)群，其中種質(zhì)Ⅰ群58份大麥種質(zhì)資源表現(xiàn)出了高稈、葉長(zhǎng)、穗粒重輕的特點(diǎn)，符合飼草需求。本研究中的第Ⅳ種質(zhì)群特征與其研究結(jié)果相似，即可作為高稈飼草型為目標(biāo)的種質(zhì)創(chuàng)新來(lái)源。其中該質(zhì)群中含有株高最高的是編號(hào)35（ZY000701）。此外，該種質(zhì)群穗輪層數(shù)的平均值和變異系數(shù)最大。王娟等［31］對(duì)39 份燕麥種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀做了分析，性狀變異系數(shù)最大的，表明資源間遺傳變異的類(lèi)型豐富，改良的潛力大。由此可知，若種質(zhì)群中存在表現(xiàn)出色的性狀指標(biāo)，則該種質(zhì)群可以作為重點(diǎn)改良該性狀的材料。本研究第Ⅳ種質(zhì)群的穗輪層數(shù)最突出，且存在穗輪層數(shù)最高的編號(hào)21（ZY000625）裸燕麥，即該種質(zhì)群也可作為選育增加穗輪層數(shù)的親本，為裸燕麥種質(zhì)創(chuàng)新提供優(yōu)良的資源來(lái)源。

本研究結(jié)果表明，第Ⅰ種質(zhì)群12 份裸燕麥種質(zhì)資源蛋白質(zhì)含量均值最高。高蛋白的燕麥品種適宜作為彌補(bǔ)“賴(lài)氨酸缺乏”的供試材料［28］，蛋白含量高的燕麥，其飼料品質(zhì)也好。因此，本研究中第Ⅰ種質(zhì)群因蛋白含量高的特點(diǎn)，此種質(zhì)群內(nèi)的燕麥資源不僅可以作為研發(fā)賴(lài)氨酸缺乏者的食品，還可以為家畜提供優(yōu)異的飼料材料。本研究第Ⅰ種質(zhì)群中蛋白含量最高的是25 號(hào)（ZY000660）燕麥，此資源可以重點(diǎn)作為賴(lài)氨酸缺乏者的功能保健性食品，還可以被用作家畜的優(yōu)質(zhì)飼料。

燕麥脂肪含量在降低人體血脂方面起重要作用［32］，本試驗(yàn)研究表明第Ⅱ種質(zhì)群屬于高脂肪群，因此此種質(zhì)群內(nèi)資源可以作為功能性脂肪燕麥開(kāi)發(fā)的材料原料，也可作為選育高脂肪燕麥的親本材料。第Ⅱ種質(zhì)群10 份裸燕麥種質(zhì)資源總淀粉和支鏈淀粉含量均值也表現(xiàn)最高。高淀粉的資源，不僅能使烘培食品的形狀更穩(wěn)定，還能使口感更美味。此外，燕麥淀粉在人體血糖的穩(wěn)定和有益物質(zhì)的吸收上也發(fā)揮著重要的作用［33］。因此，本研究中第Ⅱ種質(zhì)群的裸燕麥種質(zhì)資源也可以用于食品烘培和高質(zhì)量面制品的加工材料來(lái)源或高淀粉育種親本材料。

本研究第Ⅲ種質(zhì)群因β-葡聚糖和直鏈淀粉含量高的特點(diǎn)，此種質(zhì)群內(nèi)裸燕麥資源能夠提高β-葡聚糖的提取率，可作為降血脂、降血糖、提高人體免疫力的燕麥材料以及可被用于研發(fā)高β-葡聚糖的食品材料［34］及高β-葡聚糖育種親本材料，或用于高直鏈淀粉開(kāi)發(fā)及育種親本材料。

本研究種質(zhì)群Ⅳ品質(zhì)性狀均較差，說(shuō)明此種質(zhì)群裸燕麥種質(zhì)資源綜合品質(zhì)較差。性狀指標(biāo)差的種質(zhì)群，在生產(chǎn)推薦應(yīng)用時(shí)應(yīng)慎重。

40 份裸燕麥種質(zhì)資源基于農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀相結(jié)合的聚類(lèi)分析結(jié)果表明，第Ⅰ種質(zhì)群千粒重和β-葡聚糖含量均值突出，其他性狀差。王娟等［31］在對(duì)39 份燕麥資源農(nóng)藝性狀聚類(lèi)分析中指出，選育大粒型燕麥，要求燕麥親本的千粒重較突出。因此，第Ⅰ種質(zhì)群可作為大粒型、高β-葡聚糖種質(zhì)創(chuàng)新利用材料來(lái)源。據(jù)第Ⅱ種質(zhì)群特征，此種質(zhì)群可作為高稈、主穗長(zhǎng)、高蛋白、高總淀粉和高支鏈淀粉種質(zhì)創(chuàng)新利用材料來(lái)源。據(jù)第Ⅲ種質(zhì)群特征，此種質(zhì)群可作為穗部性狀優(yōu)良、高脂肪和高直鏈淀粉種質(zhì)創(chuàng)新利用來(lái)源。

3.4 裸燕麥種質(zhì)資源綜合排序

南銘等［35］在對(duì)22 個(gè)燕麥品種的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)時(shí)指出，種質(zhì)資源是否最優(yōu)異并不能以單向突出的性狀指標(biāo)來(lái)評(píng)判，只有綜合性狀最突出的種質(zhì)資源才是最適宜推廣的資源或可被創(chuàng)新利用的資源。本研究中，40 份燕麥種質(zhì)資源9 個(gè)農(nóng)藝性狀和6 個(gè)品質(zhì)性狀的綜合分析結(jié)果表明，編號(hào)20，29，7 資源的綜合性狀位列前三名，編號(hào)20（ZY000621）主穗穗長(zhǎng)最長(zhǎng)、穗鈴數(shù)最多、穗重和穗粒重最重。編號(hào)29（ZY000671）穗枝梗數(shù)、穗粒數(shù)最多，編號(hào)7（壩莜18 號(hào)）總淀粉和直鏈淀粉含量最高，它們?cè)谄渌r(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀表現(xiàn)也較好。史京京等［36］采用雙標(biāo)圖法綜合評(píng)價(jià)分析了33 份國(guó)內(nèi)外燕麥種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀，篩選出了5 個(gè)綜合性狀優(yōu)良的品種，具有很高的利用價(jià)值。本研究中種質(zhì)資源綜合性狀排名的前3位，可以作為生產(chǎn)直接用種或?yàn)榉N質(zhì)創(chuàng)新利用提供材料借鑒。

本研究所采用的40 份燕麥種質(zhì)資源的聚類(lèi)分析和綜合性狀排名只是基于在山西省晉西北右玉燕麥產(chǎn)區(qū)環(huán)境下的結(jié)果進(jìn)行，未考慮環(huán)境因素。因此，在今后的評(píng)價(jià)工作中，除擴(kuò)大種質(zhì)資源的數(shù)量和增加綜合性狀指標(biāo)的多樣性外，還應(yīng)在多環(huán)境下分析以提高結(jié)果可靠性。

4 結(jié)論

在燕麥主產(chǎn)區(qū)山西省晉西北對(duì)40 份裸燕麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀鑒定和綜合分析，農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀中穗粒重，脂肪、β-葡聚糖含量變異系數(shù)較大，分別達(dá)46.11%、32.50% 和15.65%。脂肪含量與所有農(nóng)藝性狀無(wú)顯著相關(guān)性，其他多數(shù)農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀間存在互為促進(jìn)或制約的關(guān)系?；谵r(nóng)藝性狀40 份裸燕麥種質(zhì)資源聚為4 個(gè)性狀突出的種質(zhì)群，基于品質(zhì)性狀40份裸燕麥種質(zhì)資源聚為3 個(gè)品質(zhì)優(yōu)良的種質(zhì)群，基于農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀40 份裸燕麥種質(zhì)資源聚為3 個(gè)性狀突出的種質(zhì)群。GGE Biplot 排序結(jié)果顯示，ZY000621、ZY000671、壩莜18 號(hào)資源的綜合性狀位列前三。