紫花苜蓿優(yōu)良牧草單株篩選

Screening of superior individual plants in alfalfa as forage

ZHOU Yulei1CAI Wenjing1LIN Zhongyang2 ZHANG Jingni3MA Qianpeng4 ZHANG Xiaohua4SHEN Yuhua'

（ College of Agriculture， Chifeng University， Chifeng 0240oo， China； 2Chifeng Agriculture and Animal Husbandry Technology Extension Center， Chifeng O240oo， China； 3Clover （Beijing）Eco-Tech Co.，Ltd.， Beijing 101318， China； 4Forestry and Grassand Bureau of Balin Left Banner， Chifeng O24Ooo， China； 5Collge of Chemistry and Life Sciences， Chifeng University， Chifeng O240oo， China）

AbstractTo screening superior individual plants in alfalfaas forage，a variant population of 71 plants derived from 12 cultivars （including Derbyand Defu）after 5years of cultivation and two rounds of morphological selection was used as experimental material.Plantheight，tillr number，and other traits were measured for cluster analysisand individual plant selection.The results showed thatthe71 mutant populations were divided intotwo majorcategories，with17 and54 individual strains respectivelyat，a euclidean distance of 4，the second major cluster was divided into three subclusters：SubclusterIcomprised24 individuals （No.48，42，83，31，45，39，44，52，9，14，7，11，4，6，92，38，86，23， 58，15，32，22，41 and8）；SubclusterII containedonlyNo.40；and SubclusterIlincluded7 individuals （No.90，94，19， 30，2，93and33）.Comparative analysis revealed that SubclusterI aggregated plants withhigher tilernumbers，greater plant height，and lower stem-to-leaf ratio，while Subcluster I grouped plantswith longer internodes.Subcluster II comprised plants withahigherdry-to-fresh weightratio.Basedoncomprehensive evaluation，eightsuperiorindividuals （No.2，19，30，33，40，90，93and94）exhibiting highyieldandqualitytraitswereselected，providing foundational materialforbreedinghighquality，highyieldingalfalfalines. Keywordsalfalfa； cluster analysis； trait comparison； individual selection method

紫花苜蓿是薔薇目、豆科苜蓿屬多年生草本植物，是常見的飼料作物之一，具有產(chǎn)量高和品質(zhì)優(yōu)等特點。隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的逐步調(diào)整及畜牧業(yè)的不斷發(fā)展，牧草種植面積逐漸擴大，高產(chǎn)苜蓿品種的研究受到越來越多的關(guān)注。?？⊙芯苛瞬煌琋aCl濃度下首蓿種子的耐鹽性，篩選了耐鹽堿性較強的幾個首蓿品種材料；伏建增等3研究表明，利用方差分析法可比較不同紫花苜蓿品種的抗旱性。聚類分析是按照品質(zhì)特性相似程度大小將樣品逐漸聚合，相似度最大的會優(yōu)先聚合，然后根據(jù)其他性質(zhì)進行多個品種聚合4。薛福祥等5利用聚類分析法，對不同施肥水平下紫花苜蓿的霜霉病抗病性進行了有效分類。本試驗以12個紫花苜蓿品種的株高、莖粗等數(shù)量性狀為變量，采用組間連接法進行變量的系統(tǒng)聚類分析，以探討不同品種紫花苜蓿優(yōu)良單株的選擇技術(shù)，為牧草產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供參考。

1材料與方法

1.1試驗地基本情況

試驗在內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市松山區(qū)牧草試驗地進行，其位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東部 ，東西長 15.50km ，南北寬 77km 。松山區(qū)總面積 ，屬北溫帶半干旱大陸性季風氣候，屬山地丘陵區(qū)，褶疊地形地貌，地理分布呈不規(guī)則多邊形，年均降水量 左右，無霜期在 121～136d ，適合首蓿等多年生優(yōu)質(zhì)牧草生長。

1.2試驗材料

試驗材料為2013年引種的12個紫花苜蓿品種，包括德寶、德福、金皇后、阿爾岡金、三得利、公農(nóng)1號、公農(nóng)2號、甘農(nóng)1號、甘農(nóng)2號、中苜1號、中苜2號和敖漢苜蓿的群體，從經(jīng)過2次形態(tài)選擇保留下來的植株中選擇出94株紫花苜蓿植株。在篩選過程中，初步淘汰單株23株，剩余單株71株。

1.3試驗設(shè)計與田間管理

前期對植株進行適時澆水、人工除草等田間管理。在牧草試驗地，根據(jù)紫花首蓿表型，選取經(jīng)過2次形態(tài)選擇保留下來的4年生初花期紫花苜蓿，并篩選出優(yōu)良單株71株，分別編號，采樣前測定植株分蘗數(shù)、株高、莖粗、節(jié)間長、小葉寬度、小葉長度。

采樣完畢，待植株晾干后，測定植株鮮重、干重。然后，將植株莖葉分離，測定植株莖重和葉重，從而得出干鮮比、莖葉比。

1.4 測定指標及方法

分蘗數(shù)：第一茬初花期測產(chǎn)前，將植株篩選出來，測定從根莖直接長出的分枝數(shù)量，并記錄。株高：第一茬初花期測產(chǎn)前，將植株篩選出來，用鋼卷尺測量其絕對高度，每一植株設(shè)置3次重復，取平均值。莖粗：第一茬初花期測產(chǎn)前，將植株篩選出來，用游標卡尺測量其主莖粗，每一植株設(shè)置5次重復，取平均值[1]。節(jié)間長：植株最下部花蕾枝條在主莖著生處向下單節(jié)的長度，初花期測產(chǎn)前，測量每個單株最長一節(jié)的長度，每一植株設(shè)置5次重復，取平均值。小葉寬：第一茬初花期測產(chǎn)前，將植株篩選出來，測量每個枝上小葉的寬度，每一植株設(shè)置5次重復，取平均值。小葉長：初花期測產(chǎn)前，將植株篩選出來，測量每個分枝上小葉的長度，每一植株設(shè)置5次重復，取平均值。鮮重：在每茬初花期，將選取的優(yōu)良植株，齊地劉割后用桿秤稱量植株重量，每一植株設(shè)置重復5次，取平均值。干重：在每茬初花期，將選取的優(yōu)良植株，齊地刈割后稱取重量，然后，將稱量完的植株裝入袋內(nèi)，分別編號，晾曬，待到其水分減少到 20% 以下，用 0.01g 天平進行稱量，記為干重。干鮮比：在每茬初花期植株的重量和晾曬后測定的植株的重量之比，記為干鮮比（干重/鮮重）。對以上指標進行聚類分析，以初步選出優(yōu)良單株。莖葉比：在第一茬鮮草測產(chǎn)時，每個植株分別裝袋，晾干后將莖葉分離，稱取莖重量和葉重量，測定計算莖葉比（莖重量/葉重量）。

1.5試驗方法

采用系統(tǒng)聚類法進行聚類分析，聚類距離采用Euclidean距離，聚類方法采用組間連接法。育種的方法是單株選擇法，經(jīng)過聚類分析確定各個單株的優(yōu)勢和劣勢，淘汰不良單株，選擇與產(chǎn)量品質(zhì)關(guān)聯(lián)緊密的分蘗數(shù)、株高、節(jié)間長、干鮮比和莖葉比進行群體之間的比較。

1.6數(shù)據(jù)分析

利用Excel2010軟件和SPSS17.0軟件進行數(shù)據(jù)處理及聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1優(yōu)選植株的聚類分析

將71株單株主要分為兩大類，第一大類包括17個單株，第二大類包括54株單株。在歐式距離為4時，可將第二大類分為3類：第一類，編號48、42、83、31、45、39、44、52、9、14、7、11、4、6、92、38、86、23、58、15、32、22、41和8共24株單株；第二類，僅編號40；第三類，編號90、94、19、30、2、93和33共7株單株（圖1）。

2.2 不同群體之間的比較

在歐氏距離為4時，第二大類主要聚為三類。以三類群體的分蘗數(shù)、株高、節(jié)間長、干鮮比和莖葉比5個主要指標進行比較分析。由圖2可知，第一類、第二類和第三類群體的平均分藥數(shù)分別為43、58和69個；第三類群體的分蘗數(shù)比第一類群體高37.68% 。由圖3可知，在不同群體間，第一類、第二類和第三類群體的平均株高分別為121.64、124.40和 125.45cm ；第三類群體平均株高比第一類群體高3.13% 。由圖4可知，第一類、第二類和第三類群體的平均節(jié)間長分別為6.82、5.96和 6.53cm ；第一類群體平均節(jié)間長比第二類群體高 14.43% 。由圖5可知，第一類、第二類和第三類群體的平均干鮮比分別為 23.43%.24.44% 和 24.02% 。由圖6可知，第一類、第二類和第三類群體的平均莖葉比分別為1.64、1.72和1.60；第二類群體莖葉比值最高，莖重占比較大，第三類群體莖葉比值最低，葉重占比較大。在3類群體比較中，第三類群體聚集了分蘗數(shù)較多、株高較高以及莖葉比較低的植株，編號為90、94、19、30、2、93和33；節(jié)間長較長的植株聚集在第一類群體；第二類群體，聚集了干鮮比較高的植株，編號為40。

3結(jié)論與討論

本研究單株選擇指標參考了楊秀芳等[8-9和趙牧其爾等的研究指標。干鮮比和莖葉比分別反映了牧草的干物質(zhì)積累程度和青干草品質(zhì)，株高反映了牧草品種的生長性能。紫花苜蓿的株型直立，葉為三出復葉，，小葉橢圓形，葉色純綠[，不同葉片形態(tài)及數(shù)量影響其品質(zhì)。孫國軍等研究表明，通過測定單株結(jié)鈴、單鈴重、絨長和籽指4個指標，運用聚類分析可以選出高產(chǎn)的優(yōu)良單株。本試驗中，通過測定紫花苜蓿的分蘗數(shù)、株高等指標，經(jīng)過聚類分析選擇高產(chǎn)的優(yōu)良單株。在優(yōu)良單株選擇時，單株產(chǎn)量是其他育種目標的基礎(chǔ)，需優(yōu)先考慮。對優(yōu)選的71株紫花苜蓿植株的分蘗數(shù)、株高、莖粗、節(jié)間長、小葉長、小葉寬、十重、干鮮比、莖葉比9個測量指標進行了聚類分析。以高產(chǎn)作為主要目標，獲得了第二大類群體。植株生長性狀的優(yōu)劣主要通過生物量的大小來衡量，生物量大表示該植株性狀優(yōu)良[12]。因此，試驗結(jié)果分為兩種情況：一是以高產(chǎn)作為主要目標，植株分藥數(shù)以及莖葉比占優(yōu)勢，主要選擇第二大類的第三群體，共7株單株，編號為90、94、19、30、2、93和33；二是以優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)作為主要目標，除植株分蘗數(shù)、莖葉比外，干鮮比需著重考慮，可以選擇第二大類的第二群體，共1株，編號為40；在下年種植選育。

綜上，本研究通過聚類分析和單株選擇的方法，對紫花首蓿優(yōu)良單株進行選擇，綜合各項指標，選擇出高產(chǎn)單株7株，編號為90、94、19、30、2、93和33；高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)單株1株，編號為40，為下一步優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品種的選育提供材料。

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（責任編輯：胡立萍）