， ， ， ， ， (中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

17份苜蓿品種種子萌發(fā)特性研究

孔令琪，王照蘭，武自念，常春，張繼澤，任衛(wèi)波
(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

以17個(gè)不同苜蓿品種為試驗(yàn)材料，對(duì)苜蓿種子千粒重、發(fā)芽率、萌發(fā)10 d后的根長、苗長、根鮮重、苗鮮重進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算得出根長/苗長和根鮮重/苗鮮重的比值，并對(duì)其主要萌發(fā)特性進(jìn)行了相關(guān)性及隸屬函數(shù)分析。結(jié)果表明，不同苜蓿品種的萌發(fā)特性存在明顯差異，其中巨能2號(hào)的發(fā)芽率最高，根長最長；中苜3號(hào)苗長和苗鮮重優(yōu)勢(shì)突出；巨能418 Q的根長/苗長比值最高；在根鮮重及根鮮重/苗鮮重中，巨能CR表現(xiàn)最高。萌發(fā)期性狀相關(guān)性分析表明，發(fā)芽率與根長、根長/苗長極顯著正相關(guān)，與千粒重及根鮮重/苗鮮重呈顯著正相關(guān)，與其他性狀相關(guān)性不顯著。通過隸屬函數(shù)平均值對(duì)不同品種苜蓿進(jìn)行排序并綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示：巨能CR>巨能2號(hào)>巨能7號(hào)>巨能418 Q>巨能551>中苜蓿1號(hào)>肇東>中苜3號(hào)>巨能601>巨能耐鹽>斯貝得>巨能耐濕>金皇后>準(zhǔn)格爾>公農(nóng)1號(hào)>皇冠>馴鹿。研究結(jié)果將為這17個(gè)苜蓿品種的相關(guān)研究及推廣應(yīng)用提供一定的依據(jù)。

苜蓿； 種子萌發(fā)； 品種； 相關(guān)性； 綜合評(píng)價(jià)

紫花苜蓿(MedicagosativaL.)是世界上分布面積最廣的豆科牧草之一，具有品質(zhì)好、產(chǎn)量高、抗逆等優(yōu)良特性，被譽(yù)為“牧草之王”和“飼料皇后”[1-2]。苜蓿在改良土壤、保持水土及改善生態(tài)環(huán)境方面也發(fā)揮著重要作用[3-5]。在我國，苜蓿主要集中種植于西北和華北地區(qū)，種植面積高達(dá)500萬hm2[6]。

苜蓿引種是苜蓿種植和利用過程中的重要環(huán)節(jié)，種子萌發(fā)特性的分析是評(píng)價(jià)品種和引進(jìn)品種的主要研究內(nèi)容[6]。目前已有大量關(guān)于苜蓿種子萌發(fā)的報(bào)道，主要集中于苜?？购礫7]、抗寒[8]、耐鹽堿[9-10]等條件下的種子萌發(fā)特性研究，但是，對(duì)于不同苜蓿品種種子萌發(fā)特性的研究較少。此外，由于苜蓿材料具有的生物學(xué)多樣性和研究目的特定性，研究結(jié)果只適于特定的苜蓿材料，對(duì)其它苜蓿品種的評(píng)價(jià)及引進(jìn)缺乏指導(dǎo)作用。本實(shí)驗(yàn)選取國內(nèi)外17個(gè)苜蓿品種為研究對(duì)象，初步探討了種子萌發(fā)特性，以期為17個(gè)品種的引種推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

17個(gè)苜蓿品種分別為巨能2號(hào)、巨能7號(hào)、巨能551、巨能601、巨能耐濕、巨能耐鹽、巨能418 Q、巨能CR、金皇后、皇冠、馴鹿、準(zhǔn)格爾、肇東、斯貝得、公農(nóng)1號(hào)、中苜1號(hào)、中苜3號(hào)。其中，中苜系列由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所提供，其他15個(gè)品種由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所提供。

1.2 方 法

1.2.1 發(fā)芽率測(cè)定

種子發(fā)芽試驗(yàn)參照ISTA(2011)規(guī)定進(jìn)行，選取均勻飽滿的苜蓿種子，放置于鋪有3層濾紙的10 cm培養(yǎng)皿中，每皿100粒，加5 mL水，每個(gè)品種設(shè)4次重復(fù)，置于發(fā)芽箱中，在20 ℃，光照16 h/黑暗8 h條件下進(jìn)行培養(yǎng)。初次計(jì)數(shù)為第4天，末次計(jì)數(shù)為第10天，統(tǒng)計(jì)正常種苗數(shù)、不正常種苗數(shù)、硬實(shí)數(shù)和死種子數(shù)，按照公式計(jì)算種子發(fā)芽率。

發(fā)芽率(%)=發(fā)芽終期全部正常種苗數(shù)/供試種子總數(shù)×100%。

1.2.2 根長和苗長的測(cè)定

在培養(yǎng)第10天時(shí)進(jìn)行，每皿隨機(jī)選取10株苗，4次重復(fù)，用直尺測(cè)定每株的根長、苗長，以平均值表示。

1.2.3 根重和苗重的測(cè)定

在培養(yǎng)第10天時(shí)進(jìn)行，每皿隨機(jī)選取10株苗，4次重復(fù)，用萬分之一電子天平測(cè)定每10株的根鮮重及苗鮮重，以平均值表示。

1.2.4 千粒重測(cè)定

隨機(jī)選取1 000粒苜蓿種子進(jìn)行稱量，設(shè)4次重復(fù)，以平均值表示。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)利用Excel 2013及SPSS 19.0軟件進(jìn)行分析處理。利用隸屬函數(shù)[11]法對(duì)17份不同品種苜蓿材料進(jìn)行種子萌發(fā)特性的綜合評(píng)價(jià)。計(jì)算公式如下：

X(i)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)，i=1，2，3，……，n

式中：Xi表示第i個(gè)指標(biāo)值，Xmin表示第i個(gè)指標(biāo)的最小值 ，Xmax表示第i個(gè)指標(biāo)的最大值；如某一個(gè)指標(biāo)與種子發(fā)芽率為負(fù)相關(guān)，則用X(i)=(Xmax-Xi)/(Xmax-Xmin)進(jìn)行計(jì)算。然后將每個(gè)品種種子萌發(fā)特性的隸屬函數(shù)值進(jìn)行累加并求平均數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 17份苜蓿品種的發(fā)芽率

17份苜蓿品種發(fā)芽率在65%～94%之間，品種間差異較大(圖1)。其中發(fā)芽率達(dá)到90%以上的有6個(gè)品種，巨能2號(hào)發(fā)芽率最高，達(dá)94%；發(fā)芽率低于80%的品種有5個(gè)，馴鹿發(fā)芽率最低，僅為65%。17個(gè)苜蓿品種發(fā)芽率大小排序?yàn)榫弈?號(hào)>巨能601>巨能418 Q>巨能耐鹽>巨能7號(hào)>巨能耐濕>斯貝得>肇東=巨能551>巨能CR=中苜1號(hào)>中苜3號(hào)>準(zhǔn)格爾>公農(nóng)1號(hào)>金皇后=皇冠>馴鹿。

圖1 不同苜蓿品種發(fā)芽率

2.2 17份苜蓿品種的根長、苗長及其比值

種子的根長、苗長以及比值是種子萌發(fā)期間的重要性狀，可以反應(yīng)品種間生長差異及發(fā)育部位的優(yōu)先性。在第10天時(shí)，17份苜蓿品種根長范圍在2.03～5.00 cm之間，品種間差異明顯(圖2)。其中根長最長的為巨能2號(hào)；馴鹿根長最短。17個(gè)苜蓿品種根長排序?yàn)榫弈?號(hào)>巨能418 Q>金皇后>中苜3號(hào)>巨能CR>巨能551>斯貝得>中苜1號(hào)>巨能耐鹽>肇東>巨能7號(hào)>巨能耐濕>準(zhǔn)格爾>巨能601>皇冠>公農(nóng)1號(hào)>馴鹿。

圖2 不同苜蓿品種根長

在第10天時(shí)，相對(duì)于根長而言，17份苜蓿品種苗長差異相對(duì)較小，范圍是1.29～1.84 cm(圖3)。其中苗長最長的為中苜3號(hào)；馴鹿苗長為最短。17個(gè)苜蓿品種苗長排序?yàn)橹熊?號(hào)>中苜1號(hào)>巨能耐鹽>公農(nóng)1號(hào)>肇東>皇冠>金皇后>巨能551>巨能7號(hào)>巨能CR>巨能601>巨能2號(hào)>巨能耐濕>斯貝得>巨能418 Q>準(zhǔn)格爾>馴鹿。

圖3 不同苜蓿品種苗長

17份苜蓿品種根長/苗長比值存在較大差異(圖4)。巨能418 Q根長/苗長比值最高，為3.18；公農(nóng)1號(hào)比值最低，為1.45。17個(gè)苜蓿品種根長與苗長比值 均大于1，表明這17個(gè)苜蓿品種根的生長均優(yōu)于苗的生長。

2.3 17份苜蓿品種的根重、苗重及其比值

17份苜蓿品種在第10天時(shí)的根鮮重范圍是0.028 1～0.057 3 g，具有較明顯差異(圖5)。其中根鮮重最大的是巨能CR及巨能2號(hào)；巨能551根鮮重最小。17個(gè)苜蓿品種根鮮重排序?yàn)榫弈蹸R>巨能2號(hào)>巨能7號(hào)>中苜3號(hào)>中苜1號(hào)>斯貝得>皇完>肇東>巨能601>金皇后>準(zhǔn)格爾>巨能耐濕>巨能418 Q>巨能耐鹽>馴鹿>公農(nóng)1號(hào)>巨能551。

圖4 不同苜蓿品種根長/苗長比值

圖5 不同苜蓿品種根鮮重

相對(duì)于根鮮重而言，17份苜蓿品種苗鮮重均高于根鮮重(圖6)，是根鮮重的2～6倍(圖7)。其中苗鮮重較大的是皇冠及中苜3號(hào)；巨能551苗鮮重最小。17個(gè)苜蓿品種苗鮮重排序?yàn)榛使?中苜3號(hào)>金皇后>斯貝得>巨能2號(hào)>準(zhǔn)格爾>中苜1號(hào)>巨能耐鹽>巨能7號(hào)>巨能耐濕>公農(nóng)1號(hào)>肇東>巨能CR>馴鹿>巨能601>巨能418 Q>巨能551。

圖6 不同苜蓿品種苗鮮重

表1 苜蓿主要發(fā)芽性狀相關(guān)性分析

性狀發(fā)芽率千粒重根長苗長根鮮重苗鮮重根長/苗長根鮮重/苗鮮重發(fā)芽率1．00千粒重0．26?1．00根長0．56??0．111．00苗長0．21-0．130．41?1．00根鮮重0．24-0．040．31?0．211．00苗鮮重-0．10-0．230．190．36?0．29?1．00根長/苗長0．53??0．190．91??0．010．230．041．00根鮮重/苗鮮重0．28?0．060．210．050．89??-0．160．191．00

注：“*”表示顯著相關(guān)(p<0.05)，“**”表示極顯著相關(guān)(p<0.01)。

根鮮重/苗鮮重是測(cè)試種子不同萌發(fā)期生物量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。17份苜蓿品種根鮮重與苗鮮重比值存在較大差異(圖7)。巨能CR的根鮮重/苗鮮重比值最大，公農(nóng)1號(hào)比值最小。結(jié)果表明，與其他品種相比較，巨能CR發(fā)芽時(shí)，根的生長表現(xiàn)相對(duì)較好。17個(gè)苜蓿品種的根鮮重/苗鮮重比值均小于1，苗鮮重明顯大于根鮮重。

圖7 不同苜蓿品種根鮮重/苗鮮重

2.4 17份苜蓿品種的千粒重

17份苜蓿品種千粒重范圍在1.753 5～2.414 3 g之間，品種間具有較大差異(圖8)。其中準(zhǔn)格爾千粒重最大；皇冠千粒重最小。17個(gè)苜蓿品種千粒重排序?yàn)闇?zhǔn)格爾>巨能551>巨能7號(hào)>巨能2號(hào)>巨能418 Q>公農(nóng)1號(hào)>巨能601>巨能CR>巨能耐鹽>金皇后>肇東>巨能耐濕>馴鹿>中苜3號(hào)>中苜1號(hào)>斯貝得>皇冠。

2.5 17份不同苜蓿品種萌發(fā)期性狀的相關(guān)性分析

由苜蓿萌發(fā)期間主要性狀的相關(guān)性分析可以看出，萌發(fā)期間主要性狀間的相關(guān)性差異較大。發(fā)芽率與根長、根長/苗長極顯著正相關(guān)，與千粒重及根鮮重/苗鮮重呈顯著正相關(guān)，與苗鮮重呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)；千粒重僅與根長、根長/苗長及根鮮重/苗鮮重呈正相關(guān)；根長與苗長、根鮮重為顯著正相關(guān)，與根長/苗長為極顯著正相關(guān)；苗長與苗鮮重呈顯著正相關(guān)；根鮮重則于苗鮮重呈顯著正相關(guān)，與根鮮重/苗鮮重呈極顯著正相關(guān)；苗鮮重與根鮮重/苗鮮重為負(fù)相關(guān)，其余指標(biāo)間均為正相關(guān)。

圖8 不同苜蓿品種千粒重

2.6 綜合評(píng)價(jià)

為了比較全面地反映苜蓿種子萌發(fā)特性，本研究采用模糊數(shù)學(xué)中隸屬函數(shù)法對(duì)17份苜蓿品種8個(gè)萌發(fā)期特性即發(fā)芽率、千粒重、根長、苗長、根鮮重、苗鮮重、根長/苗長及根鮮重/苗鮮重進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)(表2)。平均隸屬度越大說明其萌發(fā)特性越好。平均隸屬度大于0.7的3個(gè)品種依次為巨能CR、巨能2號(hào)和巨能7號(hào)，其種子萌發(fā)特性較高；平均隸屬度小于0.4的3個(gè)品種分別為馴鹿、皇冠和公農(nóng)1號(hào)，其種子萌發(fā)特性較差；其余品種綜合萌發(fā)特性評(píng)價(jià)居中。

3 討論與結(jié)論

苜蓿種子萌發(fā)特性可以有效評(píng)價(jià)苜蓿品種，本實(shí)驗(yàn)對(duì)苜蓿種子萌發(fā)期的8個(gè)主要性狀(包括發(fā)芽率、千粒重、根長、苗長、根鮮重、苗鮮重、根長/苗長及根鮮重/苗鮮重)進(jìn)行測(cè)定并分析。研究結(jié)果表明，17個(gè)苜蓿品種中的巨能系列種子發(fā)芽率和千粒重差異較小、其根長、苗長等6個(gè)指標(biāo)均存在不同程度的差異；中苜系列不同品種間種子萌發(fā)期的8項(xiàng)指標(biāo)差異較小。根據(jù)對(duì)17個(gè)品種苜蓿種子萌發(fā)期特性相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，根長與根長/苗長極顯著相關(guān)，苗長與二者比值相關(guān)性差；根鮮重與根鮮重/苗鮮重極顯著相關(guān)，苗鮮重與二者比值相關(guān)性差，說明在種子萌發(fā)期，根的伸長生長占主導(dǎo)地位。千粒重與發(fā)芽率呈顯著正相關(guān)，與根鮮重、苗鮮重及苗長均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，這與種子越大貯藏物質(zhì)越多，幼苗相對(duì)越大結(jié)果[12]相悖。

表2 不同品種苜蓿種子萌發(fā)性狀綜合評(píng)價(jià)與排名

品種 隸屬函數(shù)值發(fā)芽率千粒重根長苗長根鮮重苗鮮重根長/苗長根鮮重/苗鮮重隸屬函數(shù)平均值排名巨能2號(hào)1．0000．7971．0000．5510．9440．2610．9810．6950．7792巨能7號(hào)0．8620．8320．7450．6320．8220．4520．6450．6960．7113巨能CR0．7590．6360．8560．6091．0000．8070．7891．0000．8071巨能418Q0．8970．7960．9060．3550．2350．9431．0000．3460．6854中苜1號(hào)0．7590．4010．7890．9320．6370．3950．5630．4840．6216中苜3號(hào)0．7240．4160．8661．0000．7060．0000．6190．4090．5928公農(nóng)1號(hào)0．4140．7740．1700．8090．0340．4940．0000．0000．33715巨能5510．7930．8670．8530．6640．0001．0000．7550．0590．6245巨能6010．9310．7340．2960．5910．4260．8380．1930．5040．5649巨能耐鹽0．8970．5790．7600．8730．1980．3990．5670．1130．54810巨能耐濕0．8620．4990．6700．5090．2350．4940．6540．1620．51112準(zhǔn)格爾0．4831．0000．4800．2320．2570．3030．5670．1300．43214金皇后0．2760．5590．8800．7050．2660．1130．7700．0930．45813皇冠0．2760．0000．2000．7090．4680．0000．0550．1980．23816馴鹿0．0000．4440．0000．0000．1710．8370．0620．2230．21717斯貝得0．8280．3130．8270．4680．4700．1860．8430．2620．52511肇東0．7930．5470．7480．7180．4340．6260．6380．3980．6137

牧草種子萌發(fā)特性的評(píng)價(jià)方法很多，為了避免評(píng)價(jià)過程中的片面性，本研究根據(jù)平均隸屬函數(shù)值法進(jìn)行了17個(gè)苜蓿品種萌發(fā)期綜合評(píng)價(jià)。通過隸屬函數(shù)平均值排序結(jié)果是：巨能CR>巨能2號(hào)>巨能7號(hào)>巨能418 Q>巨能551>中苜蓿1號(hào)>肇東>中苜3號(hào)>巨能601>巨能耐鹽>斯貝得>巨能耐濕>金皇后>準(zhǔn)格爾>公農(nóng)1號(hào)>皇冠>馴鹿。

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Study on the Germination Characteristics of 17 Alfalfa Varieties

KONGLingqi,WANGZhaolan,WUZinian,CHANGChun,ZHANGJize,RENWeibo
(Grassland Research Institute of CAAS,Hohhot 010010，China)

17 alfalfa varieties were chosen to investigate their seed germination characteristics.We measured the germination percent, thousand seed weight,root length,shoot length,root fresh weight and shoot fresh weight,and calculated the root/shoot length and root/shoot fresh weight，and analyzed the correlation and subordinate function.The main results showed that the 17 alfalfa seed germination characteristics were varied.The germination percent and root length of Juneng No.2 was highest;Zhongmu No.3 had the longest shoot length;and the root length/shoot length of Juneng 418 Q was highest. In root weight and root weight/shoot weight,the Juneng CR was excellent;Zhongmu No.3 preformed well in shoot weight.The correlation analysis of different germination traits showed that there was very significant correlation between seed germination with root length and root length/shoot length;the seed germination was significantly correlated with thousand seed weight and root weight/shoot weight.The subordinate function analysis of eight parameters indicated,the order from high to low was:Juneng CR>Jumeng No.2>Juneng No.7>Juneng 418 Q>Juneng 551>Zhongmu No.1>Zhaodong>Zhongmu No.3>Juneng 601>Juneng Salt>Sibeide>Juneng Moisture>God Empress>Jungar>Gongnong No.1>Crown>Caribou.

alfalfa; seed germination; varieties; correlation; comprehensive evaluation

2017-01-09

國家自然基金項(xiàng)目“紫花苜蓿空間誘變多分枝突變體遺傳分析與基因定位研究”(31201846)。

孔令琪(1985—)，女，內(nèi)蒙古人；助理研究員，研究方向：牧草種質(zhì)資源與育種；E-mail：dimple123@163.com。

通迅作者：任衛(wèi)波，副研究員，研究方向：牧草種質(zhì)資源與育種；E-mail：rppcaucau@163.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.07.012

S 551+.7

A

1001-4705(2017)07-0012-05