張 賢，王建紅，曹 凱，王松濤

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021； 2.貴州省安順市西秀區(qū)農(nóng)業(yè)局，貴州 安順 561000)

紫云英(Astragalussinicus)屬于豆科黃芪屬一年生或二年生草本植物。其被中國、日本等亞洲國家普遍種植，我國長江流域和長江以南各省均有栽培，而以長江下游各省栽培最多[1-2]。我國是紫云英的原產(chǎn)地，也是世界上利用和種植紫云英最早、栽培面積最大的國家，在20世紀(jì)六七十年代種植面積達(dá)稻區(qū)面積的60%～70%[3]。我國紫云英按開花和成熟期可分特早熟種、早熟種、中熟種和晚熟種4類。特早熟種主要分布在氣候溫暖的廣東、廣西和福建省(區(qū))；早熟種分布的地域較廣，在廣東、廣西、福建、四川、江西、湖南、湖北和河南等省(區(qū))均有分布；中熟種分布在江西、湖南、浙江、安徽、江蘇和上海等省(區(qū))；晚熟種主要分布在江蘇、浙江兩省[4]。紫云英莖葉柔嫩多汁、葉量豐富、富含營養(yǎng)物質(zhì)，可青飼，也可調(diào)制干草或青貯料，是一種優(yōu)質(zhì)的豆科牧草[1]。同時，紫云英也是我國主要的綠肥作物[5]，能有效增加冬閑田地面覆蓋，對改良和培肥土壤，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，以及促進(jìn)農(nóng)區(qū)牧業(yè)的發(fā)展都有著重要作用，在國內(nèi)外被大力應(yīng)用于養(yǎng)地培肥[6-8]。

從表型性狀來檢測遺傳變異是最直接的方法，具有快速、簡便易行的特點(diǎn)。由于表型和基因型之間存在著基因表達(dá)、調(diào)控、個體發(fā)育等復(fù)雜的中間環(huán)節(jié)，以農(nóng)藝性狀檢測遺傳變異其實是根據(jù)表型的差異來反映基因型的差異。本研究對我國南方不同地區(qū)廣泛栽培的9個紫云英品種進(jìn)行農(nóng)藝性狀分析，以揭示其變異程度和變異規(guī)律，以期為紫云英的遺傳改良及合理開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗材料 本研究共選取了9個紫云英品種，包括3個早熟種，4個中熟種和2個晚熟種。分別由安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院和福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。

寧波大橋：純度較高的晚熟高產(chǎn)農(nóng)家品種，原產(chǎn)浙江省寧波市鄞州區(qū)，是我國紫云英開花和種子成熟最遲的品種，植株高大、莖稈粗壯。

遂昌：原產(chǎn)浙江省遂昌縣，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)家品種，屬晚熟種。

閩紫1號：福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院從四川南充地區(qū)農(nóng)科所的74(3)104-l系統(tǒng)選育而成，為早熟偏遲品種，早發(fā)性好、植株較高大、莖稈粗壯。

閩紫6號：福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所以江西省南城縣的良種植株為母本，浙紫5號的優(yōu)良株系“浙紫5號-13”為父本進(jìn)行雜交，經(jīng)系統(tǒng)選育而成，屬中熟偏遲品種。

閩紫7號：福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育的新品種，苗期生長快、耐陰性較好，為中熟偏遲種。

余江大葉：原產(chǎn)江西省余江縣，為江西省優(yōu)良的地方品種，屬中熟偏早品種。

弋江：原產(chǎn)安徽省南陵縣大江鎮(zhèn)，為安徽省優(yōu)良的農(nóng)家品種，栽培歷史悠久，屬中熟偏早品種。

信陽：原產(chǎn)于河南省信陽市，為河南省優(yōu)良的農(nóng)家品種。屬早熟種，冬前生長緩慢、開花早、植株矮小、產(chǎn)草量低[3]。

粵肥2號：原名“東莞種”，從廣東省原有普通栽培品種選育而得。早生快發(fā)、無滯冬期，為早熟品種。

1.2試驗地建植 試驗地位于浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院楊度試驗基地。田間試驗采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，設(shè)有3個重復(fù)。在每個重復(fù)內(nèi)各小區(qū)隨機(jī)排列，小區(qū)面積為1 m×2 m。試驗所用紫云英采取條播方式，于2010年10月播種。播種后覆土1 cm，澆水，隨后進(jìn)行一般牧草田間管理。

1.3試驗方法 對12個紫云英農(nóng)藝性狀進(jìn)行測定，包括株高、葉長、葉寬、莖粗、分枝數(shù)、花序數(shù)、單株干質(zhì)量，以及粗蛋白、粗纖維、粗灰分、粗脂肪和無氮浸出物含量。

各小區(qū)于盛花期隨機(jī)選取5個植株測定株高、葉長、葉寬、莖粗、花序數(shù)、分枝數(shù)和單株干質(zhì)量，取平均值。具體測定方法如下：葉長為葉基部到葉尖的長度；葉寬為葉中部距離最大處長度；株高為地面至植株頂部絕對高度；莖粗在莖最粗處測量；花序數(shù)為每植株花序數(shù)；分枝數(shù)為每植株分枝數(shù)；單株干質(zhì)量為植株地上部分生物量，采集紫云英地上部分全株樣品，65 ℃(48 h)烘干，稱重。

于盛花期取各小區(qū)紫云英全株樣品， 65 ℃(48 h)烘干，粉碎，按四分法取樣。分別采用GB/T 6432-1994，GB/6434-2006，GB/T 6438-2007，及GB/T 6433-2006對粗蛋白、粗纖維、粗灰分和粗脂肪含量進(jìn)行分析。

無氮浸出物以干基計算：

無氮浸出物=(1-粗蛋白-粗脂肪-粗纖維-灰分)×100%。

1.4數(shù)據(jù)分析 通過變異系數(shù)分析紫云英品種內(nèi)的變異狀況，用單因素方差分析及多重比較對農(nóng)藝性狀進(jìn)行統(tǒng)計分析，并采用系統(tǒng)聚類研究紫云英品種間親緣關(guān)系。統(tǒng)計分析中所用的分析軟件為SAS 8.0。

2 結(jié)果與分析

2.1紫云英品種內(nèi)變異特征 變異系數(shù)(CV)反映性狀均值上的離散程度。變異系數(shù)越大，該性狀在品種內(nèi)離散程度越大，品種內(nèi)個體間差異越大；相反，變異系數(shù)越小，品種內(nèi)離散程度越小，個體間差異越小。12個性狀在品種內(nèi)變異系數(shù)差異較大，平均變異系數(shù)最小的僅0.040(無氮浸出物含量)，而最大的則高達(dá)0.310(分枝數(shù))(表1)。12個農(nóng)藝性狀變異系數(shù)平均值由大到小依次是分枝數(shù)、花序數(shù)、單株干質(zhì)量、莖粗、株高、粗灰分、葉長、粗脂肪、粗蛋白、葉寬、粗纖維和無氮浸出物。變異系數(shù)最大的性狀是分枝數(shù)，不同品種間分枝數(shù)在品種內(nèi)離散程度差異顯著，從0至0.417不等。品種內(nèi)變異系數(shù)最小的是無氮浸出物含量，其變異系數(shù)遠(yuǎn)小于其它11個性狀。在9個紫云英品種中，無氮浸出物變異系數(shù)最大僅為0.046，出現(xiàn)在地方品種寧波大橋種中。所測12個農(nóng)藝性狀中分枝數(shù)、花序數(shù)和干質(zhì)量等性狀品種內(nèi)變異系數(shù)較大，除了變異系數(shù)最小的無氮浸出物含量外，葉寬和粗纖維含量平均變異系數(shù)也明顯低于其它性狀，分別為0.092和0.089。

2.2紫云英品種間變異特征 不同紫云英品種，由于各自不同的遺傳背景，其農(nóng)藝性狀變異情況也存在著極大差異。對紫云英株高、粗蛋白含量等12個農(nóng)藝性狀進(jìn)行方差分析及多重比較(表2)，以揭示各性狀的變異程度和顯著性水平。平均值用來表明各觀測值相對集中較多的位置，而標(biāo)準(zhǔn)差能反映數(shù)據(jù)集合的離散程度。

2.2.1紫云英品種間形態(tài)特性變異特征 株高、葉長、葉寬是影響紫云英生物產(chǎn)量的重要因素，在紫云英品種間的變異狀況表現(xiàn)出極顯著的相關(guān)性。葉長在品種內(nèi)及品種間均存在顯著差異(P<0.05)。葉長最長的是寧波大橋(14.22 cm)，最短的是粵肥2號(9.06 cm)，信陽(10.11 cm)較其略高，二者差異不顯著，但均顯著低于其余紫云英品種。葉寬從3.75～4.53 cm不等，葉寬最小的仍是粵肥2號(3.75 cm)和信陽(3.85 cm)，它們與葉寬最寬的閩紫6號(4.53 cm)和閩紫7號(4.44 cm)均存在顯著差異(P<0.05)。9個紫云英品種株高在41.78 cm(粵肥2號)到61.22 cm(閩紫6號)之間，其中閩紫6號株高顯著高于余江大葉、粵肥2號、弋江和信陽，其余品種間株高差異不顯著。

紫云英分枝數(shù)最高的品種是寧波大橋、余江大葉和閩紫7號種，平均分枝數(shù)均為3.67個·株-1；最低的品種是信陽種，為2.0個·株-1，顯著低于寧波大橋和余江大葉(P<0.05)。其余紫云英品種分枝數(shù)差異水平相同，無顯著差異。莖粗最粗的品種為閩紫6號，平均莖粗4.55 mm，與其余8個紫云英品種均存在顯著差異(P<0.05)。

表1 紫云英農(nóng)藝性狀變異系數(shù)Table 1 Coefficient of variation of agronomic traits in Chinese milk vetch

紫云英生殖生長相關(guān)性狀每植株花序數(shù)與葉長、葉寬等營養(yǎng)生長性狀存在一定的負(fù)相關(guān)。營養(yǎng)生長較弱的粵肥2號每植株花序數(shù)最多，平均值為8個，其與花序數(shù)較少的寧波大橋、余江大葉、弋江、閩紫1號及閩紫7號差異顯著(P<0.05)。除粵肥2號外，花序數(shù)較多的還有信陽及閩紫6號，分別為7個和6個。

9個紫云英品種中單株干質(zhì)量最高的為中熟種閩紫7號，達(dá)4.09 g·株-1。不同品種間干質(zhì)量差異較大，干質(zhì)量最低的是浙江當(dāng)?shù)胤N遂昌(2.77 g·株-1)及弋江(2.84 g·株-1)。閩紫7號干質(zhì)量顯著高于遂昌、寧波大橋、余江大葉、弋江和閩紫1號(P<0.05)。

2.2.2紫云英品種間營養(yǎng)成分變異特征 所測紫云英品種粗蛋白含量平均值為14.99%，范圍13.66%～16.71%(表2)。晚熟種遂昌(16.71%)與中熟種余江大葉(16.25%)粗蛋白含量最高，顯著高于早熟種粵肥2號、信陽，及中熟種閩紫6號、閩紫7號(P<0.05)；中熟種弋江與早熟種閩紫1號的粗蛋白含量非常接近，在9個品種中屬中等水平，與其余品種粗蛋白含量均沒有顯著差異；粵肥2號、信陽與閩紫6號粗蛋白含量較低，三者差異水平一致；在9個品種中，閩紫7號粗蛋白含量最低，為13.66%。

紫云英品種間粗纖維含量存在顯著差異(P<0.05)，粗纖維含量平均為17.46%，其中，最高的是信陽，達(dá)19.33%，與余江大葉、弋江、閩紫1號、閩紫7號及寧波大橋差異顯著(P<0.05)；粵肥2號、閩紫6號、遂昌粗纖維含量亦較高，分別為17.97%、18.27%和18.07%，顯著高于閩紫7號(P<0.05)；粗纖維含量較低的是余江大葉、弋江和寧波大橋。

紫云英品種間粗脂肪含量差異極顯著(P<0.05)，平均值為3.48%，最高的是弋江(4.03%)，粗脂肪含量顯著高于除余江大葉和寧波大橋外的其余紫云英品種；粗脂肪含量較高的品種還有余江大葉(3.90%)、寧波大橋(3.63%)和閩紫7號(3.60%)；粵肥2號和遂昌粗脂肪含量最低，均為3.10%，粗脂肪含量低的品種還有閩紫6號(3.13%)。

各紫云英品種粗灰分含量平均值為7.29%，范圍6.30%～8.57%；寧波大橋粗灰分含量最高；粵肥2號、余江大葉、弋江、閩紫1號、閩紫7號等品種粗灰分含量中等，與所有品種均無顯著差異；含量最低的是閩紫6號(6.30%)及信陽(6.37%)，顯著低于遂昌及寧波大橋(P<0.05)?？偟膩碚f，紫云英品種間粗灰分含量的差異低于粗蛋白、粗纖維、粗脂肪等營養(yǎng)成分。

表2 紫云英品種農(nóng)藝性狀Table 2 Agronomic traits in Chinese milk vetch

無氮浸出物是飼料作物干物質(zhì)中粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、灰分以外的營養(yǎng)成分，它的主要成分是淀粉、糖以及它們的近似物，是飼料中很重要營養(yǎng)成分之一。紫云英無氮浸出物含量平均值為56.78%，其中閩紫7號最高(60.17%)，遂昌最低(53.79%)；閩紫7號和閩紫1號無氮浸出物含量均較高，與除閩紫1號外的其余品種差異顯著。

2.3紫云英聚類分析 以12個農(nóng)藝學(xué)性狀的平均值計算品種間歐氏距離，并根據(jù)歐氏距離進(jìn)行聚類分析，以揭示紫云英品種間相互關(guān)系(圖1)。在歐氏距離10處可以將紫云英品種分為3組：中熟偏遲品種閩紫6號首先與其余品種分開，其形態(tài)特性表現(xiàn)明顯優(yōu)于其余品種，株高、葉寬、莖粗等性狀均為各品種中最高，且葉長、花序數(shù)、分枝數(shù)、干質(zhì)量等亦較高，但營養(yǎng)成分含量較低；早熟種信陽及粵肥2號遺傳距離較近，聚為一類，這兩個品種形態(tài)特性和營養(yǎng)成分含量表現(xiàn)均較差；中熟品種閩紫7號、余江大葉、弋江、閩紫1號，以及晚熟種寧波大橋和遂昌各農(nóng)藝性狀表現(xiàn)中等，聚為一類，其中，中熟種余江大葉、弋江和閩紫1號聚為一個小組，同為浙江本地品種的晚熟種寧波大橋和遂昌也聚為一組，與其余中熟種區(qū)分開。

圖1 紫云英品種系統(tǒng)聚類Fig.1 Cluster analysis of Chinese milk vetch cultivars

3 討論與結(jié)論

3.1紫云英農(nóng)藝性狀變異特征 表型的變異是基因型、生態(tài)型變異豐富度的反應(yīng)，是基因組遺傳變異與環(huán)境相互作用的結(jié)果。紫云英品種之間的表型性狀差異顯著，不同品種物候期、鮮草產(chǎn)量、株高、莖粗等性狀有明顯差異[9]。本研究中，紫云英品種間農(nóng)藝學(xué)性狀變異豐富。在不同品種間莖粗、株高、葉長、葉寬差異顯著，分枝數(shù)在品種間差異較?。粻I養(yǎng)成分粗蛋白、粗纖維、粗脂肪含量在紫云英品種間差異顯著，粗灰分含量的差異低于粗蛋白、粗纖維、粗脂肪。

紫云英表型性狀在品種間和品種內(nèi)均有顯著差異。變異系數(shù)反映性狀均值上的離散程度，是品種內(nèi)個體間差異大小的體現(xiàn)。所測性狀在紫云英品種內(nèi)變異情況差異顯著(P<0.05)。在12個性狀中，品種內(nèi)變異最小的是無氮浸出物含量，其變異系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它性狀。分枝數(shù)、花序數(shù)及干質(zhì)量變異系數(shù)最高，在紫云英品種內(nèi)個體間性狀中表現(xiàn)出顯著差異。

3.2紫云英品種間遺傳距離 群體間遺傳距離是用來衡量群體間相似性關(guān)系的指標(biāo)，利用遺傳距離構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹是真實系統(tǒng)發(fā)育樹的統(tǒng)計學(xué)推斷，是研究群體間遺傳關(guān)系的重要方法。孫清信[10]分別采用ISSR和SSR分子標(biāo)記分析紫云英種質(zhì)資源的遺傳關(guān)系，兩種方法所獲得的聚類結(jié)果不同，但品種間遺傳距離均未表現(xiàn)出與熟期有相關(guān)性。而本研究采用形態(tài)學(xué)分析紫云英品種間遺傳關(guān)系，系統(tǒng)聚類結(jié)果部分反映了紫云英品種的熟期，熟期相同的品種之間表現(xiàn)出了較近的遺傳距離。例如，早熟種信陽與粵肥2號，中熟種弋江與余江大葉，晚熟種遂昌與寧波大橋都分別聚在3個組內(nèi)。但聚類也不能完全體現(xiàn)紫云英品種的熟期，中熟種閩紫6號就與其他的中熟品種分在不同組內(nèi)。紫云英表型性狀與其開花早晚相關(guān)，開花期與株高、分枝數(shù)間均呈極顯著的正相關(guān)，植株高分枝數(shù)多的紫云英開花期較遲，鮮草產(chǎn)量相應(yīng)較高[4]。這可能是形態(tài)學(xué)檢測遺傳關(guān)系更能反映紫云英品種熟期的原因。

3.3紫云英遺傳改良前景 紫云英是異花授粉植物，種群內(nèi)變異大[11]，遺傳基礎(chǔ)十分廣泛，這為紫云英的良種選育提供了很好的基礎(chǔ)。與張輝等[12]的研究結(jié)果相似，本研究中中熟品種閩紫6號以及閩紫7號在葉片性狀、株高、莖粗及單株干質(zhì)量等形態(tài)特性上的表現(xiàn)都明顯優(yōu)于其他品種，營養(yǎng)生長旺盛，可作為高生物產(chǎn)量個體選優(yōu)的重點(diǎn)。紫云英是優(yōu)質(zhì)的豆科牧草，在日糧中補(bǔ)充紫云英可提高反芻動物生長率[13]。粗蛋白對于動植物來說是不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)，是衡量牧草品質(zhì)的最主要的指標(biāo)[14]。一般來說，牧草的粗蛋白、粗脂肪含量越高，粗纖維含量越低，則牧草的營養(yǎng)價值就越高。本研究所測9個紫云英品種中，余江大葉粗蛋白含量顯著高于其余品種，粗纖維及粗灰分含量與大部分品種無顯著差異，同時其粗脂肪含量高。因此，余江大葉可以考慮用作優(yōu)質(zhì)高蛋白紫云英品種，以及作為紫云英優(yōu)良性狀選育的材料利用。

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