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中國主要鴨茅品種農藝性狀變異研究

2015-01-02 08:12蔣林峰張新全付玉鳳蒙芬黃琳凱
草業(yè)學報 2015年3期
關鍵詞:古藺德納表型

蔣林峰,張新全,付玉鳳,蒙芬,黃琳凱

(1.四川農業(yè)大學動物科技學院草業(yè)科學系,四川 雅安625014;2.重慶市墊江縣畜牧生產站,重慶408300)

鴨茅(Dactylisglomerata)又名雞腳草、果園草[1],系禾本科鴨茅屬多年生疏叢禾草[2],原產歐洲[3],因葉量豐富、草質柔嫩、抗寒性好等優(yōu)點,在英國、德國、芬蘭等歐洲國家的飼草栽培中占有重要地位[4],同時在北美有200余年種植歷史,是目前美國大面積栽培牧草之一。近年被大量用于我國草地畜牧業(yè)及生態(tài)建設,是西部退耕還草,糧-草、草-草、林-草復合植被等生態(tài)工程的重要草種[5]。

農藝性狀是人類認識、區(qū)分種或類型,選育植物新品種的重要標記,有助于植物品種間表型變異及親緣關系的分析[6-7]。Amirouche和Misset[8]對鴨茅30個亞種表型研究表明,不同亞種間差異明顯,證明表型性狀是區(qū)別鴨茅亞種的有效方法;Sugiyama[9]對位于不同緯度和海拔的26個鴨茅亞種研究表明,鴨茅的發(fā)芽速度、葉片寬度和再生能力呈現(xiàn)出地域上的階梯差異;Lindner等[10]對鴨茅4個生態(tài)型39個亞種研究表明,不同生態(tài)型間開花期、旗葉長度、生長習性等差異顯著,且亞種間存在較高程度的季節(jié)性互補生長;Jochner等[11]對隨海拔梯度變化的鴨茅資源研究表明,鴨茅的開花期嚴重依賴于海拔和地域,并隨之變動;Casler等[12]通過對42份早、中、晚熟鴨茅品種研究證明,北美過去40年的育種工作使鴨茅的生產性能有所提高;彭燕等[13]對鴨茅種質植物學特征研究表明,不同種源鴨茅的形態(tài)學特征間變異豐富;鐘聲等[14]研究表明,我國橫斷山區(qū)的2個鴨茅亞種在外形特征和生長發(fā)育上存在明顯差異,尤其是花序和小穗被毛特征;徐倩等[15]對16份國外引進的鴨茅物候期和表型觀測分析表明,鴨茅的旗葉長度、節(jié)間長度等變異系數(shù)大;鐘聲[16]對野生鴨茅雜交后代農藝性狀研究表明,雜交后代具有雙親的形態(tài)學特征,分蘗和物候發(fā)育介于雙親,易于識別,且苗期生長速度、繁殖特性、抗性等均強于雙親,有較大育種價值。

截至目前,我國已審定登記的鴨茅品種為8個,而美國和歐盟已選育獲得近500個鴨茅品種。國內鴨茅品種遺傳基礎較為狹窄,且引進品種普遍暴露出在我國適應性差等問題,難以滿足我國生態(tài)建設或畜牧業(yè)發(fā)展。如何更好地結合我國鴨茅品種,開展針對不同需求的育種工作,綜合選育出更多的鴨茅品種已刻不容緩。但系統(tǒng)地開展我國鴨茅品種的農藝性狀變異研究,截至目前,還未見有報道。了解我國現(xiàn)有鴨茅品種的表型變異基礎,有助于正確指導我國鴨茅品種育種工作的開展和促進我國野生鴨茅種質的合理利用。

本研究采用國際植物新品種保護聯(lián)盟(international union for the protection of new varieties of plants,UPOV)鴨茅(http://www.upov.int/edocs/tgdocs/fr/tg031.pdf)品種三性(distinctness,uniformity,stability,DUS)測試方法,綜合評價我國已審定登記的鴨茅品種,比較不同鴨茅品種在表型水平上的多態(tài)性及變異規(guī)律,以期為加快我國鴨茅育種進程和鴨茅品種知識產權保護提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究在四川農業(yè)大學草學系農場科研基地進行,地理坐標N 30°08′,E 103°14′,海拔600m,北亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)。年均氣溫16.2℃,最熱月(7月)均溫25.3℃,最冷月(1月)均溫6.1℃,極端高溫37.7℃,極端低溫-3℃,年降水量1774.3mm,年蒸發(fā)量1011.2mm,年相對濕度79%,年日照時數(shù)1039.6h,無霜期304d,≥5℃年積溫5770.2℃,≥10℃年積溫5231℃。試驗地土壤系白堊紀灌口組紫色砂頁巖風化堆積物形成的紫色土,土壤pH 5.6,有機質含量1.46%,土壤速效 N、P、K含量分別為100.63,4.73,338.24mg/kg,該地氣候溫和,雨量充沛,適于多種牧草生長,在四川盆地丘陵平原氣候中具代表性。

1.2 試驗材料

供試材料為我國鴨茅8個審定登記品種和1個新品系,均為四川農業(yè)大學草業(yè)科學系從品種(系)申報單位收集而來(表1)。

表1 供試鴨茅品種信息Table 1 Information of D.glomeratacultivars used in this study

1.3 試驗地管理

對供試鴨茅品種培養(yǎng)皿發(fā)芽,之后盆缽育苗,待幼苗長到3片葉齡,移栽到試驗基地。移栽前人工除雜,清除石塊、鐵屑等雜物。土地翻耕深度25~30cm,耕后耙平,土塊細碎,土塊直徑≤1.5cm,地面平整,墑情好。移栽前施基肥,基肥為人畜糞尿,充分腐熟。本研究采用單因素隨機區(qū)組,重復6次,每個重復10個單株,株行距50 cm×1m,播后覆土1~2cm,四周種植單株保護行‘寶興’,與試驗小區(qū)設計一致。試驗地行間以排水溝間隔,實行統(tǒng)一管理。

1.4 觀測指標

本研究所有觀測指標均以品種單株為單位,在2012—2013年整個生育期觀測的指標包括:物候期、抗銹病能力、越夏率、生長速度、單株鮮草產量、干草產量、鮮草莖葉比、干草莖葉比、鮮干比、分蘗數(shù)、植物學表型性狀及DUS性狀。其中,表型性狀每個品種180個重復,DUS性狀每個品種6個重復,其余測定指標每個品種60個重復。

1)物候期觀測:主要記錄對鴨茅品種生產性能起決定性作用的3個時期(抽穗期、開花期、完熟期),各品種物候期均以單株進入該時期為準[17]。

2)抗銹病能力觀測:對每個自然發(fā)病的鴨茅品種單株進行病情分級[18],標準如下:

0:無病狀;

1:葉片上只有少數(shù)幾個孢子堆;

3:孢子堆面積占葉面積10%以下;

5:孢子堆面積占葉面積10%~25%;

7:孢子堆面積占葉面積25%~50%;

9:孢子堆面積占葉面積50%以上。

病情指數(shù)(disease index,DI)計算公式為:DI=∑(si×ni)×100/9N,其中:si為發(fā)病級別;ni為相應發(fā)病級的植株數(shù);i為病情分級的各個級別;N為調查總株數(shù)。

品種群體對銹病的抗性依據(jù)病情指數(shù)分為6級:

6:高抗(highly resistance,HR)(0≤DI<15);

5:抗?。╮esistance,R)(15≤DI<30);

4:中抗(moderate resistance,MR)(30≤DI<50);

3:中感(moderate susceptibility,MS)(50≤DI<70);

2:感病(susceptibility,S)(70≤DI<80);

1:高感(highly susceptibility,HS)(DI≥80)[18]。

3)越夏率(summering rate,SR)觀測:盛夏結束后,統(tǒng)計供試鴨茅品種單株存活株數(shù),計算越夏率。公式為:SR(%)=(存活植株數(shù)/總株數(shù))×100[19]。

4)生長速度測定:對每個鴨茅品種所有單株掛牌標記,測定分兩個時期,即移栽后至冬季和春季返青后至抽穗期。

5)單株生物量、莖葉比、鮮干比、分蘗數(shù)測定:每次在盛夏時刈割,留茬高度5cm,用感量0.1kg的秤稱重,稱取后將莖、葉(含花序)分開,編號稱重,計算鮮莖葉比,莖葉比=總莖質量/總葉質量,然后置于烘箱中,先105℃殺青30min,再65℃烘干12h,取出放置室內冷卻24h后稱重,再放入烘箱65℃烘干8h,取出放置室內冷卻回潮24h后稱重,直至兩次稱重之差不超過2.5g為止。計算干莖葉比、干生物量和鮮干比。每次刈割后就地測定所有單株分蘗數(shù)。

6)表型性狀測定:于抽穗期測定,每個單株隨機選取3枝,對株高、株幅、旗葉長度、倒二葉長度、節(jié)間長度、穗葉距、旗葉寬度、倒二葉寬度和莖粗、莖上部節(jié)間長度、花序長度、花序寬度12個指標進行測定,利用游標卡尺和直尺等工具。

7)DUS性狀觀測:主要包括葉片細密程度、葉片綠色程度、植株生長習性、花序抽出度、形成花序趨勢、小穗密度、穎片花青甙顯色7個性狀,測定方式為重復間群體目測(http://www.upov.int/edocs/tgdocs/fr/tg031.pdf)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2007和SPSS 19.0軟件對觀測性狀的變異程度、規(guī)律及性狀間相關關系進行統(tǒng)計和分析,利用隸屬函數(shù)法對供試鴨茅品種的農藝性狀進行綜合排序[20-21]。

2 結果與分析

2.1 鴨茅品種物候期觀測

本研究采用培養(yǎng)皿發(fā)芽移栽,各鴨茅品種生育期計算始于9月1日,對各個品種單株物候期觀測后統(tǒng)計分析的結果表明,供試鴨茅品種主要分為早、中和晚熟3個類型(表2)。其中,‘古藺’、‘寶興’、‘川東’、‘波特’、‘02-116’屬早熟型,3月中旬左右抽穗,4月上旬開花,5月中旬左右完熟,生育期260d左右,植株較為高大;‘安巴’、‘瓦納’和‘楷?!癁橹惺煨停?月上旬抽穗,中旬開花,5月下旬完熟,生育期270d左右;‘德納塔’為晚熟型,5月上旬抽穗,中旬開花,6月下旬完熟,生育期301d。中、晚熟型鴨茅品種植株較為低矮,株型多為半直立或平臥型。各品種生育期排序為:寶興<川東<古藺<波特<02-116<楷模<瓦納<安巴<德納塔(表2)。

表2 供試鴨茅品種生育期記錄Table 2 The record of growth period for D.glomeratacultivars

2.2 鴨茅品種抗銹病能力和越夏能力分析

鴨茅為銹病多發(fā)植物,對銹病的了解和有效掌控有助于提高鴨茅品種產量和品質[18]。根據(jù)曾兵等[18]的統(tǒng)計分析方法,對供試各鴨茅品種的抗銹病能力分析的結果表明,品種‘德納塔’抗銹病能力最強(DI=30.4,MR),其次為‘02-116’(DI=35.6,MR),而品種‘安巴’(DI=67.4,MS)和‘瓦納’(DI=68.9,MS)抗銹病能力較差,各品種的抗銹病能力排序為:瓦納<安巴<寶興<川東<楷模<波特<古藺<02-116<德納塔。

我國南方多為高溫高濕氣候,充分了解鴨茅各品種的越夏情況,有助于選育出適合我國生長的耐熱高產鴨茅品種[19]。盛夏結束后,對各鴨茅品種單株越夏率統(tǒng)計分析的結果表明,品種‘波特’越夏率較高(SR=80.00%),其次為‘02-116’(SR=75.00%),品種‘安巴’(SR=36.67%)越夏率較差,各品種越夏率排序為:安巴<瓦納<古藺<寶興<德納塔=楷模<川東<02-116<波特(圖1)。

圖1 鴨茅品種的越夏率Fig.1 The result of summering rate for D.glomeratacultivars

2.3 鴨茅品種生產性能分析

對供試各鴨茅品種的生長動態(tài)分析表明,鴨茅品種在秋季入冬前生長均較為緩慢,各品種間差異較小,在春季返青后,鴨茅品種生長變化較為迅速,品種間差異較為明顯(圖2)。在所有供試9個鴨茅品種(系)中,新品系‘02-116’生長速度變化最快,拉伸高度最大,株型為直立型;而品種‘德納塔’、‘安巴’、‘瓦納’等生長較為緩慢,植株拉伸高度小,株型為平臥型。各品種生長速度排序為:德納塔<瓦納<安巴<楷模<波特<古藺<川東<寶興<02-116(圖2)。

對供試各鴨茅品種草產量結果分析表明,無論是鮮草產量或干草產量,品系‘02-116’均位居第一,高于其他鴨茅品種,表現(xiàn)出較為優(yōu)異的生產潛能和推廣價值,與其他鴨茅差異較為明顯,品種‘安巴’和‘瓦納’鮮草產量較低,‘安巴’干草產量較低(圖3)。總體來說,各品種鮮草產量變幅大于干草產量。各品種鮮草產量排序為:安巴<瓦納<古藺<楷模<川東<寶興<波特<德納塔<02-116(圖3),干草產量排序為:安巴<瓦納<楷模<古藺<德納塔<川東<波特<寶興<02-116(圖3)。

圖2 鴨茅品種生長速度變化動態(tài)Fig.2 The dynamic change of growth speed for D.glomeratacultivars

圖3 鴨茅品種草產量分布Fig.3 The distribution of grass yield for D.glomeratacultivars

對鴨茅品種鮮干比的正確把握,有助于提高鴨茅品種的利用效率,有力推動我國畜牧業(yè)發(fā)展。對本研究供試鴨茅品種鮮干比、鮮莖葉比、干莖葉比的結果分析表明,各鴨茅品種鮮干比差異明顯,‘02-116’和‘德納塔’鮮干比值較為突出,表明其柔嫩多汁,‘寶興’和‘川東’鮮干比值較低,各品種鮮干比排序為:寶興<川東<古藺<瓦納<楷模<波特<安巴<德納塔<02-116(圖4)。同時,各品種間鮮、干莖葉比排序一致,差異明顯。其中,‘寶興’、‘波特’、‘川東’等鮮干莖葉比值較大,表明其莖含量較大,適口性較其他幾個品種可能相對較差,以‘寶興’表現(xiàn)最差,而‘安巴’、‘德納塔’鮮干莖葉比值較低,表明其草質柔嫩,適口性可能較好,各品種鮮、干莖葉比排序為:安巴<德納塔<瓦納<楷模<02-116<古藺<川東<波特<寶興(圖4),這將有助于我們在未來的鴨茅品種選育工作中,有針對性地改良鴨茅品種適口性。

圖4 鴨茅品種莖葉比和鮮干比Fig.4 The result of stem-leaf ratio,green-h(huán)ay ratio for D.glomeratacultivars

圖5 鴨茅品種的分蘗數(shù)Fig.5 The tiller numbers of D.glomeratacultivars

各品種分蘗數(shù)與其再生性和生產性能息息相關。對各鴨茅品種刈割后測得的分蘗數(shù)統(tǒng)計分析表明,‘02-116’分蘗較高,其次為‘德納塔’,表明上述2個品種再生性好,生長能力強,而品種‘瓦納’和‘安巴’分蘗較少,分蘗能力相對較差,產量較低,各品種分蘗數(shù)排序為:瓦納<安巴<川東<古藺<寶興<波特<楷模<德納塔<02-116(圖5)。

2.4 鴨茅品種表型性狀變異分析

2.4.1 鴨茅品種表型性狀方差分析 采用SPSS 19.0對不同鴨茅品種各性狀進行單因素方差分析,在方差齊性檢驗顯示各樣本所在總體方差齊的前提下,F(xiàn)檢驗表明,測定的12個表型性狀在品種間差異均達極顯著(P<0.01)。通過比較,發(fā)現(xiàn)株高在12個性狀指標中F值最大(51.785),倒二葉長度F值最小(2.986),各性狀指標差異度為:倒二葉長度<株幅<旗葉長度<節(jié)間長度<莖粗<花序寬度<花序長度<旗葉寬度<倒二葉寬度<莖上部節(jié)間長度<穗葉距<株高(表3)。

表3 供試鴨茅品種各性狀的平均值、標準差和F值Table 3 Mean,standard deviation(SD),and F-value in morphological characters of D.glomeratacultivars cm

采用Excel 2007計算不同鴨茅品種各性狀變異系數(shù),結果表明,在測得的12個表型性狀中,穗葉距、花序寬度和節(jié)間長度在所有鴨茅品種間變異幅度最大,變異系數(shù)分別為106.20%,44.10%,43.52%,其次為莖上部節(jié)間長度、花序長度、莖粗、旗葉長度、旗葉寬度和倒二葉寬度,變異系數(shù)分別為36.92%,28.34%,28.22%,25.09%,24.47%,24.04%,變異幅度最小的為株高、株幅和倒二葉長度,變異系數(shù)分別為23.24%,23.06%,21.64%(表4)。對不同鴨茅品種內部表型性狀變異分析表明,12個性狀平均變異系數(shù)為0.2768(寶興)~0.6146(德納塔),排序為:寶興<波特<川東<02-116<古藺<楷模<瓦納<安巴<德納塔,其值在鴨茅品種內各不相同,表明在不同鴨茅品種的不同單株內存在大小各異的變異,這與鴨茅為異花授粉植物的特性密不可分[22],同時為鴨茅新品種選育提供了較為豐富的優(yōu)異親本材料(表4)。

2.4.2 鴨茅品種表型性狀相關分析 對供試鴨茅品種各個表型性狀相關分析表明,供試品種性狀間存在明顯的相關性(表5)。其中,株高與株幅、節(jié)間長度、穗葉距、旗葉寬度、倒二葉寬度、莖上部節(jié)間長度呈顯著正相關;株幅與倒二葉寬度、莖上部節(jié)間長度呈顯著正相關;旗葉長度與倒二葉長度、花序長度呈顯著正相關;節(jié)間長度與穗葉距、倒二葉寬度、莖上部節(jié)間長度呈顯著正相關;穗葉距與旗葉寬度、倒二葉寬度、莖上部節(jié)間長度呈顯著正相關;旗葉寬度與倒二葉寬度、莖粗、莖上部節(jié)間長度、花序寬度呈顯著正相關;倒二葉寬度與莖粗、莖上部節(jié)間長度呈顯著正相關;花序長度與花序寬度呈顯著正相關。數(shù)據(jù)表明,葉片長又寬的鴨茅,植株高大,節(jié)間長,穗葉距長,花序長,反之亦然。綜合各營養(yǎng)器官來看,對鴨茅產量影響較大的性狀依次為穗葉距(0.480**)、株高(0.397**)、莖上部節(jié)間長度(0.313*)、倒二葉寬度(0.243*)、株幅(-0.266*),對分蘗影響較大的性狀依次為草產量(0.743**)、穗葉距(0.423**)、倒二葉寬度(0.329**)、株高(0.318**)、莖粗(0.259*)、節(jié)間長度(0.291*),表明植株高大且葉片寬大的植株,草產量相對較高(表5)。

表4 供試鴨茅不同品種各性狀的變異系數(shù)Table 4 The coefficients of variation(CV)of agronomic characters among D.glomeratacultivars

表5 供試鴨茅品種不同性狀的相關關系Table 5 The coefficient among different agronomic characters for D.glomeratacultivars

2.4.3 鴨茅品種表型性狀主成分分析 對鴨茅品種12個表型性狀的主成分分析結果表明,在12個考察因子中,特征值大于1的為前4個主成分,累計貢獻率達68.225%,反映了總體數(shù)據(jù)的大部分信息。其中,第1主成分占比30.594%,株高、穗葉距、倒二葉寬度、旗葉寬度對其作用較大,反映了決定鴨茅植株株型的大部分因素;第2主成分占比16.947%,旗葉長度、倒二葉長度對其作用較大,反映了決定株高的部分因素;第3主成分占比11.108%,倒二葉長度、節(jié)間長度對其作用較大(表6,表7)。

表6 鴨茅品種12個形態(tài)指標主成分的特征值、貢獻率和累積貢獻率Table 6 Eigenvalue,contribution rate and accumulative contribution rate of D.glomeratacultivars

表7 鴨茅品種12個形態(tài)指標對前4個主成分的因子負荷矩陣Table 7 Component matrix among D.glomeratacultivars

2.5 鴨茅品種DUS性狀變異分析

對各供試鴨茅品種DUS性狀群體目測后的結果分析表明,各鴨茅品種在7個DUS性狀上均表現(xiàn)出不同程度的群體差異,其中,葉片細密程度、葉片綠色程度、穎片花青甙顯色差異較小,以‘02-116’特征表現(xiàn)較為明顯,其葉片顏色較深,且存在較深的穎片花青甙顯色,而品種‘古藺’的穎片花青甙顯色較淺;其余4個DUS性狀在各品種間差異相對較大,‘安巴’、‘德納塔’、‘瓦納’株型為中間到半平臥,‘楷?!癁榘胫绷?,其余品種均為直立型;品種‘瓦納’、‘德納塔’、‘安巴’在花序抽出度、形成花序趨勢、小穗密度3個性狀表現(xiàn)較差,較其余品種相對較弱。綜上,品系‘02-116’植株高大,株型為直立型,葉色深,花序抽出度良好且小穗密度高,形成花序趨勢強,穎片有花青甙顯色,可區(qū)別于其他已登記鴨茅品種(表8)。

2.6 ‘02-116’新品系與品種‘川東’、‘古藺’主要形態(tài)差異分析

綜合本研究結果發(fā)現(xiàn),新品系‘02-116’可有效區(qū)別于其他已登記的鴨茅品種,且其與鴨茅品種‘川東’、‘古藺’主要形態(tài)差異有:1)從分蘗看,‘02-116’(159個)高于‘川東’(99個)、‘古藺’(102個);從生長速度看,‘02-116’前期生長較快,分蘗等主要表型性狀研究表明品種間差異達到顯著水平(表3,表9);2)‘02-116’與‘川東’、‘古藺’相比,基生葉葉量更豐富,葉片寬大;3)從抗銹病能力看,‘02-116’與‘川東’、‘古藺’相比,表現(xiàn)較抗;‘02-116’株高高于‘川東’、‘古藺’,抽穗開花期時平均約高10cm;4)從抽穗期看,‘02-116’比‘川東’、‘古藺’約晚5~7d;5)‘02-116’較“川東”、‘古藺’有較深的葉色和較明顯的穎片花青甙顯色。9分制研究結果表明,‘02-116’較深(8)、‘古藺’較淺(4)、‘川東’極淺(1)(表9)。

表8 鴨茅品種DUS性狀Table 8 The distinctness,uniformity and stability characters of D.glomeratacultivars

表9 鴨茅新品系‘02-116’與品種‘古藺’、‘川東’主要差異Table 9 The differences of new D.glomeratastrain 02-116between cultivars Gulin and Chuandong

2.7 鴨茅品種綜合評價

在本研究中,采用隸屬函數(shù)統(tǒng)計法[20-21],對與鴨茅品種產量相關指標結果進行統(tǒng)計,主要包括生育期、抗銹病能力、越夏率、生長速度、鮮草產量、干草產量、鮮干比、鮮莖葉比、干莖葉比、分蘗數(shù)、株高、株幅、穗葉距、倒二葉寬度、莖上部節(jié)間長度等,各供試鴨茅品種關于生產性能、抗性、牧草質量等的綜合排序表明,新品系‘02-116’表現(xiàn)較為優(yōu)異,具有潛在的生產能力和推廣價值。

3 討論

3.1 供試鴨茅品種農藝性狀總體評價

優(yōu)良牧草在畜牧發(fā)展中必不可少。將牧區(qū)優(yōu)良牧草與農區(qū)優(yōu)良家畜互作耦合系統(tǒng),可促進生產力和系統(tǒng)循環(huán)效率的提高,保障食物安全[23];另外,以優(yōu)良牧草為基礎,發(fā)展禾-豆混播草地,建立優(yōu)質高產人工草地,對遏制全球氣候變化有積極作用[24]。本研究中,供試鴨茅品種(系)在物候期、抗銹病能力、越夏率、生長動態(tài)、草產量、鮮干比、莖葉比、分蘗數(shù)等性狀差異明顯,可主要劃分為早、中和晚熟3個類型,在生產應用上,可根據(jù)不同的市場需求和畜牧業(yè)發(fā)展狀況選取不同的鴨茅品種。同時,各供試鴨茅品種(系)關于抗性、越夏率、牧草質量、分蘗等的綜合排序表明,新品系‘02-116’表現(xiàn)較優(yōu),其具有較高的抗銹病能力和越夏率,植株拉伸高度增幅大,分蘗多,鮮草產量和干草產量均較高,草質較為柔嫩,且品種特征較為明顯,這與蔣林峰等[25]的研究結果較為一致,證明我國鴨茅新品系‘02-116’較之前的栽培馴化品種有更為豐富的遺傳變異度,可作為優(yōu)質多年生牧草用于我國西南地區(qū)的草地生態(tài)建設。

3.2 供試鴨茅品種表型性狀比較分析

表型多樣性是遺傳多樣性的基礎[26],可進一步為鴨茅種質資源的遺傳育種提供參考。本研究中,供試鴨茅不同品種(系)間存在豐富的遺傳變異,且不同性狀指標在材料間差異不平衡,即各性狀對相同生境因子影響的反應不同,各性狀間相關性強。其中,穗葉距變異最大,莖上部節(jié)間長度和花序長度次之,而株高、株幅和倒二葉長度變異較小。同時,不同品種間變異幅度也各有差異。另外,在營養(yǎng)器官各性狀間,株高與株幅、節(jié)間長度、穗葉距、旗葉寬度、倒二葉寬度、莖上部節(jié)間長度顯著正相關,葉片長又寬的鴨茅,植株高大,節(jié)間長,穗葉距長,花序長,這與彭燕等[13]對25份鴨茅種質形態(tài)變異研究的結果相似。因而,在具體育種時,可結合不同表型性狀,有目的地進行目標性狀早期選育,并對每個親本材料的綜合指標優(yōu)劣進行具體分析與評價,依據(jù)鴨茅育種目標,結合DUS性狀,合理選配組合,以便更快選育出不同類型鴨茅新品種。

3.3 鴨茅品種綜合利用和新品種選育

主成分分析可將多個變量化為少數(shù),從而達到簡化分析,更好描述總變異構成特征的目的[27]。本研究對鴨茅品種的12個表型性狀做主成分分析,前4個主成分累計貢獻率達68.225%,是鴨茅品種變異的主要因素,且其達到了降維的目的,從而降低了對不同鴨茅品種性狀考察的難度,如不同主成分在不同程度上決定了鴨茅植株株型、株高及生長速度動態(tài)變化等。另外,主成分的排序對于育種的親本材料選配具有積極作用[28],在今后鴨茅品種選育中,應以提高抗性等為出發(fā)點帶動鴨茅品種產量提高和品質改良[29],挖掘具有更多表型變異的鴨茅種質資源,選用更多表型變異指標(營養(yǎng)器官、生殖器官等),借鑒國外品種選育思路,集中于抗寒、抗病、耐霧及抗熱[30],采用核型分析、分子標記、基因工程等多樣化育種手段,培育出能適應我國生境的特色品種(耐熱、耐瘠薄、抗旱、抗病等),及不同生長模式的鴨茅品種(早熟、中熟、晚熟),以解決我國草畜矛盾突出,飼草供應不平衡,西部退耕還林還草工程中優(yōu)良牧草種源匱乏等問題。

4 結論

本研究通過對我國鴨茅品種(系)物候期、抗銹病能力、越夏率、生長速度、生產性能、表型性狀和DUS性狀的系統(tǒng)研究得出,各鴨茅品種(系)在表型水平遺傳變異豐富,品種(系)間性狀差異較為明顯,綜合排序表明,新品系‘02-116’在生產性能、抗性等表現(xiàn)均較為優(yōu)越,可有效區(qū)別于其他已登記的鴨茅品種,是有潛力的鴨茅新品系。

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