闫伟红，李康宁，宁 发，马玉宝，师文贵，姜 超，王 凯

(1.中国农业科学院草原研究所/农业部牧草资源与利用重点实验室，内蒙古 呼和浩特 010010；2.张北县农牧局，河北 张北县 076450；3.内蒙古农业大学，内蒙古 呼和浩特 010010；4.内蒙古双奇药业股份有限公司，内蒙古 呼和浩特 010010)

黄花苜蓿(MedicagofalcataL.)，别名野苜蓿、镰荚苜蓿，是1种重要的野生豆科牧草，是蒙古高原常见种，主要分布在俄罗斯、蒙古以及我国的东北部等寒冷地域，而且野生型较多，有二倍体(2n=16)和四倍体(2n=32)两个倍性水平。具有抗逆性强、抗寒、抗旱、耐贫瘠、寿命长等优良特性，对土壤和降雨要求不严，适宜在干旱、寒冷的地区推广，是一种优良的豆科牧草，嫩茎叶等组织含有丰富的蛋白质和维生素等营养成分，是天然草地改良的理想牧草，也是建设人工草地的首选〔1〕。与紫花苜蓿相当，产量和再生性虽逊色于紫花苜蓿，但其抗逆性却非紫花苜蓿能比，是苜蓿抗性育种不可缺少的种质资源，具有重要的饲用价值、生态价值和遗传育种价值〔2〕。由于其具有极强的抗寒性，一直是国内外苜蓿育种首选的杂交亲本之一。

国内外对黄花苜蓿研究主要集中在引种栽培、种子特性、组织培养及再生体系、细胞学鉴定、杂交育种、转基因、遗传多样性、抗寒基因筛选与转录因子〔3-5〕、耐牧基因筛选〔6〕、逆境下代谢物质、逆境下蛋白组学〔7〕和蛋白基因研究〔4〕、利用转录组技术分析逆境下激素调控与代谢通路以及根瘤〔8〕、比较细胞遗传学〔9〕、叶绿体基因组学〔10〕等方面，而目前对蒙古国黄花苜蓿种质资源引种研究较少。

本研究选择蒙古、中国和俄罗斯地区31份野生黄花苜蓿种质资源为试材，通过田间调查，对其农艺性状和营养成分进行比较分析和评价，为苜蓿新品种培育和合理利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料来源

供试材料共31份，主要包括来自蒙古国7个不同生境黄花苜蓿22份材料和1份杂交材料、中国黄花苜蓿6份、俄罗斯黄花苜蓿2份材料，见表1。

表1 材料来源Table1 The Source of Materials

1.2 试验地概况

本试验区设在内蒙古自治区锡林郭勒盟太仆寺旗贡宝拉格苏木崩崩山嘎查，位于北纬41°36′、东经115°04′，海拔1400米。属于典型大陆性气候。年平均气温1.6℃，最热月(7月)平均气温17.8℃，极端高温33.3℃；最冷月(1月)平均气温-17.6℃，极端低温-35.7℃。春季干旱、多风，年均降水量394毫米，≥10℃积温1750.9℃，无霜期122d，初霜在8月中旬，终霜在6月中旬。土壤为淡栗钙土，pH值含量一般为8～8.5，土层较厚，土壤肥力一般，植被以针茅、羊草、隐子草及蒿属植物为建群种和优势种。

1.3 测定内容与方法

1.3.1 农艺性状鉴定与评价

测定农艺性状主要包括生长期(青绿期)、越冬率、株高、茎生长习性、主茎长、节间长、茎粗、茎节数、分蘖数、叶长、叶宽、花序长、花序轴长、小花数、小花长、小花柄长、花萼长、花色、种子千粒重、鲜草产量、干草产量、再生速度、再生草产量、根系深度、根系直径、根重、根冠比；测量时均为10-20次重复。同时观察抗病虫能力，部分指标按生育期测定〔11-12〕。测定方法参照行业规定中各类指标测定的标准方法。

1.3.2 品质分析

本实验主要进行营养成分分析，主要测定牧草风干物质中粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、无氮浸出物、粗灰分、水分、钙、磷及氨基酸的含量，在盛花期测定〔13-14〕。测定方法参照行业规定中各类指标测定的标准方法。

1.4 数据处理与统计

所有数据的统计学分析应用SPSS软件和EXCEL进行分析。

2 结果与分析

2.1 黄花苜蓿农艺性状结果分析

2.1.1 黄花苜蓿产量和其它农艺性状描述

供试材料在盛花期进行测定各类性状(表2)，生长习性都是匍匐型、越冬率均在98%-99%、花色均为黄色；杂交材料23号(蒙古)鲜干草产量最高，黄花苜蓿中18号(蒙古)材料鲜干草产量最高、20号(蒙古)材料鲜干草产量最低。从均值水平来看，俄罗斯黄花苜蓿鲜、干草产量(1.668,0.415)>蒙古黄花苜蓿产量(1.62,0.32)>中国黄花苜蓿产量(1.544,0.32)。

表2 产量和其它农艺性状描述Table 2 Yield and Description of the Other Agronomic Traits

2.1.2 黄花苜蓿农艺性状基本统计和主成分分析

25个农艺性状进行基本统计和主成分分析(表3)得出干草产量差异性最大，青绿期差异性最小；主茎长、茎粗、茎节数、节间长、茎粗、分蘖数、叶长、叶宽、小花数、花序长、小花柄长、花序轴长、花萼长、再生速度、再生草产量、鲜与干草产量、根系深度、根重、根系直径、根冠比等20个农艺性状是构成31份材料农艺性状差异的主要因素，包括绝大部分生殖性状和营养性状，累计贡献率为81.692%，表明黄花苜蓿农艺性状多样性丰富。

表3 主要农艺性状基本统计和主成分分析Table 3 Basic Statistics and FactorAnalysis of Main Agronomic Traits

2.1.3 黄花苜蓿农艺性状聚类分析

31份材料聚为三类(图1)，第Ⅰ类包括蒙古黄花苜蓿15、17，中国黄花苜蓿26、27，蒙古杂交苜蓿23；第Ⅱ类包括蒙古黄花苜蓿16和中国黄花苜蓿25；第三类分为四亚类，第ⅰ亚类包括蒙古黄花苜蓿20和中国黄花苜蓿29，第ⅱ亚类包括蒙古黄花苜蓿19和中国黄花苜蓿28，第ⅲ亚类包括蒙古黄花苜蓿2、3、4、6、8、10、12、13和中国黄花苜蓿24，第ⅳ亚类包括蒙古黄花苜蓿1、5、7、9、11、14、18、21、22、俄罗斯黄花苜蓿30、31。显示出蒙古、俄罗斯不同种群基本能够聚在一起，中国不同种群有交叉现象，表明蒙古、俄罗斯黄花苜蓿遗传距离与地理亲缘关系较近，中国黄花苜蓿遗传距离与地理亲缘关系较远。黄花苜蓿中聚类表现差异较大的材料是蒙古材料15、16、17、19、20和中国材料24、25、26、27、28、29。

综合分析农艺性状表现好、稳定性和一致性较好的材料是蒙古黄花苜蓿18号、俄罗斯黄花苜蓿30和31号，差异性较大的材料是蒙古黄花苜蓿15、16、17、19、20和中国材料24、25、26、27、28、29。

图1 黄花苜蓿种质资源农艺性状聚类分析Fig.1 Cluster Analysis of Agronomic Traits of MedicagofalcataL.GermplasmResources

2.2 营养成分结果分析

2.2.1 黄花苜蓿营养成分基本统计和主成分分析

供试材料中(表3和表4)，水分差异最小、磷差异性最大，酸性洗涤纤维含量均低于中性洗涤纤维含量；蒙古20号黄花苜蓿材料粗蛋白含量最高、酸性洗涤纤维最低，说明该材料具有较高的营养价值，蒙古11号黄花苜蓿材料粗蛋白含量最低；蒙古22号黄花苜蓿材料酸性洗涤纤维和粗纤维含量最高；中国24号黄花苜蓿中性洗涤纤维含量最高、蒙古3号含量最低；蒙古18号黄花苜蓿粗纤维含量最低；俄罗斯30号黄花苜蓿水分含量最低、蒙古16号含量最高；蒙古23号杂交材料氨基酸总含量最高，中国28号黄花苜蓿材料氨基酸总含量最低。粗蛋白含量由高到低的顺序是俄罗斯黄花苜蓿(17.005)>蒙古黄花苜蓿(16.601)>中国黄花苜蓿(16.48)。粗纤维含量由高到低的顺序是蒙古黄花苜蓿(25.397)>中国黄花苜蓿(24.558)>俄罗斯黄花苜蓿(23.625)。酸性洗涤纤维含量由高到低的顺序是中国黄花苜蓿(32.911)>蒙古黄花苜蓿(32.264)>俄罗斯黄花苜蓿(31.6)。中性洗涤纤维含量由高到低的顺序是中国黄花苜蓿(42.657)>蒙古黄花苜蓿(41.604)>俄罗斯黄花苜蓿(41.24)。水分含量由高到低的顺序是中国黄花苜蓿(10.78)>蒙古黄花苜蓿(10.71)>俄罗斯黄花苜蓿(9.96)。氨基酸总含量由高到低的顺序是中国黄花苜蓿(13.77)>俄罗斯黄花苜蓿(13.42)>蒙古黄花苜蓿(13.405)。从上述影响苜蓿干草质量的几个主要营养成分指标分析发现，来源于蒙古、俄罗斯和中国3个地理类群的黄花苜蓿在营养成分含量方面，粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维和水分含量表现出一致性，而粗纤维、氨基酸总含量表现不一致。

其它营养成分指标差异情况，全磷含量由高到低的顺序是俄罗斯黄花苜蓿(0.25)>蒙古黄花苜蓿(0.21)>中国黄花苜蓿(0.20)。全钙含量由高到低的顺序是蒙古黄花苜蓿(1.04)>中国黄花苜蓿(0.88)>俄罗斯黄花苜蓿(0.76)。粗脂肪含量由高到低的顺序是中国黄花苜蓿(2.99)>蒙古黄花苜蓿(2.65)>俄罗斯黄花苜蓿(1.98)。灰分含量由高到低的顺序是蒙古黄花苜蓿(7.43)>中国黄花苜蓿(7.40)>俄罗斯黄花苜蓿(7.27)。无氮浸出物含量由高到低的顺序是俄罗斯黄花苜蓿(40.17)>中国黄花苜蓿(37.86)>蒙古黄花苜蓿(37.15)。

分析发现全磷、粗蛋白、粗脂肪、全钙、粗纤维、酸性洗涤纤维、氨基酸总含量、灰分、无氮浸出物等9个指标是引起供试31份材料营养成分差异的主要因素，累计贡献率为71.477%。

表3 营养成分原始数据Table 3 RawData of Nutrients

表4 营养成分基本统计和主成分分析Table 4 BasicStatistics and Factor analysis of Nutrients

基于11个营养成分指标对31份供试材料进行聚类分析(图2)，结果分为四大类，第一类为中国黄花苜蓿24；第二类为蒙古黄花苜蓿20；第三类为蒙古杂交材料23；第四类为分两亚类，第ⅰ亚类为蒙古黄花苜蓿13，蒙古黄花苜蓿9、10、21、22和中国黄花苜蓿25、28，蒙古黄花苜蓿1、2、4、5、6、11、14、15和俄罗斯黄花苜蓿31；第ⅱ亚类为蒙古黄花苜蓿12和中国黄花苜蓿27，蒙古黄花苜蓿7、8、18与中国黄花苜蓿26以及俄罗斯黄花苜蓿30，蒙古黄花苜蓿3、16、17、19和中国黄花苜蓿29。显示出蒙古不同种群基本能够聚在一起，俄罗斯、中国不同种群有交叉现象，表明蒙古黄花苜蓿营养成分遗传距离与地理亲缘关系较近，俄罗斯、中国黄花苜蓿营养成分遗传距离与地理亲缘关系较远。黄花苜蓿中聚类表现差异较大的材料是蒙古材料12、13、20，中国材料24、26、27、29，和俄罗斯材料30、31，杂交材料单聚为一类。

综合分析营养成分表现好、稳定性和一致性较好的材料是蒙古黄花苜蓿16、17、18、19号，差异性较大的材料是蒙古黄花苜蓿12、13、20，中国材料24、26、27、29和俄罗斯材料30、31。

图2 黄花苜蓿种质资源营养成分聚类图Fig.2 Cluster Diagram of NtrientCmposition of MedicagofalcataL.GrmplasmRsources

3 结论

3.1农艺性状研究结果表明，不同性状变异系数相差较大(0.42%～51.97%)，供试黄花苜蓿不同种群间和地理类群间存在着丰富的变异。主茎长、茎粗、茎节数、节间长、茎粗、分蘖数、叶长、叶宽、小花数、花序长、小花柄长、花序轴长、花萼长、再生速度、再生草产量、鲜与干草产量、根系深度、根重、根系直径、根冠比等20个性状是构成农艺性状差异的主要因素，营养性状多于生殖性状；蒙古、俄罗斯材料间表现出相似生境的聚类趋势，中国材料有交叉现象。

3.2营养成分研究结果表明，不同指标变异系数相差较大(4.33%～22.27%)，供试黄花苜蓿不同种群间和地理类群间存在明显差异。全磷、粗蛋白、粗脂肪、全钙、粗纤维、酸性洗涤纤维、氨基酸总含量、灰分、无氮浸出物等9个营养成分指标是引起营养成分差异的主要因素；蒙古材料间表现出相似生境的聚类趋势，俄罗斯、中国交叉现象显著，与农艺性状聚类结果不同。

3.3黄花苜蓿生长习性都是匍匐型、越冬率均在98%-99%、花色均为黄色(杂交材料除外)；从鲜干草产量和粗蛋白含量均值水平看，表现为俄罗斯>蒙古>中国。蒙古黄花苜蓿×紫花苜蓿杂交材料23号鲜干草产量最高；黄花苜蓿材料中，蒙古18号材料鲜干草产量最高，蒙古20号材料鲜干草产量最低，但是其粗蛋白含量最高，蒙古11号材料粗蛋白含量最低。