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Performance of Hangmu No.1 alfalfa in the Lanzhou region

航天诱变航苜1号紫花苜蓿兰州品种比较试验



全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2015012 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
杨红善,常根柱,周学辉.航天诱变航苜1号紫花苜蓿兰州品种比较试验.草业学报,2015,24(9):138145.
YANGHongShan,CHANGGenZhu,ZHOUXueHui.PerformanceofHangmuNo.1alfalfaintheLanzhouregion.ActaPrataculturaeSinica,
2015,24(9):138145.
航天诱变航苜1号紫花苜蓿兰州品种比较试验
杨红善,常根柱,周学辉
(中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所,甘肃 兰州730050)
摘要:航天育种是近十几年来快速发展的农业高科技新领域,已经变成一种主要的诱变育种方法。本研究以航天
搭载的紫花苜蓿种子为基础材料,选育出我国第一个航天诱变多叶型紫花苜蓿新品种“航苜1号”。为验证该品种
的生产性能,在兰州进行生产性能的品种比较试验,试验结果表明:多叶性状使航苜1号叶量比对照增加5.72%;
干草产量(14237.5kg/hm2)比对照提高13.26%;第一茬和第二茬草开花初期粗蛋白质含量分别为20.08%和
18.42%,分别高于对照2.97%和5.79%;18种必需氨基酸为12.32%,高于对照1.57%;微量元素明显优于对照
品种。多叶率与其他各指标间的相关性分析表明,多叶率和草产量、粗蛋白、氨基酸总量呈显著正相关。由此可
见,该品种具有多叶率高、产草量高和营养含量高的特性。
关键词:航天育种;紫花苜蓿;多叶性状;品比实验  
犘犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲狅犳犎犪狀犵犿狌犖狅.1犪犾犳犪犾犳犪犻狀狋犺犲犔犪狀狕犺狅狌狉犲犵犻狅狀
YANGHongShan,CHANGGenZhu,ZHOUXueHui
犔犪狀狕犺狅狌犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犎狌狊犫犪狀犱狉狔犪狀犱犘犺犪狉犿犪犮犲狌狋犻犮犪犾犛犮犻犲狀犮犲狊狅犳犆犃犃犛,犔犪狀狕犺狅狌730050,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Outerspacemutationbreedinghasbecomeanimportantcharacteristicofmutationbreedinginchina.
ThefirstvarietyofalfalfabredbyspacemutationinChinais‘HangmuNo.1’.ThecharacteristicofHangmu
No.1alfalfaarehighmultifoliaterate,hayyieldandnutrientcontent.Totesttheproductiveperformanceof
HangmuNo.1,comparativetestingwasconductedinLanzhou.TheresultsindicatesthatHangmuNo.1had
significantlyincreasedleafmass,5.72%higherthancontrols;Hayyieldwas14237.5kg/ha,13.26%higher
thanthecontrolvarieties;crudeproteincontentfromthefirstandsecondharvest(anthesisstage)were
20.08%and18.42%respectively,2.97%and5.79%higherthancontrolvarieties.Essentialaminoacidsand
traceelementcontentswerealsosignificantlyhigherthancontrolvarieties.Correlationanalysisbetweenmulti
foliaterateandothersagronomictraitsrevealedthatmultifoliateratewassignificantlypositivelycorrelated
withhayyield,crudeproteincontent,andaminoacidcontent.Thisstudyindicatesthatthemultifoliatetrait
canimproveyieldandnutritionalvalueofalfalfahay.
犓犲狔狑狅狉犱狊:spacemutationbreeding;alfalfa(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪);multifoliate;varietycomparisontrial
第24卷 第9期
Vol.24,No.9
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
2015年9月
Sep,2015
收稿日期:20150108;改回日期:20150408
基金项目:甘肃省农业生物技术研究与应用开发项目(GNSW201419),中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目
(1610322014022),甘肃省青年科技基金计划项目(145RJYA273)和寒生、旱生灌草新品种选育(CAASASTIP2014LIHPS08)资助。
作者简介:杨红善(1981),男,甘肃兰州人,助研。Email:Yanghsh123@126.com
通讯作者Correspondingauthor.
发达的草业是农业现代化的重要标志,紫花苜蓿(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪)是世界上种植面积最大的牧草种类。就
牧草品种而言,目前我国优质的牧草育成品种缺乏,选育具优质、丰产、抗逆性强的新品种迫在眉睫,牧草大多数
为多年生、异花授粉植物,遗传背景复杂,传统的育种方法周期长,转基因育种经费高、难度大等问题[1]。将高科
技的空间技术与常规农业育种相结合,形成航天诱变育种技术,其目的是利用空间的特殊环境,如空间宇宙射线、
微重力、高真空、弱磁场等因素,共同作用使种子产生变化,引起生物体变异,地面种植获得有益变异体,并选育新
种质、新材料、培育新品种的植物育种技术[2]。该育种技术也是近十几年来快速发展的农业高科技新领域,航天
诱变育种与传统育种相比较具有变异频率高、变异幅度大、有益变异多、稳定性强、优势明显等特点[317]。我国多
叶型紫花苜蓿常规育种的研究已经开展多年,是目前国内无登记的新品种,航苜1号是我国第一个审定登记的多
叶型紫花苜蓿省级育成新品种。目前有专家对紫花苜蓿多叶性状的遗传稳定性、受气候条件的影响、对产量和营
养是否具有明显的贡献率等存在质疑,有关研究指出在开展多叶苜蓿的常规育种中多叶型苜蓿的产草量较低,多
叶率有较大差异[1314],这与我们研究的航天诱变多叶型紫花苜蓿所表现的多叶性状具有稳定、高度遗传的特性,
叶量显著提高,产草量高、营养成分高等特点相反。本研究以航天育种选育的多叶型紫花苜蓿为主试品种,以亲
本未搭载原品种、国外多叶型紫花苜蓿和国产优质品种为对照,在黄土高原半干旱区(兰州)进行品种比较试验,
进一步研究该品种的生产性能。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 主试品种  航苜1号紫花苜蓿(犕.狊犪狋犻狏犪cv.HangmuNo.1)牧草育成品种,利用航天诱变育种技术
选育而成。2014年3月通过甘肃省草品种审定委员会审定登记为育成品种(登记号:GCS014);2014年4月25
日通过国家草品种审定委员会评审,批准参加国家草品种区域试验。该品种叶以5叶为主,复叶多叶率达
41.5%,叶量为总产量的50.36%;干草产量15529.9kg/hm2,高于对照12.8%;粗蛋白质含量20.08%,高于对
照2.97%;18种氨基酸总量为12.32%,高于对照1.57%;种子千粒重2.39g,牧草干鲜比1∶4.68。
航苜1号亲本材料种子航天搭载处理:2002年3月将精选的三得利紫花苜蓿种子分为2份,1份按要求密封
搭载于神舟3号飞船,搭载时间为2002年3月25日-2002年4月1日,飞行高度为198~338km,倾角42.4°,
绕地球108圈;另1份作为地面对照(CK),称为亲本未搭载原品种,地面低温储存[45]。
1.1.2 对照品种  三得利紫花苜蓿(犕.狊犪狋犻狏犪cv.Sanditi)亲本未搭载原品种;中兰1号紫花苜蓿(犕.狊犪狋犻狏犪
cv.ZhonglanNo.1)国内优质、丰产品种;先行者紫花苜蓿(犕.狊犪狋犻狏犪cv.Concett)加拿大多叶型紫花苜蓿品种。
1.2 试验地概况
试验区设在中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所大洼山试验站。东经103°44′36″,北纬36°02′20″,海拔
1697m,年均降水量324.5mm;年均温9.3℃,极端最高温39.1℃,最低温-23.1℃,≥0℃的年活动积温
3700℃,≥10℃的年活动积温1900~2300℃。无霜期169d;相对湿度58%,蒸发量1450.0mm,日照时数
2751.4h;无霜期179d。为我国典型的黄土高原半干旱区,属于兰州盆地黄河南岸三级阶地,土质为 Ш 级自重
湿陷性黄土。
1.3 试验方法
1.3.1 试验田间种植  2011年,参试品种重复4次,小区随机区组排列。小区代码:航苜1号(HM1)、三得利
(S)、中兰1号(ZH1)、先行者(C)。小区面积:2.7m×7.0m=18.9m2,行距:30cm,播种量:1.5g/m2(每小区
28.35g)。小区四周隔离带1.5m,小区间距1m。
1.3.2 多叶率指标定义及测定方法  结合航苜1号紫花苜蓿选育过程及专家现场测试,本研究首次提出了三
项多叶率衡量指标,包括多叶枝率、复叶多叶率和品种多叶率。指标的定义和测定方法如下。
a)多叶枝率:指具有多叶的枝条数占所测定总枝条数的百分比,多叶枝条指枝条上具多叶性状的枝条;测定
方法:每试验小区以1m为1个样段,随机选择3个样段,距地面6cm刈割,将具有多叶的枝条和非多叶枝条分
931第9期 杨红善 等:航天诱变航苜1号紫花苜蓿兰州品种比较试验
开并计数,计算多叶枝条占总枝条数的百分比。
b)复叶多叶率:指1个枝条上3片以上的复叶数占总复叶数的百分比(复叶数指1个叶柄上长有3片以上的
叶片);测定方法:在多叶枝率测定中确定的多叶枝条中随机取20个枝条,测定每一枝条上3片以上复叶数占总
复叶数的百分比。
c)品种多叶率=多叶枝率×复叶多叶率。
1.3.3 生育期、株高测定、草产量、种子产量、干鲜比、茎叶比等指标的测定方法  参考中华人民共和国农业行
业标准《草品种区域试验规程,禾本科牧草》执行[6]。
a)生育期:分为播种、出苗、分枝、孕蕾、开花、乳熟、成熟7个阶段。b)株高测定:测量从地面至植株最高部
位的绝对高度,分枝期、孕蕾期、初花期、结荚期测定。c)草产量测定:包括第1次刈割的产量和再生草产量,在开
花初期测定,测产时先割去小区两侧边行及前后各50cm,并移出小区(本部分不计入产量),将余下部分刈割测
产、称重,按实际面积计算产量。d)种子产量:种子成熟后,先割去小区两侧边行及前后各50cm,并移出小区
(本部分不计入产量),将余下部分刈割、自然风干、打碾、称重,按实际面积计算产量。e)茎叶比测定:测草产量的
同时进行,从每小区随机取3~5把草样,将4个重复的草样混合均匀,取鲜草0.5kg样品,将茎和叶、花序按两
部分分开,待风干后称其重量,求其百分数。f)干鲜比:每次刈割测产后,从每小区随机取3~5把草样,将4个
重复的草样混合均匀,取约1000g的样品,剪成3~4cm长,编号称重,然后在干燥气候条件下自然风干后称重。
计算干草产量和干鲜比。
1.4 数据处理
采用国际通用软件SPSS13.0进行统计分析,用Excel2007进行数据处理和制表。
2 结果与分析
2.1 物候期
航苜1号的物候期与对照基本一致,相对个别对照略有提前(表1)。4月中下旬播种,4月底出苗,6月中上
旬分枝,7月上旬现蕾,7月中旬开花,9月中下旬种子成熟;第二年,4月中旬返青,8月中下旬种子成熟。
表1 物候期
犜犪犫犾犲1 犌狉狅狑狋犺狆犲狉犻狅犱 日/月 Day/month
试验区
Region
年度
Year
品种名称
Variety
播种期
Planting
出苗/返青
Bourgeon
分枝期
Ramification
现蕾期
Tasseling
开花盛期
Anthesis
结荚期
Podsettingstage
成熟期
Harvestingstage
兰州Lanzhou
2011 HM1 22/4 30/4 8/6 3/7 18/7 15/8 20/9
S 22/4 30/4 7/6 5/7 20/7 17/8 22/9
ZH1 22/4 30/4 9/6 3/7 17/7 19/8 23/9
C 22/4 30/4 6/6 1/7 15/7 13/8 24/9
2012 HM1 / 16/4 27/4 30/5 16/6 15/7 18/8
S / 16/4 28/4 2/6 18/6 17/7 16/8
ZH1 / 16/4 27/4 28/5 14/6 15/7 21/8
C / 19/4 29/4 3/6 20/6 20/7 22/8
2013 HM1 / 12/4 25/4 26/5 14/6 12/7 14/8
S / 12/4 23/4 28/5 16/6 14/7 16/8
ZH1 / 12/4 24/4 26/5 14/6 12/7 12/8
C / 16/4 25/4 29/5 17/6 15/7 17/8
 HM1:航苜1号 HangmuNo.1;S:三得利Sanditi;ZH1:中兰1号ZhonglanNo.1;C:先行者Concett。下同 Thesamebelow.
041 草 业 学 报 第24卷
2.2 多叶率、茎叶比、干鲜比
多叶率和叶茎比指标取3年试验平均值进行分
析,航苜1号多叶枝率为83.49%,复叶多叶率为
41.5%,品种多叶率为34.64%,多叶率指标极显著
高于先行者 (犘<0.01)。航苜1号叶茎比显著高于
3个对照品种 (犘<0.05);叶片占干草总产量的百
分比航苜1号为50.36%、三得利为47.97%、中兰
1号为47.67%、先行者为47.27%,航苜1号平均
高于对照5.72%,其叶总量明显高于其他对照品种
(表2)。
2.3 产草量
草产量每年于开花初期测定,同时测定株高(表
3)。干草产量取3年平均值分析比较,航苜1号为
14237.5kg/hm2,对照品种三得利为12407.1kg/
hm2,中兰 1 号为 13384.4kg/hm2,先行者为
11919.0kg/hm2,航苜1号比三得利高产14.75%,
表2 多叶率、茎叶比、干鲜比
犜犪犫犾犲2 犕狌犾狋犻犳狅犾犻犪狋犲狉犪狋犲,狉犪狋犻狅狅犳犫狉犪狀犮犺犲狊狋狅犾犲犪狏犲狊
犪狀犱狉犪狋犻狅狑犲犻犵犺狋狅犳犱狉狔狋狅狑犲狋
品种
名称
Variety
多叶枝率
Branch
multifoliate
rate(%)
复叶多叶率
Compoundleaf
multifoliate
rate(%)
品种多叶率
Variety
multifoliate
rate(%)
叶茎比
Ratioof
branches
toleaves
干鲜比
Ratioweight
ofdryto
wet
HM1 83.49aA 41.5aA 34.65aA 1.014aA 1∶4.68
S 0 0 0 0.922bAB 1∶4.27
ZH1 0 0 0 0.911bAB 1∶4.50
C 30.58bB 10.7bB 3.27bB 0.896bB 1∶4.45
 同列不同小写字母表示差异显著(犘<0.05),不同大写字母表示差异极
显著(犘<0.01)。下同
 Differentsmallettersshowsignificantdifferenceat犘<0.05levelinthe
samecolumn,differentcapitallettersshowsignificantdifferenceat犘<
0.01level.Thesamebelow.
中兰1号高产6.37%,先行者高产19.45%,比对照品种平均高产13.26%。
2.4 种子产量
种子产量取3年平均值分析比较(表4),航苜1号为289.6kg/hm2,三得利为288.8kg/hm2,中兰1号为
298.1kg/hm2,先行者为265.6kg/hm2,航苜1号种子产量比对照品种平均高产1.90%。
表3 株高及干草产量
犜犪犫犾犲3 犘犾犪狀狋犺犲犻犵犺犪狀犱狋狅狋犪犾犱狉狔狔犻犲犾犱
试验区
Region
年度
Year
品种
名称
Variety
第一次刈割Firstharvest
株高
Plantheigh
(cm)
干草产量
Dryyield
(kg/hm2)
第二次刈割Secondharvest
株高
Plantheigh
(cm)
干草产量
Dryyield
(kg/hm2)
第三次刈割Thirdharvest
株高
Plantheigh
(cm)
干草产量
Dryyield
(kg/hm2)
总产量Totalyield
干草产量
Dryyield
(kg/hm2)
兰州
Lanzhou
2011 HM1 74.9 5720.4 73.6 2860.2 46.7 2012.8 10593.4
S 71.2 4684.7 70.1 2342.3 45.5 1648.3 8675.3
ZH1 75.5 5496.2 70.5 2748.1 39.1 1933.8 10178.1
C 69.2 4399.3 68.0 2199.6 31.3 1547.9 8146.8
2012 HM1 96.0 7301.7 92.1 4867.8 75.3 3042.3 15211.8
S 85.4 6562.8 83.5 4375.2 68.6 2734.6 13672.6
ZH1 94.7 7139.3 90.7 4759.6 72.2 2974.7 14873.6
C 73.3 6326.1 71.6 4217.4 60.7 2635.8 13179.3
2013 HM1 98.3 7946.4 97.1 5579.4 79.3 3381.5 16907.3
S 86.5 6990.5 84.5 4908.2 71.5 2974.7 14873.4
ZH1 96.7 7097.7 93.7 4983.5 76.2 3020.3 15101.5
C 76.2 6782.5 74.6 4762.2 63.9 2886.2 14430.9
3年平均
Average
HM1 89.7 6989.5 87.6 4435.8 67.1 2812.2 14237.5
S 81.0 6079.3 79.4 3875.2 61.9 2452.5 12407.1
ZH1 88.9 6577.7 84.9 4163.7 62.5 2642.9 13384.4
C 72.9 5836.0 71.4 3726.4 51.9 2356.6 11919.0
141第9期 杨红善 等:航天诱变航苜1号紫花苜蓿兰州品种比较试验
2.5 营养成分
2012年,分别于第一茬草和第二茬草开花初期采
样,自然风干后测定8大营养成分,包括粗蛋白质、粗
纤维、粗脂肪、粗灰分、钙、磷、无氮浸出物和水分(表
5)。粗蛋白质含量分析比较:第一茬草,航苜1号为
20.08%,对照品种三得利为19.72%,先行者为19.9%,
中兰1号为18.89%,航苜1号平均高于对照2.97%,差
异不显著。第2茬草,航苜1号为18.42%,对照品种
三得利为16.89%,先行者紫为18.18%,中兰1号为
17.22%,航苜1号平均高于对照5.79%,差异显著。
表4 种子产量
犜犪犫犾犲4 犛犲犲犱狔犻犲犾犱
品种名称
Variety
2011年
2011year
2012年
2012year
2013年
2013year
3年平均
Average
HM1 202.5 328.7 337.6 289.6bA
S 201.7 327.3 337.3 288.8bA
ZH1 207.5 339.4 347.4 298.1aA
C 184.6 303.7 308.4 265.6cB
表5 营养成分
犜犪犫犾犲5 犖狌狋狉犻狋犻狅狀犮狅狀狋犲狀狋
品种
Variety
粗蛋白质
CP(%)
粗纤维
CF(%)
粗脂肪
EE(%)
粗灰分
Ash(%)

Ca(%)

P(%)
无氮浸出物
NEF(%)
水分
Wa(%)
第1茬 HM1 20.08±0.05aA 27.49 3.11 10.15 1.62 0.40 29.74 9.43
S 19.72±0.04abAB 22.23 1.70 9.90 1.37 0.31 37.24 9.21
ZH1 18.89±0.06bcBC 23.37 2.09 9.61 1.39 0.31 36.85 9.16
C 19.90±0.09aA 18.83 3.12 10.72 1.55 0.34 37.03 10.40
第2茬 HM1 18.42±0.15aA 22.78 1.68 9.31 0.87 0.53 37.99 9.82
S 16.89±0.13bB 26.00 1.75 8.91 0.76 0.36 38.02 8.43
ZH1 17.22±0.09bB 26.31 1.76 9.42 0.84 0.45 36.29 9.00
C 18.18±0.11aA 23.92 1.94 9.16 0.84 0.43 37.49 9.31
 CP:crudeprotein;CF:crudefiber;EE:etherextract;Ash:ashcontent;Ca:calcium;P:phosphorus;NFE:nitrogenfreeextract,Wa:water
content.下同。Thesamebelow.
2.6 必需氨基酸
2013年,第一茬草开花初期采样,自然风干后测定18种必需氨基酸(表6)。以18种必需氨基酸总量进行分
析:航苜1号为12.32%,三得利为11.67%,中兰1号为12.52%,先行者为12.19%,航苜1号比三得利高
5.57%,平均高于对照1.57%。其中天门冬氨酸平均高于对照7.78%,苏氨酸平均高于对照2.43%,丝氨酸平
均高于对照5.88%,谷氨酸平均高于对照2.16%,缬氨酸平均高于对照5.22%,组氨酸平均高于对照4.34%,其
他各氨基酸与对照基本持平或略低于对照(如脯氨酸)。
2.7 微量元素
2012年,第一茬草开花初期采样,风干后测定6种常见微量元素,包括全锌、全锰、全铜、全铁、全镁和全硼,
各参试品种的6种微量元素(表7)。分析比较结果:航苜1号全锌为15.59%,平均高于对照8.6%;全锰为
4.65%,平均高于对照23.3%;全铜为1.57%,平均和对照持平;全铁为39.97%,平均高于对照23.2%;全镁为
0.60%,平均高于对照7.64%;全硼为5.15%,平均高于对照14.4%。其中航苜1号的全锌、全锰、全铁、全硼与
各对照品种差异极显著(犘<0.01)。
2.8 各指标间的相关性分析
相关分析表明,多叶率和草产量、粗蛋白、氨基酸总量及全锰呈显著正相关;与全锌极显著正相关;与粗纤维、
全铁和全镁呈正相关;与种子产量和全铜呈负相关。
241 草 业 学 报 第24卷
表6 18种必需氨基酸含量
犜犪犫犾犲6 犆狅狀狋犲狀狋狊犳狅狉18犲狊狊犲狀狋犻犪犾犪犿犻狀狅犪犮犻犱狊
氨基酸AA HM1 S ZH1 C 氨基酸AA HM1 S ZH1 C
天门冬氨酸Asp 2.17 2.00 2.04 2.00 蛋氨酸 Met 0.18 0.20 0.18 0.18
苏氨酸Thr 0.56 0.53 0.57 0.54 异亮氨酸Ile 0.50 0.48 0.53 0.50
丝氨酸Ser 0.60 0.56 0.58 0.56 亮氨酸Leu 0.78 0.73 0.82 0.79
谷氨酸Glu 1.26 1.16 1.30 1.24 酪氨酸Tyr 0.30 0.33 0.37 0.35
脯氨酸Pro 1.22 1.22 1.32 1.33 苯丙氨酸Phe 0.70 0.69 0.74 0.71
甘氨酸Gly 0.56 0.52 0.56 0.58 赖氨酸Lys 0.80 0.74 0.80 0.80
丙氨酸Ala 0.61 0.56 0.62 0.60 组氨酸 His 0.32 0.30 0.31 0.31
胱氨酸Cys 0.26 0.26 0.28 0.24 精氨酸Arg 0.50 0.45 0.51 0.50
缬氨酸Val 0.74 0.68 0.73 0.70 色氨酸Trp 0.26 0.26 0.26 0.26
总氨基酸TotalAA 12.32aAB 11.67bB 12.52aA 12.19aAB
 AA:Aminoacid.
表7 常见微量元素
犜犪犫犾犲7 犜犺犲犮狅犿犿狅狀狋狉犪犮犲犲犾犲犿犲狀狋狊狅犳犎犪狀犵犿狌犖狅.1犪犾犳犪犾犳犪
品种名称Variety 全锌Zn(%) 全锰 Mn(%) 全铜Cu(%) 全铁Fe(%) 全镁 Mg(%) 全硼P(%)
HM1 15.59±0.18aA 4.65±0.69aA 1.57±0.05bB 39.97±0.76aA 0.60±0.03aA 5.15±0.04aA
S 14.46±0.16bBC 4.01±0.87bB 1.71±0.03aA 39.87±0.71aB 0.59±0.02aA 4.55±0.04cC
ZH1 14.57±0.10bB 4.13±0.36bB 1.58±0.03aB 30.15±0.34bB 0.59±0.02aA 4.10±0.06dD
C 14.01±0.22cC 3.20±0.89cC 1.43±0.03cC 26.72±0.52cC 0.52±0.04bA 4.90±0.05bB
表8 航苜1号各指标间的相关性
犜犪犫犾犲8 犜犺犲犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狊犪犿狅狀犵狋犺犲犱犻犳犳犲狉犲狀狋犻狀犱犲狓狅犳犎犪狀犵犿狌犖狅.1
项目 多叶率 MFR 草产量 HY 种子产量SY 粗蛋白CP 粗纤维CF 氨基酸AA 全锌Zn 全锰 Mn 全铜Cu 全铁Fe
草产量 HY 0.656
种子产量SY -0.058 0.674
粗蛋白CP 0.601 -0.006 -0.406
粗纤维CF 0.676 0.956 0.678 0.116
氨基酸AA 0.237 0.496 0.309 -0.142 0.275
全锌Zn 0.790 0.925 0.524 0.270 0.961 0.317
全锰 Mn 0.522 0.915 0.791 0.020 0.977 0.202 0.902
全铜Cu -0.232 0.221 0.715 -0.089 0.398 -0.316 0.285 0.559
全铁Te 0.401 0.488 0.488 0.370 0.706 -0.349 0.685 0.758 0.757
全镁 Mg 0.166 0.623 0.790 0.037 0.712 0.165 0.606 0.786 0.710 0.649
 表示0.01水平上显著相关,表示0.05水平上显著相关。showsignificanceatthelevelof0.01,showsignificanceatthelevelof
0.05.MFR:multifoliaterate;HY:hayyield;SY:seedyield;CP:crudeprotein;CF:crudefiber;AA:aminoacid.
3 讨论
航天育种将高科技的空间技术与常规农业育种相结合是近10多年来快速发展的高创新性育种方法,已成为
空间生命科学的重要研究内容之一。航天育种在农作物、蔬菜和花卉已开展多年研究,并培育出多个品种应用于
生产中,最显著的变异特性是生物量提高、抗逆性增强、品质提高和早熟性,这对紫花苜蓿育种而言极为重
要[1,3]。
341第9期 杨红善 等:航天诱变航苜1号紫花苜蓿兰州品种比较试验
与谷类作物不同,紫花苜蓿的经济产量主要以草产量和品质来衡量,其中草产量主要由叶、茎组成,另外
60%的总可消化养分、70%的粗蛋白、90%的维生素存在于叶片中,因此多叶性状利于苜蓿优质。多叶型紫花苜
蓿具有羽状三出复叶变异为由4个以上单叶组成的复叶[1314]。常规育种认为紫花苜蓿中多叶性状不能稳定遗
传,但航天诱变过程中高能重粒子能导致种子细胞中DNA双链断裂,高真空、微重力可以阻延或抑制断裂链的
修复,使得断裂的碱基在DNA双链周围游动,当返回地面后获得重力,断裂的碱基在双链的其他部位发生重叠,
从而产生DNA结构中碱基的缺失和重组,属于内源基因的改良,因此产生的多叶性状变异的遗传稳定较
高[2,810]。本研究团队通过航天诱变育种技术选育出的多叶型紫花苜蓿新品种“航苜1号”,其多叶枝率为
83.49%,复叶多叶率为41.5%,品种多叶率为34.64%,而国外多叶型紫花苜蓿先行者,多叶枝率为30.58%,复
叶多叶率为10.7%,品种多叶率为3.27%,可见航天育种技术选育的品种其多叶率指标明显高于常规育种选育
品种。多叶性状使航苜1号叶量增多,叶片总量平均高于对照5.72%,而叶量增加使光合作用增强,草产量显著
提高。因70%左右的营养物质存在于叶片中,因此叶量增多也有效提高了品种的营养成分、总氨基酸和微量元
素,航苜1号蛋白质含量平均高于对照2.97%,18种必需氨基酸总量平均高于对照1.57%,微量元素全锌平均
高于对照8.72%、全锰平均高于对照22.97%、全铁平均高于对照23.42%、全镁、平均高于对照4.74%和全硼平
均高于对照14.01%。多叶率与其他各指标间的相关性分析可以看出,多叶率和草产量、粗蛋白、氨基酸总量和
全锰呈正相关,且差异显著;与全锌呈正相关,且差异极显著;与粗纤维、全铁和全镁呈正相关,但差异不显著。多
叶率与种子产量呈负相关,但差异不显著,因叶量增多使得植物光合作用增强,生物量显著提高,一定程度影响了
营养生长,使种子产量降低,这与植物生长规律相一致。
4 结论
利用航天诱变育种技术选育出我国第一个多叶型紫花苜蓿新品种“航苜1号”,该品种特性是优质、丰产,表
现为多叶率高、产草量高和营养含量高。航苜1号的品种多叶率为34.65%,显著高于国外多叶型紫花苜蓿先行
者,多叶性状使得叶量比对照增加5.72%,干草产量比对照增产13.26%,粗蛋白质(两茬)平均高于对照4.38%,
18种必需氨基酸总量高于对照1.57%,微量元素明显优于对照品种。多叶率和草产量、营养成分、18种氨基酸
总量及微量元素呈正相关,并且与多数指标差异显著,多叶性状可以有效提高紫花苜蓿品种的产量和品质。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊:
[1] YangHS,ChangGZ,BaoWS.Preliminarystudyonthespacemutationbreedingofalfalfa.PrataculturalSciences,2013,
30(2):253258.
[2] LiuJY.SpaceMutationofChina[M].Beijing:ChinaAstronauticPublishingHouse,2007.
[3] YangHS,ChangGZ,ChaiXQ,犲狋犪犾.Theresearchofmorphologicalvariationonspacemutationalfalfas.ActaPratacultu
raeSinica,2012,21(5):222228.
[4] FanRJ,DengB,ChengBJ,犲狋犪犾.Selectionofsuccessiveprogeanmutantsbyspaceflightinpurplealfalfa.JournalofShanxi
AgriculturalSciences,2010,38(5):79.
[5] FanRJ.PhenotypicVariationandGenomicPolymorphismintheFirstGenerationfromAlfalfaSeedsMutagenizedonSpace
ship[D].Lanzhou:GansuAgriculturalUniversity,2010.
[6] YunXJ,SuJK,QiX,犲狋犪犾.NY/T23222013.Thecodeofpracticeforregionaltrialsofforagegrass[S].Beijing:China
AgriculturePress,2013.
[7] WangM.MutationEffectofSpaceFlightFactorsonAlfalfaSeeds[D].Hohhot:InnerMongoliaAgriculturalUniversity,
2010.
[8] DuLY.TheBiologyEffectStudyof犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪L.Carriedby“ShijianNo.8”RecoverableSatelite[D].Harbin:Har
binNormalUniversity,2010.
[9] ZhangYX,LiuJL,HanWB,犲狋犪犾.Biologicaleffectofaerospaceenvironmentonalfalfa.JournalofNuclearAgricultural
Sciences,2009,23(2):266269.
[10] LiH,LiB,LiXT,犲狋犪犾.Effectofspaceflightonproteinexpressionofalfalfamutant.PrataculturalSciences,2013,
30(11):17491754.
[11] GuoHH,RenWB,XieJH,犲狋犪犾.TheDNAmethylationchangesofalfalfaafterseedscarriedbysatelite.ChineseJournal
441 草 业 学 报 第24卷
ofGrassland,2013,35(5):2933.
[12] MaXM,ZhangZA,DengB.犲狋犪犾.Studyonprotectiveenzymeactivitiesofalfalfaleavesfromsatelitecarryingseedswith
differentmoisturecontents.PrataculturalSciences,2011,28(5):783787.
[13] WangWY,HanQF,ZongYZ,犲狋犪犾.Regressionanalysisonhayyieldandrelativecharactersofmultifoliolatealfalfaand
trifoliolatealfalfa.ScientiaAgriculturaSinica,2010,43(14):30443050.
[14] DuH M.TheStudyofCharactersonMultifoliateAlfalfa[D].Changchun:NortheastNormalUniversity,2010.
[15] KangJM,ZhangTJ,WangMY,犲狋犪犾.Researchprogressinthequantitativetraitloci(QTL)andgenomicselectionofal
falfa.ActaPrataculturaeSinica,2014,23(6):304312.
[16] RenWB,ZhangYW,DengB,犲狋犪犾.Effectofspaceflightfactorsonalfalfaseeds.AfricanJournalofBiotechnology,2010,
9(43):72737279.
[17] PavliOI,PiergiorgioStevanatob,EnricoBiancardi,犲狋犪犾.Achievementsandprospectsinbreedingforrhizomaniaresistance
insugarbeet.FieldCropsResearch,2011,122:165172.
参考文献:
[1] 杨红善,常根柱,包文生.紫花苜蓿的航天诱变.草业科学,2013,30(2):253258.
[2] 刘纪元.中国航天诱变育种[M].北京:中国宇航出版社,2007.
[3] 杨红善,常根柱,柴小琴,等.紫花苜蓿航天诱变田间形态学变异研究.草业学报,2012,21(5):222228.
[4] 范润钧,邓波,陈本建,等.航天搭载紫花苜蓿连续后代变异株系选育.山西农业科学,2010,38(5):79.
[5] 范润钧.空间搭载紫花苜蓿种子第一代植株表型变异及基因多态性分析[D].兰州:甘肃农业大学,2010.
[6] !旭疆,苏加楷,齐晓,等.NY/T23222013.草品种区域试验规程,禾本科牧草[S].北京:中国农业出版社,2013.
[7] 王密.紫花苜蓿种子空间诱变变异效应的研究[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2010.
[8] 杜连莹.实践八号搭载8个苜蓿品种生物学效应研究[D].哈尔滨:哈尔滨师范大学,2010.
[9] 张月学,刘杰琳,韩微波,等.空间环境对紫花苜蓿的生物学效应.核农学报,2009,23(2):266269.
[10] 李红,李波,李雪婷,等.卫星搭载对苜蓿突变株蛋白表达的影响.草业科学,2013,30(11):17491754.
[11] 郭慧慧,任卫波,解继红,等.卫星搭载后紫花苜蓿DNA甲基化变化分析.中国草地学报,2013,35(5):2933.
[12] 马学敏,张治安,邓波,等.不同含水量紫花苜蓿种子卫星搭载后植株叶片保护酶活性的研究.草业科学,2011,28(5):
783787.
[13] 王雯癑,韩清芳,宗毓铮,等.多叶型和三叶型紫花苜蓿产量与相关性状的回归分析.中国农业科学,2010,43(14):3044
3050.
[14] 杜红梅.多叶型紫花苜蓿生物学特性的初步研究[D].长春:东北师范大学,2010.
[15] 康俊梅,张铁军,王梦颖,等.紫花苜蓿QTL与全基因组选择研究进展及其应用.草业学报,2014,23(6):304312.
541第9期 杨红善 等:航天诱变航苜1号紫花苜蓿兰州品种比较试验