全 文 ：第20卷　第6期
　Vol.20　 No.6
草　地　学　报
ACTA AGRESTIA SINICA
　　　　　2012年 11月
　 Nov.　　2012
新疆野生白三叶表型性状变异研究
王玉祥,张　博∗
(新疆农业大学草地资源与生态重点实验室,新疆 乌鲁木齐　830052)
摘要:以新疆13份白三叶(Trifoliumrepens)为材料,通过观测其株高、叶形、叶色、花色、茎长、茎节间长和千粒重
等特征,研究新疆野生白三叶表型性状差异。结果表明:白三叶的各个指标在群体间存在显著差异,具有丰富的遗
传多样性。通过聚类分析可将13个群体分为3类,呼图壁 M单独聚为1类;呼图壁J、呼图壁K、呼图壁L、乌市南
山D和昌吉F聚为1类;其余7个聚为1类。本研究结果能够为开展野生白三叶的生物学特性和遗传育种研究提
供基础数据。
关键词:白三叶;表型性状;变异;聚类分析
中图分类号:S541.2　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1007-0435(2012)06-1163-06
PhenotypicVariationofTrifoliumrepensinXinjiang
WANGYu-xiang,ZHANGBo∗
(KeyLaboratoryofGrasslandResourceandEcologyofXinjiang,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi,Xinjiang830052,China)
Abstract:Phenotypicvariationwasrevealedbyobservingandmeasuringtheheight,leafshape,leafcolor,
flowercolor,stemlength,internodelengthand1000-grainweightofthirteenwildTrifoliumrepensspe-
ciescolectedfromXinjiangprovince.Phenotypicvariationamongandwithinpopulationswasanalyzedby
usingvarianceanalysisandcorrelationanalysis.Resultsshowedthattherewereabundantgeneticdiversi-
tiesandsignificantdifferencesamongthemorphologicalcharactersofdifferentpopulations.Hierarchical
clusteranalysisdividedthesethirteenpopulationsintothreegroups:Ⅰ.Hutubi-M;Ⅱ.Hutubi-J,Hutu-
bi-K,Hutubi-L,UrumqiNanshan-DandChangji-F;andⅢ.UrumqiNanshan-A,UrumqiNanshan-B,
UrumqiNanshan-C,UrumqiNanshan-E,Nileke-G,Tekesi-HandNalati-I.Thesefindingsprovidebasic
dataforfurtherstudyonbiologicalcharacteristicsandgeneticbreeding.
Keywords:Trifoliumrepens;Phenotypictrait;Variation;Clusteranalysis
　　白三叶(TrifoliumrepensL.)又名白车轴草、
白花三叶草、车轴草、荷兰翅摇,为豆科多年生草本
植物,原产欧洲和小亚细亚,是一种著名的优质牧
草[1-2]。白三叶在世界上分布很广,在南北纬25°~
63°之间的广大陆地部分,年降水量超过600mm的
地区均有分布[3]。白三叶的种植历史悠久,16世纪
后期,荷兰开始用种子种植。17世纪传入英国,随
后传入美国、新西兰等国。目前在温带、亚热带地区
广为种植。在我国白三叶种植已遍布全国,大体上
在N22°~51°,E80°~130°之间,国外对白三叶开展
了大量研究,并培育出适合各种用途的品种。
我国野生白三叶分布广泛,如长白山脉西南坡中
坡地带,黑龙江省东部有积雪覆盖地区,以及云南、贵
州、四川、江西、湖南、湖北、广西、江苏等省区也均有
野生分布[3-5]。新疆野生白三叶物种资源丰富,广泛
分布于天山河滩草地、草甸草原和阿尔泰山林缘等地
区,由于新疆独特的地理位置和自然风貌,白三叶在
长期逸生蔓延和自然选择的影响下形成了不同类型
的表型特征,不同群落间具有了明显的表型差异,并
具有较强的抗逆性,是很好的种质资源。试验以新疆
13份野生白三叶为研究对象,通过对株高、叶形、叶
色、花色、茎长、种子千粒重等农艺性状的研究,旨在
为合理开发新疆野生白三叶种质资源、选育优良品种
及其遗传多样性的研究提供基础数据。
收稿日期:2012-06-22;修回日期:2012-08-15
基金项目:新疆农业大学草业科学国家重点学科开放课题“环境因子与苜蓿落花、落荚的关系研究”(XJCYB-2011-03);“十二五”农村领域
国家科技计划项目“新疆绿洲区优质牧草选育及生产利用技术集成与示范”(2011BAD17B05-2);科技部农业科技成果转化项目
“新牧4号紫花苜蓿良种扩繁与高产示范”(2011GB2G400005)资助
作者简介:王玉祥(1980-),男,安徽亳州人,硕士,主要从事牧草遗传育种研究,E-mail:wyx9868@163.com;∗通信作者 Authorforcorre-
spondence,E-mail:xjauzb@sina.com
草　地　学　报 第20卷
1　材料与方法
1.1　试验地概况
试验区设在乌鲁木齐以西80km的新疆农业
大学呼图壁草地生态试验站,位于准葛尔盆地南缘,
在天山北坡中段山前洪积冲积扇与冲积平原的过渡
带,E86°71′,N44°81′,海拔446m,气候属于中亚
型干旱荒漠气候,该区年降水量161.3mm,年蒸发
量2312.7mm,生长季平均湿度54%;1月均温为
-16.9℃,7月均温25.6℃,年均温16.7℃,极端最高
温43.1℃,无霜期173d,日照时数2900h,生理辐
射59kCal·cm-2。土壤主要是盐化草甸土,盐分
含量较高,大多数土壤的表层(0~20cm)总含盐量
大于1.5%,主要为硫酸盐-氯化物类型,有些地段
有轻度的苏打化,pH>8.5。
1.2　试验材料
材料由新疆草地资源与生态实验室提供(表1)。
表1　供试材料来源
Table1　Materialinformation
群体
Groupcode
采样地点Samplinglocation 位置Location
地点Location 草地类型Rangelandtype Longitude(N) Latitude(E) Altitude/m
XJ01 乌市南山AUrumqiNanshan-A 山地草甸 Mountainmeadow 87°20′75.6″ 43°53′92.6″ 1840
XJ02 乌市南山BUrumqiNanshan-B 山地草原Uplandmeadow 87°25′34.9″ 43°52′48.7″ 1780
XJ03 乌市南山CUrumqiNanshan-C 山地草原Uplandmeadow 87°21′59.0″ 43°52′25.9″ 1520
XJ04 乌市南山DUrumqiNanshan-D 荒漠草原Desertsteppe 87°21′55.1″ 43°53′85.1″ 1330
XJ05 乌市南山EUrumqiNanshan-E 草甸草原 Meadowsteppe 87°23′42.6″ 43°52′36.2″ 1690
XJ06 昌吉FChangji-F 荒漠草地Deserttyperangeland 87°01′01.7″ 43°91′93.2″ 826
XJ07 尼勒克GNileke-G 山地草原Uplandmeadow 82°71′56.7″ 43°67′94.2″ 1250
XJ08 特克斯 HTekesi-H 山地草原Uplandmeadow 83°56′62.3″ 43°16′95.4″ 1400
XJ09 那拉提INalati-I 山地草甸 Mountainmeadow 82°81′43.2″ 43°21′53.5″ 1800
XJ10 呼图壁JHutubi-J 河谷Rivervaley 87°50′30.1″ 44°42′55.6″ 650
XJ11 呼图壁 KHutubi-K 河谷Rivervaley 86°15′36.6″ 44°71′51.7″ 465
XJ12 呼图壁LHutubi-L 河谷Rivervaley 86°70′15.6″ 44°71′49.4″ 500
XJ13 呼图壁 M Hutubi-M 河谷Rivervaley 87°60′32.6″ 44°52′75.6″ 600
1.3　试验设计与方法
1.3.1　试验设计　2011年4月15日把新疆13份
野生白三叶材料的营养体分别从野生资源圃中移至
品比圃中,每个材料移栽4个小区,小区面积9m2,
行距30cm,株距10cm,深度3cm。
1.3.2　测量指标　2011年,在白三叶盛花期时,观
测各个材料的自然高度、花色、单花序小花数、单株
分枝数、茎长、茎节间长、茎粗、叶片形状、叶片大小
(叶片取花部倒数第4至第6个叶片的中间叶)、有
无叶斑,每个指标随机选取15个进行观测。
1.4　数据分析
利用SPSS17.0软件对试验数据进行分析,分
析各个性状的变异程度和群体间显著性,对形态的
各个指标标准化后用算术平均法(UPGMA)对各群
体进行聚类分析。
2　结果与分析
2.1　白三叶表型性状差异分析
新疆野生白三叶的叶色、叶形及花色等特征存
在较大差异(图1和表2)。叶片颜色有浅绿色和深
绿色;叶片形状为扇形、椭圆形和卵圆形;叶表面多
无斑点,少数有斑点;花色白色、粉白色和粉色。
2.2　差异性分析
由表3可知,不同地区野生白三叶表型性状存
在明显差异,其中株高最高的是乌市南山D和乌市
南山E(13.4cm),最矮的是乌市南山B,相差8.1
cm;茎长最长的是呼图壁L(30.1cm),最短的是乌
市南山A(15.28cm),相差14.82cm;茎节间长最
长的是昌吉 F(2.89cm),最短的是乌市南山 C
(1.66cm),相差1.23cm;茎粗最粗的是特克斯 H
(3.22cm),最细的是乌市南山D和呼图壁J(1.99
cm),相差1.23cm;单株分枝数最多的是乌市南山
C(14.4个),最少的是呼图壁 M(8.4个),相差6
个;小花数最多的是呼图壁L(55.4个),最少的是
呼图壁 M(37个),相差18.4个;叶长最长的是昌吉
F(2.24cm),最短的是那拉提I(1.44cm),相差0.8
cm;叶宽最宽的是呼图壁 M(1.3cm),最窄的是那
拉提H(1.0cm),相差0.3cm;种子数最多的是乌
市南山A和乌市南山E(2.6个),最少的是乌市南
4611
第6期 王玉祥等:新疆野生白三叶表型性状变异研究
图1　白三叶的叶和花的特征
Fig.1　LeafandflowercharacteristicsofTrifoliumrepens
表2　叶片特征和花色
Table2　Leafcharacteristicsandflowercolor
群体 Groupcode 叶形Leafshape 叶色Leafcolor 叶斑Leafspots 花色Flowercolor
XJ01 椭圆形 浅绿色 无斑 白色
XJ02 扇形 浅绿色 无斑 粉白色
XJ03 扇形 浅绿色 V型斑不明显 粉白色
XJ04 扇形 深绿色 无斑 粉白色
XJ05 卵圆形 深绿色 无斑 粉色
XJ06 椭圆形 深绿色 无斑 粉白色
XJ07 扇形 浅绿色 无斑 粉白色
XJ08 椭圆形 深绿色 无斑 粉白色
XJ09 椭圆形 浅绿色 无斑 白色
XJ10 椭圆形 浅绿色 无斑 粉白色
XJ11 椭圆形 浅绿色 无斑 粉白色
XJ12 椭圆形 深绿色 无斑 粉白色
XJ13 扇形 浅绿色 有斑 粉白色
5611
草　地　学　报 第20卷
山C、昌吉F和呼图壁 K(1.8个),相差0.8个;千
粒重最重的是呼图壁K(0.62g),最轻的是尼勒克
G(0.49g),相差0.13g。以上数据表明,白三叶的
各个性状在群体间存在明显差异。
变异系数可以反映性状的变化幅度。由表3可
知,同一性状在不同群体中,其值的变化幅度是不同
的,如小花数的最大变异系数是乌市南 山 A
(44.41%),最小变异系数是呼图壁 M(17.62%);
同一群体不同性状的变异系数也不同,以呼图壁A
为例,其种子数的变异系数是79.76%,叶宽的变异
系数则是8.6%。
　　方差分析显示(表4),在白三叶的观测指标中,
其中株高、茎长、茎节间长、茎粗、叶长在各群体间的
差异均达到极显著水平(P<0.01),单株分枝数、叶
宽、千粒重在各群体间的差异达到显著水平(P<
0.05)。
2.3　相关性分析
通过对白三叶的各个指标之间的相关性分析表
明,株高、叶长、叶宽、千粒重及种子数之间无相关
性;茎长与单株分枝数成极显著负相关关系(P<
0.01),表明茎越长,单株分枝数相对就越少;茎粗与
小花数成显著负相关关系(P<0.05),即茎粗越粗,
小花数就越少(表5)。
表4　白三叶表型性状变异性分析
Table4　VarianceanalysisofmorphologicalcharacteristicsofTrifoliumrepens
指标
Parameter
变异系数CV/%
组群内 Amongpopulations 组群间 Withinpopulations
F值(组群间)
Fvalue(Withinpopulations)
株高 Height 20.37 24.75 7.341∗∗
茎长Stemlength 21.50 21.62 4.890∗∗
茎节间长Internodelength 17.44 17.07 4.403∗∗
茎粗Stemdiameter 21.84 17.00 2.303∗∗
分枝数Branchesnumber 32.79 14.38 0.883∗
小花数Floretnumber 30.72 12.81 0.783
叶长Leaflength 20.17 13.79 2.044∗∗
叶宽Leafwidth 15.75 8.50 1.236∗
种子数Seednumber 68.74 12.48 0.159
千粒重1000-seedweight 5.70 11.28 1.178∗
　　注:∗表示0.05水平下显著,∗∗表示0.01水平下显著
Note:∗and∗∗indicatesignificantdifferenceatthe0.05and0.01level,respectively
2.4　聚类分析
　　采用最短距离法对13个白三叶材料进行聚类
分析,在欧氏距离20处将13个材料聚为3类(图
2):呼图壁 M(XJ13)单独聚为1类,该处地处河谷,
图2　聚类分析图
Fig.2　ClusterAnalysis
海拔较低,植株较高,单株分枝数和小花数较少,叶
片“V”斑明显;呼图壁J(XJ10)、呼图壁 K(XJ11)、
呼图壁 L(XJ12)、乌市南山 D(XJ04)和昌吉 F
(XJ06)聚为1类,这几类材料虽然海拔不同,但都
有相似的特点,如叶椭圆形,无斑,花粉白色,种子千
粒重较大;乌市南山A(XJ01)、乌市南山B(XJ02)、
乌市南山C(XJ03)、乌市南山E(XJ05)、尼勒克 G
(XJ07)、特克斯 H(XJ08)和那拉提I(XJ09)聚为1
类,这几个材料均处于高海拔地区,叶片浅绿色,单
株分枝数相对较多,种子千粒重相对较小。这表明
来源不同的材料虽然在同一环境下种植,但由于其
遗传的稳定性,它们在形态上是有区别的[6-8]。
3　讨论与结论
本研究对13个群体的白三叶表型性状进行分
析得出,在群体间各性状均有显著或极显著差异。
其中,株高、茎长、茎节间长、茎粗、分枝数、叶片大小
和千粒重等在各群体之间的差异均达到极显著水
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第6期 王玉祥等:新疆野生白三叶表型性状变异研究 7611
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3
　
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草　地　学　报 第20卷
平。这进一步说明了不同生境条件下的白三叶群体
经过长期的演化,形态特征在群体间已产生明显的
分化,其性状在群体间存在丰富的变异。
植物的形态特征具有一定的稳定性和变异性,
受本身的遗传组成和所处环境两方面的影响[7-9]。
由于新疆特殊的地理位置,白三叶的原始生境各不
相同,在长期的自然选择下形成了其特有的形态特
征;但由于遗传的稳定性,即便是生长在同一生境
下,也会产生一定的差异[10-12]。因此,新疆白三叶在
生长过程中,由于气候、海拔等地理位置的差异以及
对资源的竞争等因素,为适应生存环境,在株高、叶
形、叶色、花色、茎长和种子千粒重等表型性状上存
在较大程度的变异,这种变异丰富了白三叶的遗传
多样性,为育种者提供了丰富的育种资源[13-16]。
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(责任编辑　李美娟)
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