一个紫云英F4重组自交系群体的农艺性状与养分吸收评价

doi:10.11686/cyxb2020553

草业学报 ›› 2022, Vol. 31 ›› Issue (2): 101-110.DOI: 10.11686/cyxb2020553

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一个紫云英F₄重组自交系群体的农艺性状与养分吸收评价

任文静¹(), 吕玉虎², 周国朋³, 常单娜³, 向春阳¹(), 曹卫东³()

^1.天津农学院农学与资源环境学院，天津 300384
^2.信阳市农业科学院，河南信阳 464000
^3.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，农业农村部植物营养与肥料重点实验室，北京 100081

收稿日期:2020-12-09 修回日期:2020-12-24 出版日期:2022-02-20 发布日期:2021-12-22
通讯作者: 向春阳,曹卫东
作者简介:Corresponding author. E-mail： xiang5918@sina.com，caoweidong@caas.cn
任文静（1995-），女，河北承德人，在读硕士。E-mail： 1515409358@qq.com
基金资助:
国家绿肥产业技术体系(CARS-22);中国农业科学院科技创新工程，国家作物种质资源库绿肥分库(NCGRC-2021-19);绿肥种质资源的收集、鉴定、编目、繁种与入库保存(19210161)

Evaluation of agronomic traits and nutrient absorption of an F₄ recombinant inbred line of Chinese milk vetch （Astragalus sinicus）

Wen-jing REN¹(), Yu-hu LV², Guo-peng ZHOU³, Dan-na CHANG³, Chun-yang XIANG¹(), Wei-dong CAO³()

^1.College of Agronomy and Resources and Environment，Tianjin Agricultural University，Tianjin 300384，China
^2.Xinyang Academy of Agricultural Sciences，Xinyang 464000，China
^3.Key Laboratory of Plant Nutrition and Fertilizer，Ministry of Agriculture，Institute of Agricultural Resources and Regional Planning，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China

Received:2020-12-09 Revised:2020-12-24 Online:2022-02-20 Published:2021-12-22
Contact: Chun-yang XIANG,Wei-dong CAO

摘要/Abstract

摘要：

利用以“闽紫7号”紫云英为母本、“信阳种”紫云英为父本获得的F₄代群体，评价了该群体18个株系的农艺性状和养分吸收状况，为筛选优异紫云英株系做参考。结果表明，在盆栽条件下，不同株系紫云英在盛花期表现出一定的性状变异。相关性分析表明，鲜重、干重与氮、磷、钾积累量相关性高，对植株的养分吸收影响较大；株高、分枝数、真叶数是影响植株地上部鲜重、干重的重要因素。主成分分析表明，地上部鲜重、干重以及地上部氮、磷、钾积累量是反映紫云英株系性状优劣的主要指标。聚类分析结果显示，当距离系数d=25时，18份紫云英材料可分为3类，其中Ⅰ类群综合性状最优，包括m83xzh-1-4-4、m83xzh-1-4-6、m83xzh-1-4-8和m83xzh-1-4-13共4个株系。综合考虑紫云英生长性状、鲜草产量及植株养分积累量等因素，m83xzh-1-4-4的地上部磷、钾积累量和地下部氮、钾积累量最高，每盆分别高达11.00 mg，145.18 mg，22.15 mg和15.27 mg，同时该株系具有较高的鲜草产量，每盆高达44.63 g。本研究可为后续按目标性状选育紫云英新品种提供参考。

关键词: 紫云英, 株系, 养分吸收, 聚类分析

Abstract:

In this research an F₄ inbred line of Chinese milk vetch was constructed using Minzi No.7 milk vetch （Astragalus sinicus） as the female parent and the variety Xinyang as the male parent. For 18 strains in this population， the agronomic traits and nutrient absorption status were evaluated in a pot experiment at the full flowering stage， in order to use the results as a reference for screening superior milk vetch strains. Differences between plant strains were found. Correlation analysis showed that fresh weight， dry weight and accumulation of nitrogen， phosphorus and kalium were highly correlated， and were drivers of plant nutrient absorption， while plant height， branch number and leaf number were important factors affecting the fresh weight and dry weight of the plant. Principal component analysis showed that the main indexes such as shoot fresh and dry weights， and accumulation of nitrogen， phosphorus and kalium in the shoots could be used as indexes of Chinese milk vetch performance. In cluster analysis with the distance coefficient d=25， the 18 tested strains could be classified into three groups， of which Group Ⅰ had 4 strains （m83xzh-1-4-4， m83xzh-1-4-6， m83xzh-1-4-8， and m83xzh-1-4-13） with excellent multivariate trait scores. The best performing Chinese milk vetch strain in this evaluation was m83xzh-1-4-4. For this strain， the total plant nitrogen， phosphorus and kalium nutrient accumulation， accumulation of phosphorus and kalium in the shoots and accumulation of nitrogen and kalium in the roots were highest among the18 strains tested and were 11.00 mg·pot^-1， 145.18 mg·pot^-1， 22.15 mg·pot^-1 and 15.27 mg·pot^-1， respectively. The herbage fresh yield of m83xzh-1-4-4 was 44.63 g·pot^-1 and ranked second among the 18 strains tested. This study provides technical data which may be useful in future breeding work to develop new milk vetch varieties.

Key words: Chinese milk vetch, strains, nutrient absorption, cluster analysis

任文静, 吕玉虎, 周国朋, 常单娜, 向春阳, 曹卫东. 一个紫云英F₄重组自交系群体的农艺性状与养分吸收评价[J]. 草业学报, 2022, 31(2): 101-110.

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图/表 7

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株系 Strains	地上部鲜重 SFW （g·pot^-1）	地下部鲜重 RFW （g·pot^-1）	地上部氮积累量 SNA （mg·pot^-1）	地上部磷积累量 SPA （mg·pot^-1）	地上部钾积累量 SKA （mg·pot^-1）	地下部氮积累量 RNA （mg·pot^-1）	地下部磷积累量 RPA （mg·pot^-1）	地下部钾积累量 RKA （mg·pot^-1）	养分总积累量 TNA （mg·pot^-1）
m83xzh-1-2-4	39.15±1.23abcde	4.45±0.19cde	134.00±4.49abcde	9.48±0.47abcd	109.98±10.92bcd	17.07±1.36abcd	1.14±0.09abcde	11.43±1.05bcde	283.13±17.91abcde
m83xzh-1-4-4	44.63±3.30ab	6.22±0.63abc	151.52±16.25ab	11.00±0.93a	145.18±13.31a	22.15±1.72a	1.15±0.12abcde	15.27±0.82ab	346.31±30.38a
m83xzh-1-4-6	34.58±1.85bcdef	4.17±0.50de	140.26±3.72abcd	8.45±0.41abcde	130.03±3.33abc	13.36±1.83cd	0.85±0.10def	9.33±1.29de	302.31±4.81abcd
m83xzh-1-4-8	41.76±3.79abcd	4.04±0.69e	156.79±8.47a	10.13±0.89abc	141.65±11.30ab	12.47±2.93d	0.90±0.18cdef	8.86±1.31def	330.84±22.74ab
m83xzh-1-4-13	47.39±2.83a	6.32±0.49ab	137.43±3.40abcde	10.37±0.75ab	141.51±7.46ab	16.60±1.59abcd	0.73±0.09ef	14.13±1.81abc	320.80±8.13abc
m83xzh-1-1-4	27.74±3.27fg	4.39±0.07cde	91.38±5.18fg	6.66±0.50ef	75.96±9.40ef	13.70±0.47bcd	0.74±0.03ef	9.74±0.59cde	198.21±13.09gh
m83xzh-1-1-5	36.11±0.59bcdef	7.39±1.36a	119.06±2.16bcdef	8.46±0.01abcde	104.03±2.05cde	19.97±3.36ab	0.94±0.19cdef	9.71±1.23cde	262.20±5.24cdefg
m83xzh-1-1-6	43.02±3.87abc	5.83±0.53abcde	115.92±10.63cdef	8.78±0.64abcde	81.99±7.92def	15.29±1.26bcd	0.88±0.13cdef	8.27±0.55ef	231.15±20.72efg
m83xzh-1-1-8	33.55±2.64cdefg	5.32±0.31bcde	98.88±4.96f	7.45±0.29cde	86.64±3.97def	15.72±0.79bcd	0.83±0.07def	8.05±1.55ef	217.58±2.97efg
m83xzh-1-2-1	30.15±0.61efg	6.00±0.57abcd	112.64±5.87def	9.66±1.10abc	112.80±9.74bcd	17.29±2.28abcd	0.88±0.28cdef	11.61±3.73bcde	264.90±14.39cdefg
m83xzh-1-2-3	30.58±0.67efg	5.91±0.69abcd	97.80±5.74f	10.09±1.61abc	89.58±7.18def	16.43±2.39abcd	1.32±0.17abcd	17.30±1.29a	232.55±14.49efg
m83xzh-1-2-5	34.67±2.53bcdef	4.90±0.14bcde	122.81±3.93bcdef	10.02±0.63abc	110.30±6.06bcd	14.89±1.28bcd	1.36±0.08abc	14.29±0.15abc	273.69±4.25bcdef
m83xzh-1-4-3	29.92±7.46efg	4.17±0.32de	104.21±25.19ef	7.85±1.24bcde	103.62±16.93cde	13.07±1.11cd	1.11±0.18abcde	10.32±0.70cde	240.20±43.44defg
m83xzh-1-4-10	23.74±2.49g	5.51±0.23bcde	99.55±4.73f	7.48±0.23cde	98.15±5.05cde	17.48±0.38abcd	1.46±0.02ab	8.93±0.59def	233.09±4.91efg
m83xzh-1-4-11	34.11±2.53cdef	5.54±0.38bcde	92.51±4.27fg	6.19±0.30ef	92.02±8.69de	16.99±1.43abcd	1.51±0.16a	13.16±0.54abcd	222.42±14.29efg
m83xzh-1-9-2	31.88±2.06defg	6.13±0.34abc	111.24±2.48def	7.82±0.30bcde	102.47±3.90cde	19.16±0.54abc	0.86±0.08cdef	12.10±0.16bcde	253.67±2.49defg
m83xzh-1-9-4	26.40±1.97fg	4.16±0.15de	93.15±0.89fg	6.83±0.64def	85.45±0.94def	15.18±1.39bcd	0.74±0.08ef	10.01±1.10cde	211.40±1.06fg
m83xzh-1-9-5	40.20±0.77abcde	4.54±0.57bcde	115.76±5.65cdef	8.93±0.44abcde	93.66±2.02de	13.42±2.07cd	0.49±0.27f	9.00±1.43def	241.28±7.26defg

株系 Strains	地上部鲜重 SFW （g·pot^-1）	地下部鲜重 RFW （g·pot^-1）	地上部氮积累量 SNA （mg·pot^-1）	地上部磷积累量 SPA （mg·pot^-1）	地上部钾积累量 SKA （mg·pot^-1）	地下部氮积累量 RNA （mg·pot^-1）	地下部磷积累量 RPA （mg·pot^-1）	地下部钾积累量 RKA （mg·pot^-1）	养分总积累量 TNA （mg·pot^-1）
m83xzh-1-2-4	39.15±1.23abcde	4.45±0.19cde	134.00±4.49abcde	9.48±0.47abcd	109.98±10.92bcd	17.07±1.36abcd	1.14±0.09abcde	11.43±1.05bcde	283.13±17.91abcde
m83xzh-1-4-4	44.63±3.30ab	6.22±0.63abc	151.52±16.25ab	11.00±0.93a	145.18±13.31a	22.15±1.72a	1.15±0.12abcde	15.27±0.82ab	346.31±30.38a
m83xzh-1-4-6	34.58±1.85bcdef	4.17±0.50de	140.26±3.72abcd	8.45±0.41abcde	130.03±3.33abc	13.36±1.83cd	0.85±0.10def	9.33±1.29de	302.31±4.81abcd
m83xzh-1-4-8	41.76±3.79abcd	4.04±0.69e	156.79±8.47a	10.13±0.89abc	141.65±11.30ab	12.47±2.93d	0.90±0.18cdef	8.86±1.31def	330.84±22.74ab
m83xzh-1-4-13	47.39±2.83a	6.32±0.49ab	137.43±3.40abcde	10.37±0.75ab	141.51±7.46ab	16.60±1.59abcd	0.73±0.09ef	14.13±1.81abc	320.80±8.13abc
m83xzh-1-1-4	27.74±3.27fg	4.39±0.07cde	91.38±5.18fg	6.66±0.50ef	75.96±9.40ef	13.70±0.47bcd	0.74±0.03ef	9.74±0.59cde	198.21±13.09gh
m83xzh-1-1-5	36.11±0.59bcdef	7.39±1.36a	119.06±2.16bcdef	8.46±0.01abcde	104.03±2.05cde	19.97±3.36ab	0.94±0.19cdef	9.71±1.23cde	262.20±5.24cdefg
m83xzh-1-1-6	43.02±3.87abc	5.83±0.53abcde	115.92±10.63cdef	8.78±0.64abcde	81.99±7.92def	15.29±1.26bcd	0.88±0.13cdef	8.27±0.55ef	231.15±20.72efg
m83xzh-1-1-8	33.55±2.64cdefg	5.32±0.31bcde	98.88±4.96f	7.45±0.29cde	86.64±3.97def	15.72±0.79bcd	0.83±0.07def	8.05±1.55ef	217.58±2.97efg
m83xzh-1-2-1	30.15±0.61efg	6.00±0.57abcd	112.64±5.87def	9.66±1.10abc	112.80±9.74bcd	17.29±2.28abcd	0.88±0.28cdef	11.61±3.73bcde	264.90±14.39cdefg
m83xzh-1-2-3	30.58±0.67efg	5.91±0.69abcd	97.80±5.74f	10.09±1.61abc	89.58±7.18def	16.43±2.39abcd	1.32±0.17abcd	17.30±1.29a	232.55±14.49efg
m83xzh-1-2-5	34.67±2.53bcdef	4.90±0.14bcde	122.81±3.93bcdef	10.02±0.63abc	110.30±6.06bcd	14.89±1.28bcd	1.36±0.08abc	14.29±0.15abc	273.69±4.25bcdef
m83xzh-1-4-3	29.92±7.46efg	4.17±0.32de	104.21±25.19ef	7.85±1.24bcde	103.62±16.93cde	13.07±1.11cd	1.11±0.18abcde	10.32±0.70cde	240.20±43.44defg
m83xzh-1-4-10	23.74±2.49g	5.51±0.23bcde	99.55±4.73f	7.48±0.23cde	98.15±5.05cde	17.48±0.38abcd	1.46±0.02ab	8.93±0.59def	233.09±4.91efg
m83xzh-1-4-11	34.11±2.53cdef	5.54±0.38bcde	92.51±4.27fg	6.19±0.30ef	92.02±8.69de	16.99±1.43abcd	1.51±0.16a	13.16±0.54abcd	222.42±14.29efg
m83xzh-1-9-2	31.88±2.06defg	6.13±0.34abc	111.24±2.48def	7.82±0.30bcde	102.47±3.90cde	19.16±0.54abc	0.86±0.08cdef	12.10±0.16bcde	253.67±2.49defg
m83xzh-1-9-4	26.40±1.97fg	4.16±0.15de	93.15±0.89fg	6.83±0.64def	85.45±0.94def	15.18±1.39bcd	0.74±0.08ef	10.01±1.10cde	211.40±1.06fg
m83xzh-1-9-5	40.20±0.77abcde	4.54±0.57bcde	115.76±5.65cdef	8.93±0.44abcde	93.66±2.02de	13.42±2.07cd	0.49±0.27f	9.00±1.43def	241.28±7.26defg

指标Index	变幅Range	均值Average	标准差Standard deviation	变异系数CV （%）
株高PH （cm）	19.60~35.00	25.90	2.89	11.16
茎粗SD （mm）	2.53~3.96	3.30	0.32	9.83
分枝数BN （个Number）	1.40~4.00	2.44	0.51	21.01
真叶数LN （个Number）	48.80~226.00	140.25	37.02	26.39
地上部鲜重SFW （g·pot^-1）	19.15~52.07	34.98	7.70	22.02
地上部干重SDW （g·pot^-1）	2.88~7.47	4.81	1.05	21.83
地下部鲜重RFW （g·pot^-1）	2.89~9.30	5.28	1.22	23.13
地下部干重RDW （g·pot^-1）	0.34~1.00	0.66	0.15	23.08
地上部氮积累量SNA （mg·pot^-1）	74.25~173.46	116.39	23.55	20.23
地上部磷积累量SPA （mg·pot^-1）	5.58~12.47	8.65	1.75	20.21
地上部钾积累量SKA （mg·pot^-1）	62.24~165.19	105.84	24.04	22.71
地下部氮积累量RNA （mg·pot^-1）	6.97~25.40	16.13	3.56	22.06
地下部磷积累量RPA （mg·pot^-1）	0.04~1.82	1.00	0.35	35.06
地下部钾积累量RKA （mg·pot^-1）	4.49~19.71	11.20	3.26	29.07

指标Index	变幅Range	均值Average	标准差Standard deviation	变异系数CV （%）
株高PH （cm）	19.60~35.00	25.90	2.89	11.16
茎粗SD （mm）	2.53~3.96	3.30	0.32	9.83
分枝数BN （个Number）	1.40~4.00	2.44	0.51	21.01
真叶数LN （个Number）	48.80~226.00	140.25	37.02	26.39
地上部鲜重SFW （g·pot^-1）	19.15~52.07	34.98	7.70	22.02
地上部干重SDW （g·pot^-1）	2.88~7.47	4.81	1.05	21.83
地下部鲜重RFW （g·pot^-1）	2.89~9.30	5.28	1.22	23.13
地下部干重RDW （g·pot^-1）	0.34~1.00	0.66	0.15	23.08
地上部氮积累量SNA （mg·pot^-1）	74.25~173.46	116.39	23.55	20.23
地上部磷积累量SPA （mg·pot^-1）	5.58~12.47	8.65	1.75	20.21
地上部钾积累量SKA （mg·pot^-1）	62.24~165.19	105.84	24.04	22.71
地下部氮积累量RNA （mg·pot^-1）	6.97~25.40	16.13	3.56	22.06
地下部磷积累量RPA （mg·pot^-1）	0.04~1.82	1.00	0.35	35.06
地下部钾积累量RKA （mg·pot^-1）	4.49~19.71	11.20	3.26	29.07

指标 Index	株高 PH	茎粗 SD	分枝数 BN	真叶数 LN	地上部鲜重 SFW	地上部干重 SDW	地下部鲜重 RFW	地下部干重 RDW	地上部氮积累量SNA	地上部磷积累量 SPA	地上部钾积累量SKA	地下部氮积累量RNA	地下部磷积累量 RPA
SD	0.013
BN	-0.016	-0.394*
LN	0.016	-0.236	0.649*
SFW	0.412*	-0.031	0.322*	0.261
SDW	0.451*	-0.173	0.344*	0.274*	0.711*
RFW	-0.115	0.158	0.062	0.093	0.102	-0.087
RDW	-0.007	-0.039	0.066	0.045	0.097	-0.035	0.726*
SNA	0.282*	-0.104	0.441*	0.282*	0.754*	0.677*	0.061	0.113
SPA	0.081	-0.185	0.390*	0.197	0.636*	0.565*	0.204	0.314*	0.757*
SKA	0.178	-0.182	0.337*	0.156	0.541*	0.512*	0.140	0.213	0.801*	0.665*
RNA	-0.007	-0.013	0.145	0.082	0.115	-0.054	0.723*	0.596*	0.135	0.195	0.224
RPA	-0.299*	-0.240	0.321*	0.092	-0.021	-0.097	0.285*	0.395*	0.015	0.124	0.166	0.425*
RKA	0.145	-0.078	0.108	0.073	0.121	-0.048	0.352*	0.559*	0.061	0.212	0.197	0.460*	0.559*

一个紫云英F₄重组自交系群体的农艺性状与养分吸收评价

Evaluation of agronomic traits and nutrient absorption of an F₄ recombinant inbred line of Chinese milk vetch （Astragalus sinicus）

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Metrics

主成分 Principal component	初始特征值Initial eigenvalue			提取平方和载入Extracted from eigenvalue
主成分 Principal component	特征值 Eigenvalue	方差贡献率 Variance contribution rate （%）	累积贡献率 Cumulative contribution ratio （%）	特征值 Eigenvalue	方差贡献率 Variance contribution rate （%）	累积贡献率 Cumulative contribution ratio （%）
1	4.56788	32.63	32.63	4.56788	32.63	32.63
2	3.33574	23.83	56.45	3.33574	23.83	56.45
3	2.00316	14.31	70.76	2.00316	14.31	70.76
4	1.22788	8.77	79.53	1.22788	8.77	79.53
5	1.04323	7.45	86.98	1.04323	7.45	86.98
6	0.53006	3.79	90.77
7	0.43674	3.12	93.89
8	0.34990	2.50	96.39
9	0.23754	1.70	98.09
10	0.11214	0.80	98.89
11	0.05951	0.43	99.31
12	0.04732	0.34	99.65
13	0.03356	0.24	99.89
14	0.01533	0.11	100.00

指标变量Index	主成分1 Principal 1	主成分2 Principal 2	主成分3 Principal 3	主成分4 Principal 4	主成分5 Principal 5
株高PH	0.151	-0.247	0.272	-0.504	0.252
茎粗SD	-0.138	-0.182	0.458	0.360	-0.027
分枝数BN	0.294	0.108	-0.455	0.227	0.137
真叶数LN	0.243	-0.002	-0.436	0.022	0.452
地上部鲜重SFW	0.380	-0.116	0.213	0.071	0.133
地上部干重SDW	0.362	-0.299	-0.042	-0.060	0.092
地下部鲜重RFW	0.095	0.379	0.266	0.301	0.405
地下部干重RDW	0.090	0.418	0.206	-0.320	0.101
地上部氮积累量SNA	0.417	-0.133	0.055	0.191	-0.256
地上部磷积累量SPA	0.409	0.068	0.065	-0.092	-0.153
地上部钾积累量SKA	0.369	-0.024	0.148	0.147	-0.439
地下部氮积累量RNA	0.100	0.398	0.234	0.314	0.172
地下部磷积累量RPA	-0.024	0.395	-0.255	0.002	-0.435
地下部钾积累量RKA	0.178	0.368	0.104	-0.445	-0.109

指标 Index	类群Group
指标 Index	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
地上部鲜重SFW （g·pot^-1）	42.09	36.45	29.43
地上部干重SDW （g·pot^-1）	5.53	5.05	4.16
地下部鲜重RFW （g·pot^-1）	5.19	5.61	5.00
地下部干重RDW （g·pot^-1）	0.64	0.69	0.65
地上部氮积累量SNA （mg·pot^-1）	146.51	118.78	96.79
地上部磷积累量SPA （mg·pot^-1）	10.00	9.03	7.51
地上部钾积累量SKA （mg·pot^-1）	139.60	102.18	90.21
地下部氮积累量RNA （mg·pot^-1）	16.15	16.73	15.51
地下部磷积累量RPA （mg·pot^-1）	0.91	0.94	1.11
地下部钾积累量RKA （mg·pot^-1）	11.90	10.92	11.08
总份数Sum	4	7	7

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