19份草木樨种质农艺学与品质性状初步评价

骆 凯，狄红艳，张吉宇，王彦荣，李治钱

(草地农业生态系统国家重点实验室 兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州 730020)

19份草木樨种质农艺学与品质性状初步评价

骆 凯，狄红艳，张吉宇，王彦荣，李治钱

(草地农业生态系统国家重点实验室 兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州 730020)

对19份从国内外引进的二年生草木樨(Melilotus)种质在甘肃榆中进行农艺学和品质性状初步评价。结果表明，引进种质均较抗白粉病，其中株高、风干质量、酸不溶灰分含量、香豆素含量变异大；引进的草木樨种质株高均显著高于(P<0.05)对照(LX05和LX03)，其中75%以上引进种质的风干质量显著(P<0.05)高于对照。相关分析表明，株高与风干质量、叶茎比与粗蛋白呈显著(P<0.05)正相关，叶茎比与中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维分别呈显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)负相关。对9个性状指标进行主成分分析，提取纤维因子、生物量因子、株高因子、品质因子和香豆素因子5个主成分，5个因子累计贡献率达到了91.936%。采用欧氏距离类平均法以株高等9个农艺、品质性状为指标将供试草木樨聚成5类，其中第2类群的PI595388、PI595393和Ames25658农艺性状综合表现最好。通过比较不同种质间风干质量、香豆素含量和粗蛋白含量，筛选出高生物量、高粗蛋白且低香豆素的种质为PI552553、Ames25658、PI593233、PI595388和PI595393。

草木樨；农艺学；品质；香豆素

草木樨属(Melilotus)为豆科一年生或二年生草本植物[1]，主要分布于欧洲、北非和中亚，在我国主要分布于西北、华北、东北，其中白花草木樨(M.alba)和黄花草木樨(M.officinalis)为该属最常见的栽培利用种。草木樨生命力强，具有抗旱、抗寒、耐贫瘠、耐盐碱、生长快等特点，其用途广泛，可当作防风固沙、保持水土，改善土壤肥力的生态草种植[2-3]，也可用作绿肥和蜜源植物[4-5]，近年来，草木樨的药用价值也越来越得到重视[6]。营养价值方面，草木樨干草含粗蛋白质12%～24%，无氮浸出物33%～42%，是一种优良的牧草[7]。但草木樨含有香豆素(Coumarin)，在草产品的加工和储藏过程中，不具有毒性的香豆素在霉菌的作用下可转变成具有毒性的双香豆素(Dicoumarin)。双香豆素是一种抗凝剂，能使家畜在饲喂之后产生出血性贫血等中毒病症[8-9]，严重影响草木樨作为饲草饲料的利用价值。因此，草木樨香豆素含量的高低是限制其能否作为优异饲草利用的关键。作为草木樨的关键品质性状，香豆素含量可以通过遗传改良达到降低的目的；然而，作为草木樨遗传改良基础的种质资源研究在我国起步较晚且低香豆素品种资源匮乏。目前，用于生产的品种仅有斯列金1号黄花草木樨、天水黄花草木樨和天水白花草木樨，且均含一定量的香豆素。同时，草木樨的农艺学和品质性状的改良也急需广泛的遗传资源。因此，草木樨种质资源的评价对于草木樨的改良与合理利用将起着决定性作用；鉴于此，兰州大学草地农业科技学院从国内、外引进101份草木樨种质资源，在甘肃榆中进行引进种质资源的适应性评价。本研究着重探讨表现优异的19份二年生草木樨种质资源的农艺学和品质性状，以期为选育农艺和品质性状优良且适于国内推广的低香豆素草木樨品种提供种质材料和理论依据。

1 材料与方法

1.1试验地概况

试验在兰州大学草地农业科技学院榆中试验站进行(35°57′ N，104°09′ E)。试验地海拔约1 720 m，属大陆性半干旱气候，年均温 6.7 ℃，年降水量382 mm，蒸发量1 343 mm，无霜期90～140 d，年日照时数约2 600 h，土壤为黄绵土。

1.2试验材料

19份白花草木樨和黄花草木樨种质材料中17份材料引自美国国家植物种质资源库(National Plant Germplasm System, NPGS)，两份材料(LX03和LX05)来自国内(表1)。

1.3试验设计及田间管理

供试材料于2012年春季用育苗钵育苗，每份材料保苗60株。幼苗高度高于5 cm时，将其移栽至大田。大田采用小区方式单株种植，小区面积3 m×3 m，种植行距为30 cm，单株株距为30 cm，每行作为1个重复，共6个重复。移栽后适量浇水，及时除杂除莠，试验期内无施肥和农药处理。

1.4测定项目及方法

1.4.1白粉病感病程度 参考Xie等[10]的方法，在叶片感染白粉病最严重的秋季使用目测法观察，对白粉病感病程度进行分级，抗病等级从1到4级分别表示高抗病、抗病、易感、高度易感。

1.4.2农艺学和品质指标 株高(Plant Height，PH)，各重复随机取5株，测量从地面至植株的最高部位的绝对高度，求其平均值；风干重(Air Dry Weight，ADW)，测定株高后，各重复分别取2株，共12株，在自然条件下风干10～15 d至恒重，分别称取各单株的质量，求其平均值；叶茎比(Leaf to Stem Ratio，LSR)，将测定风干重量后的单株分别将茎、叶(包括叶片、叶柄、托叶、花序)按两部分分开，分别测定各单株茎和叶的质量，求叶茎比。叶茎比=叶质量/茎质量。之后每4个单株随机混合，粉碎后进行品质指标测定；中性洗涤纤维(Neutral Detergent Fiber，NDF)、酸性洗涤纤维(Acid Detergent Fiber，ANF)、酸性洗涤木质素(Acid Detergent Lignin，ADL)、酸不溶灰分(Acid-insoluble Ash, AIA)使用ANKOM滤袋技术，采用Van Soest等[11]的方法测定；粗蛋白(Crude Protein，CP)，采用凯氏定氮法测定[12]；香豆素(Coumarin，Cou)，参照汤春妮[13]的提取液配比，在50%乙醇中以1∶10的料液比加入1 g草木樨粉末，30 ℃下超声波提取3次，每次提取40 min，合并滤液，使用旋转蒸发仪将滤液浓缩至干，定容后，以310 nm作为检测波长，使用分光光度法检测。其中标准曲线为Y=0.544 8X，R2=0.999 4。

1.5数据分析

使用Excel 2010进行数据统计，用SPSS 17.0软件对数据进行多重比较(LSD法)、Pearson相关分析、主成分分析和聚类分析。

2 结果与分析

2.1供试草木樨农艺学性状分析

对供试19份草木樨种质白粉病害感染程度的观察，高抗白粉病的种质有6份，抗白粉病的种质有7份，易感白粉病的种质有6份，供试材料均未发生高度易感白粉病(表2)。

表1 供试草木樨种质的基本情况Table 1 Detailed information of tested Melilotus

表2 供试草木樨白粉病抗性Table 2 Powdery mildew resistance of the Melilotus accessions

以来自国内的种质LX05和LX03分别作为白花草木樨和黄花草木樨对照，研究发现引进种质的植株皆显著(P<0.05)高于对照，且变异系数均在20%以上；株高分别为白花草木樨种质PI629290与黄花草木樨种质PI595393最高，比对照分别高出117.83%和135.29%。叶茎比，白花草木樨除了PI629290、PI593233和PI342765，其余种质皆显著(P<0.05)高出对照21.47%～69.97%；黄花草木樨种质以Ames25658的叶茎比最大，其后依次为Ames22891、Ames2411、PI552554，以上4份黄花草木樨种质叶茎比显著(P<0.05)高出对照10.42%～17.03%(表3、表4)。

单株风干质量的表现上，引进的7份白花草木樨种质显著(P<0.05)高出对照60.25%～116.33%(表3)；10份引进的黄花草木樨种质除了PI552554外皆高于对照，其中PI595393、PI595388、Ames25658、PI552553、PI499553显著高于对照(P<0.05)，高出29.16%～103.62%(表4)。

表3 供试白花草木樨农艺学性状Table 3 Agronomy traits of the M.albus germplasm

表4 供试黄花草木樨农艺学性状Table 4 Agronomy traits of M.officinalis germplasm

2.2供试草木樨品质性状分析分析

引进白花草木樨中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素的变异系数分别为5.70%、8.39%和13.33%(表5)。除PI297086和PI593233两份种质外，其他种质中性洗涤纤维皆显著(P<0.05)低于对照；酸性洗涤纤维，PI504542、Ames21248显著低于对照(P<0.05)；酸性洗涤木质素显著(P<0.05)低于对照的种质有4份，其中以PI504542的含量最低，低于对照18.67%。黄花草木樨种质中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素的变异系数分别为5.74%、7.56%和13.17%(表6)。其中引进种质的中性洗涤纤维皆显著低于(P<0.05)对照；而酸性洗涤纤维显著(P<0.05)低于对照的种质共有5份，含量从低到高依次是Ames24111、PI552554、Ames25658、PI595394和PI595388；酸性洗涤木质素除了PI595388、PI595393、Ames25658种质外，其余种质皆显著(P<0.05)低于对照。

表5 供试白花草木樨品质性状Table 5 Quality traits of M.albus germplasm %

表6 供试黄花草木樨品质性状Table 6 Quality traits of M.officinalis germplasm %

引进的白花草木樨种质粗蛋白含量显著(P<0.05)高于对照的种质有Ames21248、PI629290和PI342765，分别高出对照17.55%、8.39%和7.93%(表5)，引进黄花草木樨种质的粗蛋白含量均显著高于对照，比对照高出16.16%～27.15%(表6)。

引进草木樨种质酸不溶灰分的变异系数均较大。白花草木樨种质PI595392的酸不溶灰分显著(P<0.05)高于对照(表5)，黄花草木樨种质酸不溶灰分显著(P<0.05)高于对照的种质共4份，从高到低依次是Ames25658、Ames24111、PI595388和PI595393(表6)。

供试草木樨材料间香豆素含量差异较大，白花草木樨种质和黄花草木樨种质的变异系数分别为59.02%和44.31%。引进的白花草木樨种质除了PI504542外，其他种质的含量皆显著(P<0.05)低于对照，其中PI297086的香豆素含量最低，为0.08%，几乎达到零香豆素水平(表5)。黄花草木樨种质中只有Ames25658的香豆素含量显著(P<0.05)低于对照(表6)。

2.3供试草木樨性状相关分析

19份草木樨材料的农艺性状和品质性状简单相关分析结果表明(表7)，风干质量与株高显著正相关(r=0.484)(P<0.05)；叶茎比与粗蛋白含量显著正相关(r=0.509)(P<0.05)；而叶茎比与中性洗涤纤维含量、酸性洗涤纤维含量分别呈显著(P<0.05)、极显著(P<0.01)负相关。粗蛋白含量与中性洗涤纤维含量、酸性洗涤纤维含量相关系数分别为-0.732和-0.580，呈极显著负相关(P<0.01)；中性洗涤纤维含量与酸性洗涤纤维含量、酸性洗涤木质素含量相关系数分别为0.793(P<0.01)和0.547(P<0.05)。酸性洗涤纤维与酸性洗涤木质素相关系数为0.613(P<0.01)。

2.4供试草木樨主成分分析

对供试的19份草木樨种质的9个性状指标进行主成分分析，共得出9个主成分。其中，前5个主成分的累计贡献率达到了91.936%，根据累计贡献率大于85%的标准，可认为前5个主成分基本代表了9个性状的绝大部分遗传信息[14]。

第1主成分的方差贡献率为38.832%，其中酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维的载荷值较高，粗蛋白负值较大，可以认为第1主成分是反映纤维素含量的因子。第2主成分的方差贡献率为19.645%，其中风干质量的载荷值最大(0.888)，可称第2主成分为生物量因子。第3主成分的载荷值最大的是株高，可称该主成分是反映株高的因子。第4主成分载荷值较高的是酸性洗涤木质素和粗蛋白含量，酸性洗涤木质素和粗蛋白主要反映草木樨的品质，故可称第4主成分为品质因子。第5主成分以香豆素的载荷值最大(0.673)，该主成分可称作香豆素因子。

通过以上分析可以看出，在对草木樨种质进行改良时，第1主成分应尽量低，因为纤维含量的降低能提高粗蛋白含量。第2主成分中，生物量与酸不溶灰分呈正相关，与香豆素呈负相关，应尽量增加。第3主成分不宜过高，因为株高的增大可能会导致叶量降低、酸不溶灰分含量降低且香豆素含量增高。第4主成分应适当控制，因为粗蛋白的增加可能会导致植株木质化。第5主成分中香豆素占主导地位，因此该主成分越低越好。

表7 供试草木樨材料农艺学与品质性状相关分析Table 7 Correlation analysis of agronomy and quality traits of Melilotus

注：*和**分别表示显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)相关。

Note：* and ** mean significant correlation at 0.05 and 0.01 level, respectively.

表8 供试草木樨的主成分分析Table 8 Principal component analysis of Melilotus

2.5供试草木樨聚类分析

以种质资源的农艺学和品质性状数据为指标，采用欧式距离类平均法对19份草木樨种质进行系统聚类分析，结果表明(图1)，供试草木樨材料在欧氏距离d=20的水平上可划分为5个类群。第Ⅰ类群共有10份种质，分为两个亚类，其中PI634019、Ames22891、PI552554、Ames21248、PI552553聚成了该类群的第一亚类，PI595394、PI499553、PI342765、PI504542、PI620290聚成另一亚类。第Ⅰ类群的种质大都是纤维含量偏低、粗蛋白含量较高、风干质量及其他品质指标表现一般。第Ⅱ类群有PI595388、PI595393和Ames25658这3份黄花草木樨种质，该类群纤维含量较低、生物量高、粗蛋白含量丰富且香豆素含量较低，是优良的草木樨种质。第Ⅲ类群由两份种质聚成，分别是PI595392和Ames24111，该类群的特点是纤维含量低、叶茎比与酸不溶灰分高，但其他性状表现一般。第Ⅳ类群也是由两份种质聚成，分别是PI593233和PI297086，这一类群的特点是纤维素含量高、粗蛋白含量低，但其香豆素含量低，可作为低毒种质加以改良。采自国内的两份对照种质LX05和LX03聚成第Ⅴ类群，其特点是木质素含量高、植株较矮且单株风干重较小。

2.6优良性状草木樨种质筛选

设定风干质量大于28 g·株-1、香豆素含量小于0.4%为分界点，从19份供试草木樨种质中筛选出生物量高且香豆素含量低的种质3份(图2)，分别是黄花草木樨种质PI552553、Ames25658和白花草木樨种质PI593233。同样设定风干质量大于28 g·株-1，且粗蛋白含量大于14%，筛选出生物量高且粗蛋白含量高的种质4份(图3)，分别是PI552553、Ames25658、PI595388和PI595393，这4份种质皆为黄花草木樨。

3 讨论与结论

草木樨作为一种很有推广前景的牧草，其生产和利用价值越来越得到人们的关注。葛文华和何世炜[15]在景泰引黄灌区多维用地用四年四区粮草种植模式种植二年生草木樨，提高了作物的经济效益。宿庆瑞[16]利用草木樨与玉米(Zeamays)间作种植方式养奶牛，比单种玉米养奶牛经济效益平均增长8.03%。因此，选育出优良的草木樨品种成为提高草木樨利用价值的重要环节。

本试验通过第1年的比较，19个引自国内外的草木樨种质农艺性状均表现良好，其中引进种质的植株都较采自国内的对照种质高大，其风干质量也高于对照。白粉病感病情况方面，有13份种质抗白粉病能力比对照强，这说明供试种质对当地生态环境的适应性较强，具有较高的推广和育种价值。

图1 基于农艺学和品质性状的草木樨种质聚类图Fig.1 Dendrogram of cluster based on agronomy and quality traits of Melilotus

图2 供试草木樨风干质量与香豆素散点图Fig.2 The scatter diagram of the tested Melilotus on air dry weight and coumarin content

图3 供试草木樨风干质量与粗蛋白散点图Fig.3 The scatter diagram of the tested Melilotus on air dry weight and crude protein

营养价值方面，粗蛋白是衡量豆科牧草营养价值的重要指标。中性洗涤纤维含量与家畜采食率有关，并与家畜吸收率成负相关关系[17]。酸性洗涤纤维含量影响饲草的消化率[18]。格根图等[19]报道，草木樨干物质的中性洗涤纤维含量为51.59%，酸性洗涤纤维含量为30.01%；顾雪莹等[20]报道，白花草木樨干物质的中性洗涤纤维为42.96%、酸性洗涤纤维30.01%、粗蛋白含量20.68%。中国农业科学院畜牧研究所测定出草木樨的粗蛋白质含量为17.84%[21]，本研究测定的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维与上述报道相似，粗蛋白含量较后者偏低，这种差异可能由于试验材料为烘干材料或自然风干材料而引起的。测定越年生牧草中威胁动物健康的成分含量，如草木樨属中的香豆素，对改善牧草品质具有重要意义[22]。Nair等[23]用高效液相色谱法测定了包含草木樨属15个种约149份材料的香豆素含量，结果表明，草木樨的香豆素含量一般在0.08%～1.30%。本试验采用分光光度计法，测定出19份草木樨种质的香豆素含量在0.08%～1.02%，与上述报道基本吻合。

在选育草木樨高产品种时往往很难兼顾到营养品质，本研究通过对草木樨农艺性状与品质性状进行简单相关分析，结果表明，供试草木樨种质株高与风干质量呈显著(P<0.05)正相关；叶茎比与粗蛋白含量呈显著(P<0.05)正相关，与中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维分别呈显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)负相关。这是由于叶片中的蛋白质含量高于茎和枝条，而纤维素主要存在于茎和枝条中，这与高永格等[24]对紫花苜蓿(Medicagosativa)的研究结果相似。因此，在草木樨的引种和选育工作中，在田间可根据株高和叶量间接预测出该品种的生物量、粗蛋白和纤维素含量，提高育种工作的效率。

近年来，通过主成分分析法对种质资源进行评价已有相关报道[25-28]。本研究对供试草木樨9个农艺学和品质性状进行主成分分析，共得出累计贡献率大于85%的5个主成分，分别为纤维因子、生物量因子、株高因子、品质因子和香豆素因子。通过对这5个相互独立的因子进行调整，能够有效地改良草木樨的品质。对19份草木樨种质进行聚类分析，使性状相似的种质聚为一类，克服了对几个性状直观分类的弊端，为从供试草木樨中筛选出优良种质提供客观的依据。从聚类结果来看，第Ⅱ类群的种质纤维含量低、生物量高、粗蛋白含量丰富且香豆素含量偏低，总体优于其他类群。

从19份草木樨种质中筛选出高生物量、低香豆素种质PI552553、Ames25658和PI593233，以及高生物量和高粗蛋白种质PI552553、Ames25658、PI595388和PI595393，可为今后选育农艺和品质性状优良且适于国内推广的低香豆素草木樨品种提供种质材料。

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(责任编辑 武艳培)

2014年10月国际市场主要饲料与畜产品价格分析

10月国际饲料价格跌涨互现，国际畜产品继续呈现增长趋势。

一．大豆、豆粕、豆粉、棉籽饼和苜蓿粉价格下降，玉米、高粱和菜籽价格上涨

10月国际大豆、豆粕、豆粉、棉籽饼和苜蓿粉平均价格分别为354.44、345.34、364.42、394.24和275.00 USD·t-1,环比分别下降3.8%、7.8%、31.8%、0.2%和8.0%。玉米、高粱和菜籽平均价格为137.56、129.18和381.09 USD·t-1,环比分别上涨4.0%、3.2%和1.4%。

二．牛肉、羊羔肉和羊肉价格继续上涨，瘦肉猪和育肥牛价格上涨，猪肉和牛奶价格下降，鸡肉价格与上月持平

10月国际牛肉、羊羔肉和羊肉平均价格分别为6.07、4.20和2.49 USD·kg-1,环比分别上涨7.7%、2.6%和12.6%。瘦肉猪和育肥牛平均价格分别为2.15和5.28 USD·kg-1,环比分别上涨7.8%和22.0%。猪肉和牛奶平均价格分别为1.87和0.43 USD·kg-1,环比分别下降9.0%和2.6%。鸡肉平均价格为2.51 USD·kg-1，与9月份持平。

图1 2014年10月国际市场主要饲料与畜产品价格

数据来源：国际市场商品价格网 http://price.mofcom.gov.cn/；中国农业信息网 http://www.agri.gov.cn/；鸡肉 http://www.indexmundi.com/；羊羔肉、羊肉 http://www.interest.co.nz/rural；牛肉http://www.thebeefsite.com/；猪肉 http://www.thepigsite.com/；货币汇率：http://qq.ip138.com/hl.asp。

(兰州大学草地农业科技学院 王迎新 整理)

PreliminaryevaluationofagronomyandqualitytraitsofnineteenMelilotusaccessions

LUO Kai, DI Hong-yan, ZHANG Ji-yu, WANG Yan-rong, LI Zhi-qian

(State Key Laboratory of Grassland Agro-ecosystems, College of Pastoral Agriculture Science and
Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730020, China)

The agronomy and quality traits of nineteen introduced biennialMelilotusaccessions were preliminarily evaluated in Yuzhong, Gansu Province.The results showed that the introduced accessions always performed better and plant height, air dry weight, acid detergent lignin and coumarin content have great variations.The plant height of overseasMelilotusaccessions were significantly higher (P<0.05) than that of the domestic accessions (LX05 and LX03), and air dry weight of over 75% of accessions were significantly higher (P<0.05) than that of the domestic accessions.The coefficient variation (CV) of coumarin content was the greatest among all traits (49.12%).The plant height had significantly positive correlations with air dry weight (P<0.05).The ratio of leaf to stem had significantly positive correlations with crude protein (P<0.05) whereas it had significantly negative correlations with neutral detergent fiber(P<0.05) and acid neutral detergent (P<0.01).Through principal component analysis (PCA) with nine character indices, five principal components were fiber factor, biomass factor, plant height factor, quality factor and coumarin factor.NineteenMelilotusaccessions were divided into five groups through the cluster analysis and group Ⅱ was the best.PI552553, Ames25658, PI593233, PI595388 and PI595393 were selected as the better performance accessions with higher biomass, lower coumarin content and higher crude protein.

Melilotus; agronomy; quality; coumarin

WANG Yan-rong E-mail:yrwang@lzu.edn.cn

2013-08-05 接受日期：2013-09-07

公益性行业(农业)科研专项课题(20120304205)；甘肃省农业生物技术研究与应用开发项目(GNSW-2011-16)

骆凯(1990-)，男，海南儋州人，在读博士生，研究方向为牧草种质资源评价与创新。E-mail:luok08@lzu.edu.cn

王彦荣(1956-)，女，吉林大安人，教授，博士，研究方向为牧草育种与种子学。E-mail:yrwang@lzu.edn.cn

S551+.6

：A

：1001-0629(2014)11-2125-10

10.11829j.issn.1001-0629.2013-0455