山黧豆(Lathyrus sativus L.)种质资源评价

摘要

牧草在畜牧业发展、生物多样性保护、环境保持和土壤改良等多方面都具有重要作用。开展牧草种质资源评价研究，可深入了解种质材料的特性并获得优异的基因资源，是牧草育种工作的首要任务。山黧豆抗旱、耐涝、耐贫瘠、产量稳定，品质性状好，可作为牧草、绿肥或饲食两用作物，具有较高的经济价值。 本研究从国际家畜研究所(International Livestock Research Institute ILRI)引进了50份山黧豆种质材料，分别在中国的兰州大学榆中校区和ILRI的埃塞俄比亚的Debre Zeit试验站评价了产量性状(干草、秸秆和种子产量，每株生殖枝数，每生殖枝荚果数，每荚果种子数，百粒重，开花期，种子成熟期和收获指数等)，采用近红外光谱技术(Near Infrared Reflectance Spectroscopy NIRS)技术评价了饲草(开花期)和秸秆的品质性状(DM，OM，CP，NDF，NDFD，TIVOMD和P含量等)，应用了多因素方差分析、通径、主成分和聚类分析等统计方法进行了多方位和综合评价。旨在深入了解山黧豆种质资源特性及其与环境的互作，为不同性状的育种筛选优异材料。主要结果如下： 1、山黧豆的产量性状和品质性状均具有较大的变异性：如50个山黧豆品系在中国开花期的草产量变化范围为144.67-732.67 Kg/ha，在埃塞俄比亚为437.73-975.40 Kg/ha；其开花期蛋白含量在中国的变化范围为28.94％-35.27％，在埃塞俄比亚为26.62％-38.12％。 2、基因型、环境及两者的互作显著影响山黧豆的产量性状表现，具体表现为：干草、秸秆和种子产量、百粒重、开花期、种子成熟期和收获指数等性状主要由环境效应决定，表现为环境>基因型>基因型×环境：生殖枝数和每株豆荚数表现为环境>基因型×环境>基因型；而每荚种子数只受基因型的极显著影响，环境及二者的互作不显著。 3、山黧豆种子产量高，在中国和埃塞俄比亚的平均产量分别为822.93与959.25 Kg/ha。对种子产量构成因素的分析发现，秸秆产量和收获指数是影响种子产量的直接因素，如在中国其直接相关系数分别为0.9474和0.8968，而在埃塞俄比亚则分别为0.806和1.057。 4、山黧豆品质性状较好，其开花期平均蛋白含量在中国和埃塞俄比亚分别为31.99％和32.60％，即使在成熟期，其蛋白含量也分别可达18.62％和12.04％。但其纤维含量较高，开花期在中国和埃塞俄比亚的中性纤维平均含量分别为32.96％和29.38％，到成熟期显著增加到42.04％和49.58％，说明降低纤维含量是培育优质山黧豆品种的重要目标。 5、获得一些具有优异产量性状的种质材料，如可以作为选育绿肥和饲用作物的基础材料在中国为种质5340，5344和5280，在埃塞俄比亚为种质5321，5332，5337与5380；可以作为选育食用和饲食两用的基础材料在中国为种质5404，在埃塞俄比亚为5337；种质5404和5415在中国可以作为食用作物的基础材料，而在埃塞俄比亚则为种质5325，5326和5329。 6、获得一些具有优异品质性状的种质材料，如开花期种质5358，5312，5396和5339在中国选育的基础材料，而在埃塞俄比亚则为种质5325，5363，5350和5354；成熟期种质5345和5362在中国可以作为选育的基础材料，在埃塞俄比亚为5334和5344。 7、通过对不同种质材料在两地和两个收获期的大量样本的分析，获得了NDF，CP与TIVOMD的NIRS定标方程，可以运用到山黧豆品质性状评价以及标准制定。 8、通过对山黧豆产量性状与品质性状的主成分和聚类分析，提出了山黧豆的综合评价方法。 本研究创新之处在于首次将NIRS技术用于山黧豆品质研究，在中国首次系统地开展了山黧豆种质资源的评价工作。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

第二章国内外研究进展

第一节山黧豆概述

1.1山黧豆来源及分布

1.2生物学及其农艺特性

1.3产量及其品质性状

第二节种质资源评价

2.1牧草种质资源

2.2牧草种质资源的地位和作用

2.3牧草种质资源评价研究概况

2.4山黧豆种质资源评价的研究进展

第三节近红外反射光谱技术在种质资源评价中的应用

3.1近红外光谱技术的技术原理

3.2近红外光谱技术定量分析过程

3.3近红外光谱技术的特点

3.4影响近红外光谱分析结果的主要因素

3.5近红外光谱技术在种质资源评价中的应用

第三章材料与方法

3.1供试材料

3.2研究方法

3.3光谱分析

第四章山黧豆产量性状的变异分析及其综合评价

第一节山黧豆种质的产量性状变异及其与环境互作

4.1.1材料与方法

4.1.2结果

4.1.3讨论

第二节山黧豆种质产量性状综合评价

4.2.1材料与方法

4.2.2结果

4.2.3讨论

第五章山黧豆品质性状的变异分析及其综合评价

第一节山黧豆种质的品质性状变异及其与环境互作

5.1.1材料与方法

5.1.2结果

5.1.3讨论

第二节山黧豆品质性状综合评价

5.2.1材料与方法

5.2.2结果

5.2.3讨论

第六章种子产量的构成因素分析

6.1材料与方法

6.2结果

6.3讨论

第七章总体讨论与结论

7.1山黧豆种质资源评价

7.2 NIRS技术在山黧豆种质资源评价中的应用

7.3种质资源综合评价体系的建立

7.4结论与创新点

参考文献

在学期间研究成果

致谢