彭京伦
Grassland Research | 加州大学E. Charles Brummer教授等:基于多点试验的紫花苜蓿秋眠
2023-9-23 08:49
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Grassland Research | 加州大学E. Charles Brummer教授等:基于多点试验的紫花苜蓿秋眠性测定

草地研究GR 草地研究GR --- Grassland Research草业科学领域国际学术期刊

苜蓿主要种植于世界各地温带地区,其适应范围从亚热带干旱区到60° N的亚寒带地区。在整个环境梯度中,苜蓿种质间区分的主要性状之一是秋眠性(FD, fall dormancy)的表现程度。在紫花苜蓿(Medicago sativa)中,秋眠性被定义为在夏末和秋季随着气温下降和光周期缩短,出现植物生长缓慢和匍匐枝条增加的现象。紫花苜蓿种质表现出广泛的秋眠性反应,反映了其生态适应的广度。秋眠性等级分为极休眠型(FDR, fall dormancy rating 1 ~ 2)、休眠型(FDR 3 ~ 4)、一般休眠型(FDR 5)、半休眠型(FDR 6 ~ 7)、不休眠型(FDR 8 ~ 9)和极不休眠型(FDR 10 ~ 11)。目前主要用秋眠性标准试验来比较品种和鉴定适合不同生产环境的品种,但很少有公开发表的证据支持测试在不同地点和年份是稳定的。此外,标准试验既耗费时间又耗费空间,除休眠评估外,试验没有产生其他有用的数据。对于高密度商业化生产的紫花苜蓿而言,在高密度生产条件下与标准试验条件下秋眠性等级存在差异。针对以上问题,美国加州大学戴维斯分校的E. Charles Brummer教授联合威斯康星大学、康奈尔大学等机构的学者测试了多环境、不同种植条件下苜蓿的秋眠性。

试验用20个品种,包含12个秋眠性标准对照品种和8个秋眠性等级3-10 的商业种,在5个不同地域环境同时开展试验。2015年在每个地点同时设置2个试验,“间隔植物试验”遵循秋眠性标准试验流程,每个小区25株,株距30 cm,行距60 cm,共4个重复。在标准的田间密度下,使用小地块播种机进行了单独的“草地试验”,小区面积为1 m × 3 m,播种量为15 kg ha-1。高密度试验小区在间隔植物试验移栽的同一天直接播种,每个地点采用与间隔植物试验相同的试验设计。

研究结果表明,通过5个环境评估,可以获得可靠的FDR值所需的环境样本量。尽管不同环境间的FDR相关性很高,但实际的FDR值还是存在差异,因此在更多的测试环境中估计FDR会获取更稳定的FDR。将2015年五个地点的总体分析作为"真实"的FDR,则可以通过从位置的子集估计FDR来评估FDR值的偏差量。从有限的数据集来看,无法提供一个确定的最小位置数来可靠地估计FDR。然而,研究发现在3个位置上,特别是在草地试验中,估计的FDR接近真实值。因此,需要为一个新品种开发一个稳健的FDR,则需要在4个或更多的不同位置进行评估。草地试验的偏差范围较小,表明FDR可能比间隔植物试验在更少的环境样本中能够被区分。此外,多年品种试验小区使育种家能够估计试验的每一年的FDR,与单年间隔种植试验相比,增加了用于确定FDR的额外数据。

因此,通过多年多点测定秋眠性,将有助于更准确地确定一个种质的秋眠等级。将秋眠性测试与现有的产量试验相结合,能够有助于收集更多数据,比单独的间隔植物试验更实用。

Figure 1. Relationship of fall dormancy ratings (FDR) determined on sward versus spaced planted trials across all locations in 2015 and 2016.

Table 1. Plant height and fall dormancy ratings of alfalfa cultivars grown in both spaced‐planted and sward trials across locations in 2015.

Table 2. Plant height and fall dormancy ratings of alfalfa cultivars grown in both spaced‐planted and sward trials across locations in 2016.

Table 3. Coeffificients of determination (R2) for the fall dormancy regression equations developed in each of the five locations and across all locations for both spaced plant and sward‐ ype trials in 2 years.

Table 4. Pearson correlations of fall dormancy ratings between spaced planted trials (above diagonal), between sward trials (below diagonal), and between sward and spaced planted trials (on diagonal) in 2015.

Table 5. Pearson correlations of fall dormancy ratings between spaced planted trials (above diagonal), between sward trials (below diagonal), and between sward and spaced planted trials (on diagonal) in 2016.

Table 6. Pearson correlation between 2015 and 2016 fall dormancy ratings in spaced planted and sward trials within each location and across all locations.

Table 7. Mean standard deviation across 20 alfalfa cultivars for FDR was estimated from various numbers of test locations and the mean maximum and minimum deviation of FDR of individual cultivars computed across one to four locations when compared to the FDR from the overall analysis across five locations for both spaced plant and sward plot trials in 2015

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原文链接:onlinelibrary.wiley.com

内容来源:Grassland Research(草地研究)(投稿:2023-2-9;接收:2023-2-27;刊发:2023-03-29)

DOI:doi.org/10.1002/glr2.12

引用格式:Newell, S. A., Undersander, D. J., Viands, D., Hansen, J., Orloff, S., Putnam, D. H., & Brummer, E. C. (2023). Estimation of alfalfa fall dormancy using spaced plant and sward trials across multiple environments. Grassland Research2(1),15–21.

文章信息编译者:张正社 青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室 助理研究员

说明:该文仅代表编译者对论文的理解,如需参考和引用相关内容,请查阅原文。

期刊介绍

Grassland Research是我国草业科学领域第一本国际学术期刊,季刊,由中国草学会和兰州大学共同主办。该刊受中国科技期刊卓越计划高起点新刊项目支持,由国际出版集团John Wiley & Sons Australia, Ltd.提供出版及宣传服务,于2022年正式出版。

Grassland Research论文刊发范围广,综合性强。从分子到全球变化层面,全维度聚焦草业科学及其在人类可持续发展中的作用。期刊将刊登天然草原,栽培草地、草坪和生物能源作物,以及草地生态系统三大板块的基础性和应用性研究成果、综述、论点等类型的文章。优先考虑发表青年学者优秀研究成果,期待成为青年科学家喜爱的国际学术交流主阵地。

在创刊前三年,Grassland Research将免收版面费,以OA形式通过全球化出版平台Wiley Online Library出版。

排版 | 王楚怡

执行编辑 | 王楚怡

审核 | 武艳培 彭京伦 王新宇


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