Crops ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (4): 72-78.doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.04.010

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Diversity Analysis of Mineral Elements in Oat Germplasm Resources

Qi Bingjie1(), Wang Min1(), Zhang Zhiyong2, He Xin1, Liu Jinghui1()   

  1. 1Collaborative Innovation Center of Inner Mongolia Agricultural University/National Outstanding Talents and Innovation Team in Agricultural Scientific Research, Hohhot 010019, Inner Mongolia, China
    2Inner Mongolia Academy of Agriculture and Animal Husbandry, Hohhot 010031, Inner Mongolia, China
  • Received:2019-12-16 Revised:2020-04-19 Online:2020-08-15 Published:2020-08-11
  • Contact: Liu Jinghui E-mail:qbjzzy@126.com;15771396377@163.com;cauljh@163.com

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3

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310

Abstract:

To determine the diversity of mineral elements in oat germplasm resources, the contents of copper (Cu), iron (Fe), zinc (Zn), magnesium (Mg) and calcium (Ca) elements in oat germplasm resources were determined by atomic absorption spectrophotometers to analyze the genetic variation, correlation and clustering analysis. The results showed that the contents of Cu, Fe, Zn, Mg and Ca showed maximum diversity, the average diversity index was 2.022, and the average coefficient of variation was 29.775%. Xiumianyanmai, Jia 5, Bayou 1, YS0404, v5 and v18 varieties had high Cu content; Taifeng, Xiayoumai, 9418, Mengyan 2 and shadow had high Fe content; ハヤテ and Bayou 9 had high Zn content; ハヤテ and Youmai 4400 were varieties with high Mg content; v18, Jian 19 and Baiyan 7 were varieties with higher Ca content; ハヤテ, 6518, Jia 9, MARION, Bayou 8, Jinyan 2004, Bayou 9 and Pinwu were varieties with high content of Zn, Fe and Mg. the contents of Cu and Zn showed positive correlation, whereas Ca and Fe showed negative correlation.

Key words: Oat, Germplasm resources, Mineral element, Diversity

Table 1

The materials of 100 oats for testing"

编号Number 品种（系）Variety (Line) 原产地Origin 编号Number 品种（系）Variety (Line) 原产地Origin
1 休眠燕麦 加拿大 51 YS0404 不详
2 3465 不详 52 张燕7号 中国
3 Onyllian 丹麦 53 坝燕4号 中国
4 阿贾克斯 加拿大 54 H44 不详
5 Nidar 丹麦 55 2004R-7 不详
6 SvalΦf03410 丹麦 56 燕2008 不详
7 苏维埃 苏联 57 坝莜10号 中国
8 永118 日本 58 坝莜8号 中国
9 苏维埃339 苏联 59 加1 加拿大
10 Bllxtl-EighlingBlit 瑞典 60 晋燕2004 中国
11 温泉燕麦 中国 61 白燕10号 中国
12 燕麦（3） 中国 62 白燕8号 中国
13 Sibsiae 丹麦 63 v2 加拿大
14 Express 丹麦 64 v3 加拿大
15 Victory record 丹麦 65 v4 加拿大
16 内农莜1号 中国 66 v5 加拿大
17 内燕3号 中国 67 v6 加拿大
18 保罗 美国 68 v8 加拿大
19 925 中国 69 v9 加拿大
20 6583 不详 70 v11 加拿大
21 太丰 日本 71 v14 加拿大
22 原33 中国 72 v16 加拿大
23 6218 不详 73 v17 加拿大
24 ハヤテ 日本 74 v18 加拿大
25 大燕麦 中国 75 v19 加拿大
26 野燕麦 中国 76 v20 加拿大
27 莜麦 中国 77 v22 加拿大
28 6518 不详 78 v25 加拿大
29 白铃铛麦 中国 79 蒙燕7202 中国
30 加7 加拿大 80 蒙燕7407 中国
31 加9 加拿大 81 蒙燕8498 中国
32 加8 加拿大 82 鉴19 不详
33 加5 加拿大 83 蒙农大1号 中国
34 加6 加拿大 84 蒙农大2号 中国
35 加3 加拿大 85 坝莜6号 中国
36 夏莜麦 中国 86 坝莜9号 中国
37 白燕2号 中国 87 坝莜18号 中国
38 燕科1号 中国 88 蒙燕1号 中国
39 CAPTTAL 加拿大 89 蒙燕2号 中国
40 NOVA 加拿大 90 蒙燕3号 中国
41 MARION 加拿大 91 加燕7号 加拿大
42 LAMAR 加拿大 92 白燕7号 中国
43 SYLVA 加拿大 93 青引1号 中国
44 APPALLACHES 加拿大 94 林纳 中国
45 莜麦4400 中国 95 Bia 加拿大
46 9418 不详 96 小粒燕麦 中国
47 草莜1号 中国 97 shadow 加拿大
48 YS0404 不详 98 8202 中国
49 坝莜1号 中国 99 黍穗 中国
50 白燕4号 中国 100 品五 中国

Table 2

Diversity and improvement potential of five mineral elements content in 100 oat germplasm resources"

矿质元素
Mineral
element		 均值
Mean
(mg/kg)		 最小值
Minimum
(mg/kg)		 最大值
Maximum
(mg/kg)		 标准差
Standard
deviation (mg/kg)		 变异系数
Coefficient of
variation (%)		 多样性指数
Diversity
index		 改良潜力
Potential for
improvement (%)
Cu 6.672 1.217 17.152 3.566 53.448 1.981 157.074
Fe 82.171 45.430 147.998 23.140 28.161 2.038 80.110
Zn 31.484 16.361 53.884 6.670 21.187 1.849 71.147
Mg 1 112.309 561.398 1 528.926 190.002 17.082 2.176 37.455
Ca 246.419 110.241 415.690 71.460 28.999 2.065 68.692
平均Mean - - - - 29.775 2.022 82.896

Table 3

Clustering results of various mineral elements in 100 oat germplasm resources"

矿质元素
Mineral element		 种质群
Germplasm group		 品种（系）编号
Variety (Line) number		 均值
Mean (mg/kg)		 变异系数
Coefficient of variation (%)
Cu Ⅰ 16、28、29、30、31、32、38、39、41、45、46、47、54、56、57、58、59、60、62、64、65、67、68、71、76、82、83、84、85、86、90、92、95、98、99、100 3.369 30.009
Ⅱ 13、19、24、34、36、43、48、52、61、69、70、73、
75、77、78、79、80、81、87、89、96、97		 10.285 11.094
Ⅲ 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、17、
18、20、21、22、23、25、26、27、35、37、40、42、
44、50、53、55、63、72、88、91、93、94		 6.279 13.785
Ⅳ 1、33、49、51、66、74 15.601 6.870
Fe Ⅰ 28、44、58、65、70、81、86、94 118.539 4.456
Ⅱ 21、36、46、89、97 135.559 5.549
Ⅲ 3、4、7、9、10、13、15、17、22、23、24、25、29、
31、34、41、45、51、52、60、61、62、63、76、77、
78、84、85、93、100		 95.415 6.953
Ⅳ 5、6、12、14、16、35、39、42、50、59、73、80、83、
88、90、91、95、96		 54.414 8.463
矿质元素
Mineral element		 种质群
Germplasm group		 品种（系）编号
Variety (Line) number		 均值
Mean (mg/kg)		 变异系数
Coefficient of variation (%)
Ⅴ 1、2、8、11、18、19、20、26、27、30、32、33、37、38、40、43、47、48、49、53、54、55、56、57、64、66、67、68、69、71、72、74、75、79、82、87、92、
98、99		 70.489 9.401
Zn Ⅰ 24、86 53.600 7.500
Ⅱ 8、28、31、33、41、60、78、100 43.755 4.082
Ⅲ 10、11、46、65、67、82、83、85、90、92、95 21.130 10.211
Ⅳ 4、6、12、13、14、15、16、17、19、20、25、26、27、32、35、36、37、38、40、42、43、48、49、50、52、57、58、61、66、70、72、73、74、75、77、79、
80、87、97		 34.104 5.727
Ⅴ 1、2、3、5、7、9、18、21、22、23、29、30、34、39、44、45、47、51、53、54、55、56、59、62、63、64、68、69、71、76、81、84、88、89、91、93、94、
96、98、99		 28.217 6.576
Mg Ⅰ 30、34、47、51、73 617.867 8.707
Ⅱ 10、25、29、38、70 792.511 3.952
Ⅲ 24、45 1 522.229 0.622
Ⅳ 5、8、12、14、19、22、31、40、41、46、58、59、61、63、74、78、81、90、97 1 323.899 3.879
Ⅴ 2、3、4、9、11、13、15、18、28、36、44、48、49、53、54、55、56、57、60、62、65、69、76、77、82、
83、84、88、89、91、92、95		 1 185.450 3.842
Ⅵ 1、6、7、16、17、20、21、23、26、27、32、33、35、37、39、42、43、50、52、64、66、67、68、71、72、
75、79、80、85、86、87、93、94、96、98、99、100		 1 028.271 4.961
Ca Ⅰ 74、82、92 410.733 1.049
Ⅱ 16、18、19、24、35、36、59、66、67、95 345.245 4.282
Ⅲ 6、9、12、22、23、29、30、31、33、38、40、52、
60、62、68、71、72、76、81、87、97		 235.837 5.624
Ⅳ 2、5、14、20、25、27、34、37、42、43、45、47、49、50、51、53、55、56、61、65、70、73、79、80、
83、85、88、91、96、99、100		 291.798 6.497
Ⅴ 15、44、46、93 121.862 6.388
Ⅵ 1、3、4、7、8、10、11、13、17、21、26、28、32、39、41、48、54、57、58、63、64、69、75、77、78、
84、86、94、98		 169.156 11.501

Table 4

Correlation analysis of contents of five mineral elements in oat grain"

矿质元素Mineral element Cu Fe Zn Mg Ca
Cu -1
Fe -0.028 -1
Zn -0.201* -0.131 -1
Mg -0.127 -0.174 -0.097 -1
Ca -0.160 -0.345** -0.126 -0.090 1

Fig.1

Clustering diagram of oat germplasm resources with the contents of five mineral elements 1-100 is serial numbers of germplasms, the corresponding varieties (lines) name of materials in table 1"

Table 5

The feature of mineral elements in various groups of oat germplasm resources"

矿质元素
Mineral element		 统计数
Statistic		 种质群Germplasm group
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
Cu 均值Mean (mg/kg) 9.835 7.268 4.745 4.423 3.795 9.878
变异系数Coefficient of variation (%) 38.800 62.549 34.564 26.752 62.402 21.711
Fe 均值Mean (mg/kg) 62.237 83.682 85.065 63.862 105.276 96.466
变异系数Coefficient of variation (%) 13.358 24.395 26.617 13.935 12.486 24.636
Zn 均值Mean (mg/kg) 34.331 31.050 28.072 24.385 45.831 34.027
变异系数Coefficient of variation (%) 7.500 12.783 13.806 15.392 12.322 13.497
Mg 均值Mean (mg/kg) 1 048.327 705.189 1 162.889 1 189.956 1 253.030 1 186.254
变异系数Coefficient of variation (%) 10.747 14.318 10.198 7.663 13.833 12.153
Ca 均值Mean (mg/kg) 310.658 265.704 207.782 329.419 217.537 207.664
变异系数Coefficient of variation (%) 14.441 19.077 25.321 13.528 32.634 27.757
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