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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336

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
[1] Bouis H E . Micronutrient fortification of plants through plant breeding:Can it improve nutrition in man at low cost?. Proceedings of the Nutrition Society, 2003,62(2):403-411.
[2] 邵源梅, 李少明, 杨天丽 , 等. 水稻不同基因型矿质元素含量差异及分布研究. 西南农业学报, 2016,29(5):1006-1011.
[3] Lin Z H, Wang H Y, Wang X E , et al. Genotypic and spike positional difference in grain phytase activity,phytate,inorganic phosphorus,iron,and zinc contents in wheat (Triticum aestivum L). Journal of Cereal Science, 2006,44(2):212-219.
[4] 包蕊, 滕文锋, 杜景娇 , 等. 辽宁省朝阳地区八种小杂粮中必需微量元素的测定分析. 保鲜与加工, 2015,15(1):54-57.
[5] 杨葵华, 黎国兰, 谢丽 , 等. 火焰原子吸收分光光谱法测定燕麦片中铁、锰、铜、锌含量. 绵阳师范学院学报, 2011,30(8):49-51.
[6] 李桂荣, 赵宝平, 胡跃高 . 等. 不同灌溉条件下燕麦籽粒植酸、总磷、蛋白质及矿质元素含量变化特征研究. 中国农学通报, 2006,22(16):103-107.
[7] 马占玲 . 微波消解-ICP-AES法测定粮食中的金属元素. 安徽农业科学, 2012,40(10): 6186, 6218.
[8] 周郭军, 杜士杰, 孙艳红 , 等. 燕麦微量元素的测定. 河北农业科学, 2009,13(4):165-166.
[9] 金烈 . 原子吸收分光光度法测定燕麦中微量元素. 应用化工, 2015,44(1):187-190.
[10] 吕琳琳, 罗维巍, 张咏梅 . 微波消解-ICP-AES法测定荞麦、燕麦、大麦中多种微量元素. 食品科学, 2009,30(8):187-189.
[11] 杨海鹏, 孙泽民 . 中国燕麦. 北京: 农业出版社. 1989: 1-5.
[12] 马艳明, 刘志勇, 白玉亭 , 等. 新疆燕麦地方品种资源多样性分析. 新疆农业科学, 2006(6):510-513.
[13] 马晓凤, 刘森 . 燕麦品质分析与产业化开发途径的思考. 农业工程学报, 2005(S1):242-244.
[14] 孟凡艳 . 张家口地区燕麦生产现状及可持续发展建议. 河北北方学院学报(自然科学版), 2008,24(6):77-79.
[15] 郑殿升, 吕耀昌, 田长叶 , 等. 中国裸燕麦β-葡聚糖含量的鉴定研究. 植物遗传资源学报, 2006,6(1):56-60.
[16] 胡新中 . 燕麦食品加工及功能特性研究进展. 麦类作物学报, 2005,25(5):122-124.
[17] Bindu A.S, Eden T . Identification of discrepancies in grain quality and grain protein composition through avenin proteins of oat after an effort to increase protein content. Agriculture & Food Security, 2016,5(1):1-6.
[18] 龚海, 李成雄, 王雁丽 . 燕麦品种资源品质分析. 山西农业科学, 1999,27(2):16-19.
[19] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. 中华人民共和国国家标准:GB/T 14609-2008 粮油检验谷物及其制品中铜、铁、锰、锌、钙、镁的测定火焰原子吸收光谱法. 北京: 中国标准出版社, 2008.
[20] 杨莉琳, 刘小京, 徐进 , 等. 小麦籽粒微量元素含量的研究进展. 麦类作物学报, 2008,28(6):1113-1117.
[21] 傅兆麟, 王海燕, 郭孙黎 , 等. 黄淮麦区主要小麦种质资源钙含量测定. 淮北煤炭师范学院学报(自然科学版), 2008,29(1):41-44.
[22] Gregorio, Glenn B . Progress in breeding for trace minerals in staple crops. The Journal of Nutrition, 2002,132(3):500-502.
[23] 张勇, 王德森, 张艳 , 等. 北方冬麦区小麦品种籽粒主要矿物质元素含量分布及其相关性分析. 中国农业科学, 2007,40(9):1871-1876.
[24] Jiang S L, Wu J G, Feng Y . Correlation analysis of mineral element contents and quality traits in milled rice (Oryz asativa L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2007,55(23):9608-9613.
[25] 刘宪虎, 孙传清, 王象坤 . 我国不同地区稻种资源的铁、锌、钙、硒四种元素的含量初析. 北京农业大学学报, 1995,21(2):138-142.
[26] 鲁璐, 季英苗, 李莉蓉 , 等. 不同地区、不同品种(系)小麦锌、铁和硒含量分析. 应用与环境生物学报, 2010,16(5):646-649.
[27] 陈秀晨, 王士梅, 王海娟 , 等. 水稻子粒矿质元素含量遗传及主要农艺性状相关性分析. 植物遗传资源学报, 2015,16(3):460-466.
[28] 曾亚文, 申时全, 汪禄祥 , 等. 云南稻种矿质元素含量与形态及品质性状的关系. 中国水稻科学, 2005,19(2):128-129.
[1] Shan Feibiao, Du Ruixia, Wang Yongxing, Yang Qinfang, Liu Chunhui, Chen Yang. Genetic Diversity Analysis of Sunflower (Helianthus annuus L.) Based on DUS Testing [J]. Crops, 2020, 36(4): 107-113.
[2] Chen Weiguo, Zhang Zheng, Shi Yugang, Cao Yaping, Wang Shuguang, Li Hong, Sun Daizhen. Drought-Tolerance Evaluation of 211 Wheat Germplasm Resources [J]. Crops, 2020, 36(4): 53-.
[3] Gong Dan, Wang Suhua, Cheng Xuzhen, Wang Lixia. Construction of SSR Fingerprints and Diversity Analysis of a Cowpea Applied Core Collection [J]. Crops, 2020, 36(4): 79-83.
[4] Li Hongqin, Liu Baolong, Zhang Bo, Zhang Huaigang. Analysis of Genetic Diversity and Establishment of Molecular ID of the Wheat Cultivars Registered in Qinghai Using SSR [J]. Crops, 2020, 36(3): 60-65.
[5] Lai Dili,Fan Yu,Zhu Honglin,He Feng,Liang Yong,Xu Xinran,Wen Jie,Wang Junzhen,Yan Jun,Cheng Jianping. Network Analysis of Physiological and Biochemical Indexes of Salt Tolerance in Oats [J]. Crops, 2020, 36(2): 147-155.
[6] Ma Mengli,Wang Tiantao,Lei En,Meng Hengling,Zhang Wei,Zhang Tingting,Lu Bingyue. Genetic Diversity Analysis of Amomum tsao-ko in Jinping Based on Phenotypic Traits and SSR Markers [J]. Crops, 2020, 36(2): 54-59.
[7] Shi Lü,Xue Yaguang,Wei Yafeng,Li Bo,Shi Xiaoxu,Liu Jian. Changes of Cooking and Eating Quality and Its Correlation with Mineral Element Content in Polished Rice under Different Nitrogen Grain Fertilizer Levels [J]. Crops, 2019, 35(6): 57-65.
[8] Huang Yufang,Ye Youliang,Zhao Yanan,Yue Songhua,Bai Hongbo,Wang Yang. Effects of Nitrogen Application Rates on Yield and Mineral Concentrations of Winter Wheat Grains in the North of Henan Province [J]. Crops, 2019, 35(5): 104-108.
[9] Li Song,Zhang Shicheng,Dong Yunwu,Shi Delin,Shi Yundong. Genetic Diversity Analysis of Rice Varieties in Tengchong, Yunnan Based on SSR Markers [J]. Crops, 2019, 35(5): 15-21.
[10] Ren Meifeng,Dong Jinming,Li Daqi,Zhang Meng,Yang Jing,Lu Junjiao. Control Effects of Different Types of Seed-Coating on the Root Rot Disease of Red Kidney Beans [J]. Crops, 2019, 35(5): 200-204.
[11] Wang Yongxing,Shan Feibiao,Yan Wenzhi,Du Ruixia,Yang Qinfang,Liu Chunhui,Bai Lihua. Genetic Diversity Analysis and Code Classification Based on DUS Testing in Sunflower [J]. Crops, 2019, 35(5): 22-27.
[12] Lü Wei,Han Junmei,Ren Guoxiang,Wen Fei,Wang Ruopeng,Liu Wenping. Genetic Diversity Analysis of Sesame Germplasm Resources in Shanxi [J]. Crops, 2019, 35(5): 57-63.
[13] Li Jing,Nan Ming. Analysis of Agronomic Characters and Genetic Diversity of 62 Winter Wheat Germplasms from Russia and Ukraine in Northwest China [J]. Crops, 2019, 35(5): 9-14.
[14] Qu Zhihua,Bai Wei,Zhang Lili,Li Feng,Hu Yang,Qiao Haiming. Main Agronomic Characteristics Analysis on 170 Flax Germplasm Resources [J]. Crops, 2019, 35(4): 77-83.
[15] Wang Yu,Ma Hui,Xu Xue,Qin Ruiying,Yang Jianbo,Wang Xiufeng. Screening and Application of Functional Insertion-Deletion Markers (InDel) in Rice [J]. Crops, 2019, 35(4): 84-93.
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