Crops ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (6): 17-22.doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.06.003

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Genetic Diversity Analysis of Yield and Agronomic Traits of 119 Alfalfa Varieties (Lines)

Yang Wanjun1,2(), Pan Xiangyu1,2, Wang Xiuhua1,2, Wang Lu1,2, Zhao Yan2()   

  1. 1College of Resources and Environment, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, Shandong, China
    2College of Agronomy, Shandong Agricultural University/State Key Laboratory of Crop Biology, Tai’an 271018, Shandong, China
  • Received:2020-03-16 Revised:2020-07-15 Online:2020-12-15 Published:2020-12-09
  • Contact: Zhao Yan E-mail:1511297670@qq.com;zhaoyan@sdau.edu.cn

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640

Abstract:

The genetic diversities of alfalfa yield and agronomic traits were studied to provide scientific basis for the improvement and selection of alfalfa varieties. The correlation analysis and cluster analysis were used to comprehensively evaluate the yield and agronomic traits of 119 alfalfa varieties (lines) at home and abroad. Thirteen yield and agronomic traits of 119 alfalfa germplasms were analyzed, and the coefficients of variation ranged from 10.57% (plant height, the first cutting in 2017) to 45.09% (stem dry weight per plant, the last cutting in 2018). The correlation analysis showed that fresh grass yield and hay yield were significantly positively correlated, and both of them were significantly positively correlated with plant height and plant density. This indicated that higher plant height and plant density were important traits for high yield. The 119 alfalfa materials were divided into three groups by the cluster analysis. GroupⅠhad higher growth density and larger leaves. GroupⅡhad more branches, grew stronger, and with more leaves. GroupⅢhad higher plant height, larger yield, larger stem-leaf ratio, and smaller leaves.

Key words: Alfalfa, Yield, Agronomic traits, Genetic diversity

Table 1

The varieties (lines) of alfalfa tested"

序号
No.		 品种（系）
Variety (Line)		 产地
Origin		 序号
No.		 品种（系）
Variety (Line)		 产地
Origin		 序号
No.		 品种（系）
Variety (Line)		 产地
Origin
A1 甘肃紫花苜蓿 中国甘肃 A41 阿佩克斯 加拿大 A81 天津苜蓿 中国天津
A2 加拿大3010 加拿大 A42 阿波罗Ⅱ 美国 A82 天水苜蓿 中国甘肃
A3 新疆紫花苜蓿 中国新疆 A43 K4 美国 A83 头屯河苜蓿 中国新疆
A4 美国巨能 美国 A44 WF101 澳大利亚 A84 吐鲁番苜蓿 中国新疆
A5 WL343 美国 A45 Podus 加拿大 A85 尉犁苜蓿 中国新疆
A6 金皇后 加拿大 A46 Dp Vela 美国 A86 渭南苜蓿 中国陕西
A7 巨能801 美国 A47 AS13R 新西兰 A87 蔚县苜蓿 中国河北
A8 中苜3号 中国宁夏 A48 AIBLE 美国 A88 西北紫花苜蓿 中国陕西
A9 游客 澳大利亚 A49 AC Longview 加拿大 A89 西宁苜蓿 中国青海
A10 先锋555 美国 A50 WL324 美国 A90 新疆大叶苜蓿 中国新疆
A11 维多利亚 加拿大 A51 Power 4.2 美国 A91 兴平苜蓿 中国陕西
A12 特瑞 美国 A52 Diamond T 美国 A92 焉耆大叶苜蓿 中国新疆
A13 索伊尔施格 罗马尼亚 A53 Anik 加拿大 A93 伊盟苜蓿 中国内蒙古
A14 首领 美国 A54 驯鹿 加拿大 A94 榆次苜蓿 中国山西
A15 山雀 美国 A55 协和 荷兰 A95 长武苜蓿 中国陕西
A16 三得利 美国 A56 阿克苏 中国新疆 A96 肇东苜蓿 中国黑龙江
A17 赛特 美国 A57 宝鸡苜蓿 中国陕西 A97 伊犁苜蓿 中国新疆
A18 切姆 美国 A58 保定苜蓿 中国河北 A98 河西苜蓿 中国甘肃
A19 普罗旺斯 英国 A59 北疆苜蓿 中国新疆 A99 准格尔苜蓿 中国新疆
A20 普列洛夫卡 苏联 A60 博乐苜蓿 中国新疆 A100 敖汉苜蓿 中国黑龙江
A21 普拉多 德国 A61 布尔津苜蓿 中国新疆 A101 龙牧1号 中国黑龙江
A22 诺斯鲁金 美国 A62 沧州苜蓿 中国河北 A102 多叶苜蓿 中国青海
A23 牧歌 中国甘肃 A63 昌吉苜蓿 中国新疆 A103 Williamsburg 美国
A24 米蒂奥 美国 A64 阜康苜蓿 中国新疆 A104 苏联36号 苏联
A25 麦格纳姆 加拿大 A65 哈密苜蓿 中国新疆 A105 苏联0134 苏联
A26 马亚 日本 A66 和田苜蓿 中国新疆 A106 润布勒 加拿大
A27 劳拉 美国 A67 淮阴苜蓿 中国江苏 A107 Indian 印度
A28 劳博 美国 A68 晋南苜蓿 中国山西 A108 Honeoye 美国
A29 堪利浦 美国 A69 矩苜蓿 中国陕西 A109 Taborka 美国
A30 凯力 美国 A70 抗旱苜蓿 中国新疆 A110 Resis 丹麦
A31 卡普瑞 美国 A71 奎屯苜蓿 中国新疆 A111 美国苜蓿 美国
A32 亨特菲尔德 澳大利亚 A72 临汾苜蓿 中国山西 A112 Ladak 美国
A33 哈沙维 沙特阿拉伯 A73 陇东苜蓿 中国甘肃 A113 BC-79 美国
A34 德福 美国 A74 陇中苜蓿 中国甘肃 A114 苏联1号 苏联
A35 德宝 美国 A75 玛纳斯苜蓿 中国新疆 A115 U5560 美国
A36 波兰 波兰 A76 民丰大叶苜蓿 中国新疆 A116 瓦加苜蓿 美国
A37 柏拉图 德国 A77 若羌苜蓿 中国新疆 A117 旱地苜蓿 美国
A38 敖德萨 苏联 A78 莎车苜蓿 中国新疆 A118 秘鲁苜蓿 秘鲁
A39 安格 英国 A79 陕北苜蓿 中国陕西 A119 无棣苜蓿 中国山东
A40 爱若 美国 A80 陕西香苜蓿 中国陕西

Table 2

Variation characteristics of yield and agronomic traits of alfalfa"

性状
Trait		 茬次
Cutting times		 最大值
Maximum		 最小值
Minimum		 平均值
Average		 变异系数
Coefficient of variation (%)
株高Plant height (cm) E1 93.00 53.26 77.12 10.57
E2 150.40 66.20 114.47 12.63
主茎枝条数 E1 23.20 10.40 16.69 15.94
Number of main stem branches E2 19.40 8.20 15.26 12.12
植株密度(株/hm2) E1 436.00 96.00 227.56 35.79
Plant density (plant/hm2) E2 376.00 76.00 211.72 35.82
鲜草产量Fresh yield (t/hm2) E1 41.40 9.20 21.72 36.56
E2 55.20 11.20 27.56 37.37
干草产量Hay yield (t/hm2) E1 11.30 2.70 6.74 28.78
E2 11.90 2.50 6.37 37.79
干鲜比Dry-fresh ratio E1 0.43 0.24 0.33 13.89
E2 0.32 0.18 0.24 12.19
茎粗Stem diameter (mm) E2 6.70 2.70 4.50 14.03
E3 5.00 1.30 2.40 22.56
叶片数Leaf number E2 251.60 57.40 137.02 30.69
E3 46.60 10.20 21.54 32.97
叶长Leaf length (cm) E2 4.16 1.47 3.20 12.34
E3 4.32 1.10 2.40 28.76
叶宽Leaf width (cm) E2 4.30 0.92 1.53 25.84
E3 2.98 0.90 1.76 23.72
单株茎干重 E2 31.80 6.57 17.86 31.97
Stem dry weight per plant (g) E3 2.60 0.52 1.09 45.09
单株叶干重 E2 23.39 5.23 12.61 32.56
Leaf dry weight per plant (g) E3 3.39 0.68 1.55 40.83
茎叶比Stem-leaf ratio E2 2.84 0.82 1.48 23.00
E3 1.29 0.38 0.70 24.18

Table 3

Correlation coefficients among yield and agronomic traits of alfalfa"

性状
Trait		 株高
Plant
height		 主茎枝条数
Number of main
stem branches		 植株密度
Plant
density		 鲜草产量
Fresh
yield		 干草产量
Hay
yield		 干鲜比
Dry-fresh
ratio		 茎粗
Stem
diameter		 叶片数
Leaf
number		 叶长
Leaf
length		 叶宽
Leaf
width		 单株茎干重
Stem dry weight
per plant		 单株叶干重
Leaf dry weight
per plant
主茎枝条数
Number of main stem branches		 0.225*
植株密度Plant density 0.016 -0.101
鲜草产量Fresh yield 0.235** -0.211* -0.419**
干草产量Hay yield 0.287** -0.025 -0.483** -0.875**
干鲜比Dry-fresh ratio 0.001 -0.538** -0.066 -0.430** -0.114
茎粗Stem diameter 0.156 -0.397** -0.186* -0.096 -0.004 -0.333**
叶片数Leaf number 0.027 -0.207** -0.055 -0.09 -0.001 -0.092 -0.377**
叶长Leaf length 0.127 -0.425** -0.062 -0.065 0.074 -0.314** -0.488** 0.059
叶宽Leaf width 0.077 -0.472** -0.003 -0.095 0.073 -0.330** -0.479** 0.108 -0.701**
单株茎干重
Stem dry weight per plant		 0.298** -0.186 -0.013 -0.015 0.070 -0.052 -0.452** 0.524** -0.098 -0.265**
单株叶干重
Leaf dry weight per plant		 0.245* -0.353** -0.214* -0.032 -0.014 -0.249* -0.670** 0.501** -0.314** -0.297** 0.448**
茎叶比Stem-leaf ratio 0.303** -0.062 -0.100 -0.085 0.149 -0.057 -0.008 0.227** -0.091 -0.032 0.449** -0.183

Fig.1

Cluster analysis based on 13 yield and agronomic related traits"

Table 4

Mean values of yield-related traits based on clustering results"

性状
Trait		 类别Group
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
株高Plant height (cm) 94.74 93.29 98.33
主茎枝条数Number of main stem branches 16.35 16.42 15.56
植株密度(株/hm2) Plant density (plant/hm2) 235.94 175.26 231.10
鲜草产量Fresh yield (t/hm2) 2.38 2.19 2.68
干草产量Hay yield (t/hm2) 0.67 0.58 0.70
干鲜比Dry-fresh ratio 0.29 0.29 0.28
茎粗Stem diameter (mm) 3.44 3.53 3.43
叶片数Leaf number 73.19 85.63 77.70
叶长Leaf length (cm) 2.85 2.82 2.77
叶宽Leaf width (cm) 1.67 1.61 1.61
单株茎干重Stem dry weight per plant (g) 8.54 10.20 9.50
单株叶干重Leaf dry weight per plant (g) 6.83 7.81 6.75
茎叶比Stem-leaf ratio 1.06 1.05 1.12
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