燕麦（Avena sativa L.）是禾本科一年生粮饲兼用作物，不仅营养丰富，而且具有耐寒、抗旱、耐盐碱及适应性强等特点，诸多优良特性使其成为应对气候变化的先锋作物和部分地区的保粮作物^[1]。目前我国燕麦种植面积达34.7万hm²左右，主要分布在华北、东北和西北等各大生态区^[2-3]，分为皮燕麦（Avena sativa）和裸燕麦（Avena nuda），目前以裸燕麦为主，其中皮燕麦起源于地中海沿岸和伊朗等地，而裸燕麦则起源于中国^[4-5]。

河北省坝上及坝下高寒山区是我国裸燕麦的主产区，张家口市农业科学院从20世纪50年代开始进行燕麦育种研究工作。多年来培育出50多个优质品种，利用核不育基因育成冀张莜系列裸燕麦^[6-8]，坝莜18号更以6333 kg/hm²创造了裸燕麦单产历史高产纪录^[9]。

目前已探明产量、品质、抗性的关联性，并进行一定程度关联性育种，但仍基本是通过广撒网或者分子手段筛选优质品种。目前尚无结合观测性状和测量性状选育裸燕麦品种的较系统的报道。研究^[10-11]表明，对品种的多个质量和数量性状进行关联分析，进而指导育种选择，可以有效缩短育种时间，提高育种质量。

农业农村部植物新品种测试张家口分中心（以下简称张家口分中心）是我国裸燕麦DUS测试的主要机构，承担着我国的裸燕麦申请品种保护和登记的DUS测试任务。本试验选用2017-2022年张家口分中心测试并出具DUS测试报告的27份裸燕麦品种，这些品种都是近几年用于申请品种保护或品种登记的品种，可以被认定是比较有代表性的优良品种。通过数据分析初步明确裸燕麦良种主要性状构成，为裸燕麦育种研究提供参考。

试验于2023年在农业农村部植物新品种测试张家口分中心坝上基地（114°39′ E，41°09′ N）进行，该地海拔1450 m，土壤为砂质栗钙土，肥力中等，前茬作物为马铃薯。

供试材料为2017-2022年由农业农村部植物品种保护办公室下发及申请人自主委托测试用于申请品种保护或品种登记的裸燕麦品种27份。供试品种已进行至少连续2个测试周期种植后均有稳定表现，且已出具DUS测试报告。

试验采用完全随机区组设计，设2个重复，6行区，小区面积为10.0 m²（5.0 m×2.0 m），于2023年5月18日采用人工开沟条播，播深2~3 cm，行距0.3 m，播种密度450万粒/hm²。小区管理水平与大田一致。按照行业标准NY/T 2355-2013《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南 燕麦》^[12]的具体要求进行田间种植，采用燕麦测试指南中规定的量化分级标准进行性状观测和数据采集。

《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南 燕麦》中共列出37个基本性状，其中裸燕麦需要测试性状有34个，从中选取具有代表性对品种价值较有影响的8个观测性状（表1）和6个测量性状[抽穗期（M1）、旗叶长（M2）、株高（M3）、穗长（M4）、千粒重（M5）和籽粒容重（M6）]。严格按照规定的观测时期，对每个观测性状分别进行群体观测，并给予相应的分级代码并记录；对每个测量性状至少选取20个典型植株取样，用测量工具逐个测量并记录，通过计算把所有品种每个性状的表达状态转换成相应分级代码。

将采集到的数据按照测试指南中不同性状的观测方法分别进行统计。采用Microsoft Excel 2010软件进行数据整理和制作图表，并用SPSS 25软件进行相关性分析。对观测性状进行代码分布频次统计分析，分析群体品种测量性状间的相关性和品种间测量性状的变异情况，对测量性状相对集中的区间范围进行统计，对观测性状出现频次较高的品种进行测量性状关联分析。

所选的8个观测性状均为对品种产量与品质等较为重要的性状。不同品种在各性状间表现出不同程度的多样性（图1）。27份裸燕麦品种中，幼苗生长习性以直立为主，占比74.1%；其次为中间型，占比25.9%。幼苗绿色程度以中等为主，占比55.6%，其次为深绿色和浅绿色，占比分别为40.7%和3.7%。植株旗叶下弯的比率以低为主，占比55.6%，其余为中和高，占比均为22.2%。穗分枝方向以四周为主，占比81.5%，其次为中间和单侧，占比分别为14.8%和3.7%。茎粗以中为主，占比85.2%，其次为细和粗，占比分别为11.1%和3.7%。茎花青素甙显色有和无占比分别为63.0%和37.0%。外稃长度以中为主，占比88.9%，其余为长和短，分别占比7.4%和3.7%。籽粒形状以纺锤形为主，占比37.1%，其次为椭圆形和卵圆形，占比分别为33.3%和29.6%。

观测性状频次较高的6个品种测量性状的离散程度和变异程度与27个试验品种的量测性状的离散程度和变异程度表现出基本相同的变化趋势（表2-表10）。离散程度最大的是籽粒容重，其次是株高、抽穗期、千粒重和旗叶长，最小的是穗长，表明不同品种籽粒容重差距很大，而穗长差距较小，即品种间籽粒容重跨度最大，穗长跨度最小。

变异程度较大的是千粒重和旗叶长，其次是抽穗期、穗长、株高，变异程度较小的是籽粒容重，表明千粒重和旗叶长在品种间表现出明显的特异性。

相关研究^[13]表明，裸燕麦千粒重是决定种子产量的重要因素，且种子产量与千粒重呈极显著正相关（P<0.01）。饲草产量与株高呈明显正相关。本试验测量性状中影响裸燕麦产量比较重要的2个性状是千粒重和株高。在本试验中观测性状频次较高的品种与供试27个品种表现出不同的比值。

观测性状频次较高的茎花青素甙显色为有和外稃长度为中的品种千粒重平均比值小于100.00%，分别为96.42%和99.12%；其余观测频次较高的穗分枝方向为四周、旗叶下弯比率为低、籽粒形状为纺锤形、幼苗生长习性为直立、茎粗为中，幼苗绿色程度为中的品种千粒重平均比值均大于100.00%，分别为100.13%、100.54%、102.65%、103.38%、103.54%和103.67%。

观测性状频次较高的植株旗叶下弯比率为低、穗分枝方向为四周和外稃长度为中的株高平均比值均小于100.00%，分别为97.91%、99.41%和99.97%；其余观测频次较高的幼苗生长习性为直立、幼苗绿色程度为中、茎花青素甙显色为有、茎粗为中、籽粒形状为纺锤形的品种株高平均比值均大于100.00%，分别为100.45%、100.79%、100.94%、101.50%、102.59%。

不同品种间各测量性状的差异较大（表10），其中千粒重变异系数最大为16.73%，其次为旗叶长，为13.92%，其余依次为抽穗期（9.99%）、穗长（9.84%）、株高（9.61%）和籽粒容重（3.67%）。74.07%的品种抽穗期为中早到中晚。77.78%的品种植株旗叶长为短到中或中，即旗叶中或中偏短。81.48%的品种株高为中到高，即株高偏高。85.19%的品种穗长为中到中长。70.37%品种千粒重为中到中高。70.00%的品种籽粒容重为中到高，即容重较高。

植物农艺性状之间一般是关联的，某些性状通过其他性状的间接作用会影响产量高低或品质好坏。性状相关性的分析可以对品种的选育进行进一步指导。对裸燕麦的8个观测性状和6个测量性状进行相关性分析（表11）表明，籽粒容重和株高呈极显著负相关（P<0.01），相关系数为-0.516，表明裸燕麦株高越高，籽粒容重越小。幼苗绿色程度与抽穗期呈负相关（P<0.05），相关系数为-0.392。植株旗叶下弯的比率与旗叶长呈极显著正相关（P<0.01），相关系数为0.507。穗分枝方向与穗长呈极显著负相关（P<0.01），相关系数为-0.588，表明穗长越长，穗分枝方向越少、越偏向一侧。茎粗与抽穗期和千粒重均呈极显著正相关（P<0.01），相关系数分别为0.518和0.530。幼苗绿色程度和茎花青素甙显色呈极显著正相关（P<0.01），相关系数为0.651。籽粒形状与容重和茎花青素甙显色均呈正相关（P<0.05），与幼苗绿色程度呈极显著正相关（P<0.01），与茎粗度呈极显著负相关（P<0.01）。

本试验首次较系统地利用裸燕麦多个观测性状和测量性状及其相关性对裸燕麦品种选育的性状选择趋势进行了分析。

植株叶姿反映了株型紧凑程度，株型紧凑有利于提高光能利用，防止田间郁闭而影响产量，植株生长习性和旗叶下弯比率均与植株紧凑程度明显相关，本试验74.1%的品种生长习性为直立，55.6%的品种旗叶下弯的比率为低，这与刘晓辉等^[14]育种应选育叶片上冲的密植型品种观点相一致。建议选育植株生长习性为直立和旗叶下弯比率低即紧凑直立型品种。

幼苗绿色程度反映了裸燕麦苗期颜色。幼苗颜色不同会影响植株的光合作用和后期产量，绿色幼苗净光合速率高，利于有机物的合成和积累，而叶绿素含量较低易出现发育迟缓及减产的情况^[15]；叶绿素含量高，植株绿色程度也高，易出现因过度营养生长而导致籽粒减产情况。

本试验中，幼苗绿色程度与抽穗期呈负相关（P<0.05），相关系数为-0.392，表明植株幼苗绿色程度越高，营养生长时间越长，幼苗绿色程度为中等绿色的品种占55.6%，深绿色占比40.7%，均明显高于浅绿色品种。裸燕麦是我国重要的粮食作物，也是适合食用的高营养谷物^[16]，同时也是我国重要的青贮作物^[17]。本试验幼苗绿色程度中等绿色及以上品种占比达到96.3%，该类品种既可粮用，也可饲用。也说明目前我国裸燕麦育种方向正逐步转向粮饲并重，而非单一侧重籽粒产量。建议粒用燕麦选育选叶片绿色程度中等，兼用型选深绿色。

在我国北方裸燕麦产区，生长期间常遇到相对集中的大风降雨天气，极易发生倒伏，倒伏已成为裸燕麦生产中面临的主要问题之一^[18]，植株茎秆粗度与抗倒伏正相关。茎色与植物抗逆性^[19-20]相关。本试验中茎粗为中以上品种占比88.9%，茎花青素甙显色为有的品种占比63.0%，说明茎秆粗和茎花青素甙显色有利于提高植株抗倒伏和抗逆性。

观测性状频次较高茎花青素甙显色为有的品种千粒重平均比值为96.42%，明显小于100.00%，说明可能会降低籽粒产量，该性状又与植株抗逆性相关，是否说明显色性状更有利或不利于品种的产量和品质，有待进一步研究。幼苗生长习性为直立、茎粗为中、幼苗绿色程度为中的千粒重平均比值均大于103.0%，说明其有利于提高籽粒产量。

观测性状频次较高的植株旗叶下弯的比率为低的株高平均比值为97.91%，小于100.00%，说明可能会降低株高，进而降低饲草产量。其余观测频次较高的幼苗生长习性为直立、幼苗绿色程度为中、茎花青素甙显色为有、茎粗为中、籽粒形状为纺锤形的株高平均比值均大于100%，有利于提高饲草产量。

目前裸燕麦产业关注的重点仍是产量，包括用作粮食的籽粒产量和用作饲草的茎秆产量。影响产量的性状包括抽穗期、株高、千粒重等^[21]，抽穗期晚的水稻品种其穗长、每穗实粒数和总粒数均显著高于抽穗期早的品种^[22]。综合本试验数据幼苗绿色程度与抽穗期呈负相关（P<0.05），表明植株幼苗绿色程度越高，营养生长时间越短。植株旗叶下弯的比率与旗叶长度呈极显著正相关（P<0.01），表明旗叶越长下弯比率越高，即株型越松散。茎粗与抽穗期和千粒重均呈极显著正相关，表明抽穗期越长，茎秆越粗，千粒重越大。幼苗绿色程度和茎花青素甙显色呈极显著正相关（P<0.01），表明幼苗颜色越深，茎秆显色比率显著提高。建议选育幼苗绿色程度中等以上和抽穗期中晚的品种，既能提高籽粒或茎秆产量，同时也能提高茎秆粗和茎秆显色比率，从而提高品种抗性。

饲用裸燕麦因高蛋白特性成为优质的饲料作物，富含多种蛋白质的氨基酸组分位居饲料作物的首位，随着近几年裸燕麦食品的开发，裸燕麦品质越来越受到重视。目前未见裸燕麦千粒重与蛋白质含量的相关性分析，但同类作物谷子的蛋白质含量与千粒重呈显著正相关^[23]。研究^[24]表明，裸燕麦千粒重平均值在20 g左右，本试验中裸燕麦千粒重平均值为26.17 g，反映出千粒重是育种关注的重要性状，因此建议选择千粒重中到大的品种。

本试验对27份申请品种权保护或登记的裸燕麦材料进行性状数据采集分析，建议选育植株生长习性为直立和旗叶下弯比率低即紧凑直立型品种；叶片绿色程度籽粒用燕麦选中等绿色品种，兼用型选深绿色的品种；茎秆花青素甙显色选择有的品种，虽然可能有一定概率是较低产量品种，但有利于提高品种抗倒性以避免因倒伏大量减产甚至绝收；抽穗期选择中晚的品种，既能提高籽粒或茎秆产量，同时也能提高茎秆粗和茎秆显色比率，提高品种抗性；千粒重选择中到大的品种。

初步得到适宜我国优良裸燕麦品种选育的主要性状参数范围，即生育期：抽穗期50~55 d；植株性状：幼苗生长习性直立、叶片中等绿色、旗叶长度20~22 cm、旗叶下弯比率较低、株高120~140 cm、茎秆粗壮显色；穗部及籽粒性状：外稃长度中等、穗长20~25 cm、籽粒千粒重26~28 g、籽粒容重680~700 g/L。