摘要：為探討紫花苜蓿（Medicago sativa L.）種子耐貯藏性綜合評價方法與關(guān)鍵指標(biāo)，本研究以36個品種紫花苜蓿種子為材料，采用高溫高濕人工老化法模擬種子貯藏，測定了老化0 h（對照組）和60 h（處理組）的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、苗長、根長等10個種子萌發(fā)與幼苗生長指標(biāo)變化。采用綜合耐貯藏系數(shù)、主成分分析、隸屬函數(shù)分析、系統(tǒng)聚類分析等方法進(jìn)行綜合評價，建立逐步回歸分析數(shù)學(xué)模型。結(jié)果表明，種子萌發(fā)與幼苗生長指標(biāo)均呈下降趨勢，但對老化處理表現(xiàn)出不同程度響應(yīng)差異。系統(tǒng)聚類分析將紫花苜蓿種子耐貯藏性劃分為強(qiáng)、中、弱和極弱4個等級，其中，‘三得利’和‘公農(nóng)1號’種子分別屬于強(qiáng)耐貯藏性和極弱耐貯藏性等級。根據(jù)逐步回歸分析模型，發(fā)芽勢和苗長可作為種子耐貯藏性評價的關(guān)鍵指標(biāo)。本研究為紫花苜蓿強(qiáng)耐貯藏性種質(zhì)篩選、關(guān)鍵候選基因挖掘及功能研究奠定理論基礎(chǔ)，也為強(qiáng)耐貯藏性新種質(zhì)創(chuàng)制與利用提供優(yōu)異親本材料。

關(guān)鍵詞：紫花苜蓿；種子活力；耐貯藏性；隸屬函數(shù)；聚類分析；綜合評價

中圖分類號：S963.22+3.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0435（2024）04-1131-11

Comprehensive Evaluation of Seed Storability of Alfalfa and Screening of Key Indicators

LV Yan-zhen NIE Yu-ting ZHANG Zhao CUI Kai-lun YAN Hui-fang 3*

Abstract：In order to explore the comprehensive evaluation method and key indicators of seed storability of alfalfa （Medicago sativa L.），this study took 36 cultivars of alfalfa seeds as materials and simulated seed storage using artificial aging method of high temperature and high humidity. Changes of ten indicators related to seed germination and early seedling growth characteristics，such as germination energy，germination percentage，shoot length and root length，were measured under aging for 0 h （control group） and 60 h （treatment group）. The comprehensive evaluation of seed storability was conducted using methods of comprehensive storage tolerance coefficient，principal component analysis，membership function analysis，and cluster analysis. Meanwhile，a mathematical model was established according to the stepwise regression analysis. The results showed that all indicators related to seed germination and seedling growth characteristics displayed a downward trend after artificial aging treatment，with varying degrees of differences in response to aging. Based on cluster analysis，the seed storability of alfalfa was classified into four levels，namely，strong storability，medium storability，weak storability and extremely weak storability. The seeds of ‘Sanditi’ and ‘Gongnong No.1’ belonged to the levels of strong storability and extremely weak storability，respectively. Based on the model established by stepwise regression analysis，germination energy and shoot length were selected as the key indicators for evaluating seed storability. This study would lay a theoretical foundation for the screening of alfalfa germplasm with strong storability，the mining of key candidate genes and functional study，as well as provide the excellent parental materials for the creation and utilization of new germplasm with strong storability.

Key words：Alfalfa;Seed vigor;Storability;Membership function;Cluster analysis;Comprehensive evaluation

種子是植物遺傳信息的重要載體，在種質(zhì)資源長期保存與植物適應(yīng)惡劣生態(tài)環(huán)境中具有重要作用［1］。種子活力是評價種子質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)，受遺傳因素、種子發(fā)育成熟期和貯藏過程環(huán)境條件共同控制，與種子發(fā)芽的整齊性、田間出苗的一致性、種子的耐貯藏性以及種子萌發(fā)與幼苗的抗逆性等密切相關(guān)［2-4］。收獲后的種子，隨著貯藏時間的推移，逐步發(fā)生老化（或劣變），進(jìn)而導(dǎo)致種子質(zhì)量和種用價值降低，成為限制種質(zhì)資源長期安全貯藏的負(fù)面因素［5-6］。通常情況下，具有良好耐貯藏特性的種子能夠更好地抵抗高溫高濕等不良環(huán)境條件，保持較高的種子活力和發(fā)芽能力［7］。近年來，隨著我國種業(yè)振興與快速發(fā)展，種質(zhì)資源收集與中長期安全貯藏倍受重視。因此，種子耐貯藏性評價和快速鑒定成為一項重要的基礎(chǔ)性研究工作，也將對提高種子質(zhì)量和促進(jìn)牧草生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實意義。

紫花苜蓿（Medicago sativa L.）為豆科多年生草本植物，在我國栽培歷史悠久，富含蛋白質(zhì)和多種氨基酸、維生素、礦物質(zhì)、微量元素等，享有“牧草之王”美譽(yù)［8］。隨著現(xiàn)代草牧業(yè)快速發(fā)展和居民膳食結(jié)構(gòu)持續(xù)升級，紫花苜蓿剛性需求不斷增加，這促使其種子需求量迅速增加，也對其種用價值提出了更高要求。盡管紫花苜蓿種子通常被認(rèn)為屬于中命種子（壽命長者可達(dá)10年以上），但事實上，由于粗蛋白（31.6%）和粗脂肪（9.85%）含量高，尤其不飽和脂肪酸達(dá)40.13%，加之收獲過程的機(jī)械損傷，某些品種在自然貯藏2～3年后的種子活力顯著降低［9］，不利于優(yōu)良種質(zhì)遺傳特性的保持，進(jìn)而對苜蓿優(yōu)質(zhì)飼草高效生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。近年來，盡管紫花苜蓿抗逆種質(zhì)篩選與評價［10-12］、生產(chǎn)性能與營養(yǎng)品質(zhì)［13-15］、種子老化生理［16］與種子活力檢測技術(shù)［17］等方面取得重要進(jìn)展，但有關(guān)不同品種紫花苜蓿種子耐貯藏性評價研究卻鮮有報道。因此，本研究采用人工老化法模擬種子貯藏，探究種子萌發(fā)與幼苗生長特性相關(guān)指標(biāo)變化，綜合評價不同品種紫花苜蓿種子耐貯藏性差異，將為其強(qiáng)耐貯藏性種質(zhì)篩選與耐貯藏性分子機(jī)制研究奠定基礎(chǔ)，也對其種質(zhì)資源長期保存具有重要意義。

本研究以36個品種紫花苜蓿種子為試驗材料，通過人工老化法模擬種子貯藏，測定種子萌發(fā)與幼苗生長特性相關(guān)指標(biāo)，對不同品種種子耐貯藏性進(jìn)行綜合評價，建立逐步回歸分析數(shù)學(xué)模型，篩選種子耐貯藏性快速鑒定與評價關(guān)鍵指標(biāo)，以期為紫花苜蓿強(qiáng)耐貯藏性種質(zhì)篩選、關(guān)鍵候選基因挖掘、耐貯藏性分子機(jī)制深入研究及新種質(zhì)創(chuàng)制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試36個紫花苜蓿品種的名稱和原產(chǎn)地等信息見表1。參試種子收獲于2020年9月，保存于青島農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院實驗室冰箱內(nèi)，貯藏溫度為-20℃。本試驗于2021年7月至2022年1月在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院實驗室進(jìn)行。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子含水量測定與調(diào)整 含水量測定：參照國際種子檢驗協(xié)會種子檢驗規(guī)程［18］測定供試36個品種紫花苜蓿種子的初始含水量。稱取潔凈種子約4.5 g放入樣品盒后稱重（精確到0.001 g），設(shè)置兩個重復(fù)。在130℃～133℃下，將樣品盒蓋開啟后放入烘箱內(nèi)烘干1 h。到達(dá)規(guī)定時間后，蓋好樣品盒蓋，放入干燥器內(nèi)冷卻30 min后再稱重，并計算種子初始含水量。

含水量調(diào)整：不同品種紫花苜蓿種子的初始含水量不同，且對水分吸收能力不同，為避免因種子本身含水量差異對老化效果造成的誤差，應(yīng)該在老化處理前將種子含水量進(jìn)行調(diào)整。本試驗采用飽和鹽溶液平衡靜態(tài)稱重法，將供試36個品種紫花苜蓿種子的含水量統(tǒng)一調(diào)整至12%。

1.2.2 老化處理 將5 g調(diào)整好含水量的參試種子平鋪于無蓋塑料盒內(nèi)，將其置于溫度為45℃、相對濕度為100%的恒溫恒濕箱（CTHI-150B）內(nèi)進(jìn)行老化處理。根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果篩選確定，老化60 h能將不同品種紫花苜蓿種子的種子活力和耐貯藏性區(qū)分開，因此，分別在老化0 h（對照組）和老化60 h（處理組）取樣。種子取出后，在1 h內(nèi)用于發(fā)芽試驗。

1.2.3 種子發(fā)芽試驗 參照國際種子檢驗協(xié)會種子檢驗規(guī)程［18］進(jìn)行種子發(fā)芽試驗。取均勻飽滿的紫花苜蓿種子50粒，將其擺放入鋪有10 mL蒸餾水潤濕3層濾紙的110 mm×110 mm有蓋培養(yǎng)皿中。將培養(yǎng)皿置于光照培養(yǎng)箱（GXZ-380B）內(nèi)，在20℃、光照8 h/黑暗16 h條件下培養(yǎng)。每個處理設(shè)3次重復(fù)。

1.2.4 測定指標(biāo) 本研究以胚根突破種皮至少2 mm作為種子萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，以正常種苗形態(tài)建成作為成苗標(biāo)準(zhǔn)，每24 h統(tǒng)計紫花苜蓿種子萌發(fā)與幼苗生長狀況，發(fā)芽試驗期限為10 d。待發(fā)芽試驗結(jié)束時，從每個培養(yǎng)皿中隨機(jī)取出10株正常種苗，用刻度尺測量苗長（Shoot length，SL）和根長（Root length，RL）；用吸水紙吸干種苗表面水分后，用電子天平稱量苗重（Shoot weight，SW）和根重（Root weight，RW）。同時，計算種子發(fā)芽勢（Germination energy，GE）、發(fā)芽率（Germination percentage，GP）、發(fā)芽指數(shù)（Germination index，GI）、種子活力指數(shù)（Vigor index，VI）、成苗率（Seedling percentage，SP）和幼苗活力指數(shù)（Seedling vigor index，SVI）。

其中，N4、N10和Nt分別為第4 d、第10 d和第t d統(tǒng)計時的萌發(fā)種子數(shù)，Dt為萌發(fā)天數(shù)，N為供試種子總數(shù)，G10為第10 d統(tǒng)計時的正常種苗數(shù)。

1.3 種子耐貯藏性綜合評價

基于不同品種紫花苜蓿種子萌發(fā)與幼苗生長特性各項指標(biāo)，采用耐貯藏系數(shù)（Storage tolerance coefficient，STC）、綜合耐貯藏系數(shù)（Comprehensive storage tolerance coefficient，CSTC）、主成分分析、隸屬函數(shù)分析、耐貯藏性綜合評價值（D值）和系統(tǒng)聚類分析的綜合評價方法對供試36個品種種子耐貯藏性進(jìn)行評價［10，19］。此外，采用逐步回歸分析建立種子耐貯藏性評價數(shù)學(xué)模型，篩選用于鑒定種子耐貯藏性的關(guān)鍵指標(biāo)。

1.3.1 單項測定指標(biāo)的相關(guān)性分析 對各單項測定指標(biāo)進(jìn)行獨立樣本T檢驗和相關(guān)性分析，以確定各指標(biāo)之間的相關(guān)性。

1.3.2 單項測定指標(biāo)的耐貯藏系數(shù) 利用各單項測定指標(biāo)的原始測定數(shù)據(jù)分別計算對照組和老化處理組的平均值，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，求得各單項測定指標(biāo)的耐貯藏系數(shù)和綜合耐貯藏系數(shù)［10］。

耐貯藏系數(shù)（STC）=老化處理組指標(biāo)測定值的平均值對照組指標(biāo)測定值的平均值;

1.3.3 單項測定指標(biāo)的主成分分析 對各供試紫花苜蓿品種的各單項測定指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，計算綜合指標(biāo)權(quán)重［19］。

式中，Wi表示第i個綜合指標(biāo)在所有綜合指標(biāo)中的權(quán)重，Pi表示經(jīng)主成分分析后所得各供試品種第i個綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)率。

1.3.4 綜合指標(biāo)的隸屬函數(shù)值 采用隸屬函數(shù)分析法對供試36個品種紫花苜蓿種子耐貯藏性進(jìn)行評價［19-20］。

式中，μ（Xi）為某一測定指標(biāo)的模糊隸屬函數(shù)值平均值，Xi為某一測定指標(biāo)平均值，Xmax和Xmin分別為某一測定指標(biāo)的最大值和最小值。再將各品種種子的各測定指標(biāo)隸屬函數(shù)值累加，求隸屬函數(shù)平均值，值越大表示紫花苜蓿種子耐貯藏性越強(qiáng)。

1.3.5 綜合指標(biāo)計算 計算各供試紫花苜蓿品種種子耐貯藏性的綜合指標(biāo)值［19］。

式中，D值為各品種紫花苜蓿種子老化處理后由綜合指標(biāo)評價所得的耐貯藏性綜合評價值。

1.4 耐貯藏性鑒定指標(biāo)逐步回歸分析與篩選

為分析各單項測定指標(biāo)與種子耐貯藏性之間的關(guān)系，篩選能夠快速鑒定種子耐貯藏性的指標(biāo)，探討可用于評價紫花苜蓿種子耐貯藏性的數(shù)學(xué)模型，將各單項測定指標(biāo)的耐貯藏系數(shù)與D值進(jìn)行相關(guān)性分析，以顯著相關(guān)指標(biāo)（Plt;0.05或Plt;0.01）的耐貯藏系數(shù)為自變量，以D值為因變量進(jìn)行逐步回歸分析，建立耐貯藏性評價數(shù)學(xué)模型［21］。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Microsoft Excel 2021軟件對10個種子萌發(fā)與幼苗生長特性相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行整理，并計算各指標(biāo)平均值。利用SPSS進(jìn)行耐貯藏性綜合D值計算、系統(tǒng)聚類分析和逐步回歸分析。結(jié)果中所有數(shù)值均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”（n=3）表示，并用單因素方差分析（ANOVA）檢驗計算相關(guān)參數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫花苜蓿種子各單項測定指標(biāo)的差異分析

供試紫花苜蓿種子在對照組和處理組中各測定指標(biāo)平均值的獨立樣本T檢驗結(jié)果顯示，人工老化處理后，發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、種子活力指數(shù)、成苗率、苗長、苗重、根長、根重和幼苗活力指數(shù)均受到極顯著影響（Plt;0.01）（表2）。對照組所有指標(biāo)的變異系數(shù)介于3.321～27.502，而處理組所有指標(biāo)的變異系數(shù)介于34.008～86.366，表明不同測定指標(biāo)所受人工老化處理的抑制程度存在差異。人工老化處理后，紫花苜蓿的發(fā)芽指數(shù)、種子活力指數(shù)和幼苗活力指數(shù)所受影響較大，下降幅度分別為74.45%，78.21%和75.27%，而苗重所受影響較小，下降幅度為12.50%。因此，供試紫花苜蓿種子萌發(fā)與幼苗生長特性各單項測定指標(biāo)對人工老化響應(yīng)存在較大差異。

2.2 紫花苜蓿種子各單項測定指標(biāo)的相關(guān)性分析

人工老化處理60 h后紫花苜蓿種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、苗長、根長等10個單項測定指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果顯示，各單項測定指標(biāo)間均存在相關(guān)性，且達(dá)到極顯著的差異水平（Plt;0.01）（圖1）。各單項測定指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)差異較大，介于0.582～1.000，表明各單項測定指標(biāo)在不同品種紫花苜蓿種子耐貯藏性評價中所起的作用大小不同。因此，直接利用各單項測定指標(biāo)對紫花苜蓿種子耐貯藏性進(jìn)行評價不夠準(zhǔn)確，需利用多元統(tǒng)計分析方法以綜合鑒定種子的耐貯藏性。

2.3 紫花苜蓿種子各單項測定指標(biāo)的耐貯藏系數(shù)分析

不同品種紫花苜蓿種子經(jīng)人工老化處理60 h后，在所測定的10個單項指標(biāo)中，有8個指標(biāo)（發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、種子活力指數(shù)、成苗率、根長、根重和幼苗活力指數(shù)）在所有供試品種中均有所下降，表現(xiàn)為STClt;1；而苗長和苗重2個指標(biāo)在不同品種間的變化情況不同，表現(xiàn)為STClt;1或STCgt;1（表3）。因此，不同品種紫花苜蓿各單項測定指標(biāo)的耐貯藏系數(shù)變化幅度不同，難以用其全面評價種子的耐貯藏性。

在此基礎(chǔ)上，以各單項測定指標(biāo)的耐貯藏系數(shù)為依據(jù)，利用綜合耐貯藏系數(shù)（CSTC）進(jìn)一步比較和評價，結(jié)果顯示，人工老化處理60 h后，‘WL366HQ’的CSTC最大（0.995），‘維多利亞’的CSTC最?。?.133），表明這兩個品種種子的耐貯藏性分別為最強(qiáng)和最弱（表3）。

2.4 紫花苜蓿種子各單項測定指標(biāo)的主成分分析

對供試36個品種紫花苜蓿的10個單項測定指標(biāo)的絕對值進(jìn)行主成分分析，獲得綜合指標(biāo)（Comprehensive index，CI）的系數(shù)和貢獻(xiàn)率（表4）。前2個綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)率分別為83.332%和7.612%，累計貢獻(xiàn)率高達(dá)90.94%。通過主成分分析，將原來10個單項測定指標(biāo)轉(zhuǎn)換成2個新的相互獨立的綜合指標(biāo)，使數(shù)據(jù)分析更具有代表性。

2.5 不同品種紫花苜蓿種子耐貯藏D值與綜合評價

通過計算不同品種紫花苜蓿的F（Xi）值，并借助F（X1）和F（X2）來計算μ（X1）和μ（X2）。結(jié)果表明，對同一綜合指標(biāo)如F（X1）而言，經(jīng)人工老化處理60 h后，‘三得利’的μ（X1）最大，為1.000，表明該品種在綜合指標(biāo)F（X1）上表現(xiàn)的耐貯藏性最強(qiáng)，而‘公農(nóng)1號’的μ（X1）最小，為0.000，表明其在綜合指標(biāo)F（X1）上表現(xiàn)的耐貯藏性最弱。根據(jù)各綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)率，計算得到2個綜合指標(biāo)的權(quán)重分別為0.916和0.084?；诰C合指標(biāo)的權(quán)重，計算各品種紫花苜蓿種子耐貯藏性綜合評價D值并排序。其中，‘三得利’的D值最大，為0.916，而‘公農(nóng)1號’的D值最小，為0.033，表明這兩個品種種子的耐貯藏性分別為最強(qiáng)和最弱（表5）。

2.6 不同品種紫花苜蓿種子耐貯藏性系統(tǒng)聚類分析

基于D值的系統(tǒng)聚類分析結(jié)果顯示，供試36個品種紫花苜蓿的種子耐貯藏性可被劃分為4個類型，即強(qiáng)耐貯藏性、中耐貯藏性、弱耐貯藏性和極弱耐貯藏性（圖2）。其中，強(qiáng)耐貯藏性品種有3個，分別為‘三得利’‘Bara520YQ’和‘東苜2號’；中耐貯藏性品種有8個，分別為‘4030SR’‘WL525HQ’‘巨能201’‘中苜1號’‘角斗士’‘中蘭2號’‘苜豐’和‘WL366HQ’；弱耐貯藏性品種有14個，分別為‘賽迪7號’‘阿爾岡金’‘MT4015’‘Bara210SC’‘北緯30’‘中苜3號’‘沃苜1號’‘甘農(nóng)9號’‘驚喜’‘金皇后’‘斯貝德’‘巨能401’‘威神’和‘超能’；極弱耐貯藏性品種有11個，分別為‘游客+’‘WL440HQ’‘Bara218TR’‘巨能995’‘馴鹿’‘英斯特’‘皇冠’‘4020MF’‘維多利亞’‘賽迪10號’和‘公農(nóng)1號’。

2.7 紫花苜蓿種子耐貯藏性評價關(guān)鍵指標(biāo)篩選

為篩選紫花苜蓿種子耐貯藏性評價的關(guān)鍵指標(biāo)，將顯著相關(guān)指標(biāo)的耐貯藏系數(shù)作為自變量，D值作為因變量，通過逐步回歸分析，構(gòu)建最優(yōu)回歸方程D=-0.111+0.709×GE+0.276×SL（R2=0.935，P=0.000**），式中GE和SL分別表示發(fā)芽勢和苗長。該方程的決定系數(shù)R2=0.935，P=0.000**，表明構(gòu)建的回歸方程存在極顯著的線性關(guān)系。因此，發(fā)芽勢和苗長這2個性狀可作為評價紫花苜蓿種子耐貯藏性的重要指標(biāo)。

3 討論

種子活力是評價種子質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)，也是影響種子耐貯藏性的重要因素之一。研究發(fā)現(xiàn)，種子貯藏過程中許多生理生化代謝變化均與種子活力降低和發(fā)芽特性受抑制緊密相關(guān)，如活性氧積累、脂質(zhì)過氧化、膜磷脂損失、抗氧化酶活性降低、揮發(fā)性物質(zhì)產(chǎn)生等［22］。人工老化法是一種被廣泛應(yīng)用于種子活力研究與評價的有效方法，相比于自然老化，它具有試驗所用時間短的優(yōu)點。其中，高溫高濕人工老化法是最常用的方法之一，可以加速種子老化并評估逆境環(huán)境下的種子活力，為種子耐貯性或品種改良研究中的優(yōu)異種質(zhì)篩選提供了有力支撐［23-24］。種子發(fā)芽試驗通過在控制條件下觀察種子發(fā)芽率和發(fā)芽速度來判斷種子萌發(fā)能力，并提供有關(guān)種子質(zhì)量、貯藏條件等重要信息，對種子選育、貯藏和質(zhì)量控制也具有重要意義［25］。本研究采用人工老化法模擬種子貯藏，通過測定10個反映種子活力的單項指標(biāo)（發(fā)芽勢、發(fā)芽率、苗長、根長等）對人工老化處理的響應(yīng)變化，分析并評價不同品種紫花苜蓿種子的耐貯藏性差異。根據(jù)種子萌發(fā)與早期幼苗生長特性單項指標(biāo)，人工老化處理60 h后，供試36個品種紫花苜蓿種子各單項指標(biāo)的測定值均呈下降趨勢，變異系數(shù)介于34.008～86.366，表明不同單項指標(biāo)對人工老化處理的響應(yīng)和所受抑制程度存在差異（表2）。該研究結(jié)果與王婷等［26］采用人工加速老化法評價30份黃瓜種子活力的研究相一致。進(jìn)一步利用相對值（耐貯藏系數(shù)STC）排除因品種本身固有特性造成的影響，分析各單項指標(biāo)對人工老化處理的響應(yīng)差異，發(fā)現(xiàn)除苗長和苗重在不同品種間變化表現(xiàn)為STClt;1或STCgt;1外，其余8個單項指標(biāo)在所有供試品種中均有所下降，表現(xiàn)為STClt;1（表3）。因此，僅憑單項測定指標(biāo)評價不同品種紫花苜蓿的種子耐貯藏性缺乏可靠性和全面性。

種子耐貯藏性評價受多種因素影響，單一評價方法難以全面有效地反映出種子的耐貯藏性。因此，在對不同品種種子耐貯藏性進(jìn)行鑒定與評價時需采用多元統(tǒng)計分析方法，并構(gòu)建數(shù)學(xué)模型以確定關(guān)鍵鑒定指標(biāo)，為種子耐貯藏性評價及優(yōu)異種質(zhì)資源篩選奠定理論基礎(chǔ)。錢慧慧［27］在評價100個品種小麥（Triticum aestivum L.）種子經(jīng)人工老化處理后的種子活力差異研究中，采用變異系數(shù)和相關(guān)性分析方法篩選出了具有高活力和低活力種子的品種，為強(qiáng)耐貯藏性小麥新品種培育提供了有效的親本資源。史威威等［28］研究貯藏對飼用燕麥（Avena sativa L.）種子活力影響中，采用主成分分析法評價了不同品種燕麥種子的耐貯藏性。此外，隸屬函數(shù)法也被廣泛應(yīng)用于植物抗逆性評價，且優(yōu)于單一測定指標(biāo)評價方法，能夠全面反映植物的抗逆能力［19］。王婷等［26］利用隸屬函數(shù)法評價了30份黃瓜（Cucumis sativus L.）種子經(jīng)人工老化后的種子活力變化，根據(jù)聚類分析將種子耐老化程度分為耐老化、中度耐老化和老化敏感三類，并篩選出耐老化品種，為黃瓜高活力種子的培育選擇提供了理論依據(jù)。隸屬函數(shù)法在評價人工老化的藜麥（Chenopodium quinoa Willd.）種子活力和耐貯藏性研究中也得到了應(yīng)用［7］。本試驗中，供試36個品種紫花苜蓿種子萌發(fā)與幼苗生長指標(biāo)測定值的主成分分析將10個單項指標(biāo)轉(zhuǎn)換成2個新的相互獨立的綜合指標(biāo)，使數(shù)據(jù)分析更具有代表性，評價指標(biāo)更加客觀。通過對不同品種紫花苜蓿種子的耐貯藏性綜合評價D值進(jìn)行計算，獲得綜合評價排序，并基于D值進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，將供試36個品種紫花苜蓿種子耐貯藏性劃分為4類，篩選出耐貯藏性最強(qiáng)的品種為‘三得利’，耐貯藏性最弱的品種為‘公農(nóng)1號’（圖2）。此外，本研究還將各單項測定指標(biāo)中具有顯著相關(guān)的指標(biāo)與D值進(jìn)行逐步回歸分析，建立種子耐貯藏性評價數(shù)學(xué)模型，篩選出發(fā)芽勢和苗長為紫花苜蓿種子耐貯藏性評價的關(guān)鍵指標(biāo)。本研究綜合考量紫花苜蓿種子活力受人工老化的影響，比較各測定指標(biāo)對老化響應(yīng)的差異，應(yīng)用綜合耐貯藏系數(shù)、主成分分析、隸屬函數(shù)分析、系統(tǒng)聚類分析和逐步回歸分析等評價方法，提高了紫花苜蓿種子耐貯藏性評價的全面性和客觀性，為其種子耐貯藏性分子機(jī)制研究和新種質(zhì)培育提供了理論支撐。

4 結(jié)論

人工老化處理后，供試36個品種紫花苜蓿種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、種子活力指數(shù)、成苗率、苗長、苗重、根長、根重和幼苗活力指數(shù)均呈下降趨勢，表明種子活力和耐貯藏性均受到影響。因此，種子生產(chǎn)與利用過程中應(yīng)考慮種子耐貯藏性，并將強(qiáng)耐貯藏性品種的篩選與培育作為苜?？鼓鎯?yōu)質(zhì)的育種目標(biāo)之一給于重視?；谀唾A藏性綜合評價D值和系統(tǒng)聚類分析，供試36個品種紫花苜蓿種子耐貯藏性被劃分為4個類型，篩選出耐貯藏性最強(qiáng)和耐貯藏性最弱的品種分別為‘三得利’和‘公農(nóng)1號’，為紫花苜蓿強(qiáng)耐貯藏性種子新品種培育提供了有效親本。根據(jù)逐步回歸分析數(shù)學(xué)模型，確定發(fā)芽勢和苗長為紫花苜蓿種子耐貯藏性鑒定的關(guān)鍵指標(biāo)，為后續(xù)快速高效地評價其種子耐貯藏性提供了方法支持。

參考文獻(xiàn)

［1］HAZRA A，VARSHNEY V，VERMA P，et al. Methionine sulfoxide reductase B5 plays a key role in preserving seed vigor and longevity in rice （Oryza sativa）［J］. New Phytologist，2022，236（3）：1042-1060

［2］王偉杰，陳保國，張遠(yuǎn)航，等. 不同成熟度玉米種子生理特性與種子活力的關(guān)系分析［J］. 種子，2022，41（3）：68-73，80

［3］孫群，王建華，孫寶啟. 種子活力的生理和遺傳機(jī)理研究進(jìn)展［J］. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，40（1）：48-53

［4］CHHABRA R，SHABNAM，SINGH T. Seed aging，storage and deterioration：an irresistible physiological phenomenon［J］. Agricultural Reviews，2019，40（3）：234-238

［5］XU L X，XIN X，YIN G K，et al. Timing for antioxidant-priming against rice seed ageing：optimal only in non-resistant stage［J］. Scientific Reports，2020，10（1）：13294

［6］韓沛霖，李月明，劉梓毫，等. 植物種子老化的生理學(xué)研究進(jìn)展［J］. 生物工程學(xué)報，2022，38（1）：77-88

［7］閆慧芳，孫娟. 不同藜麥種子活力水平及耐貯藏性評價［J］. 種子，2021，40（12）：88-93

［8］石鳳玲，石鳳翎，高翠萍，等. 人工老化紫花苜蓿種子活力變化與ISSR標(biāo)記［J］. 中國草地學(xué)報，2015，37（6）：30-34

［9］WANG X，ZHANG H，SONG R，et al. Non-destructive identification of naturally aged alfalfa seeds via multispectral imaging analysis［J］. Sensors，2021，21（17）：5804

［10］李雪，沙栢平，高雪芹，等. 不同紫花苜蓿種質(zhì)材料萌發(fā)期耐鹽性鑒定與綜合評價［J］. 草地學(xué)報，2020，28（2）：437-445

［11］田政，楊正禹，陸忠杰，等. 44個紫花苜蓿品種的酸鋁適應(yīng)性與耐受性評價［J］. 草業(yè)學(xué)報，2023，32（3）：142-151

［12］李彥忠，喻軍強(qiáng)，李明. 48個苜蓿品種對3種病害抗性的初步評價［J］. 草業(yè)學(xué)報，2021，30（9）：62-75

［13］孫萬斌，馬暉玲，侯向陽，等. 20個紫花苜蓿品種在甘肅兩個地區(qū)的生產(chǎn)性能及營養(yǎng)價值綜合評價［J］. 草業(yè)學(xué)報，2017，26（3）：161-174

［14］李滿有，李東寧，王斌，等. 不同苜蓿品種混播和播種量對牧草產(chǎn)量及品質(zhì)的影響［J］. 草業(yè)學(xué)報，2022，31（5）：61-75

［15］張曉娟，陳彩錦，張久盤，等. 55個紫花苜蓿品種農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀分析及綜合評價［J］. 草地學(xué)報，2023，31（11）：3453-3461

［16］陳玲玲，程航，張陽陽，等. 不同貯藏年限敖漢苜蓿種子活力及生理特性的研究［J］. 種子，2017，36（3）：23-27，32

［17］王雪萌，何欣，張涵，等. 基于多光譜成像技術(shù)快速無損檢測紫花苜蓿人工老化種子［J］. 草業(yè)學(xué)報，2022，31（7）：197-208

［18］ISTA. International Seed Testing Association. International rules for seed testing［S］. Bassersdorf，Zürich，2020：3-5

［19］王吉祥，宮煥宇，屠祥建，等. 耐亞磷酸鹽紫花苜蓿品種篩選及評價指標(biāo)的鑒定［J］. 草業(yè)學(xué)報，2021，30（5）：186-199

［20］張昭，金琪凡，史彥欣，等. 不同品種紫花苜蓿種子萌發(fā)期耐低溫性綜合評價［J］. 草地學(xué)報，2023，31（10）：3050-3057

［21］梁烜赫，王雪，趙鑫，等. 吉林省西部半干旱區(qū)主栽玉米品種抗旱性比較［J］. 分子植物育種，2018，16（13）：4466-4472

［22］PIRREDDA M，PUEYO F I，SNCHEZ O L，et al. Seed longevity and ageing：A review on physiological and genetic factors with an emphasis on hormonal regulation［J］. Plants，2023，13（1）：41

［23］張齊齊，錢芳，謝磊，等. 人工加速老化法和低溫發(fā)芽法的優(yōu)化研究［J］. 種子，2022，41（12）：1-6

［24］GROOT S P C，SURKI A A，DE VOS R C H，et al. Seed storage at elevated partial pressure of oxygen，a fast method for analysing seed ageing under dry conditions［J］. Annals of Botany，2012，110（6）：1149-1159

［25］劉自剛，張雁，王新軍，等. 桔梗種子活力研究進(jìn)展［J］. 種子，2006，25（4）：48-51

［26］王婷，秦文韜，呂鵬輝，等. 人工加速老化法評價30份黃瓜種子的活力［J］. 北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報，2022，37（2）：13-18

［27］錢慧慧. 100份小麥品種（系）種子活力的鑒定與評價［D］. 咸陽：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2019：9-34

［28］史威威，張江波，張月玲，等. 貯藏對飼用燕麥種子活力的影響研究［J］. 中國飼料，2023（2）：101-104

（責(zé)任編輯 彭露茜）

收稿日期：2023-12-08；修回日期：2024-01-04

基金項目：山東省自然科學(xué)基金青年基金項目（ZR2020QC187）；國家自然科學(xué)基金青年基金項目（32301480）資助

作者簡介：呂艷貞（1999-），女，漢族，山東泰安人，碩士研究生，主要從事種子活力與抗逆萌發(fā)調(diào)控機(jī)制研究，E-mail：1394734819@qq.com；*通信作者Author for correspondence，E-mail：yanhuifang@qau.edu.cn