單葉刺槐半同胞子代葉片飼用特性研究

徐立人 何可心 劉寵

摘要：以單葉刺槐母本及其6個半同胞子代的夏季葉片為材料，測定各樣本的相對含水量及維生素C、淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白含量，通過對各指標間的相關性分析，應用獨立性權重法及聚類分析法，對樣本的飼用價值進行排序、分類。結果表明：在單葉刺槐葉片飼用價值評價體系中，各指標權重大小排序為可溶性蛋白含量>淀粉含量>維生素C含量>可溶性糖含量>相對含水量;子代葉形的變異與飼用價值高低無顯著相關;各樣本按葉片飼用價值高低可分為3類：第Ⅰ類為A15-1，飼用價值較高;第Ⅱ類包括A16-1、A21-1，飼用價值中等;第Ⅲ類包括A10-2、C23-1、A1-1（母本）、B24-3，飼用價值相對較低。

關鍵詞：單葉刺槐;半同胞子代;葉片形態;飼用價值評價

中圖分類號： S792.27 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）15-0217-04

植物是園林中的重要組成部分[1]，我國北方秋季樹木產生大量落葉，但目前處理方式較為單一，研究植物葉片的飼用價值并應用到飼料產品中，可以有效提高園林植物的剩余產物利用率，從而實現生態效益與經濟效益的最大化，同時對緩解部分地區畜牧飼料嚴重不足具有重要意義[2]。

刺槐（Robinia pseudoacia L.），別稱洋槐，屬豆科刺槐屬多年生落葉喬木，其萌芽性強、根系發達、耐干旱，是防風固沙、水土保持、園林綠化及提供蜜源和飼料的優良樹種[3]。單葉刺槐（Robinia pseudoacacia f. unifolia）是刺槐的變種，主要特征是僅有1個或幾個小葉，小葉面積明顯大于普通刺槐。我國2004年從德國引進了單葉刺槐無性系，與普通刺槐雜交可產生種子，雜交子代中復葉的小葉數產生了明顯的變異，部分子代具有開發葉片飼用價值的潛質[4]。

目前，對單葉刺槐及其子代的研究僅限于組培體系的建立[5]、子代的SSR鑒定[4]等，尚無對其葉片飼用價值研究的報道。本研究以單葉刺槐母本及6個半同胞子代的夏季葉片為研究對象，以母本為對照，對全部樣本的葉片飼用價值進行排序、分類，以期篩選出飼用價值高的子代，為今后單葉刺槐的飼用品種選育及遺傳改良提供重要的理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料

2019年5月5日選取單葉刺槐母本及已通過SSR分子鑒定的26個子代，嫁接在定植于河北省保定市滿城區苗圃場的2年生普通刺槐上，形成27個無性系，每個無性系嫁接20株，共540株。

2019年8月21日選取母本（A1-1）及6個葉形產生明顯變異的子代A21-1、A10-2、B24-3、A15-1、A16-1、C23-1，以夏季成熟葉片為試驗材料，每個參試無性系隨機挑選長勢相似的5株，分別采上部及中部的東、南、西、北4個方向長勢均等且無病蟲害的葉片各2枚，共80枚，混裝于自封袋，保存于-70 ℃超低溫冰箱待用。

1.2 指標測定

葉片相對含水量的測定采用直接干燥法[6];淀粉和可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法[7];維生素C含量的測定采用亞甲藍法[8];可溶性蛋白含量的測定采用考馬斯亮藍G-250染色法[9]。每項指標的測定設3次重復。

1.3 數據分析與處理

采用SPSS 25.0和Excel 2016軟件對試驗數據進行分析處理及作圖。將全部試驗數據標準化后運用獨立性權重法[10]進行分析，確定各指標權重，以各指標權重與其對應的標準化數據構建葉片飼用價值評價函數，對全部樣本的葉片飼用價值打分排序并聚類分析。

葉片飼用價值綜合評價函數公式為：

Ck=R-1k∑mk=1R-1k;

Hi=∑mk=1Ckxik。

式中：Ck為第k個指標對應的權重;Rk為第k個指標對應的復相關系數;xik表示第i個樣本第k個指標的標準化值;Hi為葉片飼用價值綜合評價函數，其值等于第i個樣本的總得分。

2 結果與分析

2.1 葉片相對含水量

葉片相對含水量是評價青貯飼料和適口性的重要指標，充足的葉片相對含水量利于乳酸菌活動，且飼料適口性好，當相對含水量過低時，會影響微生物的活性，造成好氣性菌大量繁殖，使飼料發霉腐爛，從而導致適口性降低。由圖1-A可知，子代A21-1、A10-2、A15-1、C23-1的相對含水量分別比母本提高6.02%、6.02%、2.41%、10.84%，與母本相比均無顯著差異，子代B24-3、A16-1的相對含水量分別比母本降低4.82%、19.28%，與母本相比，A16-1差異顯著，B24-3不顯著，說明子代A16-1的葉片作為飼料使用時，與其他樣本相比在青貯的過程中易出現難以壓實、發霉腐爛的現象，且適口性相對較差。

2.2 淀粉含量

淀粉是植物葉片進行光合作用的產物，越高的葉片淀粉含量意味著其作為飼料使用時，提供給牲畜的熱量越高。由圖1-B可知，子代A21-1、A10-2、B24-3、A15-1、A16-1的葉片淀粉含量分別比母本提高31.05%、40.80%、29.90%、19.32%、40.98%，均與母本差異顯著，子代C23-1的葉片淀粉含量比母本降低5.56%，與母本相比差異不顯著，說明單葉刺槐葉片作為飼料使用時，從提供熱量的角度來看，除C23-1外，其余各子代均顯著優于母本。

2.3 維生素C含量

維生素C是評價植物葉片飼用價值的重要指標，富含維生素C的飼料對提高動物免疫力至關重要，同時可提高雄性牲畜的精子活力，從而提高受精率。由圖1-C可知，子代B24-3的葉片維生素C含量比母本提高8.86%，與母本差異不顯著，子代A21-1、A10-2、A15-1、A16-1、C23-1的葉片維生素含量分別比母本降低51.81%、45.65%、31.92%、9.06%、46.57%，其中除A16-1與母本差異不顯著外，其余均與母本差異顯著，說明單葉刺槐葉片作為飼料使用時，從提高動物免疫力及雄性牲畜的精子活力角度來看，母本及子代B24-3更有優勢。

2.4 可溶性蛋白含量

與淀粉相似，植物葉片作為飼料使用時，可溶性蛋白也是動物攝取熱量的重要途徑。由圖1-D可知，子代A21-1、B24-3、A15-1、A16-1的葉片可溶性蛋白含量與母本相比分別提高80.58%、16.85%、44.65%、23.39%，其中A21-1、A15-1、A16-1均與母本差異顯著，子代A10-2、C23-1的葉片可溶性蛋白含量分別比母本降低46.99%、7.04%，A10-2與母本差異顯著，C23-1與母本差異不顯著，說明單葉刺槐葉片作為飼料使用時，從可溶性蛋白含量的角度看，子代A21-1、A15-1、A16-1更有優勢。

2.5 可溶性糖含量

可溶性糖是評價植物葉片飼用價值的重要依據，可溶性糖含量可為牲畜提供熱量，同時可提高牲畜對食物的消化率。由圖1-E可知，子代A21-1、A10-2的葉片可溶性糖含量分別比母本降低43.78%、33.95%，均與母本差異顯著，子代B24-3、A15-1、A16-1、C23-1的葉片可溶性糖含量分別比母本提高0.27%、5.43%、51.14%、0.35%，除A16-1與母本差異顯著外，其余品種均與母本差異不顯著，說明單葉刺槐葉片作為飼料使用時，從提高牲畜對食物消化率的角度看，子代A16-1更有優勢。

2.6 指標間的相關性分析及評價方法的選擇

將測定的各指標進行相關性分析，由表1可以看出，除可溶性糖含量與相對含水量之間呈顯著負相關外，其余各指標間的相關性均不顯著，說明各指標間所提供的信息重疊度較低，關系相對獨立，應采用獨立性權重法計算各指標所對應的復相關系數R及權重C，進而構建葉片飼用價值評價函數，對各樣本的綜合飼用價值進行評價。

2.7 葉片飼用價值綜合評價

根據葉片飼用價值綜合評價函數進行計算，母本及不同子代葉片飼用價值得分情況如表2所示，結果表明，除子代B24-3的飼用價值低于母本外，其余子代均優于母本，且子代A15-1的葉片飼用價值最高。對各樣本的葉形指標與飼用價值得分進行相關性分析，相關系數r=-0.0524，P=0.227>0.05，說明子代葉形的變異與葉片飼用價值的高低無關。

進一步聚類分析，結果如圖2所示，可按葉片飼用價值高低將全部樣本分為3類，第Ⅰ類為A15-1，葉片飼用價值較高;第Ⅱ類包括A16-1、A21-1，葉片飼用價值中等;第Ⅲ類包括A10-2、C23-1、B24-3、A1-1（母本），葉片飼用價值相對較低。

3 討論與結論

眾多研究表明，不同指標在植物的生長發育和品質調控中都起著重要作用，唯有通過多指標間的聯合分析，才能對植物材料的飼用價值作出綜合評價[11-14]。本試驗通過對5個可反映葉片飼用價值的重要指標（相對含水量及維生素C、淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白含量）進行測定，指標間的相關性分析表明，各指標關系相對獨立，這與位杰等在對庫爾勒香梨葉片營養價值研究中得出的各元素間相關性較高的結論[15]不同，原因可能是由于測定指標、采樣時間或樹種的不同導致的。進一步計算各指標權重，結果表明可溶性蛋白權重最大，這與華雅潔等在對楸樹葉片飼用價值的指標分析中，可溶性蛋白方差貢獻率最高的結論[16]一致。應用獨立性權重法和聚類分析法對單葉刺槐及其6個半同胞子代的葉片飼用價值進行綜合評價和分類，結果表明除子代B24-3飼用價值低于母本外，其余子代均優于母本，這也從一方面體現了“雜種優勢”，相關性分析表明，葉形的變異與葉片飼用價值高低無顯著相關，這與翟曉巧等在對構樹不同無性系的研究中得出的葉形變異與葉片營養價值顯著相關的結論[17]不同，原因可能是由于本試驗材料為當年嫁接，某些性狀還未完全表現，也可能是由于樹種的不同導致的。

本研究表明，利用5個飼用指標聯合分析，可有效評價單葉刺槐及各子代的飼用價值，且多數子代優于母本，其中A15-1的葉片飼用價值最高，這也為今后單葉刺槐飼用品種的選育及遺傳改良提供了重要的理論依據。

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