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苜蓿属Medicago Linn.及其近缘植物胡卢巴属Trigonella Linn.、扁蓿豆属Melissitus Medic.或Pocockia Ser.、黑荚豆属Turukhania Vass.隶属于豆科Leguminosae车轴草族Trifolieae,在我国西部地区有较广泛的分布。据《中国植物志》记载胡卢巴属植物9种,苜蓿属植物13种1变种。它们所含营养丰富,是优良的饲用植物资源,在世界范围的农牧业生产体系中占有重要地位。
本研究以16种中国苜蓿属及其近缘植物为对象,查阅并测量全国几个重要标本馆所保藏的苜蓿属及其近缘植物标本,应用数量分类方法结合石蜡切片实验和花粉形态实验,通过测量28个定性性状和18个数量性状进行聚类分析和主成分分析,结果表明:
果皮种皮的石蜡切片实验和花粉形态学实验结果显示,苜蓿属及其近缘植物具有结构的一致性,反映了这些植物亲缘关系近的特点。单以花粉、果皮种皮性状不能作为主要分类依据。
通过聚类分析将苜蓿属及其近缘植物分为4个特征明显的分类群,分别是(1)一年生,花序短缩呈伞形或单生,无总花梗或具较短的总花梗,荚果圆柱形(胡卢巴属一年生种);(2)多年生,荚果扁平、椭圆形(苜蓿属阔荚亚属Subgen. Platycarpos D.F.Cui.1998),含扁蓿豆属Melissitus Medic.或Pocockia Ser.和黑荚豆属Turukhania Vass.共6种,我国均产);(3)多年生,荚果镰状到螺旋状盘曲(苜蓿属镰荚亚属Subgen.Medicago Tutin.1968);(4)一年生,荚果肾形或盘状卷曲球形具棘刺(苜蓿属天蓝苜蓿亚属Subgen. Lupulina Gressh.1945)。此外根据相似性系数大小,表型相近的紫花苜蓿Medicago sativa、多变苜蓿Medicago varia、黄花苜蓿Medicago falcata,它们在欧氏距离为5.82处聚为一支,说明紫花苜蓿复合体植物之间具有比较近的亲缘关系,这与天然杂交的实际情况符合。
在主成分分析中,虽然性状的累积贡献率增长不明显,前3个主成分累积贡献率仅有57.5%,但结果仍然显示出和聚类分析同样的结果,在前2主成分散点图中可以很明显能看出苜蓿属及其近缘植物有4个不同的表征类群,并且这些类群与聚类分析结果得出的分类群是一致的,说明在前2主成分中,几个高负载值的性状就可以将苜蓿属及其近缘植物分为4大类群。此外形态表征果实长宽比、叶片长宽比、花萼大小、花萼披毛、茎叶的披毛、叶尖性状、花序长等性状可作为苜蓿及其近缘植物的主要分类性状,对分类有重要贡献。
对我国苜蓿属植物的分布调查研究,我国苜蓿属植物11种,隶属于3个亚属,主要分布于西北、华北、东北和西南等地。其中阔荚亚属(Subgen. Platycarpos D.F.Cui.)的种类是多年生高山类型向东通过青藏高原、蒙古高原、华西台地向着荒漠草原的种类演化,包括阔荚苜蓿Medicago platycarpas,花苜蓿Medicago ruthenica,克什米尔苜蓿Medicago cachemiriana,青海苜蓿Medicago archiducis—nicolai,以及偏南趋向暖热谷地的毛荚苜蓿Medicago edgeworthii;而镰荚亚属(Subgen. Medicago Tutin.)则是保留在高加索、中亚细亚、西伯利亚和我国天山一带的种群,它包含紫花苜蓿Medicago sativa、黄花苜蓿Medicago falcata和两亲本杂交演化出的后代(包括杂交后代及杂交后代之间以及又与亲本杂交的杂交种群),后者的分类地位都归属于多变苜蓿Medicago varia内;天蓝苜蓿亚属(Subgen. Lupulina Gressh.)全为一年生植物种,我国产3种,从染色体的不对称性可以看出它们比多年生种要进化,而且分布极广泛,可能是旧世界温带分布的适生种。
通过对苜蓿属及其近缘植物分类分析,结合地理分布资料,结果表明新疆具有丰富的苜蓿种质资源优势,是我国苜蓿属及其近缘植物的多样性分布区域。