基于AMMI模型的烤煙品種豐產性和穩定性評價

劉 偉，朱列書，朱靜嫻，馮連軍，楊 亞

(1 湖南農業大學農學院，長沙 410128；2 中國煙草中南農業試驗站，湖南長沙 410128)

煙草品種區域試驗目的是進一步檢驗新選育品系的豐產性、穩定性及地區適應性[1]。 目前，品種間豐產性的差異采用通常的方差分析法進行多重比較即可，而品種的穩定性和適應性主要決定于基因型與環境互作(G×E)效應的大小。G×E互作效應通常采用線性模型進行分析，但線性模型一般僅能解釋很少一部分交互作用的變化，沒有充分利用試驗所獲得的信息，具有很大的約束性[2]。筆者采用主效可加互作可乘模型 AMMI對試驗區的品種進行穩定性[3]分析，提高了估算準確性，為進一步研究基因與環境的互作效應提供了更有效的方法參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試烤煙品種10份(由中國煙草中南農業試驗站提供)：HY-9J，HY-5X，HY-7T，HY-9X，HY-9CH，03-5-4，03-15-6，CZ-43，C6212，K326(CK)。

1.2 試驗設計

試驗于2010年3月至2010年7月在(郴州桂陽、永州煙科所、湖南農大基地)3個試驗點進行。采用完全隨機區組排列，3次重復，2行區，每行種30株，行株距為1.2 m×0.45 m，小區面積36 m2，四周設置保護行。

1.3 分析方法

數據分析借助于Excel和DPS數據處理軟件。用AMMI模型分析法對參試品種的產量進行穩定性分析。AMMI模型分析原理是對每一基因型與環境交互作用進行主成分分析(簡稱IPCA )，由兩個參數向量構成即基因型和環境IPCA軸，在AMMI分析中穩定性參數是IPCA，品種IPCA的絕對值越大，說明該品種的互作普遍，則該品種越不穩定，其中IPCA1對穩定性的影響比IPCA2的大。在IPCA1的平方和比較大的情況下，可根據IPCA1來評價品種的穩定性。在利用AMMI模型分析的基礎上，通過雙標圖可進一步了解基因型與環境互作[4]。AMMI雙標圖是以品種、地點平均產量為橫坐標，IPCA1為縱坐標，通過雙標圖可直觀看出基因型、環境及基因型×環境互作效應的大致情況。

2 結果與分析

2.1 產量方差分析

由表1可知，地點內區組間產量差異顯著，說明不同區組間的土壤肥力等非試驗條件差異較大，地點、品種及品種×地點間均有極顯著差異，需進行多重比較。

表1 參試品種產量方差分析Table l The analysis of variance for the yield of tobacco varieties

從表2可以看出，參試品種產量以CZ-43最高，03-5-4，HY-9J，HY-9J，C6212產量相對較高，與對照品種K326差異不顯著，與品種HY-7T差異極顯著，品種03-15-6，HY-9CH，HY-9X產量較低；各參試點產量比較結果為，湖南農業大學基地(2 272.45 kg/hm2)與郴州桂陽(2 163.9 kg/hm2)間差異不顯著，二者與永州煙科所(1 805.7 kg/hm2)產量差異達到極顯著(p＜0.01)。

表2 各品種間產量多重比較結果Table 2 The results of multiple comparisons among different tobacco varieties

從表3可以看出，各基因、環境、基因與環境互作效應顯著，說明參試品種的產量水平存在極顯著差異，且環境對產量影響較大。其中基因、環境、基因與環境互作平方和占總變異平方和分別為16.75%，20.13%，34.71%，說明在試驗中對產量影響作用大小順序為環境與基因的交互作用、環境和基因。IPCA1也達到極顯著差異水平，說明基因型與環境互作絕大部分變異集中在第一個IPCA軸上。

表3 參試品種產量AMMI模型方差分析結果Table 3 The results of AMMI model analysis for the yield of tobacco varieties

2.2 雙標圖AMMI穩定性分析

經 AMMI模型產量分析[5]結果可知，品種HY-9J，HY-5X，HY-7T，HY-9X，HY-9CH，03-5-4，03-15-6，CZ-43，C6212，K326的IPCA1值分別為-0.6378，-2.6214，-3.7093，-2.8896，5.104，-3.8401，0.8438，3.9675，1.309和2.5135。湖南農大基地、郴州桂陽、永州煙科所的IPCA1值分別為-7.988，4.8316和3.2029。從圖1中品種和環境的坐標圖可以看出，品種的橫坐標越大，說明該品種產量越高，豐產性越強。縱坐標IPCA1絕對值越小，說明該品種穩定性越強，適應性越廣。品種豐產性高低順序依次是，CZ-43，03-5-4，HY-9J，C6212，K326(CK)，HY-7T，HY-5X，03-15-6，HY-9CH，HY-9X。

圖1 品種產量AMMI模型雙標圖Fig. l The double-axes diagram of AMMI model analysis for the yield of tobacco varieties

品種產量穩定性大小順序為HY-9J，03-15-6，C6212，K326，HY-5X，HY-9X，HY-7T，03-5-4，CZ-43和HY-9CH。環境IPCA1絕對值大小順序為湖南農大、郴州桂陽和永州煙科所，說明湖南農大基地對品種鑒別力較強，要求種植的品種需具有特殊適應性，永州煙科所則對品種鑒別力較低，大多參試品種對其有較好的適應性。

2.3 參試品種產量穩定性評價

離差與變異度在一定程度上反映出品種的豐產性和穩定性。品種產量的正向離差越大說明該品種豐產性越好，負向離差越大則豐產性越差；變異度越小說明該品種產量穩定性越好，適應性強[6]。由表4可知，在參試的10個烤煙品種中HY-9J和C6212兩個品種的豐產性、穩定性好，CZ-43和03-5-4豐產性好，穩定性差，品種HY-7T和HY-5X豐產性較好，穩定性差或較差，HY-9X和HY-9CH豐產性差，穩定性差。

表4 參試品種的豐產性、穩定性評價Table 4 The evaluation of prolificacy and yielding dependability of tobacco varieties

3 小結與討論

通過產量方差分析和AMMI模型穩定性分析結果可以看出，HY-9J和C6212兩品種產量均較高，具有豐產穩定的特性，適宜地點廣泛，可進行小面積生產示范；品系03-5-3與CZ-43產量主效應也較大、豐產性好，但其與地點的互作效應較大，穩定性不夠強，推廣應用時應選擇適宜的地區種植；品種HY-9X和HY-9CH，其豐產性和穩定性都較差，因此利用價值不大。

在3個試點中，湖南農業大學基地對品種的鑒別力較高，永州煙科所對品種的鑒別力較低，大多參試品種均能適應這一地區，C6212適宜在永州地區種植，CZ-43適宜在郴州地區種植，而品種03-5-4則適宜種植在湖南農大地區。

國內外已有不少學者[7～10]將AMMI模型應用于水稻、小麥、蠶豆、甜菜、甘蔗、棉花、玉米、芝麻、亞麻、糜子、油菜等作物區域試驗數據的分析，說明此種分析方法在區域試驗中的應用比較成熟，而此種方法在煙草方面的運用還鮮有報道。通過AMMI模型分析結合平均產量、IPCA雙標圖，可直觀明了地反映出品種的豐產性和穩定性(適應性)，而且對于深入理解品種和環境互作效應、制定相應育種目標和良種的示范推廣有重要參考價值。

本文在應用 AMMI模型分析品種穩定性時，所用的地點環境只有 3個，數量偏少，對分析結果的準確性有一定影響，在今后作同類分析時應適當增加試驗地點。對于得出的環境的分辨力及品種(系)的穩定性不能單純看結果，應根據多年多點次區域試驗結果進行分析，以提高試驗的準確性和可靠性。

[1]林國平，張俊杰，王 毅，等．應用AMMI模型分析白肋煙品種的豐產性及穩產性[J]．中國煙草科學，2009，30(4)：13-16．

[2]董 云，王 毅，漆燕玲，等．應用AMMI模型分析評判甘肅省春油菜區試品種的穩定性和適應性[J]．西北農業學報，2010，19(7)：74-78．

[3]宿飛飛，陳伊里，呂典秋，等．用AMMI模型分析馬鈴薯淀粉品質性狀的穩定性[J]．東北農業大學學報，2009，40(11)：18-22．

[4]賀建文，唐雪輝，白桂萍．AMMI模型在芝麻區域試驗中的應用[J]．湖北農業科學，2009，48(12)：2977-2979．

[5]唐啟義，馮明光．DPS數據處理系統[M]．北京：科學出版社，2006．

[6]李 筠，王 龍，晁林海，等．國審小麥連麥2號豐產性穩產性及適應性分析[J]．安徽農業科學，2007，(29)：9191，9193．

[7]盧 峰，王艷秋，鄒劍秋，等．AMMI模型在飼草高粱區域試驗分析中的應用[J]．江蘇農業科學，2010，(3)：258-260．

[8]鄧祖湖，徐良年，高三基，等．甘蔗引進新品種的穩定性分析及其利用價值評判[J]．熱帶作物學報，2008，29(5)：589-595．

[9]周國勤，李宇峰，陳 濯，等．AMMI模型在小麥播期試驗中的應用研究[J]．山東農業科學，2009，(4)：32-34．

[10]高華援，卞桂杰，黃淑蘭，等．應用AMMI模型分析國家甜菜區試品種的穩定性[J]．中國甜菜糖業，2008，(4)：10-14．