多點試驗中糯玉米新品種穩定性和試點辨別力分析①

魏常敏 宋萬友 周文偉 許衛猛 邢永鋒 張傳量 陳國立 李桂芝

(河南省周口市農業科學院 河南周口 466000)

糯玉米是普通玉米傳入我國后，在栽培過程中出現的一種自然變異類型，其籽粒中支鏈淀粉含量較高，并且富含多種維生素［1］，蒸煮后，口感軟糯清香，受到廣大消費者喜愛。近年來，我國糯玉米產業發展迅速，種植面積逐步攀升，目前已達80 萬hm2左右，居世界第一，已成為全球糯玉米種植面積最大的國家［2］。品種的多點鑒定試驗是評價新育成品種豐產穩產性和適應性的重要途徑，可以為品種的推廣應用提供參考［3-4］。

品種的產量是多基因控制的數量性狀，其穩定性受到基因型和環境及基因環境互作等多重因素的影響，與多個農藝性狀相關［5-8］。近年來，AMMI （Additive main effects and multiplica‐tive interaction）模型被廣泛應用于品種穩定性和適應性分析［9-10］，該模型將方差分析和主成分分析有機地結合在一起，其分析結果可以用直觀簡潔的圖形表達和解釋。AMMI 分析可以對品種進行更可靠的穩定性分析，而且可以鑒別一些具有特殊品種基因型和環境互作效應的基因型，為針對某一特殊環境的特殊適應性的品種的育種提供有價值的信息［11］。本研究利用AMMI模型，對2019年河南省8 個地點種植的13 個鮮食糯玉米新品種進行分析，評價參試品種的穩定性和試點的鑒別力，以期為河南糯玉米新品種的篩選和推廣應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

2019 年河南省糧作鮮食玉米聯合體試驗參試品種共13 個（含對照），分別為‘周糯8 號’（G1）、‘周糯9號’（G2）、‘新白糯018’（G3）、‘博糯116’（G4）、‘鄭白甜糯5 號’（G5）、‘周糯6 號’（G6）、‘鄭白甜糯6 號’（G7）、‘周糯7 號’（G8）、‘博糯118’（G9）、‘鄭白甜糯2 號’（G10）、‘鄭白糯9 號’（G11）、‘鄭白糯9 號’（G12）和‘蘇玉糯2號’（G13），‘蘇玉糯2號’（G13）。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

以‘蘇玉糯2 號’（G13）為對照，試驗試點8個，分別為焦作（E1）、新鄉（E2）、漯河（E3）、洛陽（E4）、鄭州（E5）、周口（E6）、商丘（E7）和南陽（E8），比較試驗采用間比法設計，小區面積均為24 m2，6 行區，收獲中間4 行計產，計產面積為16 m2，行長6.7 m，行距0.6 m，種植密度為5.25萬株/hm2。

1.2.2 數據分析

利用Excel 2007 對數據進行整理，采用DPS 9.5 對數據進行 AMMI 模型分析［11］；根據張澤等［12］方法計算穩定性參數Di。

2 結果與分析

2.1 線性回歸分析和AMMI模型分析

線性回歸分析和AMMI模型分析結果見表1。從表1 可以看出，試點間平方和占總平方和的79.73%，而品種和交互作用分別占總平和的7.21%和13.06%，說明試點是影響鮮穗產量變化的主要因素，3者對產量的影響都達到極顯著水平。對交互作用進一步做線性回歸分析和AMMI 模型分析，線性回歸中的聯合回歸、基因回歸和環境回歸，共解釋交互作用的21.66%，說明線性回歸對該數據擬合效果不好。AMMI 模型的PCA1、PCA2 和PCA3，共解釋了81.55%，3 個乘積項的互作信息達到了極顯著水平，所以該模型可以更好地解釋品種和試點的互作效應。

2.2 AMMI雙標圖分析品種的穩定性和試點鑒別力

以參試品種的平均產量為橫坐標，第一項乘積（IPCA1）為縱坐標得到雙標圖，見圖1。橫坐標軸上反應產量高低，縱坐標軸反應互作效應的大小，品種與試點在同一側表示該試點對品種有正向促進作用，相反在表示有負向作用。品種距離橫坐標軸越近，表示品種的穩定性越好，所以從圖 1 中可以看出，G6、G9 、G1、G5 和 G3 的穩定性最好，其次是G12、G13、G8 和G7；對照G13 的穩定性居中，穩定性超過對照的品種有G1、G5、G6、G9和G3。結合產量表現，可以看出，G1、G6、G9、G5 和G7 豐產穩產性好。試點鑒別中，E5、E2的鑒別力強，E4和E1鑒別力較弱。

AMMI1 雙標圖只占互作效應的45.28%，由此推斷的品種穩定性和試點鑒別不夠全面，因此，以品種IPCA1 和試點IPCA2 做AMMI2 雙標圖，可以解釋交互作用的64.75%，其結果更加可靠。在AMMI2雙標圖中，品種距離原點越近，其穩定性好；反之其鑒別力越大。從圖2可以看出，G9品種的穩定性最好，E2、E5、E7、E8試點的鑒別力強。

表1 參試品種產量線性回歸分析和AMMI模型分析

2.3 穩定性參數分析品種的穩定性和試點鑒別力

AMMI2交互作用的雙標圖解釋了64.75%的交互信息，但忽略了IPCA3，IPCA3 解釋交互作用16.80%，且達到了極顯著水平。為了更精切的評價品種的穩定性和試點鑒別力，計算品種和試點的穩定性參數，詳見表2和表3。

品種的穩定性參數Di越小，表示品種的穩定性越好，而試點的穩定性參數Di越大，表示試點的鑒別力越大。從表2 可知，對照G13 的穩定性居第9位，有8 個品種的穩定性超過對照，分別是G6、G3、G9、G7、G8、G12、G4 和G5，其余品種穩定性均低于對照，結合產量位次，高產穩產的品種有G6、G7、G4、G9、G12、G5。從表 3 可知，試點鑒別力從大到小順序為E2＞E3＞E8＞E5＞E7＞E4＞E1＞E6，結合產量位次，E2、E3 和E8 試點豐產穩產性好。

表2 品種平均產量、主成分值、穩定性參數及排序

表3 試點平均產量、主成分值、穩定性參數及排序

3 討論與結論

作物產量是一個復雜的多基因控制的數量性狀，受環境影響較大，高產穩產是育種追求的最重要的目標。傳統分析品種的豐產穩產性時，主要用方差分析法，變異系數法和回歸系數法，這些方法分析時，這些參數只能反映某一方面的指標。AMMI 模型，把方差分析和主成分分析結合起來，兼顧這2種方法的優點，還可以為作物建立非線性生物學模型，對作物的合理布局、試點的正確選擇具有較高的參考價值。

本文研究的對產量影響的3因素：環境、基因型、基因型與環境互作效應，三者對產量的影響都達到了極顯著水平，三者從大到小排序為環境＞基因與環境互作＞基因型。因此在篩選玉米品種進行大面積推廣時，首先要注意環境因素，然后選擇適合的品種，還要重視基因型與環境的互作作用，合理選擇與當地環境良好藕合的玉米新品種。

本研究通過AMMI 模型分析了河南省糯玉米區域試驗新品種的豐產性和穩產性，探討了試點辨別力，并對新品種與試點的適應性進行了分析，結合AMMI 雙標圖和穩定性參數Di分析結果發現：‘周糯6 號’（G6）、‘博糯118’（G9）、‘鄭白甜糯5號’（G5）和‘鄭白甜糯6號’（G7）屬于高產穩產的品種，試點鑒別力中，新鄉（E2）試點的鑒別力強、鄭州（E5）和焦作（E1）鑒別力弱，試點新鄉（E2）、漯河（E3）和南陽（E8）試點豐產穩產性好。