運用AMMI模型分析河北省油用亞麻區(qū)試品種的穩(wěn)定性和適應(yīng)性

王玉祥，張麗麗，曲志華，李世芳，喬海明

（張家口市農(nóng)業(yè)科學院，河北 張家口075000）

河北省西北壩上地區(qū)（冀西北地區(qū)）海拔1500 m左右，氣候冷涼，土壤瘠薄。油用亞麻（Linum usitatissimum L.）是冀西北地區(qū)主要的優(yōu)勢油料作物。自上世紀50年代以來，冀西北地區(qū)經(jīng)歷了4次亞麻品種更換，隨著人們對亞麻保健功能的認識，選育優(yōu)質(zhì)穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性廣的亞麻品種對冀西北地區(qū)胡麻生產(chǎn)具有重要意義［1－2］。河北省油用亞麻品種區(qū)域試驗旨在鑒別亞麻優(yōu)良品種的豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性及適應(yīng)性。AMMI模型（additivemain effects and multiplicative interactionmode）又稱主效可加互作可乘模型，已被廣泛應(yīng)用于研究油菜、蠶豆、玉米、大麥、小麥、水稻、棉花、青稞等農(nóng)作物區(qū)域試驗中［4－20］。AMMI模型將方差分析與主成分分析相結(jié)合，不僅能分析出基因型與環(huán)境交互作用的顯著性，還能估計出交互作用的特點及形態(tài)。本研究將AMMI模型應(yīng)用于2017年河北省油用亞麻品種區(qū)域試驗結(jié)果分析，客觀地評價了參試品種的豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性及適應(yīng)性，并分析了各試點的鑒別力。

1 材料與方法

1.1 材料

參試材料來源于2017年河北省油用亞麻品種區(qū)域試驗，參試品種8個，具體名稱、來源見表1。試驗點有5個：赤城縣種子管理站（E1）、崇禮縣良種場（E2）、康?？h良種場（E3）、錫盟農(nóng)科所（E4）、農(nóng)科院油料所（E5）。

表1 各參試材料名稱來源Tab.1 Sources of varieties

1.2 方法

1.2.1 試驗方法

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復，小區(qū)面積13.34 m2（長6.67 m、寬2 m），條播，行距20 cm，10行區(qū)種植，每行1200粒播種量。樅型期、現(xiàn)蕾前及時除草。收獲后對小區(qū)產(chǎn)量進行測定。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均使用 Excel和 DPS統(tǒng)計軟件［3］處理。

（1）一年多點區(qū)域試驗的統(tǒng)計分析

一年多點區(qū)域試驗的統(tǒng)計分析能反映出品種對不同地點的適應(yīng)性，但不能直觀地反映出品種的穩(wěn)定性。

（2）AMMI模型分析

AMMI模型分析不僅對品種進行更可靠的穩(wěn)定性分析，而且可以鑒別特殊品種基因型和環(huán)境的互作效應(yīng)。具體形式如下［3－4］：

（3）穩(wěn)定性參數(shù)

品種和試點的相對穩(wěn)定性參數(shù)，計算公式如下［3－4］：

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量結(jié)果方差分析

采用DPS進行一年多點區(qū)域試驗的統(tǒng)計分析，可以反映各品種、各試點的差異顯著性，并能得出品種的豐產(chǎn)性及各品種對各試點的適應(yīng)性。由表2、3可知，品種間G2與G4、G5、G8、G1、G7間差異達極顯著水平，G6與G7差異達顯著水平；試點間除E1與E3差異不顯著、E5與E4差異達顯著水平外，其他各試點相互之間差異均達到了極顯著水平。

表2 品種間差異顯著性Tab.2 Difference of seed yield among the varieties

表3 試點間差異顯著性Tab.3 Difference of seed yield among the sites

從產(chǎn)量結(jié)果（表4）看，品種G2豐產(chǎn)、適應(yīng)5個地區(qū)種植，綜合評價為很好；品種G6豐產(chǎn)性好、適應(yīng)5個地區(qū)種植，綜合評價為好；品種G3豐產(chǎn)性好、適應(yīng)5個地區(qū)種植，綜合表現(xiàn)較好；品種G4、G8和G1的豐產(chǎn)性差、適應(yīng)5個地區(qū)種植，綜合表現(xiàn)為一般；品種G5豐產(chǎn)性差、穩(wěn)定性差、適應(yīng)3個地區(qū)種植，綜合表現(xiàn)較差；品種G7豐產(chǎn)性差、適應(yīng)5個地區(qū)種植，綜合表現(xiàn)較差。

表4 品種適應(yīng)性分析Tab.4 Adaptability of the tested varieties

2.2 線性回歸分析和AMMI模型分析

對各品種在各試點的產(chǎn)量結(jié)果進行AMMI模型統(tǒng)計分析（見表5），品種間、試點間均存在極顯著差異。環(huán)境（試點）間變異平方和（S2）占總平方和的66.55%，基因型（品種）間的平方和僅占5.51%，而品種和試點的交互作用的平方和占9.45%，說明試點間的變異占了主要部分，而交互作用的變異又明顯大于品種間的變異。

表5 線性回歸分析和AMMI模型分析Tab.5 Linear regression and AMMI analysis

2.3 品種的穩(wěn)定性

品種的穩(wěn)定性參數(shù)可通過公式（2）得出。將各品種PCA1、PCA2的穩(wěn)定性參數(shù)D g進行排列（見表6），G5＞G6＞G4＞G7＞G2＞G1＞G8＞G3。即品種 G3、G8、G1、G2在各試點上的綜合穩(wěn)定性較好。結(jié)合其產(chǎn)量表現(xiàn)看，品種G3高產(chǎn)適應(yīng)性較好；品種G2產(chǎn)量最高，適應(yīng)性也很好；品種G4、G5產(chǎn)量一般，但G4適應(yīng)性一般、G5適應(yīng)性好；品種G1、G8穩(wěn)產(chǎn)性好，但平均產(chǎn)量較低；品種G6高產(chǎn)適應(yīng)性好；對照品種G7產(chǎn)量低，適應(yīng)性較差，品種G8產(chǎn)量不高，且適應(yīng)性一般。結(jié)合AMMI雙標圖（圖1）可知，品種G2、G6、G3離y軸最遠，說明這3個品種產(chǎn)量最高，但品種G2、G6離x軸也很遠，說明這兩個品種的穩(wěn)定性不強，而品種G3、G7、G8離x軸最近，說明這3個品種穩(wěn)定性最好。綜合品種的穩(wěn)定性參數(shù)及AMMI雙標圖看，品種G7、G8穩(wěn)定性強，很適合做對照品種。

表6 主成分分析結(jié)果及品種和試驗地點的穩(wěn)定性參數(shù)Tab.6 Results of principal component analysis

圖1 AMMI雙標圖分析Fig.1 Analysis of AMMIdouble plot

2.4 試點的分辨力

試點的穩(wěn)定性參數(shù)可通過公式（3）得出。將各試點PCA1、PCA2的穩(wěn)定性參數(shù)D e進行排列（見表7），E3＞E2＞E4＞E1＞E5，即試點 E5、E1對品種的分辨力較弱，試點 E3、E2、E4對品種的分辨力較強。從AMMI雙標圖（圖1）看，試點E3、E2、E4離x軸較遠，說明這3個試點對品種的分辨力較強，但試點E5、E1距離x軸較近，說明這2個試點分辨力較弱。綜合試點的穩(wěn)定性參數(shù)D e及AMMI雙標圖看，試點E3、E2、E4是很好的區(qū)域試驗點，其中試點E3的分辨力最強，對于品種具有較好的鑒別力，其次是試點E2，然后是試點E4，試點E5對品種的鑒別力最弱。

3 結(jié)論與討論

AMMI模型分析集方差分析與主成分分析于一體，是評價品種的穩(wěn)定性、適應(yīng)性和試點鑒別力的一種有效分析方法。加力肯·馬地亞爾［5］利用AMMI模型等3種模型評價了2013年新疆北疆棉區(qū)品種區(qū)域試驗，并輔以AMMI雙標圖和品種適應(yīng)圖，尋找了特定區(qū)域具有豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和適應(yīng)性強的優(yōu)良品種；黨照等［6］利用AMMI模型對11個油用亞麻新品系在6個地點的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)及穩(wěn)定性進行了研究；陳霞［7］應(yīng)用AMMI模型對5個超級稻品種6年在6個試點的區(qū)域試驗數(shù)據(jù)分析探討了不同品種的產(chǎn)量變異、穩(wěn)定性以及環(huán)境辨別力；鄭飛［8］、賀清秀［9］、劉麗華［10］、羅?。?1］、常磊［12］、張志芬［13］、安穎蔚［14］、高海燕［15］、張體剛［16］、董開居［17］、何代元［18］、李亞杰［19］等也采用AMMI模型對多種作物的區(qū)域試驗結(jié)果進行了品種的穩(wěn)定性、適應(yīng)性及試點辨別力等方面的分析；張子龍等［20］應(yīng)用AMMI模型分析了三七對不同輪作植物化感作用的穩(wěn)定性。

應(yīng)用AMMI模型對本試驗數(shù)據(jù)進行分析，得出：0595－189－71屬高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)型品種；901產(chǎn)量最高，穩(wěn)定性也較好；其次是中油亞2號，適應(yīng)性好；兩個對照品種也很穩(wěn)定，是作為對照的理想品種；試點對品種的分辨力不同，康保試點的分辨力最強，對于品種具有較好的鑒別力，是鑒定亞麻品種穩(wěn)定性的理想試點。

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