《基于GGE双标图的国家冬油菜区试长江中游区环境与品种适应性评价》
该文是关于油菜和环境专科开题报告范文和长江类专科开题报告范文.
摘 要：通过采用GGE双标图方法分析了2017—2018年国家冬油菜品种区域试验长江中游区参试品种的丰产性、稳产性、适应性及各试点的试验代表力、鉴别力和区分能力.结果表明,参试品种的基因型效应、环境效应、基因型与环境互作效应均达极显著水平,4组试验平均环境效应占处理平方和的48.25%,基因型效应占15.15%,基因型与环境互作效应占36.60%.利油杂178、创杂油16号、中油769、华油杂706、中油619、圣光168、渝油39和景油517等品種具有良好的丰产性、稳产性和适应性,在湖南衡阳、常德、岳阳和湖北荆州等试点综合评价值较高,有较强的试点代表力、鉴别力和区分能力.
关键词：国家冬油菜区试;GGE双标图;丰产性;稳产性;适应性;代表性;区分力
中图分类号：S565.4 文献标识码：A
文章编号：0439-8114（2020）06-0020-08
DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.06.004开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Evaluation of environment and adaptability of varieties in the middle
reaches of the Yangtze river for national winter rape regional
experiment based on GGE double standard map
YU Ze-en1,LUO Li-xia1,ZHANG Fang2,HONG Mei-yan1,ZHANG Xiang-xiang1,GUO Rui-xing1
（1.Oil Crops Research Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Wuhan 430062,China;
2.Mimistry of Agriculture and Rural Affairs National Agricultural Technology Extension Service Center,Beijing 100026,China）
Abstract： The high yield, stable yield and adaptability of the national winter rape variety regional test in the middle reaches of the Yangtze River from 2017 to 2018, and the test representative, discrimination and differentiation ability of each pilot were analyzed by using the GGE double plot method. The results that the main effects of genotype （G）, environment（E） and genotype by environment interaction （GE） were significant. Among them, E accounted for 48.25% of the treatment total variation in the sum of squares on erage, whereas G and GE accounted for 15.15% and 36.60%, respectively. Liyouza178, Chuangzayou No6, Zhongyou 769, Huayouza 706, Zhongyou 619, Shengguang 168, Yuyou 39 and Jingyou 517 had excellent high yield, stability and adaptability. Hengyang city, Changde city, Yueyang city of Hunan province, Jingzhou city of Hubei province and other pilot sites he high comprehensive evaluation values, and he strong pilot representative, discrimination and differentiation ability.
Key words： nationalwinter rape regional trial; GGE biplot; high yield; yield stability; adaptability; representativeness; differentiation ability
油菜是中国第一大油料作物,产油量占整个油料作物的55%以上[1],在国民生产中占有重要地位.随着polcms、ogucms三系法、核不育二系、核三系、化杀等育种方法的不断发展,先后育成了一大批高产优质高油的杂交品种[2,3],中国优良油菜品种及种质资源越来越丰富,2010年后,中国开始大力推广“三高五抗”（高产、高油、高油酸,抗根肿病、抗菌核病、抗倒伏、抗裂角、抗除草剂）品种[4],随着育种科研的进步和油料产业的发展,对新品种试验、鉴定、登记和推广提出了更高的要求.国家油菜品种区域试验是通过多年多点品种试验来鉴定和评价新品种的丰产性、适应性、稳产性,是油菜新品种推广的主要依据[5].长江中游是中国油菜主产区,近年来,随着生产模式的改变及气候的复杂多变,油菜产量受更多因素的影响[6,7].
GGE双标图因能很好地解释环境和基因互作的影响,通过可视化分析区域试验的丰产性、稳定性、适应性和试点的鉴别力、代表性[8],而越来越多地被应用到区域试验分析中.如李建武等[9]运用双标图评价了甘肃省马铃薯区域试验的参试品种和试点,认为陇薯9号和陇薯6号表现最好,安定、会川和临夏是比较理想的试点;王磊等[10]基于GGE双标图评价了南方稻区晚籼早熟B组参试品种的丰产性、稳定性和适应性;牟玉梅等[11]运用GGE双标图分析了贵州省干椒区域验试新品种,认为遵辣2164高产、稳产、适应性广,而独山是最理想的试验地点.在区域试验中,油菜品种产量及其构成的各项指标均受到环境（E）、基因（G）以及环境和基因互作（GE）的影响.张毅[12]通过GGE双标图分析了2016—2017年长江下游国家冬油菜品种区域试验A组和B组参试品种的丰产性、稳产性和适应性;张振兰等[13]基于GGE双标图对黄淮地区国家油菜区域试验点进行了评价,同时划分了品种适宜生态区.张敏等[14]则运用GGE双标图分析了甘蓝型油菜的硫苷组分,认为选用D3AB作母本、D21R及D1R作为父本有利于降低后代油菜子中硫代葡糖苷的含量.本研究旨在通过GGE双标图分析2017—2018年长江中游区试结果数据,综合评价43个参试品种（含对照）的丰产性、稳定性和适应性,同时对各试点的试验鉴别力和代表性进行分析,以期为科研、生产、推广部门和种子企业提供参考[15-17].
1 材料与方法
1.1 數据来源
研究数据来源于2017—2018年国家冬油菜新品种区域试验长江中游区（A、B、C、D组）的试验结果.参试品种和承试地点见表1.对照为华油杂12（CK）.各试点按统一试验方案严格执行,采用随机区组排列,3次重复,小区净面积为20 m2,种植密度为34.5万～40.5万株/hm2,移栽密度为15万株/hm2左右.
1.2 分析方法
采用Excel 2007软件整理数据,采用DPS软件进行油菜产量联合方差分析,采用GenStat软件中的GGE biplot进行统计分析.
2 结果与分析
2.1 油菜产量联合方差分析
对2017—2018年长江中游国家冬油菜区域试验参试品种的产量进行联合方差分析.结果（表2）表明,在油菜产量变异来源中,基因型效应（G）、环境效应（E）和基因型与环境互作效应（GE）均达极显著水平.A组和B组油菜区域试验产量数据的联合方差分析中,环境效应对处理变异的贡献大于基因型效应和,C组环境效应对处理变异的贡献与基因型×环境效应基本一致,D组基因型效应对处理变异的贡献小于基因型×环境效应以及环境效应.其中,A组油菜区域试验中基因型效应、环境效应和基因型与环境互作效应的变异分别占处理总变异（指基因型、环境、基因型×环境效应三者平方和相加）的6.89%、62.46%和30.65%,B组区域试验分别为17.26%、55.98%和26.76%,C组分别为13.79%、43.15%和43.06%,D组区域试验分别为22.66%、31.40%和45.94%.4组试验平均环境效应占处理平方和的48.25%,基因型效应占15.15%,基因型与环境互作效应占36.60%.4组试验中环境效应都是产量变异的主要来源,因其对品种的评价存在干扰作用,因此应当采用GGE模型剔除环境效应.
2.2 油菜品种的丰产性和稳产性分析
利用GGE双标图可以解释基因与环境互作之间的变异（图1）.横坐标代表第一主成分（PC1）;纵坐标代表第二主成分（PC2）,分别能解释A组基因与环境互作变异的59.11%,B组的66.39%,C组的61.34%和D组的66.90%.带有箭头的线段表示平均环境轴,箭头方向表示产量增大方向.
A组中,丰产性最好的品种是华油杂82,较好的品种有中油769、利油杂178、创杂油16,对照华油杂12居中,沣油827产量明显低于其他品种;创杂油16稳产性居第一位,利油杂178、中油769、赣油杂702和黔杂1718稳产性较好,川油66稳产性较差.中油769、利油杂178、创杂油16等品种稳产性和丰产性均较好.B组中湘杂油356产量最高,中油619次之,华油杂706、秦油1718和越优1572表现亦较好,华油杂81丰产性较差;稳产性方面,华油杂81表现最好,华油杂706次之,中油619、华油杂12和华湘油193表现较好,沣油200较差.其中,中油619、华油杂706稳产性和丰产性均表现较好.C组中圣光168丰产性好,绵邦油921、华油杂33、渝油39和中油108丰产性表现较好,湘油1035、秦油1701丰产性差.稳产性方面,圣光168、安农油2号、渝油39、常油杂75表现较好,湘油1035表现较差,圣光168和渝油39丰产性和稳产性均表现较好.D组中,景油517丰产性最好,较好的有华油杂707、华油杂28、陕油1309、华油杂12、西油11号;稳产性表现较好的品种有华736、西油11号、华油杂12、景油517、兴油571,华油2108的稳产性表现较差;景油517丰产性、稳产性均较好.
2.3 油菜品种的综合性能分析
以平均环境轴上的箭头所指的点为圆心作同心圆,参试品种越靠近圆心则表示该品种的综合性能越好.由图1可知,长江中游区试A组参试品种综合性能排序为中油769>利油杂178>创杂油16>华油杂82>赣油杂702>华油杂12>黔杂1718>阳光165>沣油827>沣油729>川油66;B组综合排序为中油619>湘杂油356>华油杂706>秦油1718>华油杂12>越优1572>华湘油193>豪油19>阳光168>沣油200>华油杂81;C组综合排序为圣光168>渝油39>华油杂33>中油108>绵邦油921>华油杂12>常油杂75>安农油2号>中油18>秦油1701>大地981>湘油1035;D组为景油517>华油杂12>西油11号>陕油1309>华油杂28>华油杂707>圣光176>大地899>兴油571>华736>华油2108>中双788.
综合各组丰产性和稳产性表现,A组中油769、B组中油619、C组圣光168和D组景油517均为各小组的较理想品种,对照华油杂12在A、B、C组表现均居中,而在D组中综合性能排名第二.
2.4 油菜参试品种的适应性分析
图2中将距离原点最遠的品种连接构成一个多边形,过圆心分别作多边形每条边的垂线,将整个图分成多个扇形区域,试验点分成不同的组.同一扇形区域内,表现最好的品种正好位于该区域内多边形顶点,扇形区域中所包含的试点越多说明该品种的适应性越广.
长江中游区试A组中,位于顶点的品种分别是华油杂82、中油769、川油66、沣油729和沣油827.华油杂82、中油769、赣油杂702、利油杂178和创杂油16号所在扇区内包含湖北武汉、湖北荆州、湖北宜昌、湖南岳阳、湖南常德、江西九江共6个试点,川油66、黔杂1718和华油杂12所在扇区包含3个试点,分别是湖北恩施、湖南衡阳、江西南昌,沣油729和阳光165所在扇区也包含3个试点,分别是湖北黄冈、湖南长沙、江西宜春,沣油827所在扇区没有包含试点.
B组中位于多边形顶点的品种是沣油200、中油619、湘杂油356、豪油19、阳光168和华油杂81.其中,豪油19、阳光168、华油杂81所在扇区未包含任何试点,沣油200、越优1572和华湘油193所在扇区包含湖南常德一个试点,而中油619、湘杂油356、秦油1718和华油杂706所在扇区分别包含10个试点,分别是湖北武汉、恩施、黄冈、荆州、宜昌,湖南长沙、岳阳,江西九江、宜春和南昌.
C组中处于顶点位置的品种分别是中油108、圣光168、绵邦油921、湘油1035、大地981和中油18.中油108、华油杂33和圣光168、渝油39各包含4个试点,分别是湖北武汉、湖北荆州、湖北宜昌、湖北襄阳和湖南长沙、湖南岳阳、湖南常德、江西宜春,绵邦油921和华油杂12所在扇区包含3个试点,分别是湖北恩施、湖南衡阳、江西九江,湘油1035、秦油1701、安农油2号、常油杂75、大地981和中油18未包含任何试点.
D组中处于顶点位置的品种分别是大地899、华油杂28、景油517、华油杂707、华油2108和中双788.景油517、华油杂707和陕油1309包含5个试点,分别是湖南岳阳、湖南常德、江西九江、江西宜春和湖北荆门,大地899、华油杂28和圣光176所在扇区包含3个试点,分别是湖北武汉、湖北襄阳和湖南长沙,华油2108、中双788、华736、兴油571、华油杂12和西油11号均未包含任何试点.
2.5 试点的鉴别力和代表力
鉴别力和代表性（综合评价值）是评价一个试点是否有效的重要指标.对环境平均轴和平均环境值（直线上圆圈表示）画同心圆（图3）,试点越靠近圆心,说明该试点综合评价值越高.各试点综合评价值排序中,长江中游A组的大小顺序为湖南常德>湖北武汉>湖北荆州>湖南岳阳>湖南衡阳>江西九江>湖北宜昌>湖南长沙>江西宜春>湖北恩施>湖北黄冈>江西南昌.B组的大小顺序为江西九江>江西南昌>湖北宜昌>湖南岳阳>湖北荆州>湖北恩施>湖北武汉>江西宜春>湖北黄冈>湖南衡阳>湖南长沙>湖南常德.C组的大小顺序为湖南常德>江西宜春>湖北恩施>湖南长沙>湖北襄阳>湖南衡阳>湖南岳阳>湖北宜昌>湖北荆州>湖北武汉>江西九江.D组的大小顺序为湖南衡阳>湖北荆门>湖南常德>湖北襄阳>江西宜春>湖北黄冈>湖南岳阳>湖南长沙>湖北武汉>湖南慈利>江西九江.综合评价,品种鉴别力和代表性较好的有湖南常德、湖北荆州、湖南岳阳、湖南衡阳和湖南长沙等试点.
2.6 试点环境相关性分析
由图4可知,图形中心到各环境线段夹角小于90°表示正相关,说明2个环境对品种排序相似,大于90°表示负相关,说明2个环境对品种排序相反,等于90°表明2个环境不相关,环境线段越长示该试点对品种的区分能力越强.
A组湖北武汉、荆州、湖南常德、湖南岳阳和湖南衡阳之间存在正相关,对品种排序具有相似性,湖南长沙、湖北宜昌与江西南昌、湖北恩施之间存在显著负相关,对品种的排序具有相反作用,湖南常德与湖北恩施不相关.湖南衡阳对品种的区分能力最强,湖南常德次之.排名前5位的是湖南衡阳、湖南常德、湖北武汉、湖北荆州、江西南昌.
B组湖北武汉、湖北宜昌、湖北恩施、湖北荆州、江西宜春、江西九江、湖南衡阳、湖南常德之间存在正相关,对该地区参试品种排序具有相似性,湖北荆州、湖南衡阳、江西九江与湖南常德存在显著负相关,对该地区参试品种排序具有相反作用.湖南衡阳区分能力最强,排名前五位的是湖南衡阳、湖南常德、江西九江、江西南昌、湖南长沙.
C组湖北恩施、湖南长沙、湖南岳阳、湖南常德、湖南衡阳、江西宜春之间存在正相关,对品种排序具有相似性,江西九江与湖北武汉、湖北襄阳存在显著负相关,对品种的排序具有相反的作用.湖南衡阳对品种的区分能力最强,湖北襄阳、湖北武汉、湖南常德、湖北恩施依次降低.
D组湖北武汉、湖北黄冈、湖南长沙、湖南衡阳、湖北荆门、湖北襄阳、湖南慈利之间存在正相关,对该地区参试品种排序具有相似性,湖南岳阳、湖南常德、江西九江、江西宜春与湖北武汉之间存在显著负相关,对该地区参试品种排序具有相反作用.湖南常德分能力最强,湖北武汉、湖南衡阳、江西宜春、湖北襄阳依次降低.
综合4组分析结果,湖南衡阳和湖南常德对品种的区分能力最强,湖北武汉、湖北襄阳和江西南昌区分能力较好,但研究发现,在不同组别之间,结果有不一致的地方,如何运用正确是值得思考的问题.
3 小结与讨论
油菜品种在推向市场前要经过多年多点的区域试验,其品种表现直接影响该品种的市场价值和推广前景,然而年度间、试点间存在差异.如何升级品种试验技术和评价标准、改进统计方法,是值得品种管理部门、区试工作者、育种者思考的问题.Genstat软件不仅能直观地表现数据所蕴含的信息[8],更能很好地评价不同品种的适应性[18].
本试验区试中,丰产性较好的品种有华油杂82、中油769、利油杂178、创杂油16、湘杂油356、中油619、华油杂706、秦油1718、圣光168、绵邦油921、华油杂33、渝油39、景油517、华油杂707、华油杂28和陕油1309;丰产性差的有沣油827、华油杂81、湘油1035、中双788等.稳产性较好的品种有创杂油16、利油杂178、中油769、赣油杂702、华油杂81、华油杂706、中油619、秦油1701、圣光168、安农油2号、渝油39、中双788、华736和西油11号,稳产性较差的是川油66、沣油200、湘油1035、华油2108.综合考虑参试品种的丰产性和稳产性,2017—2018年长江中游地区4个组中表现优秀的品种分别是利油杂178、创杂油16号、中油769、华油杂706、中油619、圣光168、渝油39和景油517.品种的丰产性和稳产性没有相关性,丰产性好而稳产性差或稳产性好而丰产性差的品种不具有推广价值.
研究表明,A组华油杂82、中油769、赣油杂702、利油杂178和创杂油16号在试点湖北武汉、湖北荆州、湖北宜昌、湖南岳阳、湖南常德、江西九江表现较好,适应性广,沣油827适应性较差.B组中油619、湘杂油356、秦油1718和华油杂706在湖北武汉、湖北恩施、湖北黄冈、湖北荆州、湖北宜昌、湖南长沙、湖南岳阳、江西九江、江西宜春和江西南昌等试点产量突出,适应性广.豪油19、阳光168和华油杂81适应性较差.C组适应性广的品种有中油108、华油杂33和圣光168、渝油39,各包含4个试点,分别是湖北武汉、湖北荆州、宜昌、襄阳和湖南长沙、岳阳、常德、江西宜春.湘油1035、大地981和中油18等品种适应性较差.D组中景油517、华油杂707和陕油1309,分别在湖南岳阳、湖南常德、江西九江、江西宜春和湖北荆门表现较好,品种适应性较广.华油2108和中双788等适应性较差.
2017—2018年长江中游地区4组中,综合丰产性、稳产性和适应性,利油杂178、创杂油16号、中油769、华油杂706、中油619、圣光168、渝油39和景油517在3个方面均比其他品种要好,具有较高好的应用推广前景.
对试点进行品种试验代表力和鉴别力的评价可以为区域试验主持部门客观选择区试地点提供参考.采用GGE双标图分析2017—2018年的试验结果,发现不同组别之间各试点的综合评价值不尽一致,且有矛盾的地方,如A组和B组试点完全相同,对品种的区分力不应出现较大差异,但结果是湖北武汉区分能力居A组第二位,在B组中却排名靠后,C组中湖北襄阳区分能力强于湖北武汉,在D组则相反,如何正确取舍值得思考.
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油菜和环境引用文献:
[1] 油菜和环境在职开题报告范文 油菜和环境类论文如何写2万字
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