多点试验中糯玉米新品种稳定性和试点辨别力分析①

魏常敏 宋万友 周文伟 许卫猛 邢永锋 张传量 陈国立 李桂芝

(河南省周口市农业科学院 河南周口 466000)

糯玉米是普通玉米传入我国后，在栽培过程中出现的一种自然变异类型，其籽粒中支链淀粉含量较高，并且富含多种维生素［1］，蒸煮后，口感软糯清香，受到广大消费者喜爱。近年来，我国糯玉米产业发展迅速，种植面积逐步攀升，目前已达80 万hm2左右，居世界第一，已成为全球糯玉米种植面积最大的国家［2］。品种的多点鉴定试验是评价新育成品种丰产稳产性和适应性的重要途径，可以为品种的推广应用提供参考［3-4］。

品种的产量是多基因控制的数量性状，其稳定性受到基因型和环境及基因环境互作等多重因素的影响，与多个农艺性状相关［5-8］。近年来，AMMI （Additive main effects and multiplica‐tive interaction）模型被广泛应用于品种稳定性和适应性分析［9-10］，该模型将方差分析和主成分分析有机地结合在一起，其分析结果可以用直观简洁的图形表达和解释。AMMI 分析可以对品种进行更可靠的稳定性分析，而且可以鉴别一些具有特殊品种基因型和环境互作效应的基因型，为针对某一特殊环境的特殊适应性的品种的育种提供有价值的信息［11］。本研究利用AMMI模型，对2019年河南省8 个地点种植的13 个鲜食糯玉米新品种进行分析，评价参试品种的稳定性和试点的鉴别力，以期为河南糯玉米新品种的筛选和推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

2019 年河南省粮作鲜食玉米联合体试验参试品种共13 个（含对照），分别为‘周糯8 号’（G1）、‘周糯9号’（G2）、‘新白糯018’（G3）、‘博糯116’（G4）、‘郑白甜糯5 号’（G5）、‘周糯6 号’（G6）、‘郑白甜糯6 号’（G7）、‘周糯7 号’（G8）、‘博糯118’（G9）、‘郑白甜糯2 号’（G10）、‘郑白糯9 号’（G11）、‘郑白糯9 号’（G12）和‘苏玉糯2号’（G13），‘苏玉糯2号’（G13）。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

以‘苏玉糯2 号’（G13）为对照，试验试点8个，分别为焦作（E1）、新乡（E2）、漯河（E3）、洛阳（E4）、郑州（E5）、周口（E6）、商丘（E7）和南阳（E8），比较试验采用间比法设计，小区面积均为24 m2，6 行区，收获中间4 行计产，计产面积为16 m2，行长6.7 m，行距0.6 m，种植密度为5.25万株/hm2。

1.2.2 数据分析

利用Excel 2007 对数据进行整理，采用DPS 9.5 对数据进行 AMMI 模型分析［11］；根据张泽等［12］方法计算稳定性参数Di。

2 结果与分析

2.1 线性回归分析和AMMI模型分析

线性回归分析和AMMI模型分析结果见表1。从表1 可以看出，试点间平方和占总平方和的79.73%，而品种和交互作用分别占总平和的7.21%和13.06%，说明试点是影响鲜穗产量变化的主要因素，3者对产量的影响都达到极显著水平。对交互作用进一步做线性回归分析和AMMI 模型分析，线性回归中的联合回归、基因回归和环境回归，共解释交互作用的21.66%，说明线性回归对该数据拟合效果不好。AMMI 模型的PCA1、PCA2 和PCA3，共解释了81.55%，3 个乘积项的互作信息达到了极显著水平，所以该模型可以更好地解释品种和试点的互作效应。

2.2 AMMI双标图分析品种的稳定性和试点鉴别力

以参试品种的平均产量为横坐标，第一项乘积（IPCA1）为纵坐标得到双标图，见图1。横坐标轴上反应产量高低，纵坐标轴反应互作效应的大小，品种与试点在同一侧表示该试点对品种有正向促进作用，相反在表示有负向作用。品种距离横坐标轴越近，表示品种的稳定性越好，所以从图 1 中可以看出，G6、G9 、G1、G5 和 G3 的稳定性最好，其次是G12、G13、G8 和G7；对照G13 的稳定性居中，稳定性超过对照的品种有G1、G5、G6、G9和G3。结合产量表现，可以看出，G1、G6、G9、G5 和G7 丰产稳产性好。试点鉴别中，E5、E2的鉴别力强，E4和E1鉴别力较弱。

AMMI1 双标图只占互作效应的45.28%，由此推断的品种稳定性和试点鉴别不够全面，因此，以品种IPCA1 和试点IPCA2 做AMMI2 双标图，可以解释交互作用的64.75%，其结果更加可靠。在AMMI2双标图中，品种距离原点越近，其稳定性好；反之其鉴别力越大。从图2可以看出，G9品种的稳定性最好，E2、E5、E7、E8试点的鉴别力强。

表1 参试品种产量线性回归分析和AMMI模型分析

2.3 稳定性参数分析品种的稳定性和试点鉴别力

AMMI2交互作用的双标图解释了64.75%的交互信息，但忽略了IPCA3，IPCA3 解释交互作用16.80%，且达到了极显著水平。为了更精切的评价品种的稳定性和试点鉴别力，计算品种和试点的稳定性参数，详见表2和表3。

品种的稳定性参数Di越小，表示品种的稳定性越好，而试点的稳定性参数Di越大，表示试点的鉴别力越大。从表2 可知，对照G13 的稳定性居第9位，有8 个品种的稳定性超过对照，分别是G6、G3、G9、G7、G8、G12、G4 和G5，其余品种稳定性均低于对照，结合产量位次，高产稳产的品种有G6、G7、G4、G9、G12、G5。从表 3 可知，试点鉴别力从大到小顺序为E2＞E3＞E8＞E5＞E7＞E4＞E1＞E6，结合产量位次，E2、E3 和E8 试点丰产稳产性好。

表2 品种平均产量、主成分值、稳定性参数及排序

表3 试点平均产量、主成分值、稳定性参数及排序

3 讨论与结论

作物产量是一个复杂的多基因控制的数量性状，受环境影响较大，高产稳产是育种追求的最重要的目标。传统分析品种的丰产稳产性时，主要用方差分析法，变异系数法和回归系数法，这些方法分析时，这些参数只能反映某一方面的指标。AMMI 模型，把方差分析和主成分分析结合起来，兼顾这2种方法的优点，还可以为作物建立非线性生物学模型，对作物的合理布局、试点的正确选择具有较高的参考价值。

本文研究的对产量影响的3因素：环境、基因型、基因型与环境互作效应，三者对产量的影响都达到了极显著水平，三者从大到小排序为环境＞基因与环境互作＞基因型。因此在筛选玉米品种进行大面积推广时，首先要注意环境因素，然后选择适合的品种，还要重视基因型与环境的互作作用，合理选择与当地环境良好藕合的玉米新品种。

本研究通过AMMI 模型分析了河南省糯玉米区域试验新品种的丰产性和稳产性，探讨了试点辨别力，并对新品种与试点的适应性进行了分析，结合AMMI 双标图和稳定性参数Di分析结果发现：‘周糯6 号’（G6）、‘博糯118’（G9）、‘郑白甜糯5号’（G5）和‘郑白甜糯6号’（G7）属于高产稳产的品种，试点鉴别力中，新乡（E2）试点的鉴别力强、郑州（E5）和焦作（E1）鉴别力弱，试点新乡（E2）、漯河（E3）和南阳（E8）试点丰产稳产性好。