魏常敏 宋萬(wàn)友 周文偉 許衛(wèi)猛 邢永鋒 張傳量 陳國(guó)立 李桂芝

(河南省周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 河南周口 466000)

糯玉米是普通玉米傳入我國(guó)后，在栽培過(guò)程中出現(xiàn)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(fèi)者喜愛(ài)。近年來(lái)，我國(guó)糯玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，種植面積逐步攀升，目前已達(dá)80 萬(wàn)hm2左右，居世界第一，已成為全球糯玉米種植面積最大的國(guó)家［2］。品種的多點(diǎn)鑒定試驗(yàn)是評(píng)價(jià)新育成品種豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性的重要途徑，可以為品種的推廣應(yīng)用提供參考［3-4］。

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

1 材料與方法

1.1 材料

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

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以‘蘇玉糯2 號(hào)’（G13）為對(duì)照，試驗(yàn)試點(diǎn)8個(gè)，分別為焦作（E1）、新鄉(xiāng)（E2）、漯河（E3）、洛陽(yáng)（E4）、鄭州（E5）、周口（E6）、商丘（E7）和南陽(yáng)（E8），比較試驗(yàn)采用間比法設(shè)計(jì)，小區(qū)面積均為24 m2，6 行區(qū)，收獲中間4 行計(jì)產(chǎn)，計(jì)產(chǎn)面積為16 m2，行長(zhǎng)6.7 m，行距0.6 m，種植密度為5.25萬(wàn)株/hm2。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2007 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，采用DPS 9.5 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 AMMI 模型分析［11］；根據(jù)張澤等［12］方法計(jì)算穩(wěn)定性參數(shù)Di。

2 結(jié)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(jié)果見(jiàn)表1。從表1 可以看出，試點(diǎn)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(shuō)明試點(diǎn)是影響鮮穗產(chǎn)量變化的主要因素，3者對(duì)產(chǎn)量的影響都達(dá)到極顯著水平。對(duì)交互作用進(jìn)一步做線性回歸分析和AMMI 模型分析，線性回歸中的聯(lián)合回歸、基因回歸和環(huán)境回歸，共解釋交互作用的21.66%，說(shuō)明線性回歸對(duì)該數(shù)據(jù)擬合效果不好。AMMI 模型的PCA1、PCA2 和PCA3，共解釋了81.55%，3 個(gè)乘積項(xiàng)的互作信息達(dá)到了極顯著水平，所以該模型可以更好地解釋品種和試點(diǎn)的互作效應(yīng)。

2.2 AMMI雙標(biāo)圖分析品種的穩(wěn)定性和試點(diǎn)鑒別力

以參試品種的平均產(chǎn)量為橫坐標(biāo)，第一項(xiàng)乘積（IPCA1）為縱坐標(biāo)得到雙標(biāo)圖，見(jiàn)圖1。橫坐標(biāo)軸上反應(yīng)產(chǎn)量高低，縱坐標(biāo)軸反應(yīng)互作效應(yīng)的大小，品種與試點(diǎn)在同一側(cè)表示該試點(diǎn)對(duì)品種有正向促進(jìn)作用，相反在表示有負(fù)向作用。品種距離橫坐標(biāo)軸越近，表示品種的穩(wěn)定性越好，所以從圖 1 中可以看出，G6、G9 、G1、G5 和 G3 的穩(wěn)定性最好，其次是G12、G13、G8 和G7；對(duì)照G13 的穩(wěn)定性居中，穩(wěn)定性超過(guò)對(duì)照的品種有G1、G5、G6、G9和G3。結(jié)合產(chǎn)量表現(xiàn)，可以看出，G1、G6、G9、G5 和G7 豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好。試點(diǎn)鑒別中，E5、E2的鑒別力強(qiáng)，E4和E1鑒別力較弱。

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

表1 參試品種產(chǎn)量線性回歸分析和AMMI模型分析

2.3 穩(wěn)定性參數(shù)分析品種的穩(wěn)定性和試點(diǎn)鑒別力

AMMI2交互作用的雙標(biāo)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(dá)到了極顯著水平。為了更精切的評(píng)價(jià)品種的穩(wěn)定性和試點(diǎn)鑒別力，計(jì)算品種和試點(diǎn)的穩(wěn)定性參數(shù)，詳見(jiàn)表2和表3。

品種的穩(wěn)定性參數(shù)Di越小，表示品種的穩(wěn)定性越好，而試點(diǎn)的穩(wěn)定性參數(shù)Di越大，表示試點(diǎn)的鑒別力越大。從表2 可知，對(duì)照G13 的穩(wěn)定性居第9位，有8 個(gè)品種的穩(wěn)定性超過(guò)對(duì)照，分別是G6、G3、G9、G7、G8、G12、G4 和G5，其余品種穩(wěn)定性均低于對(duì)照，結(jié)合產(chǎn)量位次，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的品種有G6、G7、G4、G9、G12、G5。從表 3 可知，試點(diǎn)鑒別力從大到小順序?yàn)镋2＞E3＞E8＞E5＞E7＞E4＞E1＞E6，結(jié)合產(chǎn)量位次，E2、E3 和E8 試點(diǎn)豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好。

表2 品種平均產(chǎn)量、主成分值、穩(wěn)定性參數(shù)及排序

表3 試點(diǎn)平均產(chǎn)量、主成分值、穩(wěn)定性參數(shù)及排序

3 討論與結(jié)論

作物產(chǎn)量是一個(gè)復(fù)雜的多基因控制的數(shù)量性狀，受環(huán)境影響較大，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)是育種追求的最重要的目標(biāo)。傳統(tǒng)分析品種的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性時(shí)，主要用方差分析法，變異系數(shù)法和回歸系數(shù)法，這些方法分析時(shí)，這些參數(shù)只能反映某一方面的指標(biāo)。AMMI 模型，把方差分析和主成分分析結(jié)合起來(lái)，兼顧這2種方法的優(yōu)點(diǎn)，還可以為作物建立非線性生物學(xué)模型，對(duì)作物的合理布局、試點(diǎn)的正確選擇具有較高的參考價(jià)值。

本文研究的對(duì)產(chǎn)量影響的3因素：環(huán)境、基因型、基因型與環(huán)境互作效應(yīng)，三者對(duì)產(chǎn)量的影響都達(dá)到了極顯著水平，三者從大到小排序?yàn)榄h(huán)境＞基因與環(huán)境互作＞基因型。因此在篩選玉米品種進(jìn)行大面積推廣時(shí)，首先要注意環(huán)境因素，然后選擇適合的品種，還要重視基因型與環(huán)境的互作作用，合理選擇與當(dāng)?shù)丨h(huán)境良好藕合的玉米新品種。

本研究通過(guò)AMMI 模型分析了河南省糯玉米區(qū)域試驗(yàn)新品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性，探討了試點(diǎn)辨別力，并對(duì)新品種與試點(diǎn)的適應(yīng)性進(jìn)行了分析，結(jié)合AMMI 雙標(biāo)圖和穩(wěn)定性參數(shù)Di分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)：‘周糯6 號(hào)’（G6）、‘博糯118’（G9）、‘鄭白甜糯5號(hào)’（G5）和‘鄭白甜糯6號(hào)’（G7）屬于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的品種，試點(diǎn)鑒別力中，新鄉(xiāng)（E2）試點(diǎn)的鑒別力強(qiáng)、鄭州（E5）和焦作（E1）鑒別力弱，試點(diǎn)新鄉(xiāng)（E2）、漯河（E3）和南陽(yáng)（E8）試點(diǎn)豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好。