基于GYT双标图分析对黄淮海生态区玉米品种综合评价

针对不同环境、多性状条件下优良品种选择效率低下的问题,探讨整合环境型鉴定技术(envirotyping techniques,ET)和多性状选择对黄淮海夏玉米区试参试品种进行综合评价,以期为品种合理布局提供理论依据。本研究以2016—2017年黄淮海夏玉米组区域试验数据为材料,基于当年19个环境协变量信息采用ET将40个试点划分为不同生态区(mega-environments,ME)。采用品种-产量×性状(genotype by yield×trait,GYT)双标图技术对不同生态区(mega-environments,ME)籽粒产量与生育期、株高、穗位高、倒伏率、空秆率、穗长、秃尖、穗行数、穗粒重、百粒重、茎腐病和黑粉病等农艺性状的组合表现进行综合评价,研究GYT双标图技术在玉米区域试验多性状评价中的作用。AMMI方差分析表明,2016年被测农艺性状基因型、环境和互作效应均达到了极显著水平(P<0.01),2017年被测农艺性状除穗位高互作效应不显著外,其余性状基因型、环境和互作效应均达到了极显著水平。根据当年气象因子信息将位于8个省份的40个试点划分为4个ME,降水亏缺(dbp)、饱和水汽压差(vpd)、相对湿度(rh)和最高温度(Tmax)在5个物候期中呈现出较大的变化趋势。GYT双标图与ME结合,可以筛选出不同ME的优势品种。2016年参试品种中,衡玉321和冀丰118在划定的4个ME中均表现出丰产性突出、稳定性较好的特征,属于丰产稳产型品种。而潞玉36和潞研1502则属于参试品种中丰产性、稳定性均较差的品种。2017年参试品种中,DK56在ME2和ME4试点中产量-性状组合表现较为协调,DK205和衡玉6105分别在ME1和ME3生态区中有较好的表现。对照品种郑单958两年区域试验表现出较好的稳定性但丰产性一般。基于环境型鉴定技术划分生态区与GYT双标图相结合对参试品种的丰产性、适应性和稳定性进行评价,实现品种推广的精细定位,为黄淮海夏玉米区品种多性状综合评价提供理论基础。

基于GYT双标图对北部冬麦区国审小麦品种的回溯分析

北部冬麦区是我国重要的小麦主产区之一,对该麦区历年国审小麦品种进行回溯分析有助于小麦品种资源的合理利用。本研究基于产量与熟期、穗数、穗粒数、千粒重、容重、品质指数、抗病指数和抗寒指数等性状的组合,采用品种-产量×性状组合(GYT,genotype by yield×trait)双标图方法对2003-2023年期间北部冬麦区47个国审小麦品种进行了综合分析和分类评价。结果表明,47个国审小麦品种可划分为4个特征显著的品种类型。其中,Ⅰ型品种综合表现优秀,在产量与早熟性、抗病性、抗寒性、千粒重和容重等性状组合上表现突出,在产量与穗数、穗粒数和品质指数组合上表现优良,在生产上推广应用价值最高,主要包括京麦179、京农16和津麦3118等8个品种。Ⅱ型品种综合表现优良,在产量与品质指数、穗数组合上表现突出,在产量与抗病指数、抗寒指数组合上表现稍差,在生产上推广应用价值较高,但应注意生产安全,主要包括京麦202、京农19和轮选158等13个品种。Ⅲ型品种的产量与抗病和抗寒指数组合最好,但在其余性状组合上表现差,综合生产应用价值有限,可作为抗性亲本。Ⅳ型品种综合表现较差,可选择单性状表现优良的品种作为育种亲本应用。根据各品种在GYT双标图ATA轴上的投影位置,筛选出综合表现优良的京麦179、京农16、津麦3118、京麦189、京麦202、京花12号、京农19、轮选158和中麦623等品种。本研究采用GYT双标图分析方法基于“产量-性状”组合水平对北部冬麦区小麦品种进行综合评价和分类研究,为其他作物和地区的类似研究提供了参考。

基于GYT双标图分析对黄淮海夏玉米区域试验品种综合评价

旨在科学准确地对黄淮海夏播玉米区域试验参试品种进行综合评价,为品种合理布局和区域规划提供理论和实践依据。本研究采用GYT双标图技术对2020—2021年黄淮海夏玉米区域试验22个参试品种的籽粒产量与生育期、收获时籽粒含水量、株高、穗位高、倒伏率、穗长、穗粗、秃尖,穗粒重和百粒重等农艺性状的组合水平进行综合评价。方差分析表明,被测农艺性状基因型和环境效应均达到了显著水平(P<0.05),除穗粗、突尖长度和穗粒重等性状基因型与环境互作效应中无显著差异外,其余性状基因型与环境互作效应均达到了显著水平。籽粒产量、生育期、收获时籽粒含水量、穗粗、秃尖和百粒重等性状环境效应平方和占总方差平方和最大,倒伏率的基因型与环境互作效应平方和占总方差平方和最大。农艺性状相关性分析结果表明,籽粒产量与百粒重、株高、穗位高、穗长、穗粗和生育期呈极显著正相关(P<0.001),而与突尖长度呈负相关。根据参试品种的理想指数筛选出衡玉868、邯玉1806和宿单908等为产量-性状组合表现优良的品种,同时也鉴别出陕单685、敦玉291、邯玉17-6601和邯玉573等品种综合表现较差,对照品种郑单958表现一般。衡玉868较其他参试品种在黄淮海夏玉米区更具有广泛的适应性,展现出绝对的区域产量优势,具有广阔的推广前景。与GT双标图相比,GYT双标图显示出前2个主成分解释的变异比例较高、拟合度较好、分析结果可信度较高等优点。本研究运用GYT双标图技术对黄淮海夏玉米参试品种进行品种产量-性状特性分析,为本区玉米品种综合评价提供借鉴,也为其他作物品种多性状研究提供了参考。

基于GYT双标图分析对国家糜子区域试验品种的综合评价

【目的】利用GYT双标图分析糜子在不同试点的农艺性状和产量及品种-性状间的互作特性,并对参试品种开展多性状综合评判和分类研究,为品种合理布局和区域规划提供理论依据。【方法】结合相关性分析,利用GGE双标图、GT双标图和GYT双标图技术对2019—2020年国家糜子区域试验20个参试品种在15个试点的生育天数、株高、主茎节数、主穗长、穗粒重、千粒重等农艺性状和产量进行综合评价。【结果】相关性分析表明,在粳性和糯性糜子中,产量都与生育天数极显著正相关,与主穗长极显著负相关,株高与生育天数和主穗长显著正相关。在粳性糜子中,产量与主茎节数显著负相关,主茎节数和千粒重极显著正相关。在糯性糜子中,产量与千粒重极显著正相关,生育天数与株高和千粒重显著正相关。用GT双标图对糜子参试品种基因型-性状的互作效应分析表明,粳性糜子和糯性糜子GT双标图的主成分PC1和PC2分别解释了基因型-性状互作效应的61.81%和69.96%,GT双标图展示的参试品种的农艺性状间相关性与参试品种性状间皮尔森相关性系数基本一致。运用GYT双标图技术对参试品种的产量-性状组合间两两相关性进行分析,所有组合性状均显著正相关。计算各品种的理想指数,以此为标准鉴定出伊11-02-92-4、固19-63、0515-2-2、伊11-03-3-2-2和正隆糜1号等品种为产量-性状组合表现优良的品种,赤糜3号、西农2018-N02、西农2018-N10、Y1660、西农18-W02和西农18-W06等品种综合表现较差。利用GGE双标图对参试品种产量的丰产性和稳定性及适宜生态区分析,结果表明,伊11-02-92-4和0515-2-2在不同种植区较其他品种具有更广泛的适应性和更好的丰产性,展现出绝对的区域产量优势。【结论】糜子品种多性状评价方法中,GYT双标图分析评价的糜子品种结果相较于GGE和GT双标图可信度更高,是科学评价糜子品种优劣的有效方法。国家糜子区域试验参试品种中,综合表现较好的粳性品种为伊11-02-92-4,该品种适宜在东北春糜子区和黄土高原春夏糜子区推广种植;综合表现较好的糯性品种为0515-2-2,该品种适宜在北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区推广种植。

基于GYT双标图对西北内陆棉区国审棉花品种的分类评价

西北内陆棉区是我国最重要的主产棉区,对该棉区历年国审棉花品种进行科学分类和综合评价有利于国审品种资源的合理利用和棉花生产效率的提升。本研究采用GYT双标图分析对2003—2019年期间西北内陆棉区37个国审棉花品种的产量与霜前花率、纤维长度、比强度、马克隆值、枯萎病指数和黄萎病指数等性状的组合水平进行了综合分析和品种分类评价。结果表明,西北内陆棉区37个国审棉花品种可划分为3个特征明显的品种类型。其中,I型品种包括新陆早13号、中棉所49、新陆早21号、巴13222、新46、天云0769、Z1112、新石K18、J206-5、新石K21、禾棉A9-9、创棉508、H33-1-4、金科20、新K28、创棉512和J8031等17个品种,是产量与其余性状组合协调最好的品种类型,在生产上推广应用价值最高。II型品种产量和纤维品质表现一般,抗病性差,在当前生产上应用价值有限。III型品种的抗枯萎病性表现最好,但在其余性状上表现略差,综合生产应用价值有限,也许可作为抗病亲本应用。同时,根据各品种的理想指数筛选出创棉512、J8031、新K28、H33-1-4、金科20、新陆早13号和创棉508等综合表现优良的品种,也鉴别出新陆棉1号、新陆早33号、创棉501号和新陆早51号等综合表现相对略差的品种。本研究采用的GYT双标图分析方法是基于“产量-性状”组合水平对品种进行综合评价和分类研究,产量-性状组合之间的相关关系更加简单,多数组合间表现显著正相关,更适用于品种的多性状直观选择和综合评价,通常比先前的GT双标图解释的变异比率高,双标图模型拟合度更好,结果更可靠。本研究采用GYT双标图分析方法对西北内陆棉区国审品种的分类研究揭示了该棉区国审棉花品种的分类特征和应用价值,为本区的国家棉花品种试验审定提供了借鉴,也为其他作物品种的类似研究提供了范例。

A Study on Genotype-by-Environment Interaction Analysis for Agronomic Traits of Maize Genotypes Across Huang-Huai-Hai Region in China

Facing the trend of increasing population,how to increase maize grain yield is a very important issue to ensure food security.In this study,28 nationally approved maize hybrids were evaluated across 24 different climatic conditions for two consecutive years(2018-2019).The purpose of this study was to select high-yield with stable genotypes and identify important agronomic traits for maize breeding program improvement.The results of this study showed that the genotype
environment interaction effects of the 12 evaluated agronomic traits was highly significant(P<0.001).We introduced a novel multi-trait genotype-ideotype distance index(MGIDI)to select genotypes based on multiple agronomic traits.The selection process exhibited by this method is unique and easy to understand,so the MGIDI index will have more and more important applications in future multi-environment trials(METs)research.The genotypes selected by the MGIDI index were G22,G10,G12 and G1 as the high yielding and stable genotypes.The parents of these selected genotypes have the ability to play a greater role as the basic germplasm in the breeding process.A new form of genotype(G)main effects and genotype(G)-by-environment(E)interaction(GGE)technician,genotypeyieldtrait(GYT)biplot,based on multiple traits for genotypes selection was also applied in this study.The GYT biplot ranked genotypes by combining grain yield with other evaluated agronomic traits,and displayed the distribution of their traits,namely strengths and weaknesses.