植物的基因型与环境互作及其稳定性分析

在植物育种中,分析基因型与环境互作及其稳定性是育种理论和实践的重要内容,本文在总结国内外这方面研究成果的基础上,较为系统地介绍了稳定性分析的模型构造和测验方法,对植物育种的理论和实践有重要作用。     

用GGE双标图分析甘蔗品种性状稳定性及试点代表性

算术平均法经常被用于评估甘蔗品种产量的稳定性和适应性,并用方差分析来估计区域试验的试验误差.然而,地点和年份的差异使品种的差异难以得到准确评估.为客观评价甘蔗品种的稳定性和适应性,本研究采用GGE双标图对2008-2009年我国甘蔗区域试验5个试点中的7个甘蔗品种试验数据进行分析.结果表明： 福农30号为蔗茎产量高且稳产性高的品种,粤甘18号为含糖量高且性状稳定的品种,福农28号和云蔗99 91为高蔗糖分且性状稳定的品种,粤甘16号的蔗茎产量和含糖量最高,但稳定性一般;在各试点中,福建漳州和广东遂溪的代表性和鉴别力较强.GGE双标图分析为客观评价甘蔗参试品种的丰产性和稳定性提供了直观、有效的手段,为甘蔗新品种的鉴定与推广提供了科学依据.     

用GGE双标图分析甘蔗品种性状稳定性及试点代表性

算术平均法经常被用于评估甘蔗品种产量的稳定性和适应性,并用方差分析来估计区域试验的试验误差.然而,地点和年份的差异使品种的差异难以得到准确评估.为客观评价甘蔗品种的稳定性和适应性,本研究采用GGE双标图对2008-2009年我国甘蔗区域试验5个试点中的7个甘蔗品种试验数据进行分析.结果表明:福农30号为蔗茎产量高且稳产性高的品种,粤甘18号为含糖量高且性状稳定的品种,福农28号和云蔗99-91为高蔗糖分且性状稳定的品种,粤甘16号的蔗茎产量和含糖量最高,但稳定性一般;在各试点中,福建漳州和广东遂溪的代表性和鉴别力较强.GGE双标图分析为客观评价甘蔗参试品种的丰产性和稳定性提供了直观、有效的手段,为甘蔗新品种的鉴定与推广提供了科学依据.     

品种区域试验中基因型与环境互作效应分析

由于品种×地点交互作用存在,各品种在不同地区表现不一致,有其特定的适宜区域．品种区域性试验旨在研究交互作用．本文用浙江省1993年晚稻区域试验数据为材料,由Finlay和Wilkson回归模型和AMMI模型分析基因型×地点交互作用,并用二维平面图图示AMMI模型分析结果．     

水稻碾磨品质稳定性及基因型×环境互作与气候因子的关系

基于AMMI模型,研究了辽宁省25个水稻品种碾磨品质的稳定性,并对基因型×环境(G×E)互作与气候因子的关系进行了探讨.结果表明:糙米率和整精米率在不同试点间、品种间及G×E互作间差异极显著;糙米率稳定性高的品种有V12(花粳49)、V3(辽粳294)和V4(0163)等,整精米率稳定性高的品种有V3、V1(仙S38)和V18(LDC248)等.糙米率的气候生态适应性表明:品种V15(沈农9810)、V19(雨田301)和V7(桥201-2)分别对低温和高温的环境有特殊的适应性;整精米率的气候生态适应性表明品种V22(营9207)对较高温度的环境有特殊适应性,品种V11(0157)对相对低温和少雨的环境具有特殊适应性,而品种V15(Shenong9810)和V16(龙盘5号)分别适应相对少雨和多雨的环境.     

云南甘蔗品种表型性状的遗传多样性分析

为了提高云南甘蔗品种资源的利用效率,为甘蔗遗传育种亲本的选择、杂交组合配制提供理论指导,本研究从18个质量性状和5个数量性状对73份云南甘蔗品种和27份中国历年主栽甘蔗品种(不包括云南选育的主栽品种)的遗传变异、遗传多样性、聚类关系等开展了研究。结果表明:云南甘蔗品种芽形、曝光后节间颜色、曝光前节间颜色、芽沟和57号毛群的多样性十分丰富;而数量性状的遗传变异主要来自叶片宽度和株高;相似性系数和聚类分析表明品种的相似性处于中等水平,可分成2个大类群4个亚类群及20个小类群,主成份分析表明云南甘蔗品种和中国历年主栽品种可划分为3个明显的基因库,与聚类分析结果基本一致。     

水稻基因型×环境互作效应分析及其与气候因子的关系

利用多年水稻（早籼稻和晚粳稻）区域试验产量结果和有关试验点气候资料,分析 了基因型×环境互作效应结构变化趋势、与主要气候因子以及试点平均产量的关系等．研究表 明,水稻基因型×环境互作效应值在年度间相对稳定,存在着一个相对稳定的数值．单一试点 水平上产生的交互效应值年度间也保持相对稳定．试点的互作效应由固定部分（由土壤等因素引 起）和随机部分（由不确定气候等因素引起）两部分混合组成,两部分约各占５０％．试点互作效应 与试点对品种判别能力的估算参数（Ｄｊ参数）之间均存在着较好的线性相关关系,与试点平均产 量之间则表现出一种不规则状态．与气候因子的相关性分析结果表明,晚粳稻试验点品种×地点 互作效应与１０月份（灌浆成熟期）的平均日照和平均气温有较大的相关性．从总体趋势上看,气 温和日照与试验点互作效应呈负向相关关系．     

甘蔗蓟马种群动态及其在不同品种甘蔗上为害情况

【目的】明确甘蔗蓟马Fulmekiola serrata的发生动态及其在不同品种甘蔗上的为害情况,为探讨该虫对不同甘蔗品种的选择性和采取有效的防治措施奠定基础。【方法】田间种群动态调查于2013年4月初到7月末进行,研究了12个品种在新植甘蔗和宿根甘蔗田块遭受甘蔗蓟马为害情况。【结果】甘蔗蓟马种群数量先逐渐上升后又下降,发生高峰期集中在6月中旬到7月上旬。12个甘蔗品种均受到甘蔗蓟马为害,其中,新植甘蔗中云瑞06-189甘蔗蓟马数量最多,平均有25.80头/株,闽糖01-77甘蔗蓟马数量最少,平均有7.80头/株;宿根甘蔗中ROC22甘蔗蓟马数量最多,平均有106.93头/株,云蔗06-80甘蔗蓟马数量最少,平均有33.60头/株。同一田块不同品种甘蔗蓟马若虫和成虫数量不等,同一品种宿根甘蔗蓟马数量多于新植甘蔗,株虫量差异范围为10.10~90.90头/株。【结论】甘蔗品种和植期影响甘蔗蓟马发生,不同品种甘蔗蓟马为害程度和抗性水平存在差异。     

利用双标图分析作物区试数据

品种区试中品种的基因型和环境存在着交互作用（G×E）,使区试数据的分析比较棘手．主效可加和互作可乘模型（简称AMMI模型）是分析区试数据的一新类模型,与常规的方差分析模型和线性回归模型相比,这一方法应用范围广而且更有效．而双标图（biplot）不仅是解释AMMI分析结果的直观有效的工具,而且可以帮助我们选择分析数据的合适模型．本文以95年南方水稻区试单季晚粳组数据为例,对AMMI模型及双标图作一扼要介绍,给出双标图的一些新的性质和用途,和一种可用于产量预测的双标图.     

基因与环境互作对云南保山烤烟主要潜香型物质的影响

为研究云南保山烤烟不同品种潜香型物质在不同环境条件下的稳定性问题,将云南保山3个烤烟常栽品种(K326、Y87、Y99)种植在3个海拔的2种土壤上,应用AMMI模型对烤烟主要潜香型物质进行基因型(G)、环境(E)和基因型与环境(G×E)互作分析.结果表明： 基因型、环境及其互作对烤烟叶黄素含量、β-胡萝卜素含量、绿原酸含量的影响均达到显著水平;芸香苷含量主要受基因型影响.烤烟主要潜香型物质含量及其稳定性受G×E互作影响显著,叶黄素含量、β-胡萝卜素含量、绿原酸含量随海拔的增加而显著增加,其稳定性也不同程度得到加强;K326适种在中低海拔区,Y87、Y99适种在中高海拔区.
     

杂交水稻结实率稳定性的遗传分析

本文采用三套同核异质不育系与５个恢复力不同的恢复系按Ｐ×Ｑ模式配组、分５期播种的试验设计,在ＡＭＭＩ模型分析结实率稳定性的基础上,进一步剖析了不育胞质、保持系、恢复系及其工作的各种遗传效应。     

对基于AMMI模型的品种稳定性分析方法的一点改进

对新近提出的基于AMMI模型的品种稳定性分析方法作了改进。该方法是以一个品种（或基因型）在交互效应主成分轴（IPCA）空间中与原点的距离（记为D）作为该品种的稳定性指标的。本文建议在计算D时根据各个IPCA对变异的相对贡献大小对品种在各IPCA轴上的得分进行加权。实例分析表明,这一方法明显提高了AMMI分析估价的品种稳定性结果与其它经典方法结果的一致性。Abstract： An improvement is made on the newly proposed method of variety stability analysis based on the AMMI model.In the method,the distance (denoted as D) of a variety (or genotype) to the origin in the space of IPCA is used as an index of variety stability.In this paper,it is suggested that in the calculation of D,a variety's score on each IPCA be weighted according to the relative contribution of the IPCA to the variation.Analysis of a practical example has shown that with such a method,consistency between the results of variety stability obtained by the AMMI－based analysis and those obtained by other classical methods can be significantly improved.     

对应用几种统计模型评价甘蔗品种稳定性的初步比较

利用广东省2009年甘蔗品种区域试验产量数据,对线性回归模型、AMMI模型和LR-PCA模型在评价甘蔗品种稳定性方面的应用进行了初步比较,结果发现,回归法计算简便、直观,AMMI模型和LR-PCA模型的分析结果则更全面、深入,而这两种模型之间仍存在着一定差异.实际操作中,在根据不同的数据资料选择相适宜的分析方法的同时,也可以采用不同的方法进行分析,通过比较选择较为合理的结果.     

Assessing three methods for identification of desirable genotypes in white cabbage (Brassica oleracea L. var. capitata)

Summary A desirable genotype is a genotype performing well in a chosen set of environments. Three methods for identification of desirable genotypes were assessed in two cabbage data sets: regression analysis, multidimensional scaling of dissimilarity matrices, and biplot of deviation matrices. Using the regression approach is not recommended mainly for two reasons: (1) it is difficult to identify the desirable genotypes since one has to unify three parameters into one decision; (2) the regression method failed to identify the most desirable genotypes in one of the data sets. Multidimensional scaling and the biplot method were in accordance with each other and with the mean tables when different subsets where compared. Consequently, they were considered more adequate for identifying desirable genotypes. In cases where rank 2 approximation of the analysed matrix was justified, the biplot revealed more information in one display and was, therefore, considered particularly useful in plant breeding for larger target areas.     

Reduced rank proportional hazards model for competing risks

Competing events concerning individual subjects are of interest in many medical studies. For example, leukemia-free patients surviving a bone marrow transplant are at risk of developing acute or chronic graft-versus-host disease, or they might develop infections. In this situation, competing risks models provide a natural framework to describe the disease. When incorporating covariates influencing the transition intensities, an obvious approach is to use Cox's proportional hazards model for each of the transitions separately. A practical problem then is how to deal with the abundance of regression parameters. Our objective is to describe the competing risks model in fewer parameters, both in order to avoid imprecise estimation in transitions with rare events and in order to facilitate interpretation of these estimates. Suppose that the regression parameters are gathered into a p x K matrix B, with p and K as the number of covariates and transitions, respectively. We propose the use of reduced rank models, where B is required to be of lower rank R, smaller than both p and K. One way to achieve this is to write B = AGamma(intercal) with A and Gamma matrices of dimensions p x R and K x R, respectively. We shall outline an algorithm to obtain estimates and their standard errors in a reduced rank proportional hazards model for competing risks and illustrate the approach on a competing risks model applied to 8966 leukemia patients from the European Group for Blood and Marrow Transplantation.     

利用AMMI模型分析杂交水稻配合力

配合力分析在亲本育种潜力评价和品种选育中扮演着重要的作用。本试验对5×4不完全双列杂交组合产量性状进行了配合力效应分析,并利用AMMI模型对杂交组合中双亲间互作效应(即特殊配合力)进行了深入剖析。结果表明,利用代表双亲产量特殊配合力效应分值的主成分轴(IPCA)向量可以很好地评价亲本的特殊配合力效应。根据亲本特殊配合力效应分值向量的长度及方向,可将杂交组合中双亲的互作效应分为4种情况:(1)杂交组合中至少有一个亲本的特殊配合力效应分值向量的坐标点比较靠近坐标原点,则测配杂交组合中双亲间的互作效应贡献很小,其杂种优势主要来源于双亲的一般配合力。(2)杂交组合中双亲特殊配合力效应分值向量的方向大致呈垂直状态,则测配杂交组合中双亲间的互作效应很小,其杂种优势也主要来源于双亲的一般配合力。(3)杂交组合中双亲特殊配合力效应分值向量的长度较长但方向大致相反,则杂交组合存在很大的负向特殊配合力效应。(4)杂交组合中双亲特殊配合力效应分值向量的长度均比较大且方向大致相同,则相应杂交组合的正向特殊配合力效应很高。因此,若要获得较大的双亲正向互作效应,则合理选配亲本至关重要;只有当两亲本特殊配合力效应分值向量的长度均比较大且向量方向较一致时才可以达到较大的正向互作效应。