中國西北水地春小麥基因型與環(huán)境互作及其產(chǎn)量穩(wěn)定性分析

李吉睿，孟亞雄，司二靜，汪軍成，任盼榮，姚立蓉，李葆春，馬小樂，王化俊

(1.甘肅省干旱生境作物學(xué)重點實驗室，甘肅省作物遺傳改良與創(chuàng)新重點實驗室，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

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中國西北水地春小麥基因型與環(huán)境互作及其產(chǎn)量穩(wěn)定性分析

李吉睿1,2，孟亞雄1,2，司二靜1,2，汪軍成1,2，任盼榮1,2，姚立蓉1,2，李葆春1,3，馬小樂1,2，王化俊1,2

(1.甘肅省干旱生境作物學(xué)重點實驗室，甘肅省作物遺傳改良與創(chuàng)新重點實驗室，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

【目的】 研究我國西北地區(qū)水地春小麥基因型與環(huán)境的交互作用及其產(chǎn)量的穩(wěn)定性，為我國西北水地春小麥高效生產(chǎn)提供相關(guān)依據(jù).【方法】 對2009-2010年由16個試點、15個新品種(系)組成的中國西北水地春小麥區(qū)域試驗的產(chǎn)量資料進行方差分析和GGE分析.【結(jié)果】 在我國西北水地春小麥生產(chǎn)區(qū)，基因型與環(huán)境互作效應(yīng)對產(chǎn)量變異的影響約為品種效應(yīng)的4.68倍，品種間豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性均較理想的品種占供試品種的40%，其中穩(wěn)產(chǎn)性差異較大，但部分品種仍對環(huán)境具有一定的特殊適應(yīng)性.16個試點可劃分為3個類型區(qū)，其中在寧夏平羅(E8)為代表的河套平原灌溉區(qū)表現(xiàn)最好的品種分別是‘寧春47’(G6)、‘C78’(G8)和‘巴豐6’(G9)，以青海西寧(E10)為代表的青藏高原寒旱區(qū)表現(xiàn)最好的品種‘銀春8’(G10)，以甘肅會寧(E4)為代表的黃土高原中部旱作區(qū)表現(xiàn)最好的品種‘蒙鑒11’(G12).從環(huán)境代表性和對品種鑒別能力兩方面分析，環(huán)境代表性較理想的試點是青海西寧(E10).鑒別力較好的是新疆塔城(E14)、新疆焉耆(E15)、寧夏平羅(E8)、內(nèi)蒙古巴盟(E1)、青海西寧(E10)、新疆溫泉(E16)、青海平安(E11)等.【結(jié)論】 共篩選出‘甘春357786’(G1)、‘隴春25’(G2)、‘E32-1’(G3)、‘隴春’(G5)、‘C78’(G8)、和‘銀春8’(G10)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性較好的6個品系，‘寧春47’(G6)在個別試點表現(xiàn)優(yōu)異；水地春小麥試點中代表性最好的是青海西寧(E10).

春小麥；基因型與環(huán)境互作；區(qū)域試驗；環(huán)境代表性；鑒別力

小麥(Triticumaestivum)是世界第二大糧食作物[1]，中國糧食作物中小麥也占有非常重要的地位[2].優(yōu)質(zhì)的作物生產(chǎn)依賴于作物品種的基因型與環(huán)境互作(GE)效應(yīng)，大量研究表明，小麥產(chǎn)量的穩(wěn)定性既受遺傳控制，也受環(huán)境作用的影響，并且直接影響作物產(chǎn)量的穩(wěn)定性.一般認為，GE研究以及進一步對作物的品質(zhì)、產(chǎn)量、抗性等性狀穩(wěn)定性分析，能為確定作物的栽培措施以及制訂目標性狀選育方案等提供技術(shù)支撐.

20世紀以來，前人對作物產(chǎn)量穩(wěn)定性的分析在國內(nèi)外已提出了多種方法[3-5]，嚴凱維提出的GGE雙標圖法被認為是目前最能有效分析GE效應(yīng)的新方法之一[4]，GGE雙標圖法是以圖解的方式直觀地標識出作物品種的穩(wěn)產(chǎn)性、品種對試驗環(huán)境的區(qū)分能力以及對實驗區(qū)域的適應(yīng)性，來篩選出穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、適應(yīng)性廣的理想新品種，并且還可以篩選出環(huán)境分辨力和代表性都比較強的試點區(qū)域[5].此外，GGE雙標圖法的分析方法相比其他分析方法(或模型)來說，可為試驗分析提供更多信息，尤其是對于大量數(shù)據(jù)信息的直觀表達[6].目前GGE雙標圖法在肥料互作[7]、QTL互作[8-9]、寄主與病原菌互作以及雙列雜交[10]、基因芯片等領(lǐng)域的兩向數(shù)據(jù)研究方面也得到了廣泛的應(yīng)運.

本文采用方差分析和GGE雙標圖法對中國西北水地春小麥國家區(qū)域試驗的產(chǎn)量資料進行分析，主要利用GGE新模型對中國西北水地春小麥基因型與環(huán)境互作、新品種的穩(wěn)產(chǎn)性和生態(tài)適應(yīng)性進行研究.由于我國水地春小麥分布較廣[11]，環(huán)境影響較大，其分布在西北地區(qū)多個省份，生態(tài)環(huán)境復(fù)雜多樣、產(chǎn)量波動較大.因此，對其穩(wěn)產(chǎn)性和環(huán)境適應(yīng)性的要求較為嚴格，同時該地區(qū)也是研究基因型與環(huán)境互作的理想?yún)^(qū)域.本試驗供試環(huán)境與品種樣本具有全面且典型的代表性，可為指導(dǎo)各地生產(chǎn)提供依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料與試驗區(qū)

2009-2010年中國北方5省小麥區(qū)域試驗點16個，分別是內(nèi)蒙古巴盟(E1)、鄂爾多斯(E2)、呼和浩特(E3)，甘肅會寧(E4)、武威(E5)、酒泉(E6)，寧夏永寧(E7)、平羅(E8)、中寧(E9)，青海西寧(E10)、平安(E11)、海西(E12)，新疆奇臺(E13)、塔城(E14)、焉耆(E15)、溫泉(E16).試點環(huán)境情況詳見表1.

表1 品種(系)穩(wěn)定性參數(shù)及相關(guān)指標Tab.1 The Stability parameters and related indexes of different cultivars(lines)

表2 2009-2010年不同小麥品種(系)在不同地區(qū)的產(chǎn)量Tab.2 The yield of different wheat varieties (line)in different regions during 2009-2010 (kg·hm-2)

北方區(qū)試參試品種15份，分別為‘甘春357786’(G1)、‘隴春25’(G2)、‘E32-1’(G3)、‘隴春26-09’(G4)、‘隴春200’(G5)、‘寧春47’(G6)、‘H5366’(G7)、‘C78’(G8)、‘巴豐6’(G9)、‘銀春8’(G10)、‘蒙鑒9’(G11)、‘蒙鑒11’(G12)、‘Ba06-2346’(G13)、‘新麥繁4’(G14)、‘寧春4’(G15).

1.2 試驗方法

各個試點均采用隨機區(qū)組設(shè)計，各設(shè)3次重復(fù)，每個小區(qū)面積均為15 m2.各點在試驗執(zhí)行中均按要求進行了整地、播種、防蟲和肥水管理、收獲、考種等措施，保證了試驗的順利實施.各試驗點前茬為胡麻、小麥、向日葵、玉米、馬鈴薯、大豆、油菜、豌豆、辣椒、菜豆等；除甘肅會寧耬播外，其余試驗點均為人工開溝撒播；各點灌水3-5次，播種期3月5日-4月27日，收獲期7月16日-9月25日.品種(系)及其在各試驗點的產(chǎn)量結(jié)果見表2-4.

1.3 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)的統(tǒng)計整理采用Excel 7.0，聯(lián)合方差分析采用SPSS 11.5統(tǒng)計分析軟件，方差分析結(jié)果見表3，基因與環(huán)境互作采用GGE-Biplot軟件(基因和基因與環(huán)境雙標圖)進行雙標圖分析.可用圖中的指標向量和相鄰指標間的夾角余弦值來判斷指標間的相關(guān)性[12].把某一個指標向量作為為起始向量，其他向量與該指標向量夾角的余弦值即為這兩指標的相關(guān)系數(shù)[13].品種的平均表現(xiàn)和試點的代表性可以由品種或試點在AT軸(average-tester axis)上的投影位置判斷，而品種或試點到AT軸的向量長短則可判斷品種產(chǎn)量穩(wěn)定性和試點的鑒別力.

表3 2009-2010西北春麥水地組區(qū)域試驗產(chǎn)量方差分析表Tab.3 The yield ANOVA table of regional test in spring wheat regional test in Northwest of China during 2009-2010

**表示0.01水平上差異顯著.

表4 2009-2010年西北春麥水地組區(qū)試品種主要性狀匯總表Tab.4 The summary of main characters in spring wheat regional test in Northwest of China during 2009-2010

2 結(jié)果與分析

2.1 品種的最佳適應(yīng)區(qū)域

為了鑒別在各試驗點表現(xiàn)最好的品種，將GGE雙標圖中位于圖形邊緣的品種用直線相連，每個品種都將落入雙標圖內(nèi)，如圖1所示，從原點作各邊的垂線，把整個雙標圖分為若干扇形區(qū)域，每個區(qū)的“頂角”品種就是在該區(qū)域內(nèi)所有試驗點中表現(xiàn)最好的品種，可見“頂角”品種通常是具有特殊適應(yīng)性的品種，位于多邊形內(nèi)部的、靠近原點的品種則是對環(huán)境變化不敏感的品種(G3、G4、G7、G15在各試點的表現(xiàn)均比較穩(wěn)定).圖1按順時針方向可劃分為4個扇區(qū)：第1扇區(qū)的試點主要有E14(塔城)、E8(平羅)、E5(武威)和E15(焉耆)，該區(qū)域表現(xiàn)最好品種是G6和G8；第2扇區(qū)的試點主要有E1(巴盟)、E16(溫泉)、E12(海西)、E7(永寧)、E11(平安)、E3(呼市)、E9(中寧)、E13(奇臺)、E6(酒泉)和E2(伊盟)，以G10表現(xiàn)最好；第3扇區(qū)的試點有E4(會寧)，以G12(海西)表現(xiàn)最好；第4扇區(qū)未落入試點，此扇區(qū)的品種G14在所有試驗點表現(xiàn)不好.由于16個試點分別落入3個扇區(qū)，試點可對應(yīng)地劃分為以下3個類型區(qū)：即以寧夏平羅(E8)為代表的河套平原水灌區(qū)、以青海西寧(E10)為代表的青藏高原寒旱區(qū)、以甘肅會寧(E4)為代表的西北黃土高原旱作區(qū).

圖1 基于GGE 雙標圖分析的中國西北地春小麥區(qū)試基因-環(huán)境最佳適應(yīng)區(qū)域Fig.1 Polygon view of GGE-biplot indicating the best area in each genotype and groups of environments of 16 sites of spring wheat regional test in Northwest of China

2.2 各環(huán)境間關(guān)系的功能分析及試點代表性和鑒別力

把原點和各環(huán)境之間用直線相連形成一個環(huán)境向量.兩個環(huán)境之間的遺傳相關(guān)系數(shù)可用兩個環(huán)境向量間之間夾角的余弦來表示，夾角小于90°表示兩環(huán)境正相關(guān)，夾角大于90°表示兩環(huán)境負相關(guān)，接近90°則表示兩環(huán)境之間無相關(guān).正相關(guān)說明兩環(huán)境對品種的排序相似，負相關(guān)說明兩環(huán)境對品種的排序相左.圖2中，多數(shù)環(huán)境之間存在正相關(guān)，許多環(huán)境之間存在緊密正相關(guān),如在E5、E14、E15和E8間；E13、E12、E2和E7間；E10、E16、E9、E3和E11之間.少數(shù)環(huán)境之間存在微弱負相關(guān)，如在E5、E14、E15、E8、E12、E7和E4之間.無相關(guān)或負相關(guān)意味著可能存在不同品種生態(tài)區(qū).緊密正相關(guān)則意味著這些試驗點可能是重復(fù)的，沒必要設(shè)置.這一特性可用于更好的選擇選育作物品種的試驗點.試驗點對品種區(qū)分能力則可用環(huán)境向量的長度來度量.長度越長說明試點對品種的區(qū)分能力越強，如圖2中E10、E14、E8等的向量長度較長，說明這幾個試點對品種的區(qū)分能力較好.

圖2 GGE 雙標圖的“環(huán)境間相關(guān)性”功能形態(tài)Fig.2 Environmental vector view of the GGE biplot

作為作物區(qū)域試驗的理想試驗地點應(yīng)當具備兩個條件，一是對試驗品種有較強的區(qū)分能力，二是對目標生態(tài)區(qū)應(yīng)具有較強的代表性.GGE雙標圖能夠直觀的評價區(qū)域試驗點的這兩個方面.各試驗點的長度是其區(qū)分能力的度量.角度越小，代表性越強，角度越大，代表性越弱.如圖2，試點E4(會寧)向量與平均環(huán)境向量為鈍角，所以其代表性較弱.就區(qū)分能力而言，青海的西寧(E10)最好，其次寧夏平羅(E8)，新疆焉耆(E15)、新疆塔城(E14)、新疆溫泉(E16)、青海的海西(E12)等區(qū)分力比較好.就代表性而言，寧夏永寧(E7)、鄂爾多斯(E2)、酒泉(E6)、海西(E12)、新疆奇臺(E13)、青海西寧(E10)、平羅(E8)、溫泉(E16)較好，兩者綜合起來，試點青海西寧(E10)、寧夏永寧(E7)、海西(E12)、海西(E12)、溫泉(E16)等幾個試驗點較好.

2.3 各個品種的產(chǎn)量和穩(wěn)定性

如圖3所示，在GGE 雙標圖中,作物品種的平均產(chǎn)量可用AEA來表示,在AEA 的投影中越靠右的品種(系),其產(chǎn)量就越高.本研究中的中國西北水地春小麥品系第1主成分(PC1)的效應(yīng)為71.2%，第2主成分(PC2)的效應(yīng)為10.7%，GGE雙標圖可以解釋G與GE互作信息的81.7% (圖3)，所以此分析具有較大的可靠性.

圖3 中國西北水地春小麥區(qū)試品種的產(chǎn)量和穩(wěn)定性Fig.3 Average-environment coordination (AEC) view showing the mean yield performance and stability of different cultivars (lines) tested in 16 sites of spring wheat regional test in Northwest of China

品種穩(wěn)定性的大小則由AEC橫軸上垂線的長短來表示，此值越接近于0，穩(wěn)定性越好.其產(chǎn)量順序G10>G8>G6>G9>G5>G2>G3>G4>G1>G15>G7>G12>G11>G13> G14.G8(‘C78’)和G10(‘銀春8’)在各點的表現(xiàn)都很好，G6在E8、E14、E15表現(xiàn)較好，產(chǎn)量分別為8 757.71、8 497.58、9 991.66 kg/hm2，可見，G6具有特殊適應(yīng)性，在局部地區(qū)具有推廣價值.GGE雙標圖和傳統(tǒng)的簡單算術(shù)平均值法的結(jié)果有所不同，如G10在所有試點的平均產(chǎn)量排在第1位(表2)，而GGE分析結(jié)果則位居第2(圖3)，這是因為GGE-Biplot雙標圖考慮到品種的主效應(yīng)(G)和品種與環(huán)境互作效應(yīng)(GE).

從圖3可以看出，品種‘E32-1’(G3)、‘寧春4’(G15)、‘隴春26-09’(G4)、‘銀春8’(G10)、‘Ba06-2346’(G13)、‘隴春’(G5)、‘H5366’(G7)等的穩(wěn)定性較好.綜合產(chǎn)量進行比較分析，‘銀春8’(G10)、‘C78’(G8)、‘隴春’(G5)、‘E32-1’(G3)、‘隴春25’(G2)、‘甘春357786’(G1)等的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性均較好，而‘蒙鑒9’(G11)、‘蒙鑒11’(G12)、‘Ba06-2346’(G13)和‘新麥繁4’(G14)等豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性較差.

2.4 試區(qū)春小麥的產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀分析

在西北水地春小麥區(qū)域試驗中產(chǎn)量較高的是‘寧春47’(G6)、‘C78’(G8)、‘巴豐6’(G9)、‘銀春8’(G10)等品種(系)，而‘蒙鑒9’(G11)、‘蒙鑒11’(G12)、‘Ba06-2346’(G13)、‘新麥繁4’(G14)等在所有的試點產(chǎn)量較低.參加2009-2010年西北水地春小麥區(qū)域試驗的小麥品種(系)生育期最長的是‘C78’，最短的是‘ba06-2346’和‘蒙鑒11’等，‘C78’的生育期、穗粒數(shù)、株高均高于其他材料，千粒質(zhì)量較高的是‘H5356’、‘甘春357786’、‘隴春26-09’和‘銀春8號’等品種(系)，最低的是‘蒙鑒11’；最高莖最多的是‘寧春4號’，最少的是‘C78’，成穗率最高的是‘E32-1’，最少的是‘寧春47’；有效穗最多的是‘隴春20’，最少的是‘C78’(表4).另外,小區(qū)產(chǎn)量與株高、生育期、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、和成穗率等的向量之間的夾角小于90，而與基本苗、有效穗、最高莖的向量之間的夾角大于90 (圖4),說明小區(qū)產(chǎn)量和株高、生育期、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和成穗率呈正相關(guān),與基本苗、有效穗、最高莖呈負相關(guān).其中千粒質(zhì)量與穗粒數(shù)和小區(qū)產(chǎn)量的夾角最小，說明它們與產(chǎn)量的關(guān)系最密切.

右側(cè)標尺表示性狀之間的相關(guān)系數(shù).PC1:第一主成分;PC2:第二主成分GP:全生育期;PH:株高；BS：基本苗；THS：最高莖；PET：成穗率；AP：有效穗；GS：穗粒數(shù)；GW：千粒質(zhì)量.圖4 基于GGE-biplot 分析的小麥參試品系與性狀的相關(guān)性Fig.4 Association between lines and trait of wheat based on GGE-biplot analysis

3 討論

根據(jù)前人的研究，影響作物豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性的因素較多[14]，并且許多因子之間還存在互作關(guān)系，試驗結(jié)果難以分析.相對于AMMI模型而言，GGE雙標圖法是以原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)用圖示進行解釋，不僅簡單直觀，而且可提供更多的信息，如在GGE雙標圖上顯示基因和基因與環(huán)境互作效應(yīng)的比例[15]，對各個試點區(qū)域的劃分等.但是，許多人對雙標圖的認識尚存混亂，不能正確地選擇和解釋雙標圖,同時雙標圖也只是提供一些量化信息，只有通過嚴格的試驗論證，才能闡明其互作機制.

在作物推廣應(yīng)用過程中，它的穩(wěn)產(chǎn)性和豐產(chǎn)性都是決定其推廣應(yīng)用價值的重要指標，但是穩(wěn)產(chǎn)性和豐產(chǎn)性很難完美的結(jié)合.在本研究中，‘銀春8’(G10)、‘C78’(G8)、‘隴春’(G5)、‘E32-1’(G3)、‘隴春25’(G2)和‘甘春357786’(G1)等的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性均較好，而‘蒙鑒9’(G11)、‘蒙鑒11’(G12)、‘Ba06-2346’(G13)和‘新麥繁4’(G14)等豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性較差.‘寧春47’(G6)在平羅(E8)、塔城(E14)、焉耆(E15)表現(xiàn)較好，因此寧春47(G6)具有特殊適應(yīng)性，在局部地區(qū)具有推廣價值.在育種過程中，我們不能只要考察品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性，地點鑒別力也是育種工作者比較關(guān)心的問題[16].本研究結(jié)果顯示，就區(qū)分能力而言，青海的西寧(E10)最好，其次寧夏平羅(E8)，新疆焉耆(E15)、新疆塔城(E14)、新疆溫泉(E16)、青海的海西(E12)等區(qū)分力比較好.就代表性而言，鄂爾多斯(E2)、酒泉(E6)，寧夏永寧(E7)、平羅(E8)、)，青海西寧(E10)、海西(E12)，新疆奇臺(E13)、溫泉(E16)較好，兩者綜合起來，試點青海西寧(E10)、寧夏永寧(E7)、海西(E12)、平羅(E8)、溫泉(E16)等幾個試驗點較好.

基因型與環(huán)境的互作效應(yīng)對產(chǎn)量的影響雖然遠小于環(huán)境，但其影響極顯著并且是基因型效應(yīng)的4.68倍，這與前人的結(jié)論一致.同時從16個試點總體分析情況來看，雖然基因型對產(chǎn)量變異的影響遠小于環(huán)境和基因型與環(huán)境的互作效應(yīng)[17,18]，但是在同一試點的不同品種之間，產(chǎn)量高低相差可達24.57%～107.96%(最大差異率)，因此依靠理想品種的增產(chǎn)潛力也很大，而在不同的環(huán)境條件下，最理想品種是表現(xiàn)既高產(chǎn)又穩(wěn)產(chǎn)而且具有廣泛適應(yīng)性的品種.但是實際上兼?zhèn)涓弋a(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)而且適應(yīng)性廣的品種極為罕見.本試驗選用的15個基因型都是各地的優(yōu)良品系.通過分析可知，豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性兩者都達到最好的品系并沒有出現(xiàn)，二者結(jié)合相對較好的品系有6個，占供試品系數(shù)的40%.但是在各類型區(qū)和各試點，存在具有一定適應(yīng)性的最佳品種，如寧春47(G6)在平羅(E8)、塔城(E14)、焉耆(E15)表現(xiàn)較好.所以在今后的育種和生產(chǎn)工作中，我們更應(yīng)該重視對當?shù)鼐唧w環(huán)境條件具有特殊適應(yīng)性品種的選擇和利用.

4 結(jié)論

本試驗共篩選出‘甘春357786’(G1)、‘隴春25’(G2)、‘E32-1’(G3)、‘隴春’(G5)、‘C78’(G8)、‘銀春8’(G10)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性較好的6個品系，‘寧春47’(G6)在個別試點表現(xiàn)優(yōu)異.水地春小麥試點中代表性最好的是青海西寧(E10).鑒別力較好的是新疆塔城(E14)、新疆焉耆(E15)、寧夏平羅(E8)、內(nèi)蒙古巴盟(E1)、青海西寧(E10)、新疆溫泉(E16)、青海平安(E11)和甘肅會寧(E4).同時我們利用GGE雙標圖不僅可以簡單直觀有效地顯示品種的穩(wěn)產(chǎn)性和試點的鑒別力，而且還可以篩選出鑒別力好的試驗點，提高區(qū)域試驗的準確性和高效性.

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(責(zé)任編輯 李辛)

Interaction between spring wheat genotype and environment and the yield stability on irrigated land in northwest China

LI Ji-rui1,2,MENG Ya-xiong1,2,SI Er-jing1,2,WANG Jun-cheng1,2,REN Pan-rong1,2,YAO Li-rong1,2,LI Bao-chun1,3,MA Xiao-le1,2,WANG Hua-jun1,2

(1.Gansu Provincial Key Lab of Arid-land Crop Science，Gansu Key Lab of Crop Improvement & Germplasm Enhancement,Lanzhou 730070,China；2.College of Agronomy,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China；3.College of Life Sciences and Technology,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)

【Objective】 In order to research the interaction between spring wheat genotype and Environment (G×E-interaction) and the yield stability on irrigated land in northwest of China to provide reference basis for efficient production of the irrigated spring wheat in northwest of China.【Method】 The regional test for spring wheat was carried out on irrigated land in northwest of China in 2009-2010 which was made up of 15 new varieties genotypes (lines) and 16 regional sites and the yield data was analyzed by AVONA methods and GGE- Biplot.【Result】 The results indicated that the effect of G×E-interaction on yield variation was about 4.68 times as that of genotype.The genotypes with high yield and yield stability accounted for only 40% of the total tested genotypes,the yield stability varied greatly among different genotypes,but some genotypes showed special adaptability to the environment.The 16 test sites could be divided into three types.G6,G8and G9spring wheat were the best genotypes in the yellow river irrigation area in Hetao plain represented by Ningxia PingLuo(E8).G10was the best genotype in arid and cold regions of the Tibetan Plateau represented by Qinghai Xining (E10).G12was the best genotype in arid regions of the loess plateau represented by Huining,Gansu province (E4).In terms of discriminability and environmental representativeness,Xining city of Qinghai was the test site with ideal environmental representativeness and the following sites with good discriminability for wheat strains including Tacheng of Xinjiang (E14),Yanqi of Xinjiang (E15),Pingluo of Ningxia(E8),Bameng of Inner Mongolia (E1),Xining of Qinghai(E10),Wenquan of Xinjiang (E16) and Pingan of Qinghai (E11).【Conclusion】 Six varieties with high yield and yield stability were screened including Ganchun357786(G1),Longchun25(G2),E32-1(G3),Longchun (G5),C78(G8) and Yinchun 8(G10) and Ningchun 47(G6) was the best genotype in some regional sites.Qinghai Xining (E10) was considered to have the best environmental representativeness in the test sites for the irrigated spring wheat.

spring wheat；interaction between genotype and environment；regional test；environmental representativeness；discriminability

李吉睿(1990-)，男，碩士研究生，研究方向為生物技術(shù)育種.E-mail:673640883 @qq.com

孟亞雄，男，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事分子植物育種方面的研究.E-mail：yxmeng1@163.com 王化俊，男，教授，博導(dǎo)，主要從事麥類作物遺傳育種研究.E-mail:whuajun@yahoo.com

省農(nóng)牧廳創(chuàng)新項目(GNCX-2014-29)；甘肅省科技計劃項目(1506RJZA014).

2015-09-02；

2016-01-15

S 512.1+2

A

1003-4315(2016)06-0044-09