基于GGE雙標(biāo)圖的國(guó)家冬油菜區(qū)試長(zhǎng)江中游區(qū)環(huán)境及品種適應(yīng)性評(píng)價(jià)

余澤恩 羅莉霞 張芳

摘要：通過(guò)采用GGE雙標(biāo)圖方法分析了2017—2018年國(guó)家冬油菜品種區(qū)域試驗(yàn)長(zhǎng)江中游區(qū)參試品種的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、適應(yīng)性及各試點(diǎn)的試驗(yàn)代表力、鑒別力和區(qū)分能力。結(jié)果表明，參試品種的基因型效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)、基因型與環(huán)境互作效應(yīng)均達(dá)極顯著水平，4組試驗(yàn)平均環(huán)境效應(yīng)占處理平方和的48.25%，基因型效應(yīng)占15.15%，基因型與環(huán)境互作效應(yīng)占36.60%。利油雜178、創(chuàng)雜油16號(hào)、中油769、華油雜706、中油619、圣光168、渝油39和景油517等品種具有良好的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性，在湖南衡陽(yáng)、常德、岳陽(yáng)和湖北荊州等試點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)值較高，有較強(qiáng)的試點(diǎn)代表力、鑒別力和區(qū)分能力。

關(guān)鍵詞：國(guó)家冬油菜區(qū)試;GGE雙標(biāo)圖;豐產(chǎn)性;穩(wěn)產(chǎn)性;適應(yīng)性;代表性;區(qū)分力

中圖分類號(hào)：S565.4 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2020）06-0020-08

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.06.004 ? ? ? ? ? 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Evaluation of environment and adaptability of varieties in the middle

reaches of the Yangtze river for national winter rape regional

experiment based on GGE double standard map

YU Ze-en1，LUO Li-xia1，ZHANG Fang2，HONG Mei-yan1，ZHANG Xiang-xiang1，GUO Rui-xing1

（1.Oil Crops Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430062，China;

2.Mimistry of Agriculture and Rural Affairs National Agricultural Technology Extension Service Center，Beijing 100026，China）

Abstract： The high yield， stable yield and adaptability of the national winter rape variety regional test in the middle reaches of the Yangtze River from 2017 to 2018， and the test representative， discrimination and differentiation ability of each pilot were analyzed by using the GGE double plot method. The results that the main effects of genotype （G）， environment（E） and genotype by environment interaction （GE） were significant. Among them， E accounted for 48.25% of the treatment total variation in the sum of squares on average， whereas G and GE accounted for 15.15% and 36.60%， respectively. Liyouza178， Chuangzayou No6， Zhongyou 769， Huayouza 706， Zhongyou 619， Shengguang 168， Yuyou 39 and Jingyou 517 had excellent high yield， stability and adaptability. Hengyang city， Changde city， Yueyang city of Hunan province， Jingzhou city of Hubei province and other pilot sites have high comprehensive evaluation values， and have strong pilot representative， discrimination and differentiation ability.

Key words： nationalwinter rape regional trial; GGE biplot; high yield; yield stability; adaptability; representativeness; differentiation ability

油菜是中國(guó)第一大油料作物，產(chǎn)油量占整個(gè)油料作物的55%以上[1]，在國(guó)民生產(chǎn)中占有重要地位。隨著polcms、ogucms三系法、核不育二系、核三系、化殺等育種方法的不斷發(fā)展，先后育成了一大批高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高油的雜交品種[2，3]，中國(guó)優(yōu)良油菜品種及種質(zhì)資源越來(lái)越豐富，2010年后，中國(guó)開(kāi)始大力推廣“三高五抗”（高產(chǎn)、高油、高油酸，抗根腫病、抗菌核病、抗倒伏、抗裂角、抗除草劑）品種[4]，隨著育種科研的進(jìn)步和油料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)新品種試驗(yàn)、鑒定、登記和推廣提出了更高的要求。國(guó)家油菜品種區(qū)域試驗(yàn)是通過(guò)多年多點(diǎn)品種試驗(yàn)來(lái)鑒定和評(píng)價(jià)新品種的豐產(chǎn)性、適應(yīng)性、穩(wěn)產(chǎn)性，是油菜新品種推廣的主要依據(jù)[5]。長(zhǎng)江中游是中國(guó)油菜主產(chǎn)區(qū)，近年來(lái)，隨著生產(chǎn)模式的改變及氣候的復(fù)雜多變，油菜產(chǎn)量受更多因素的影響[6，7]。

GGE雙標(biāo)圖因能很好地解釋環(huán)境和基因互作的影響，通過(guò)可視化分析區(qū)域試驗(yàn)的豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性、適應(yīng)性和試點(diǎn)的鑒別力、代表性[8]，而越來(lái)越多地被應(yīng)用到區(qū)域試驗(yàn)分析中。如李建武等[9]運(yùn)用雙標(biāo)圖評(píng)價(jià)了甘肅省馬鈴薯區(qū)域試驗(yàn)的參試品種和試點(diǎn)，認(rèn)為隴薯9號(hào)和隴薯6號(hào)表現(xiàn)最好，安定、會(huì)川和臨夏是比較理想的試點(diǎn);王磊等[10]基于GGE雙標(biāo)圖評(píng)價(jià)了南方稻區(qū)晚秈早熟B組參試品種的豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性;牟玉梅等[11]運(yùn)用GGE雙標(biāo)圖分析了貴州省干椒區(qū)域驗(yàn)試新品種，認(rèn)為遵辣2164高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性廣，而獨(dú)山是最理想的試驗(yàn)地點(diǎn)。在區(qū)域試驗(yàn)中，油菜品種產(chǎn)量及其構(gòu)成的各項(xiàng)指標(biāo)均受到環(huán)境（E）、基因（G）以及環(huán)境和基因互作（GE）的影響。張毅[12]通過(guò)GGE雙標(biāo)圖分析了2016—2017年長(zhǎng)江下游國(guó)家冬油菜品種區(qū)域試驗(yàn)A組和B組參試品種的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性;張振蘭等[13]基于GGE雙標(biāo)圖對(duì)黃淮地區(qū)國(guó)家油菜區(qū)域試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，同時(shí)劃分了品種適宜生態(tài)區(qū)。張敏等[14]則運(yùn)用GGE雙標(biāo)圖分析了甘藍(lán)型油菜的硫苷組分，認(rèn)為選用D3AB作母本、D21R及D1R作為父本有利于降低雜種后代油菜子中硫代葡糖苷的含量。本研究旨在通過(guò)GGE雙標(biāo)圖分析2017—2018年長(zhǎng)江中游區(qū)試結(jié)果數(shù)據(jù)，綜合評(píng)價(jià)43個(gè)參試品種（含對(duì)照）的豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性，同時(shí)對(duì)各試點(diǎn)的試驗(yàn)鑒別力和代表性進(jìn)行分析，以期為科研、生產(chǎn)、推廣部門和種子企業(yè)提供參考[15-17]。

1 ?材料與方法

1.1 ?數(shù)據(jù)來(lái)源

研究數(shù)據(jù)來(lái)源于2017—2018年國(guó)家冬油菜新品種區(qū)域試驗(yàn)長(zhǎng)江中游區(qū)（A、B、C、D組）的試驗(yàn)結(jié)果。參試品種和承試地點(diǎn)見(jiàn)表1。對(duì)照為華油雜12（CK）。各試點(diǎn)按統(tǒng)一試驗(yàn)方案嚴(yán)格執(zhí)行，采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)凈面積為20 m2，種植密度為34.5萬(wàn)～40.5萬(wàn)株/hm2，移栽密度為15萬(wàn)株/hm2左右。

1.2 ?分析方法

采用Excel 2007軟件整理數(shù)據(jù)，采用DPS軟件進(jìn)行油菜產(chǎn)量聯(lián)合方差分析，采用GenStat軟件中的GGE biplot進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?油菜產(chǎn)量聯(lián)合方差分析

對(duì)2017—2018年長(zhǎng)江中游國(guó)家冬油菜區(qū)域試驗(yàn)參試品種的產(chǎn)量進(jìn)行聯(lián)合方差分析。結(jié)果（表2）表明，在油菜產(chǎn)量變異來(lái)源中，基因型效應(yīng)（G）、環(huán)境效應(yīng)（E）和基因型與環(huán)境互作效應(yīng)（GE）均達(dá)極顯著水平。A組和B組油菜區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量數(shù)據(jù)的聯(lián)合方差分析中，環(huán)境效應(yīng)對(duì)處理變異的貢獻(xiàn)大于基因型效應(yīng)和，C組環(huán)境效應(yīng)對(duì)處理變異的貢獻(xiàn)與基因型×環(huán)境效應(yīng)基本一致，D組基因型效應(yīng)對(duì)處理變異的貢獻(xiàn)小于基因型×環(huán)境效應(yīng)以及環(huán)境效應(yīng)。其中，A組油菜區(qū)域試驗(yàn)中基因型效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)和基因型與環(huán)境互作效應(yīng)的變異分別占處理總變異（指基因型、環(huán)境、基因型×環(huán)境效應(yīng)三者平方和相加）的6.89%、62.46%和30.65%，B組區(qū)域試驗(yàn)分別為17.26%、55.98%和26.76%，C組分別為13.79%、43.15%和43.06%，D組區(qū)域試驗(yàn)分別為22.66%、31.40%和45.94%。4組試驗(yàn)平均環(huán)境效應(yīng)占處理平方和的48.25%，基因型效應(yīng)占15.15%，基因型與環(huán)境互作效應(yīng)占36.60%。4組試驗(yàn)中環(huán)境效應(yīng)都是產(chǎn)量變異的主要來(lái)源，因其對(duì)品種的評(píng)價(jià)存在干擾作用，因此應(yīng)當(dāng)采用GGE模型剔除環(huán)境效應(yīng)。

2.2 ?油菜品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性分析

利用GGE雙標(biāo)圖可以解釋基因與環(huán)境互作之間的變異（圖1）。橫坐標(biāo)代表第一主成分（PC1）;縱坐標(biāo)代表第二主成分（PC2），分別能解釋A組基因與環(huán)境互作變異的59.11%，B組的66.39%，C組的61.34%和D組的66.90%。帶有箭頭的線段表示平均環(huán)境軸，箭頭方向表示產(chǎn)量增大方向。

A組中，豐產(chǎn)性最好的品種是華油雜82，較好的品種有中油769、利油雜178、創(chuàng)雜油16，對(duì)照華油雜12居中，灃油827產(chǎn)量明顯低于其他品種;創(chuàng)雜油16穩(wěn)產(chǎn)性居第一位，利油雜178、中油769、贛油雜702和黔雜1718穩(wěn)產(chǎn)性較好，川油66穩(wěn)產(chǎn)性較差。中油769、利油雜178、創(chuàng)雜油16等品種穩(wěn)產(chǎn)性和豐產(chǎn)性均較好。B組中湘雜油356產(chǎn)量最高，中油619次之，華油雜706、秦油1718和越優(yōu)1572表現(xiàn)亦較好，華油雜81豐產(chǎn)性較差;穩(wěn)產(chǎn)性方面，華油雜81表現(xiàn)最好，華油雜706次之，中油619、華油雜12和華湘油193表現(xiàn)較好，灃油200較差。其中，中油619、華油雜706穩(wěn)產(chǎn)性和豐產(chǎn)性均表現(xiàn)較好。C組中圣光168豐產(chǎn)性好，綿邦油921、華油雜33、渝油39和中油108豐產(chǎn)性表現(xiàn)較好，湘油1035、秦油1701豐產(chǎn)性差。穩(wěn)產(chǎn)性方面，圣光168、安農(nóng)油2號(hào)、渝油39、常油雜75表現(xiàn)較好，湘油1035表現(xiàn)較差，圣光168和渝油39豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性均表現(xiàn)較好。D組中，景油517豐產(chǎn)性最好，較好的有華油雜707、華油雜28、陜油1309、華油雜12、西油11號(hào);穩(wěn)產(chǎn)性表現(xiàn)較好的品種有華736、西油11號(hào)、華油雜12、景油517、興油571，華油2108的穩(wěn)產(chǎn)性表現(xiàn)較差;景油517豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性均較好。

2.3 ?油菜品種的綜合性能分析

以平均環(huán)境軸上的箭頭所指的點(diǎn)為圓心作同心圓，參試品種越靠近圓心則表示該品種的綜合性能越好。由圖1可知，長(zhǎng)江中游區(qū)試A組參試品種綜合性能排序?yàn)橹杏?69>利油雜178>創(chuàng)雜油16>華油雜82>贛油雜702>華油雜12>黔雜1718>陽(yáng)光165>灃油827>灃油729>川油66;B組綜合排序?yàn)橹杏?19>湘雜油356>華油雜706>秦油1718>華油雜12>越優(yōu)1572>華湘油193>豪油19>陽(yáng)光168>灃油200>華油雜81;C組綜合排序?yàn)槭ス?68>渝油39>華油雜33>中油108>綿邦油921>華油雜12>常油雜75>安農(nóng)油2號(hào)>中油18>秦油1701>大地981>湘油1035;D組為景油517>華油雜12>西油11號(hào)>陜油1309>華油雜28>華油雜707>圣光176>大地899>興油571>華736>華油2108>中雙788。

綜合各組豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性表現(xiàn)，A組中油769、B組中油619、C組圣光168和D組景油517均為各小組的較理想品種，對(duì)照華油雜12在A、B、C組表現(xiàn)均居中，而在D組中綜合性能排名第二。

2.4 ?油菜參試品種的適應(yīng)性分析

圖2中將距離原點(diǎn)最遠(yuǎn)的品種連接構(gòu)成一個(gè)多邊形，過(guò)圓心分別作多邊形每條邊的垂線，將整個(gè)圖分成多個(gè)扇形區(qū)域，試驗(yàn)點(diǎn)分成不同的組。同一扇形區(qū)域內(nèi)，表現(xiàn)最好的品種正好位于該區(qū)域內(nèi)多邊形頂點(diǎn)，扇形區(qū)域中所包含的試點(diǎn)越多說(shuō)明該品種的適應(yīng)性越廣。

長(zhǎng)江中游區(qū)試A組中，位于頂點(diǎn)的品種分別是華油雜82、中油769、川油66、灃油729和灃油827。華油雜82、中油769、贛油雜702、利油雜178和創(chuàng)雜油16號(hào)所在扇區(qū)內(nèi)包含湖北武漢、湖北荊州、湖北宜昌、湖南岳陽(yáng)、湖南常德、江西九江共6個(gè)試點(diǎn)，川油66、黔雜1718和華油雜12所在扇區(qū)包含3個(gè)試點(diǎn)，分別是湖北恩施、湖南衡陽(yáng)、江西南昌，灃油729和陽(yáng)光165所在扇區(qū)也包含3個(gè)試點(diǎn)，分別是湖北黃岡、湖南長(zhǎng)沙、江西宜春，灃油827所在扇區(qū)沒(méi)有包含試點(diǎn)。

B組中位于多邊形頂點(diǎn)的品種是灃油200、中油619、湘雜油356、豪油19、陽(yáng)光168和華油雜81。其中，豪油19、陽(yáng)光168、華油雜81所在扇區(qū)未包含任何試點(diǎn)，灃油200、越優(yōu)1572和華湘油193所在扇區(qū)包含湖南常德一個(gè)試點(diǎn)，而中油619、湘雜油356、秦油1718和華油雜706所在扇區(qū)分別包含10個(gè)試點(diǎn)，分別是湖北武漢、恩施、黃岡、荊州、宜昌，湖南長(zhǎng)沙、岳陽(yáng)，江西九江、宜春和南昌。

C組中處于頂點(diǎn)位置的品種分別是中油108、圣光168、綿邦油921、湘油1035、大地981和中油18。中油108、華油雜33和圣光168、渝油39各包含4個(gè)試點(diǎn)，分別是湖北武漢、湖北荊州、湖北宜昌、湖北襄陽(yáng)和湖南長(zhǎng)沙、湖南岳陽(yáng)、湖南常德、江西宜春，綿邦油921和華油雜12所在扇區(qū)包含3個(gè)試點(diǎn)，分別是湖北恩施、湖南衡陽(yáng)、江西九江，湘油1035、秦油1701、安農(nóng)油2號(hào)、常油雜75、大地981和中油18未包含任何試點(diǎn)。

D組中處于頂點(diǎn)位置的品種分別是大地899、華油雜28、景油517、華油雜707、華油2108和中雙788。景油517、華油雜707和陜油1309包含5個(gè)試點(diǎn)，分別是湖南岳陽(yáng)、湖南常德、江西九江、江西宜春和湖北荊門，大地899、華油雜28和圣光176所在扇區(qū)包含3個(gè)試點(diǎn)，分別是湖北武漢、湖北襄陽(yáng)和湖南長(zhǎng)沙，華油2108、中雙788、華736、興油571、華油雜12和西油11號(hào)均未包含任何試點(diǎn)。

2.5 ?試點(diǎn)的鑒別力和代表力

鑒別力和代表性（綜合評(píng)價(jià)值）是評(píng)價(jià)一個(gè)試點(diǎn)是否有效的重要指標(biāo)。對(duì)環(huán)境平均軸和平均環(huán)境值（直線上圓圈表示）畫(huà)同心圓（圖3），試點(diǎn)越靠近圓心，說(shuō)明該試點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)值越高。各試點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)值排序中，長(zhǎng)江中游A組的大小順序?yàn)楹铣５?湖北武漢>湖北荊州>湖南岳陽(yáng)>湖南衡陽(yáng)>江西九江>湖北宜昌>湖南長(zhǎng)沙>江西宜春>湖北恩施>湖北黃岡>江西南昌。B組的大小順序?yàn)榻骶沤?江西南昌>湖北宜昌>湖南岳陽(yáng)>湖北荊州>湖北恩施>湖北武漢>江西宜春>湖北黃岡>湖南衡陽(yáng)>湖南長(zhǎng)沙>湖南常德。C組的大小順序?yàn)楹铣５?江西宜春>湖北恩施>湖南長(zhǎng)沙>湖北襄陽(yáng)>湖南衡陽(yáng)>湖南岳陽(yáng)>湖北宜昌>湖北荊州>湖北武漢>江西九江。D組的大小順序?yàn)楹虾怅?yáng)>湖北荊門>湖南常德>湖北襄陽(yáng)>江西宜春>湖北黃岡>湖南岳陽(yáng)>湖南長(zhǎng)沙>湖北武漢>湖南慈利>江西九江。綜合評(píng)價(jià)，品種鑒別力和代表性較好的有湖南常德、湖北荊州、湖南岳陽(yáng)、湖南衡陽(yáng)和湖南長(zhǎng)沙等試點(diǎn)。

2.6 ?試點(diǎn)環(huán)境相關(guān)性分析

由圖4可知，圖形中心到各環(huán)境線段夾角小于90°表示正相關(guān)，說(shuō)明2個(gè)環(huán)境對(duì)品種排序相似，大于90°表示負(fù)相關(guān)，說(shuō)明2個(gè)環(huán)境對(duì)品種排序相反，等于90°表明2個(gè)環(huán)境不相關(guān)，環(huán)境線段越長(zhǎng)示該試點(diǎn)對(duì)品種的區(qū)分能力越強(qiáng)。

A組湖北武漢、荊州、湖南常德、湖南岳陽(yáng)和湖南衡陽(yáng)之間存在正相關(guān)，對(duì)品種排序具有相似性，湖南長(zhǎng)沙、湖北宜昌與江西南昌、湖北恩施之間存在顯著負(fù)相關(guān)，對(duì)品種的排序具有相反作用，湖南常德與湖北恩施不相關(guān)。湖南衡陽(yáng)對(duì)品種的區(qū)分能力最強(qiáng)，湖南常德次之。排名前5位的是湖南衡陽(yáng)、湖南常德、湖北武漢、湖北荊州、江西南昌。

B組湖北武漢、湖北宜昌、湖北恩施、湖北荊州、江西宜春、江西九江、湖南衡陽(yáng)、湖南常德之間存在正相關(guān)，對(duì)該地區(qū)參試品種排序具有相似性，湖北荊州、湖南衡陽(yáng)、江西九江與湖南常德存在顯著負(fù)相關(guān)，對(duì)該地區(qū)參試品種排序具有相反作用。湖南衡陽(yáng)區(qū)分能力最強(qiáng)，排名前五位的是湖南衡陽(yáng)、湖南常德、江西九江、江西南昌、湖南長(zhǎng)沙。

C組湖北恩施、湖南長(zhǎng)沙、湖南岳陽(yáng)、湖南常德、湖南衡陽(yáng)、江西宜春之間存在正相關(guān)，對(duì)品種排序具有相似性，江西九江與湖北武漢、湖北襄陽(yáng)存在顯著負(fù)相關(guān)，對(duì)品種的排序具有相反的作用。湖南衡陽(yáng)對(duì)品種的區(qū)分能力最強(qiáng)，湖北襄陽(yáng)、湖北武漢、湖南常德、湖北恩施依次降低。

D組湖北武漢、湖北黃岡、湖南長(zhǎng)沙、湖南衡陽(yáng)、湖北荊門、湖北襄陽(yáng)、湖南慈利之間存在正相關(guān)，對(duì)該地區(qū)參試品種排序具有相似性，湖南岳陽(yáng)、湖南常德、江西九江、江西宜春與湖北武漢之間存在顯著負(fù)相關(guān)，對(duì)該地區(qū)參試品種排序具有相反作用。湖南常德分能力最強(qiáng)，湖北武漢、湖南衡陽(yáng)、江西宜春、湖北襄陽(yáng)依次降低。

綜合4組分析結(jié)果，湖南衡陽(yáng)和湖南常德對(duì)品種的區(qū)分能力最強(qiáng)，湖北武漢、湖北襄陽(yáng)和江西南昌區(qū)分能力較好，但研究發(fā)現(xiàn)，在不同組別之間，結(jié)果有不一致的地方，如何運(yùn)用正確是值得思考的問(wèn)題。

3 ?小結(jié)與討論

油菜品種在推向市場(chǎng)前要經(jīng)過(guò)多年多點(diǎn)的區(qū)域試驗(yàn)，其品種表現(xiàn)直接影響該品種的市場(chǎng)價(jià)值和推廣前景，然而年度間、試點(diǎn)間存在差異。如何升級(jí)品種試驗(yàn)技術(shù)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、改進(jìn)統(tǒng)計(jì)方法，是值得品種管理部門、區(qū)試工作者、育種者思考的問(wèn)題。Genstat軟件不僅能直觀地表現(xiàn)數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的信息[8]，更能很好地評(píng)價(jià)不同品種的適應(yīng)性[18]。