水稻新品種hsci分析與應用

水稻新品種hsci分析與應用

高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的作物新品種是育種者最關心的育種目標。目前,通常都采用產(chǎn)量均數(shù)比對照增產(chǎn)%來評估產(chǎn)量水平;用新復極差法(LSR)測驗產(chǎn)量差異顯著性;用回歸系數(shù)bi來評估品種的適應性;亦有用變異系數(shù)C.V或標準差比數(shù)ai來估算產(chǎn)量的穩(wěn)定性。由此常常卻得出高產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)性互不相關的結論。對此,溫振民(1994)首先提出簡便、實用的高穩(wěn)系數(shù)(HighstabilityCoefficient),簡稱HSCi分析法應用于玉米雜交育種。嗣后,不少育種工作者陸續(xù)移用于稻、麥、豆和花生等作物育種,均得出應用的可行性。本文繼用我省水稻新品種聯(lián)合區(qū)試分析資料,運用HSCi藉以介紹分析方法及應用效果。同時歸納和評述以往應用中的問題,提出討論,以供利用與評價HSCi時參考。1數(shù)據(jù)和方法1.1測試數(shù)據(jù)續(xù)用1992年安徽省中秈品種聯(lián)合區(qū)試匯總資料為例,各試點均按統(tǒng)一試驗方案要求實施(略),最后匯總分析(表1)。1.2分析1.2.1情境指數(shù)我們參照Bilbro和Ray(1976)提出的以環(huán)境指數(shù)(以每一試點所有品種均產(chǎn)為環(huán)境指數(shù),作自變數(shù)x;以每一品種在各試點的均產(chǎn)作依變數(shù)(y)為參照數(shù),算得的回歸系數(shù)bi,以度量品種的適應性;再參照Francis和Kanneberg(1978)提出的以每個品種在各試點的均產(chǎn)為參照數(shù),求出標準差,進而算出的變異系數(shù)C.V,以度量產(chǎn)量的穩(wěn)定性。1.2.2穩(wěn)定產(chǎn)量計算溫振民提出的計算公式如下:HSCi=[(Ga-Gi)/Ga]100%(1)式中HSCi為第i參試品種的高穩(wěn)系數(shù)。由于品種的穩(wěn)定產(chǎn)量Ga(即遺傳產(chǎn)量),可由其表型產(chǎn)量ˉxi-Si示之;又以比對照均產(chǎn)ˉxck增產(chǎn)10%,定義為目標品種的穩(wěn)定產(chǎn)量,即為1.10·ˉxck,其標準差與對照Sck相同,計算即得:Ga=1.10?ˉxck-Sck。因此,(1)式可演化為:ΗSCi=[(1.10?ˉxck-Sck)-(ˉxi-Si)1.10?ˉxck-Sck]?100%=[1-ˉxi-Si1.10?ˉxck-Sck]?100%(2)為了計算之便,通常在不影響各品種HSCi的位次前提下,?？墒∪?2)式中的Sck,故可進一步簡化為:ΗSCi=[1-ˉxi-Si1.10?ˉxck]?100%(3)按(3)式中的HSCi值愈小,表明第i個品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性能愈好。(3)式還可簡化為:ΗSCi=[(ˉxi-Si)/1.10?ˉxck]?100%(4)但如按(4)式算,則HSCi值越大越好。2結果與分析2.1品種產(chǎn)量穩(wěn)定性和品種適應性的關系本文用(3)式算得的水稻品種的高穩(wěn)系數(shù)與產(chǎn)量水平位次趨勢大體相符,兩者相關系數(shù)為-0.9726**(表2),已達極顯著負相關。說明兩者密切關聯(lián),HSCi基本上反映品種的產(chǎn)量水平;但是,它又不完全和產(chǎn)量位次一致。如“1657”產(chǎn)量雖居第2位,但按HSCi則排在第5位。因它的Si(1.2496)、C.V(11.57%)和bi(1.2581-1)分別已達最大或較大值,可見“1657”的產(chǎn)量穩(wěn)定性和品種適應性都確實很差。表明HSCi基本上也可以反映作物品種的產(chǎn)量穩(wěn)定程度。因此,HSCi確系可以綜合作物品種高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)兩個方面性能。這與以往的研究基本相符2.2hsci與產(chǎn)量本試驗水稻品種的HSCi與其產(chǎn)量達極顯著負相關(-0.9726**),這與以往在多種作物上的研究結果完全相符(表2)。至于崔氏的花生資料,因是按前述(4)式計算的,故呈極顯著正相關(0.9906**),并非矛盾。說明HSCi與產(chǎn)量水平確系密切相關,它基本上反映或表達了品種產(chǎn)量水平。但是,本試驗的HSCi與Si、C.V和bi-1的相關系數(shù),分別為-0.5175、-0.2351和-0.4240。均未達顯著相關,這多與以往研究相符;不過,有的研究表明HSC又與Si、C.V和bi-1的r也有時達到顯著、甚至極顯著的相關。說明HSCi與產(chǎn)量的穩(wěn)定性和品種的適應性關系不夠穩(wěn)定,至少它不及與產(chǎn)量水平那樣密切相關。另外,回歸系數(shù)(按bi-1)與產(chǎn)量(ˉxi)的相關分析(表2)看來:本試驗僅達弱正相關(0.4645),這與以往研究大體上相符。說明回歸系數(shù)bi僅反映品種的適應性,有的混稱為產(chǎn)量穩(wěn)定性,它與產(chǎn)量水平基本上無關。3hsci和品種bi的關系(1)高穩(wěn)系數(shù)法是迄今為止可集分析評價作物品種高產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)性能于一值的最好方法之一。其育種學意義非常明確,它比具有同效性的,由灰色分析方法引進而成的關聯(lián)度(ri)分析法計算更為簡便,不僅便于指導育種,更易被廣大種子工作者接受,即便是一般農民也好領會這一高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)新概念。因此,這一新方法、新概念最宜在當前大力地普及與推廣。(2)品種的基因型與生態(tài)環(huán)節(jié)互作是一個復雜的生物學現(xiàn)象,人們在探索其規(guī)律,研究這一類問題時產(chǎn)生了許多方法。然而,迄今為止諸法都還不能盡善盡美。HSCi法也同樣如此。目前,我們只能就它可將高產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)性結合上來說,解決的比較好,比單講產(chǎn)量或單評產(chǎn)量穩(wěn)定性要全面。但由HSCi公式數(shù)據(jù)組成及由它與有關品種產(chǎn)量穩(wěn)定性參數(shù)之間相關分析結果(表2),我們不難看出它偏重于反映產(chǎn)量水平,而對生態(tài)環(huán)境的反映信息,就不夠明顯或穩(wěn)定。HSCi對環(huán)境的反映性能,明顯不及品種適應性,即回歸系統(tǒng)bi那樣具有專業(yè)性,甚至還不及變異系數(shù)CV可較好地反映產(chǎn)量穩(wěn)定程度。因此,筆者認為目前尚不能由HSCi完全替代品種適應性(如bi)和產(chǎn)量穩(wěn)定性(如C.V和ai)等分析法,尤其是前者(bi),不能因它不具備反映產(chǎn)量功能,也要按豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性要求,指責它在評價品種時“難確定性”更大,是不夠合適,也不盡合理的。事實上,bi和C.V和ai所反映的品種信息是有它特定的生物學意義和應用價值的。盡管它們也不夠完善,但它們計算簡便、實用,目前在鑒定、評審品種時,尚可用它提供新品種的適應范圍,可對品種布局區(qū)域化提供參考。如“1657”按HSCi雖排在第5位,按bi-1還在第6位(表1),但它多年表現(xiàn)確實適合高肥高產(chǎn)地區(qū)種植,更易發(fā)揮它的高產(chǎn)潛力。(3)關于與bi之間相關系數(shù)計算中的問題。當今、國內品種適應性分析,多用Eberhart-Russ-ell(1966)模型,它以品種對環(huán)境指數(shù)的回歸系數(shù)bi=1,離回歸方差S2di=0定義穩(wěn)定性品種,但除自身外,任何品種也難滿足上述條件,因而在使用中便以|bi-1|和Sdi-0值最小者,視