基于ammi模型的魔芋品種主效關(guān)系分析

基于ammi模型的魔芋品種主效關(guān)系分析

云南省豐富的芋頭資源，大面積種植芋頭。然而,近年來云南魔芋生產(chǎn)上普遍存在良種缺乏、病蟲危害嚴(yán)重等問題,生產(chǎn)上長期沿用一些老的地方品種,已表現(xiàn)出混雜、衰老和退化現(xiàn)象,致使大面積生產(chǎn)中單產(chǎn)水平低,直接影響到農(nóng)民種植魔芋的積極性。進(jìn)行魔芋區(qū)域試驗(yàn),對了解魔芋品種的適應(yīng)性、豐產(chǎn)性及穩(wěn)定性,以及品種、環(huán)境對其主要性狀指標(biāo)的影響作用大小,對云南省各魔芋產(chǎn)區(qū)品種的選擇具有一定的指導(dǎo)意義。主效可加互作可乘模型(AMMI模型)通過方差分析和主成分分析相結(jié)合,將基因型與環(huán)境的互作進(jìn)行分割,從而可有效地考察每個(gè)基因型或環(huán)境的互作大小。用AMMI模型分析作物品種區(qū)域試驗(yàn),能很好地通過品種、環(huán)境互作來反映品種的豐產(chǎn)性和適應(yīng)性,是一種常用的而且較準(zhǔn)確的分析方法。筆者對2010年云南5個(gè)地(州、市)開展的6個(gè)魔芋品系的區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行AMMI模型分析,以了解各品系在各試驗(yàn)點(diǎn)的適應(yīng)性及穩(wěn)定性,為云南魔芋生產(chǎn)中品系的選用、推廣種植提供依據(jù)。1材料和方法1.1種芋的單莖重為富源花魔芋(G1)、大關(guān)花魔芋(G2)、會澤花魔芋(G3)、麗江花魔芋(G4)、楚雄花2號(G5)、魔花15(G6,對照),種芋平均單莖重321g,由云南農(nóng)業(yè)大學(xué)魔芋研究所提供。1.2研究點(diǎn)概況試驗(yàn)分別在昆明(E1)、昭通(E2)、楚雄(E3)、玉龍(E4)、永勝(E5)進(jìn)行。各試驗(yàn)點(diǎn)均采用隨機(jī)區(qū)組排列,3次重復(fù),共設(shè)18個(gè)小區(qū),小區(qū)長3m、寬2m,每小區(qū)種5行,每行種10個(gè),行距40cm、株距30cm,播種溝深15cm。采用常規(guī)種植及田間管理。1.3統(tǒng)計(jì)分析采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的AMMI模型進(jìn)行數(shù)據(jù)分析;同時(shí)進(jìn)行方差分析和線性回歸分析。1.3.1genge式的結(jié)構(gòu)參數(shù)Yge=u+αg+βe+∑n=1NλnγgnδenθgeYge=u+αg+βe+∑n=1Νλnγgnδenθge式中,Yge表示品系(G)在試驗(yàn)點(diǎn)(E)中的產(chǎn)量,u為總體平均值,αg、βe分別為品系和試驗(yàn)點(diǎn)的平均偏差,λn為第n個(gè)交互效應(yīng)主成分軸的特征值,γgn表示第n個(gè)主成分的品系得分,δen表示第n個(gè)主成分的試驗(yàn)點(diǎn)得分,N表示主成分軸的總個(gè)數(shù),θge表示殘差。1.3.2基因型kekdge、kdge、ksh、kj、ksh、kj、k-dgeD(ge)=∑k=1m(IPCA)2g(e)k????????????√Dge=∑k=1mλkγgkδekθekD(ge)=∑k=1m(ΙΡCA)g(e)k2Dge=∑k=1mλkγgkδekθekDg(e)表示第g個(gè)品系或第e個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)在m個(gè)IPCA上的得分,m為顯著的IPCA個(gè)數(shù),基因型Dg值越小越穩(wěn)定,環(huán)境De值越大對基因型的分辨力越強(qiáng)。Dge表示相對基因型與環(huán)境互作的性質(zhì)和大小,即基因型對環(huán)境的特殊適應(yīng)性。2結(jié)果與分析2.1參試品系間的變異從方差分析看,品系、環(huán)境以及品系和環(huán)境互作的平方和分別占總平方和的68.98%、14.41%和16.61%,均達(dá)到極顯著水平,可見品系間的變異占了主要部分,表明參試品系間的產(chǎn)量差異較大。線性回歸結(jié)果顯示,聯(lián)合回歸、基因回歸和環(huán)境回歸的平方和分別占互作平方和的29.44%、32.97%、0.34%,三者共解釋了互作平方和的62.75%,殘差仍然較大,占37.25%,說明回歸模型解釋的互作較少,對該試驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合不太好(表1)。2.2ipca1、ipca3的互作平方和平方都是建立互作總成分用AMMI模型對G×E互作進(jìn)行分解,對交互主成分分析IPCA的顯著性進(jìn)行F測驗(yàn)表明,IPCA1、IPCA2的平方和分別占互作平方和的66.20%、25.61%,達(dá)極顯著水平,IPCA3的平方和占互作平方和的6.92%,達(dá)顯著水平,前3項(xiàng)互作總成分占品系和環(huán)境互作平方和的98.73%,而殘差僅占1.27%(表1)。2.3無砂子系穩(wěn)定性ipca從圖示AMMI1的橫軸方向看,品系的分布相對沒有試驗(yàn)點(diǎn)集中,可見品系間產(chǎn)量的差異比試驗(yàn)點(diǎn)的差異大,其中,產(chǎn)量最高的是G5,G4次之,最低的是G1;從各試驗(yàn)點(diǎn)的產(chǎn)量看,E4最高,E2次之,E5最低。從縱軸方向的IPCA1值看,品系G1、G2、G5較靠近橫軸,表明它們與環(huán)境的交互作用較小,其穩(wěn)定性較好;品系G6、G4、G3距橫軸相對較遠(yuǎn),說明這些品系對環(huán)境相對敏感,穩(wěn)定性較差。從圖示AMMI2看出,品系G1離坐標(biāo)原點(diǎn)最近,其次是G5、G2,表明品系G1的穩(wěn)定性最好,G5、G2次之,G6、G4和G3最差。由表2看出,魔芋品系的穩(wěn)定性參數(shù)值表現(xiàn)為G6>G4>G3>G5>G2>G1,即品系G1、G2、G5在各個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)上表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性,品系G6、G4、G3的穩(wěn)定性相對較差。2.4魔芋品系對側(cè)解力從表2可知,試驗(yàn)點(diǎn)的穩(wěn)定性參數(shù)值由大到小為E2>E3>E4>E5>E1,試驗(yàn)點(diǎn)E2、E3對魔芋品系的分辨力較強(qiáng),試驗(yàn)點(diǎn)E1、E5對魔芋品系的分辨力較弱。2.5不同品系點(diǎn)的生長特性從表3看出,與試驗(yàn)點(diǎn)E1互作的效應(yīng)值最大是品系G1,為808.768,說明G1適宜在E1試驗(yàn)點(diǎn)種植,與E2、E3、E4、E5試驗(yàn)點(diǎn)互作最大的分別是G6(2396.097)、G2(1557.306)、G3(1469.844)和G4(1738.306),即G6、G2、G3和G4分別適宜在E2、E3、E4、E5試驗(yàn)點(diǎn)種植;最不適宜在E1、E2、E3、E4、E5試驗(yàn)點(diǎn)種植的品系分別為G3、G4、G6、G5、G3。就品系而言,G1在試驗(yàn)點(diǎn)E1、E4上的效應(yīng)值較大,在E3、E5、E2試驗(yàn)點(diǎn)的效應(yīng)值為較大的負(fù)值,表明G1在E1和E4試驗(yàn)點(diǎn)的適應(yīng)性較強(qiáng),適宜種植,而不宜在試驗(yàn)點(diǎn)E2、E3、E5種植;品系G2在試驗(yàn)點(diǎn)E3、E4、E5上有較大的效應(yīng)值,而在E1、E2試驗(yàn)點(diǎn)為較大的負(fù)值,即G2適宜在E3、E4、E5試驗(yàn)點(diǎn)種植,不宜在試驗(yàn)點(diǎn)E1、E2種植;品系G3適宜在E4、E2、E3試驗(yàn)點(diǎn)種植,不適宜試驗(yàn)點(diǎn)E5和E1種植;G4適宜在試驗(yàn)點(diǎn)E5、E1、E3種植,不宜在在試驗(yàn)點(diǎn)E2、E4種植;G5適宜在E5、E3、E1試驗(yàn)點(diǎn)種植,不適宜在試驗(yàn)點(diǎn)E4、E2種植;G6適宜在E2、E1、E4試驗(yàn)點(diǎn)種植,不適宜在E3、E5試驗(yàn)點(diǎn)種植。3魔芋品系篩選1)AMMI模型將方差分析和主成分分析相結(jié)合更能具體地分析基因型與環(huán)境互作、品種穩(wěn)定性的差異。試驗(yàn)結(jié)果表明,線性回歸分析法只解釋互作平方和的62.75%,而AMMI模型分析的3條主成分軸共解釋了98.73%的互作平方和?？梢?應(yīng)用AMMI模型分析魔芋區(qū)域試驗(yàn)方法可行,分析結(jié)果與實(shí)際相符,對魔芋品系篩選具有指導(dǎo)意義。2)昆明、昭通、楚雄、玉龍、永勝試驗(yàn)點(diǎn)最適宜種植的品系分別為富源花魔芋、魔花15、大關(guān)花魔芋、會澤花魔芋、麗江花魔芋。昭通、楚雄試驗(yàn)點(diǎn)對品系的分辨力較強(qiáng),昆明