摘 要：利用GGE雙標(biāo)圖綜合評價2017-2018年2年河南省弱筋小麥區(qū)試品種基因型及基因與環(huán)境的互作效應(yīng)。結(jié)果表明，2017年中‘森科09-3’和‘信麥1168’均表現(xiàn)出優(yōu)良的豐產(chǎn)穩(wěn)定品質(zhì)，2018年中‘太學(xué)766’是具有廣泛適應(yīng)性的優(yōu)良品種。試點評估中，2017年的8個試點和2018年的6個試點均被劃分為3個生態(tài)亞區(qū)。其中，2017年兼具區(qū)分力和代表力的試點是信陽，而光山是2018年所有試點中代表性和區(qū)分力最強的理想試點，可以用于篩選豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)小麥品種。GGE雙標(biāo)圖為小麥新品種選育評價、試驗點評價選用等方面提供更直觀高效的評價方法和參考價值。

關(guān)鍵詞：小麥品種；GGE雙標(biāo)圖；適應(yīng)性；穩(wěn)定性；試點鑒別力

中圖分類號：S512.1 文獻標(biāo)識碼：A" 文章編號：0488-5368（2024）10-0043-05

收稿日期：2023-11-14 修回日期：2024-01-17

第一作者簡介：付堯（1990-），主要從事經(jīng)濟作物育種及栽培研究。

通信作者：郜俊紅。

Analysis of Yield and Stability of Weak Gluten Wheat Varieties "in Henan Based on R Language GGE Biplot

FU Yao， QIU Dongyun， LIAO Xianjing， GAO Junhong

（Zhengzhou Research Institute of Agricultural Science and Technology， Zhengzhou，Henan 450003， China）

Abstract：This study utilized the GGE biplot to comprehensively evaluate the genotypes of weak gluten wheat cultivars and the genotype-environment interaction effects in Henan Province during the 2017–2018 growing season. The results indicated that 'Senke 09-3' and 'Xinmai 1168' exhibited excellent and stable yield characteristics in mid-2017， while 'Taixue 766' was identified as an excellent variety with broad adaptability in mid-2018. In the pilot evaluations， eight sites in 2017 and six sites in 2018 were categorized into three ecological subzones. The Xinyang site in 2017 demonstrated both distinguishing and representational strengths， while Guangshan emerged as the ideal site in 2018， showing the strongest representational and distinguishing capabilities among all sites. This site can be utilized for screening high-yielding and stable wheat varieties. The GGE biplot provides a more intuitive and efficient evaluation method and offers valuable references for the assessment of new wheat varieties and trial site selection.

Key words： Wheat varieties; GGE biplot; Adaptability; Stability; Site discrimination

小麥（%Triti aestivum %L.）是我國第二大糧食作物，產(chǎn)量和消費量約占全國糧食總量的1/4。近年來，小麥的種植面積、單產(chǎn)和總產(chǎn)呈“三增”趨勢，而總產(chǎn)量的增加主要來源于品種創(chuàng)新帶來的單產(chǎn)的提高，新品種對小麥增產(chǎn)的貢獻率超過45% 。相較于強筋小麥種質(zhì)資源，弱筋小麥具備麥播面積大、商品率高、穗發(fā)芽輕等種質(zhì)優(yōu)勢，但在育種方面仍面臨起步晚，品質(zhì)不穩(wěn)定，達標(biāo)率低等難題，因此選育優(yōu)質(zhì)弱筋小麥新品種對我國小麥種業(yè)發(fā)展的多樣性和穩(wěn)定性具有深遠意義[1～3]。

由于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)是農(nóng)作物的重要育種目標(biāo)之一，但產(chǎn)量性狀又極易受到基因（G）、環(huán)境（E）和基因-環(huán)境（GE）多重影響，造成不同種植環(huán)境、不同年際間農(nóng)作物產(chǎn)量存在一定差異。GGE雙標(biāo)圖是一種綜合分析基因與基因-環(huán)境互作的方法，利用圖解的形式表現(xiàn)和分析兩向數(shù)據(jù)，對參試品種的高產(chǎn)穩(wěn)定性、區(qū)域適應(yīng)性和試驗環(huán)境（試驗點）鑒別力進行探討分析。目前，雙標(biāo)圖逐漸成為分析農(nóng)作物多點試驗的必備工具，廣泛應(yīng)用于新品種選育和農(nóng)作物產(chǎn)量研究中。本研究以2017年-2018年河南省南部及弱筋B組區(qū)域試驗產(chǎn)量數(shù)據(jù)為例構(gòu)建GGE雙標(biāo)圖，從豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性3個方面對參試品種進行廣適性研究，為新品種推廣及GGE雙標(biāo)圖在作物新品種選育評價、試驗點評價選用等方面提供應(yīng)用參考價值[4～8]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗數(shù)據(jù)來源于2017-2018年度河南省南部及弱筋B組小麥良種區(qū)試產(chǎn)量的統(tǒng)計結(jié)果。2017年參試品種12個，2018年參試品種10個，兩年對照品種均為‘偃展4110’（表1）。

1.2 試驗地點與方法

2017年試驗分別在鄧州（E1）、潢川（E2）、淮濱（E3）、息縣（E4）、光山（E5）、羅山（E6）、信陽（E7）和唐河（E8）共8個試驗點進行。2018年匯總試驗點數(shù)據(jù)時，因試驗地地力不均或產(chǎn)量數(shù)據(jù)偏離較大等原因，故在原有8個試驗點基礎(chǔ)上減少了信陽和唐河兩處試驗點數(shù)據(jù)。

各試驗點采用隨機區(qū)組設(shè)計，３次重復(fù)，小區(qū)面積為12～15 m2，試驗點設(shè)置于當(dāng)?shù)卦囼炋飪?nèi)。試驗產(chǎn)量數(shù)據(jù)采用RCT2000區(qū)試分析計算程序分析和計算。播種前做好整地與施底肥工作，播種期適時播種，播量適宜，生育期確保不澆水、不追肥。各試驗點結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)具體情況進行病蟲害防治等合理的田間管理。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

利用R語言的GGEBiplotGUI功能包對2017年—2018年河南省南部及弱筋B組區(qū)域試驗的品種與試驗點進行綜合分析和評價[9～30]。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量表現(xiàn)分析

2017年12個參試品種中有6個品種較對照‘偃展4110’有產(chǎn)量增產(chǎn)，分別是‘信麥1168’、‘森科09-3’、‘信麥79’、‘鄭麥103’、‘百農(nóng)207’和‘天民13E009’，最大增產(chǎn)量達到0.38 t/hm2。其余5個品種產(chǎn)量均低于對照品種，最大減產(chǎn)量達到0.13 t/hm2。2018年所有參試品種產(chǎn)量均高于對照品種，增產(chǎn)量在0.59～0.20 t/hm2范圍內(nèi)。其中排名前三的品種分別是‘太學(xué)766’、‘鄭麥103’和‘先麥23’?！嶜?03’、‘鄭農(nóng)4108’、‘信麥79’和‘綿麥112’是連續(xù)兩年參試品種，其在2017年的平均產(chǎn)量排名為4、8、3、9，其在2018年的平均產(chǎn)量排名為2、6、7、8。續(xù)試品種中連續(xù)兩年平均產(chǎn)量均超過對照品種的是‘鄭麥103’和‘信麥79’（表2）。

2017年8個試點中平均產(chǎn)量最高的試點是鄧州（E1），第二、三位分別是唐河（E8）和羅山（E6），平均產(chǎn)量最低的試點是淮濱（E3），鄧州（E1）是淮濱（E3）平均產(chǎn)量的2倍多，平均產(chǎn)量差值達到3 t/hm2。8個試點變異系數(shù)（CV）介于4.04%～9.30%，整體變異度較小。2018年的6個試驗點中平均產(chǎn)量最高的仍是鄧州（E1），為8.00 t/hm2，最低的息縣（E4）平均產(chǎn)量為5.17 t/hm2，兩者相差2.83 t/hm2，6個試點變異系數(shù)介于3.04%～7.68%，變異幅度較小。綜合兩年試點平均產(chǎn)量排名，鄧州（E1）、羅山（E6）和潢川（E2）均連續(xù)兩年排在所有試點的前列（見表3）。

2.2 豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性分析

2017年河南省南部及弱筋B組小麥參試品種豐產(chǎn)性表現(xiàn)排序為：V11gt;V10gt;V8gt;V9gt;V2gt;V7gt;V3gt;V12gt;V5gt;V6gt;V1gt;V4。豐產(chǎn)性排名前三的V11、V10和V8在穩(wěn)定性表現(xiàn)排名中分別位于第1、第5和第12位。穩(wěn)定性分列第2和第3位的V12和V1，在豐產(chǎn)性中均表現(xiàn)欠佳。故2017年參試品種中，在豐產(chǎn)性與穩(wěn)產(chǎn)性表現(xiàn)排名中均獲第1位的V11是最優(yōu)小麥品種。

2018年各小麥參試品種的豐產(chǎn)性表現(xiàn)依次為：G8gt;G3gt;G1gt;G2gt;G6gt;G4gt;G9gt;G7gt;G5gt;G10，由于GGE雙標(biāo)圖采用加權(quán)平均產(chǎn)量值，故豐產(chǎn)性表現(xiàn)中G8反超平均產(chǎn)量值第1位的G3，成為參試品種中豐產(chǎn)性最優(yōu)的品種。穩(wěn)產(chǎn)性方面，G3、G8、G10表現(xiàn)最好，G6和G9表現(xiàn)最差。結(jié)合豐產(chǎn)性表現(xiàn)，G3和G8均是豐產(chǎn)性與穩(wěn)產(chǎn)性俱佳的品種。

綜合兩年4個連試品種，‘鄭麥103’在豐產(chǎn)性方面連續(xù)兩年排在前3名，2018年穩(wěn)產(chǎn)性位于第2位，2017年穩(wěn)產(chǎn)性表現(xiàn)排名最差。其余3個連試品種均在每年豐產(chǎn)性與穩(wěn)產(chǎn)性排名中表現(xiàn)欠佳（圖1）。

2.3 區(qū)域適應(yīng)性分析

2017年8個試驗點被劃分為3個扇區(qū)，E1和E8為1個扇區(qū)，V8是此區(qū)域產(chǎn)量最優(yōu)品種；E3和E4為1個扇區(qū)，V11是其最優(yōu)品種；其余4個試驗點為1個扇區(qū)，扇區(qū)內(nèi)產(chǎn)量最高的品種是V10。V1、V3、V4、V5、V6、V7、V9、V12所在的扇區(qū)均未有試點落入，說明這8個組合在所有試點產(chǎn)量表現(xiàn)中都不是最好。

2018年6個試驗點被劃分為3個扇區(qū)，E2和E6是一個扇區(qū)，G6是該扇區(qū)最優(yōu)品種；E1、E3和E5是一個扇區(qū)，G8在區(qū)域內(nèi)表現(xiàn)最優(yōu)；E4單獨為一個扇區(qū)，G9占據(jù)產(chǎn)量表現(xiàn)首位。其余品種所在扇區(qū)未有試點落入，代表其在所有試點產(chǎn)量排名中均不是最優(yōu)的（圖2）。

2.4 小麥理想品種綜合分析

根據(jù)理想品種排序圖可知，2017年V11最靠近圓心，接近理想品種，V10次之，其余10個品種均距離圓心較遠，在豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性綜合比較時表現(xiàn)欠佳。2018年G3險勝G8最靠近圓心，G1、G2和G4緊隨其后，G5和G10表現(xiàn)最差（圖3）。

2.5 試點區(qū)分力與代表性分析

由圖4可知，2017年區(qū)分力最大的試點是E8（唐河），代表性最強的試點是E4（息縣），E1和E8、E2和E5相似性較高，E8與E6相似性最低。2018年區(qū)分力最大的試點和最具代表性的試點均是E5（光山），E2和E4的相似性最低。

3 結(jié)論與討論

本研究利用R語言GGE雙標(biāo)圖法對河南省弱筋小麥區(qū)試品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性進行分析。結(jié)果表明，GGE雙標(biāo)圖可采用更為直觀的圖像形式對小麥品種豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性方面、比較不同小麥品種生態(tài)區(qū)域適應(yīng)性方面及試點環(huán)境區(qū)分力和代表性方面進行綜合評價。GGE雙標(biāo)圖為小麥品種的優(yōu)選推廣和提高育種效率提供更準(zhǔn)確的分析方法。

對河南省弱筋小麥區(qū)試品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性分析研究表明，2017年中，‘森科09-3’是豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性俱佳的品種，最接近理想品種，‘信麥1168’次之。上述2個品種均在2017的小麥區(qū)域試驗中表現(xiàn)出了優(yōu)良的豐產(chǎn)穩(wěn)定品質(zhì)。2018年中，‘太學(xué)766’和‘鄭麥103’均在豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性方面表現(xiàn)突出，其中‘太學(xué)766’在所有參試品種中最接近理想品種。2017-2018年兩年理想品種均為非續(xù)試品種，故可在今后推廣試驗中進一步對本次篩選出的理想品種進行分析，以確保其豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品性的穩(wěn)定表現(xiàn)。

對本次小麥品種的區(qū)域適應(yīng)性分析研究表明，2017年8個試點被劃分為3個區(qū)域，2018年6個試點被劃分為3個區(qū)域，同一區(qū)域的試點擁有相似的生態(tài)環(huán)境。理想試點研究方面，2017年區(qū)分力最強的是唐河，但由于其代表力較差，而代表力最優(yōu)的息縣也存在區(qū)分力較弱的情況。綜合評估下，兼具區(qū)分力和代表力的是信陽試點。2018年6個試點中，光山的代表性和區(qū)分力均為最強，是最為理想的試點環(huán)境，能夠更高效的對高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種進行篩選。2017-2018年，相同試點的最高平均產(chǎn)量差距達到2.26 t/hm2，同一試點在不同年份間表現(xiàn)出的不穩(wěn)定可能受到本年份天氣變化、田間管理效果等因素的影響。

連續(xù)兩年參試品種不完全相同，進行豐產(chǎn)穩(wěn)定性比較排名，一方面可在一定程度上評價續(xù)試品種不同年份間的穩(wěn)定性表現(xiàn)，另一方面可在非續(xù)試品種中初步篩選發(fā)現(xiàn)當(dāng)年豐產(chǎn)穩(wěn)定性較優(yōu)的品種，組成小麥新品種后續(xù)推廣篩選的品種資源庫。研究結(jié)果表明，GGE雙標(biāo)圖能夠更直觀高效地區(qū)分品種的豐產(chǎn)穩(wěn)定性，明確參試品種的生態(tài)適應(yīng)區(qū)，鑒別不同試點的區(qū)分代表力，對小麥新品種推廣及種植提供理論依據(jù)。

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