基于GGE模型的棉花品種生態(tài)區(qū)劃分與試驗(yàn)環(huán)境評(píng)價(jià).pdf

1、棉花的生長(zhǎng)發(fā)育受到生態(tài)環(huán)境變化的影響，存在著顯著的基因型與環(huán)境交互作用，只有充分研究和應(yīng)用棉花基因型與環(huán)境的互作效應(yīng)，恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行品種生態(tài)區(qū)劃分，并選擇目標(biāo)種植區(qū)域內(nèi)有代表性的試驗(yàn)環(huán)境作為育種環(huán)境，才能大幅度提高棉花遺傳改良效果，并利用品種對(duì)環(huán)境的特殊適應(yīng)性，充分發(fā)揮植棉區(qū)域生態(tài)環(huán)境的資源優(yōu)勢(shì)和品種的生產(chǎn)潛力。本研究利用HA-GGE雙標(biāo)圖分析了2000～2010年27組長(zhǎng)江流域棉花品種多環(huán)境試驗(yàn)中的基因型與環(huán)境互作模式，對(duì)基于皮棉產(chǎn)量、纖

2、維長(zhǎng)度、纖維比強(qiáng)度、馬克隆值的單性選擇和基于纖維品質(zhì)選擇指數(shù)（FSI）以及皮棉產(chǎn)量與纖維品質(zhì)聯(lián)合選擇指數(shù)（ISI）的多目標(biāo)性狀選擇條件下長(zhǎng)江流域棉區(qū)可能存在的品種生態(tài)區(qū)進(jìn)行了探索與劃分，對(duì)試驗(yàn)環(huán)境的鑒別力、代表性和理想度進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，同時(shí)構(gòu)建了IR-GGE模型和基于GGE主成分得分的理想距離計(jì)算公式，以提高品種生態(tài)區(qū)劃分和試驗(yàn)環(huán)境評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性、可靠性與高效性。研究提出了長(zhǎng)江流域棉區(qū)基于產(chǎn)量與纖維品質(zhì)單性狀或多目標(biāo)性狀聯(lián)合選擇的品種生態(tài)

3、區(qū)劃分方案和理想試驗(yàn)環(huán)境篩選結(jié)論，為以長(zhǎng)江流域棉區(qū)和品種生態(tài)區(qū)為目標(biāo)環(huán)境的廣泛適應(yīng)性和特殊適應(yīng)性品種選擇和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和決策支持。
　　 主要研究結(jié)果如下:
　　 1.遺傳力校正GGE模型的再校正與應(yīng)用效果
　　 依據(jù)主成分分析的信息比（IR）有效性準(zhǔn)則，即選取IR≥1的試驗(yàn)環(huán)境主成分參與GGE模型的擬合，并據(jù)此構(gòu)建了IR-GGE模型對(duì)HA-GGE雙標(biāo)圖擬合效果進(jìn)行校正，以提高品種生態(tài)區(qū)劃分和品種評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性

4、。基于IR-GGE模型對(duì)皮棉產(chǎn)量、纖維長(zhǎng)度、纖維比強(qiáng)度、馬克隆值、纖維品質(zhì)選擇指數(shù)、產(chǎn)量和品質(zhì)聯(lián)合選擇指數(shù)的擬合度分別提高了8.2％、3.1％、6％、6.7％、5.4％和5.4％。
　　 2.基于GGE模型的棉花品種生態(tài)區(qū)鑒別與劃分
　　 基于皮棉產(chǎn)量、纖維長(zhǎng)度、纖維比強(qiáng)度、馬克隆值、纖維品質(zhì)選擇指數(shù)(FSI)以及皮棉產(chǎn)量與纖維品質(zhì)聯(lián)合選擇指數(shù)（ISI）選擇應(yīng)用GGE雙標(biāo)圖及其校正版本對(duì)長(zhǎng)江流域棉區(qū)可能存在的品種生態(tài)區(qū)進(jìn)

5、行了探索與劃分，并用IR-GGE模型進(jìn)行校正:
　　 (1)基于纖維品質(zhì)綜合選擇指數(shù)（FSI）可以將目標(biāo)區(qū)域劃分為整個(gè)長(zhǎng)江流域棉區(qū)劃分為1個(gè)主品種生態(tài)區(qū)包括安慶、武漢、襄陽(yáng)、岳陽(yáng)、九江、南陽(yáng)、黃岡、常德、荊州和南京等10個(gè)試驗(yàn)環(huán)境，2個(gè)小品種生態(tài)區(qū)包括慈溪、射洪、簡(jiǎn)陽(yáng)、南通和鹽城。
　　 (2)基于皮棉產(chǎn)量和纖維品質(zhì)綜合選擇指數(shù)（ISI）可以將目標(biāo)區(qū)域劃分為一個(gè)綜合的主品種生態(tài)區(qū)和兩個(gè)小范圍的特殊品種生態(tài)區(qū)。主品種生態(tài)區(qū)

6、涵蓋了長(zhǎng)江流域棉花區(qū)試的11個(gè)試驗(yàn)環(huán)境所代表的大部分目標(biāo)區(qū)域，具有西太平洋溫帶季風(fēng)氣候區(qū)的典型氣候型和土壤類型，而兩個(gè)小規(guī)模品種生態(tài)區(qū)是分別位于長(zhǎng)江流域棉區(qū)最北邊霜期較早且晚秋降溫快的南襄盆地品種生態(tài)區(qū)和長(zhǎng)江流域棉區(qū)最西邊的品種熟期較早且種植密度較高的四川盆地品種生態(tài)區(qū)。
　　 3.基于GGE雙標(biāo)圖的試驗(yàn)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)
　　 本研究分別基于皮棉產(chǎn)量、纖維長(zhǎng)度、纖維比強(qiáng)度、馬克隆值、纖維品質(zhì)選擇指數(shù)、產(chǎn)量與品質(zhì)聯(lián)合選擇指數(shù)等

7、單性狀選擇或多目標(biāo)性狀同步選擇條件下對(duì)試驗(yàn)環(huán)境的鑒別力、代表性、理想指數(shù)、理想距離等指標(biāo)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià):
　　 (1)黃岡、荊州、南京和常德試驗(yàn)環(huán)境總體而言是長(zhǎng)江流域棉花區(qū)域試驗(yàn)的理想試驗(yàn)環(huán)境，也是針對(duì)全流域廣適性品種選擇最有效的育種環(huán)境，而南襄盆地的襄陽(yáng)和南陽(yáng)試驗(yàn)環(huán)境對(duì)產(chǎn)量選擇和產(chǎn)量與品質(zhì)綜合選擇不理想、江浙沿海棉區(qū)的南通、鹽城和慈溪試驗(yàn)環(huán)境對(duì)纖維品質(zhì)選擇不理想、四川盆地棉區(qū)的射洪和簡(jiǎn)陽(yáng)試驗(yàn)環(huán)境對(duì)產(chǎn)量和纖維品質(zhì)的單性狀或多目標(biāo)