中国水稻科学 ›› 2015, Vol. 29 ›› Issue (4): 408-416.DOI: 10.3969/j.issn.1001G7216.2015.04.010
王磊1,2,*(), 程本义1, 鄂志国1,2, 杨仕华1,*(
)
收稿日期:
2014-09-19
修回日期:
2014-11-19
出版日期:
2015-07-10
发布日期:
2015-07-10
通讯作者:
王磊,杨仕华
基金资助:
Lei WANG1,2,*(), Ben-yi CHENG1, Zhi-guo E1,2, Shi-hua YANG1,*(
)
Received:
2014-09-19
Revised:
2014-11-19
Online:
2015-07-10
Published:
2015-07-10
Contact:
Lei WANG, Shi-hua YANG
摘要:
区域试验是作物新品种从选育到审定、推广的重要环节。而对试验数据的分析汇总,尤其是参试品种的丰产性、稳产性和适应性分析,比较流行和有效的方法是AMMI模型和SREG模型的GGE双标图,但基于SREG模型的GGE双标图的方法应用在近年来更为广泛。本文简要介绍GGE双标图,并以2012年南方稻区晚籼早熟B组品种区域试验数据为例,利用GGE双标图对参试品种进行丰产性、稳产性和适应性评价,并对评价中的注意事项作了讨论。
中图分类号:
王磊, 程本义, 鄂志国, 杨仕华. 基于GGE双标图的水稻区试品种丰产性、稳产性和适应性评价[J]. 中国水稻科学, 2015, 29(4): 408-416.
Lei WANG, Ben-yi CHENG, Zhi-guo E, Shi-hua YANG. Use of GGE Biplots in the Yielding Ability, Stability and Adaptation Evaluation for the Varieties in the Rice Regional Trials[J]. Chinese Journal OF Rice Science, 2015, 29(4): 408-416.
编号 No. | 组合名称 Combination | 亲本组合 Parental combination | 产量 Yield /(t·hm-2) | 排序 Ranking |
---|---|---|---|---|
1 | 两优5266 Liangyou 5266 | W05-2×R066 | 8.811 | 1 |
2 | 两优988 Liangyou 988 | 富1S×R988 Fu 1S×R988 | 8.669 | 3 |
3 | 全优1093 Quanyou 1093 | 全丰A×福恢1093 Quanfeng A×Fuhui 1093 | 7.579 | 12 |
4 | 安丰优3698 Anfengyou 3698 | 安丰A×广恢3698 Anfeng A×Guanghui 3698 | 8.545 | 4 |
5 | 五优321 Wuyou 321 | 五丰A×广恢321 Wufeng A×Guanghui 321 | 8.085 | 8 |
6 | 两优33 Liangyou 33 | HD9802S×R33 | 8.288 | 6 |
7 | 扬两优353 Yangliangyou 353 | 扬籼3S×扬恢153 Yangxian 3S×Yanghui 153 | 7.966 | 10 |
8 | 启优40 Qiyou 40 | 启A×ZR40 Qi A×ZR40 | 7.799 | 11 |
9 | 深优9566 Shenyou 9566 | 深95A×R366 Shen 95A×R366 | 8.733 | 2 |
10 | 两优937 Liangyou 937 | 03S×R937 | 8.066 | 9 |
11 | 广两优7203 Guangliangyou 7203 | 广占63S×中恢7203 Guangzhan 63S×Zhonghui 7203 | 8.532 | 5 |
12 | 五优308(对照) Wuyou 308(CK) | 五丰A×广恢308 Wufeng A×Guanghui 308 | 8.279 | 7 |
表 1 2012年南方稻区晚籼早熟B组区试品种基本情况
Table 1 Basic information in 2012 testing group B of early maturity indica rice variety for late season in Southern China Rice Regional Trials.
编号 No. | 组合名称 Combination | 亲本组合 Parental combination | 产量 Yield /(t·hm-2) | 排序 Ranking |
---|---|---|---|---|
1 | 两优5266 Liangyou 5266 | W05-2×R066 | 8.811 | 1 |
2 | 两优988 Liangyou 988 | 富1S×R988 Fu 1S×R988 | 8.669 | 3 |
3 | 全优1093 Quanyou 1093 | 全丰A×福恢1093 Quanfeng A×Fuhui 1093 | 7.579 | 12 |
4 | 安丰优3698 Anfengyou 3698 | 安丰A×广恢3698 Anfeng A×Guanghui 3698 | 8.545 | 4 |
5 | 五优321 Wuyou 321 | 五丰A×广恢321 Wufeng A×Guanghui 321 | 8.085 | 8 |
6 | 两优33 Liangyou 33 | HD9802S×R33 | 8.288 | 6 |
7 | 扬两优353 Yangliangyou 353 | 扬籼3S×扬恢153 Yangxian 3S×Yanghui 153 | 7.966 | 10 |
8 | 启优40 Qiyou 40 | 启A×ZR40 Qi A×ZR40 | 7.799 | 11 |
9 | 深优9566 Shenyou 9566 | 深95A×R366 Shen 95A×R366 | 8.733 | 2 |
10 | 两优937 Liangyou 937 | 03S×R937 | 8.066 | 9 |
11 | 广两优7203 Guangliangyou 7203 | 广占63S×中恢7203 Guangzhan 63S×Zhonghui 7203 | 8.532 | 5 |
12 | 五优308(对照) Wuyou 308(CK) | 五丰A×广恢308 Wufeng A×Guanghui 308 | 8.279 | 7 |
区试点代码 Location code | 区试点 Testing location | 经度 Longitude | 纬度 Latitude | 产量均值 Yield mean /(t·hm-2) | 排序 Ranking | 均方误 Error mean square | 变异系数 Coefficient of variation | 变异幅度 Variation range |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
A | 安徽芜湖 Wuhu, Anhui Province | 117°57' | 30°38' | 7.706 | 11 | 0.075 | 3.55 | 1.637 |
B | 湖北京山 Jingshan, Hubei Province | 113°07' | 31°01' | 8.977 | 4 | 0.083 | 3.21 | 2.090 |
C | 湖北荆州 Jingzhou, Hubei Province | 112°02' | 30°24' | 9.754 | 1 | 0.086 | 3.01 | 1.733 |
D | 湖北孝感 Xiaogan, Hubei Province | 113°19' | 30°22' | 7.106 | 13 | 0.155 | 5.54 | 2.103 |
E | 湖南长沙 Changsha, Hunan Province | 113°05' | 28°12' | 7.741 | 10 | 0.012 | 1.42 | 1.837 |
F | 湖南常德 Changde, Hunan Province | 111°58' | 28°03' | 8.487 | 7 | 0.117 | 4.04 | 1.603 |
G | 湖南岳阳 Yueyang, Hunan Province | 113°05' | 29°24' | 9.003 | 3 | 0.045 | 2.37 | 0.923 |
H | 江西赣州 Ganzhou, Jiangxi Province | 114°57' | 25°51' | 7.045 | 14 | 0.025 | 2.26 | 1.077 |
I | 江西九江 Jiujiang, Jiangxi Province | 115°48' | 29°26' | 8.639 | 5 | 0.068 | 3.01 | 1.960 |
J | 江西南昌 Nanchang, Jiangxi Province | 115°58' | 28°41' | 8.31 | 8 | 0.018 | 1.60 | 1.523 |
K | 江西宜春Yichun, Jiangxi Province | 114°23' | 27°48' | 7.109 | 12 | 0.009 | 1.36 | 1.513 |
L | 江西余江Yujiang, Jiangxi Province | 116°51' | 28°12' | 8.621 | 6 | 0.020 | 1.65 | 1.900 |
M | 浙江富阳 Fuyang, Zhejiang Province | 120°19' | 30°12' | 8.124 | 9 | 0.029 | 2.11 | 2.627 |
N | 浙江诸暨Zhuji, Zhejiang Province | 120°16' | 29°42' | 9.467 | 2 | 0.027 | 1.73 | 1.793 |
表2 2012年南方稻区晚籼早熟B组区试点基本信息
Table 2 Basic testing location information for 2012 trial group B of the early maturity indica rice for late season in Southern China Rice Regional Trials.
区试点代码 Location code | 区试点 Testing location | 经度 Longitude | 纬度 Latitude | 产量均值 Yield mean /(t·hm-2) | 排序 Ranking | 均方误 Error mean square | 变异系数 Coefficient of variation | 变异幅度 Variation range |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
A | 安徽芜湖 Wuhu, Anhui Province | 117°57' | 30°38' | 7.706 | 11 | 0.075 | 3.55 | 1.637 |
B | 湖北京山 Jingshan, Hubei Province | 113°07' | 31°01' | 8.977 | 4 | 0.083 | 3.21 | 2.090 |
C | 湖北荆州 Jingzhou, Hubei Province | 112°02' | 30°24' | 9.754 | 1 | 0.086 | 3.01 | 1.733 |
D | 湖北孝感 Xiaogan, Hubei Province | 113°19' | 30°22' | 7.106 | 13 | 0.155 | 5.54 | 2.103 |
E | 湖南长沙 Changsha, Hunan Province | 113°05' | 28°12' | 7.741 | 10 | 0.012 | 1.42 | 1.837 |
F | 湖南常德 Changde, Hunan Province | 111°58' | 28°03' | 8.487 | 7 | 0.117 | 4.04 | 1.603 |
G | 湖南岳阳 Yueyang, Hunan Province | 113°05' | 29°24' | 9.003 | 3 | 0.045 | 2.37 | 0.923 |
H | 江西赣州 Ganzhou, Jiangxi Province | 114°57' | 25°51' | 7.045 | 14 | 0.025 | 2.26 | 1.077 |
I | 江西九江 Jiujiang, Jiangxi Province | 115°48' | 29°26' | 8.639 | 5 | 0.068 | 3.01 | 1.960 |
J | 江西南昌 Nanchang, Jiangxi Province | 115°58' | 28°41' | 8.31 | 8 | 0.018 | 1.60 | 1.523 |
K | 江西宜春Yichun, Jiangxi Province | 114°23' | 27°48' | 7.109 | 12 | 0.009 | 1.36 | 1.513 |
L | 江西余江Yujiang, Jiangxi Province | 116°51' | 28°12' | 8.621 | 6 | 0.020 | 1.65 | 1.900 |
M | 浙江富阳 Fuyang, Zhejiang Province | 120°19' | 30°12' | 8.124 | 9 | 0.029 | 2.11 | 2.627 |
N | 浙江诸暨Zhuji, Zhejiang Province | 120°16' | 29°42' | 9.467 | 2 | 0.027 | 1.73 | 1.793 |
变异来源 Variation of source | 自由度 Degrees of freedom | 平方和 Sums of square | 均方 Mean of square | F值 F -value | P值 P-value | 占总变异比例 Proportion in the total SS |
---|---|---|---|---|---|---|
组合 Combination(G) | 11 | 23.486 | 2.135 | 118.611 | 0.00001 | 0.148 |
地点 Site(E) | 13 | 111.572 | 8.583 | 476.833 | 0.00001 | 0.701 |
品种×地点(G×E) | 143 | 23.999 | 0.168 | 9.333 | 0.00001 | 0.151 |
合并误差 | 308 | 5.651 | 0.018 |
表3 2012年南方稻区晚籼早熟B组区试数据方差分析
Table 3 ANOVA for 2012 trial group B data of the early maturity indica rice for late season in Southern China Rice Regional Troulsi.
变异来源 Variation of source | 自由度 Degrees of freedom | 平方和 Sums of square | 均方 Mean of square | F值 F -value | P值 P-value | 占总变异比例 Proportion in the total SS |
---|---|---|---|---|---|---|
组合 Combination(G) | 11 | 23.486 | 2.135 | 118.611 | 0.00001 | 0.148 |
地点 Site(E) | 13 | 111.572 | 8.583 | 476.833 | 0.00001 | 0.701 |
品种×地点(G×E) | 143 | 23.999 | 0.168 | 9.333 | 0.00001 | 0.151 |
合并误差 | 308 | 5.651 | 0.018 |
图1 用于比较参试品种在某个试验点表现的GGE双标图(横坐标轴代表第一主成分(PC1),解释了57.80%数据变异平方和(PC1=57.80%),纵坐标轴代表第二主成分(PC2),解释了18%的数据变异平方和(PC2=18.00%)。PC1和PC2总计解释了75.8%的数据平方和(Sum=75.8%)。对于GGE双标图分析的数据,没有做任何数据变换(Transform=0),但进行了均值标准误尺度变换(Scaling=4)。 Centering=2表明双标图是基于地点中心化后的双标图,也就是GGE双标图,而 SVP=2表示模型中的奇异值 λ1和 λ2重新分配到地点(模型5中的f=0)。)
Fig. 1. GGE biplot for the performance comparisons of testing varieties in one particular testing location.(The x-axis represents the first principal component (PC1), which explains 57.80% of total sum of squares of data variation (PC1=57.80%); while the y-axis represents the second principal component (PC2) which explains 18.00% of total sum of squares of data variation (PC2 =1.008%). The total variation explained by PC1 and PC2 is 75.8% (Sum=75.80%). Before the data to be used in the computation for the GGE biplots, no transformations were made (Transform=0), but scaled transformation based on the standard error of the mean for each site were made (Scaling=4). Centering=2 indicates the data were centered by removing the environment effect, resulting in the biplots to be of GGE biplots; and SVP=2 indicates the singular-value partitioning (SVP) is environment-focused scaling (f=0 in the model 5).)
图2 用于比较参试品种在各试验点表现的GGE双标图(除了采用聚焦品种的特征值分配方法SVP=1,即模型5中的f=1,图形参数与图1相同。)
Fig. 2. GGE biplots for the performance comparisons of one particular testing variety in different testing locations(All the parameters in the plot are identical to Fig. 1 except SVP=1 indicating f=1 in the model 5, i.e., variety-focused partitioning was used in the modeling.).
图3 用于比较两个参试品种在各试验点表现的GGE双标图(图形参数与图1相同, 品种代码10 为两优937,而品种12为对照品种五优308。为了清楚地显示这一比较的效果,图中隐藏了其余品种的代码。)
Fig. 3. GGE biplot for the performance comparisons of two testing varieties in different testing locations.(All the parameters in the plot are identical to Fig. 1. The varieties coded 10 and 12 are Liangyou 937 and check variety Wuyou 308. The codes for the other varieties are hidden in order to enhance the comparison of these two varieties.)
图4 “高产性与稳定性”功能形态的 GGE双标图(除了采用聚焦品种的特征值分配方法SVP=1,即模型5中的f = 1,图形参数与图1相同。同时为了清楚地显示品种的信息,隐藏了地点。)
Fig. 4. High yield and stability view of GGE biplot.(All the parameters in the plot are identical to that of Fig. 1 except SVP = 1 indicating f =1 in the model 5, i.e., variety-focused partitioning was used in the modeling. The test sites are hidden in order to enhance the varietal comparisons in the plot.)
图5 “哪个赢在哪里”功能形态的GGE双标图(图形参数与图1相同,品种代码参见表1。)
Fig. 5. Which-won-where view of GGE biplot.(All the parameters in the plot are identical to Fig. 1 and the codes for the testing varieties in the plot are given in the Table 1.)
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