基于GGE双标图的长江流域国审棉花品种分类特征评价

【目的】采用GGE双标图方法,分析30年来长江流域棉花区域试验中通过国审的棉花品种的分类特征,从棉花品种改良的历史视角探索棉花品种类型和特征的演化趋势,为制定当前棉花品种选育目标和品种审定方法提供理论依据。【方法】依据国家棉花品种审定标准中的品种评分方法,赋予产量性状、纤维品质性状、抗病性和早熟性等指标相应的权重,构建统一的棉花品种多性状综合评价指数。采用GGE双标图的“品种-性状”功能图分析53个国审棉花品种与籽棉产量、皮棉产量、铃重、结铃数、衣分、子指、纤维长度、比强度、马克隆值、枯萎病指、黄萎病指、霜前花率、株高、果枝数和评价指数等15个性状的互作模式,并据此进行品种类型划分和特征分析。数据来源于1981-2012年长江流域国家棉花区域试验。根据对照品种的不同,将历年区域试验分为5个时期,分析各时期内审定品种类型的比例和总体评价指数的变化动态。【结果】GGE双标图的“品种-性状”功能图分析表明,棉花育种目标性状间存在着复杂的相关关系,有必要采用评价指数方法对品种进行综合评价。依据国家棉花品种审定标准中的品种评分方法构建了通用的品种评价指数公式：EI＝0.400×皮棉产量+0.129×比强度+ 0.086×（纤维长度+马克隆值+黄萎病）+ 0.114×枯萎病 + 0.100×霜前花率。依据品种和性状在GGE双标图中的互作模式和品种间的空间关系,将53个国审品种划分为性状特征差异显著的4个品种类型。Ⅰ型为“高产-铃多-品质较优”类型,Ⅱ型为“高产-大铃-高马值”类型,Ⅲ型为“优质-中产-小铃”类型,而Ⅳ型为“弱势品种”类型。各品种类型依据评价指数的排序为Ⅰ型品种＞Ⅱ型品种＞Ⅲ型品种＞Ⅳ型品种。品种类型的变化动态研究表明,Ⅳ型品种只出现在泗棉3号时期之前;Ⅲ型品种出现在泗棉3号和湘杂棉2号时期;Ⅰ型品种比例从泗棉3号时期逐年上升,到鄂杂棉10号时期比例回落;Ⅱ型品种开始于湘杂棉2号时期,其后呈上升趋势。【结论】利用GGE双标图和品种评价指数将53个国审棉花品种合理地划分为4个品种类型,各品种类型特征差异显著,充分展示了30年来长江流域棉花品种改良的成效和发展趋势。长江流域的棉花育种和品种审定中应更注重对马克隆值的改良和评价,以促进棉花丰产性和纤维品质的协调发展。     

卷首语

<正>为农业科技与生产搭建联系的桥梁,是《Agricultural Science&Technology》的首要目标,本期选取数十篇论文从不同视角剖析农业生产问题,为农业生产提供理论依据。江苏农业科学院许乃银博士依照国家棉花品种审定标准对棉花品种进行分类和综合评价指数构建。采用GGE双标图分析1981-2012年期间长江流域53个国审棉花品种主要目标性状的相关性。根据区域试验历年采用的对照品种,将区域数据分为5个时期,分析各时期内审定品种类型的比例和总体评价指数的变化动态。     

卷首语

<正>为农业科技与生产搭建联系的桥梁,是《Agricultural ScienceTechnology》的首要目标,本期选取数十篇论文从不同视角剖析农业生产问题,为农业生产提供理论依据。江苏农业科学院许乃银博士依照国家棉花品种审定标准对棉花品种进行分类和综合评价指数构建。采用GGE双标图分析1981-2012年期间长江流域53个国审棉花品种主要目标性状的相关性。根据区域试验历年采用的对照品种,将区域数据分为5个时期,分析各时期内审定品种类型的比例和总体评价指数的变化动态。     

一年两季鲜食糯玉米区域试验的GGE双标图分析

[目的]综合评价广西一年两季鲜食糯玉米区域试验品种基因型及基因型与环境互作的关系,为玉米区域试验和育种工作提供参考.[方法]应用GGE-biplot对广西2016年春季和秋季鲜食糯玉米区域试验的鲜穗产量进行GGE双标图分析,评价参试玉米品种的丰产性、稳产性和适应区域,以及各承试点的代表性和鉴别力.[结果]参试玉米品种与环境的综合评价分析结果表明,多数试点间存在正相关,其中春季试验北海和玉林及秋季试验北海和柳州试点间存在紧密正相关,对品种产量排序的影响相似.参试玉米品种适宜环境的分析结果表明,春季7个试点可分为4个生态区,秋季7个试点可分为3个生态区,直观展示了品种的适应性.参试品种丰产性和稳定性的分析结果显示,春季品种桂W1518和秋季品种百香糯1601在当季具有较好的丰产性和稳定性.环境鉴别力与代表性分析结果表明,春季柳州和南宁试点为较理想的试验环境,秋季玉林和河池试点为较理想的试验环境.[结论]GGE双标图直观展示了参试玉米品种的丰产性、稳产性和适应性,以及承试环境的鉴别力、代表性和生态类型,对玉米区域试验和育种工作具有重要参考价值.     

西瓜新品种稳产性和适应性GGE双标图分析

通过对西瓜新品种区试试验中的产量结果进行GGE双标图分析,从而获得了比简单联合统计分析更为详尽的品种与试验点的相关信息,更有利于对试验品种进行客观的综合评价,对于品种的审定具有一定的借鉴意义。该文对4个供试品种产量性状进行了GGE双标图分析,发现了各自品种特性与环境的适应性关系,对于这些品种的推广具有较强的指导作用。     

用GGE双标图分析苦荞品种的产量稳定性及试验地点相似性

【目的】更准确有效地分析苦荞品种适应性,筛选优良苦荞品种和评价试验地点,为苦荞品种推广应用和区域试验试点的科学布局提供参考。【方法】采用变异分析和GGE双标图对国家区域试验中第8轮苦麦区域试验的生育期、株高、主茎分枝数、主茎节数、千粒质量及产量进行分析。【结果】(1)参试品种(系)在生育期、株高、主茎分枝数、主茎节数4个性状上的平均值表现为北方高于南方,而千粒质量和产量的平均值表现为南方高于北方。参试品种(系)间各个性状的变异小,稳定性较好,但类型不丰富。(2)南、北方各有其适宜的高产稳定品种。云荞67、昭苦2号、西苦7-3为适宜于南方的高产稳产品种;西农9940、凉苦-4和威苦02-286为适宜于北方的高产稳产品种。【结论】利用GGE双标图可以对试验地点分组,但对于试验点的评价和取舍要结合地理环境条件进行客观分析。     

安徽省“十一五”审定棉花品种综合评述

[目的]综合评价安徽省＂十一五＂期间审定的棉花品种。[方法]分析棉花新品种的产量水平、纤维品质和抗性水平,结合安徽省的中长期棉花生产发展规划和国家棉花生产中长期发展规划,找出安徽省棉花育种的不足和差距,提出提高安徽省棉花育种水平的对策。[结果]安徽省＂十一五＂期间共审定棉花品种54个,常规品种6个,杂交品种48个,安徽省自育审定的品种39个,外省在安徽省参试并审定的品种有15个。其中,由安徽省企业育成的品种占80%以上,种子企业成为棉花育种的主体。安徽省育成的棉花品种产量水平较高,优质棉育种取得进展,但在抗性上和铃重上有待进一步提高。今后,应该壮大充实棉花育种队伍;整合棉花科技资源,提升安徽省棉花科技水平;加大棉花科技投入力度;调整育种目标,提高育种水平,适应生产发展的需要;加强棉花遗传育种基础理论的研究。[结论]该研究可以为今后安徽省棉花育种工作提供指导。     

AMMI模型和GGE双标图法在新疆冬小麦区域试验产量分析上的应用

[目的]客观、准确评价区域试验中冬小麦新品系的丰产性和稳定性,探明适合新疆冬小麦区域试验分析的统计模型.[方法]利用AMMI模型和GGE双标图分析2010、2011年北疆冬小麦区域试验中5个试点、12个新品系的产量结果.[结果]基因型、环境及基因型×环境互作的平方和分别占总平方和的6.96;、32.62;和26.82;,均达到极显著水平.通过模型分析,垦冬杂1号和垦冬00(2)号具有较好的稳产性和丰产性,适合在伊宁、塔城和奇台等地区种植;08/7148在安宁渠点和塔城地区种植可获得高产.同时,GGE双标图对新品系丰产性分析结果与田间试验结果趋于一致,相对于AMMI模型能够直观、简单提供新品系的稳定性和适种区域.[结论]GGE双标图法比较适合分析北疆冬小麦区域试验的结果.     

豫杂0568在安徽的种植表现及高产栽培技术

豫杂0568是河南省农科院植保所棉花多抗育种研究室于2000育成,2002-2003年参加安徽省棉花品种区域试验,2004年参加安徽省棉花品种生产试验.2005年1月通过安徽省品种审定委员会审定,审定名称:豫杂0568,审定证号:皖品审05100485.豫杂0568是一个集丰产性、多抗性、优质于一身的优良棉花新品种.适宜黄淮流域棉区和长江流域的大部分棉区种植.     

2009—2019 年广东省甜玉米区试品种主要性状选育进展

[目的]了解近年广东省甜玉米区域试验品种的变化规律,探索甜玉米的育种进展,进一步提高我国甜玉米育种的水平.[方法]根据2009—2019年广东省甜玉米区试品种多点试验数据,分析参试品种的农艺性状、经济性状、抗病性及综合品质等主要性状表现.[结果]11年间参试品种株高平均增加15 cm左右,穗位高总体稳定在68 cm左右,平均茎粗趋向稳定接近2.0 cm;穗长也有一定程度的增加,平均增幅为1.5 cm,穗粗增加趋势较为明显,表明注重大穗型品种的选育;区试品种产量在波动中呈现较快的上升趋势,育成品种中高产品种占据较大比例;抗小斑病育种取得较好的成果,多数品种对小斑病的抗性级别达中抗以上,但近3年来对纹枯病的抗性一般,部分品种感病,抗性级别降低;优质品种占参试品种的比例达30％以上,对品质的选育也在加强.[结论]连续11年广东省甜玉米区域试验表明,甜玉米主要性状的改良取得一定成效,相关农艺性状在不断探索协调产量构成各因素之间的关系,促使产量逐步提高,优质抗病品种比例有所提升,当今甜玉米育种在朝高产、优质、抗病抗倒、适应性强等复合性目标迈进,注重品种转化及推广应用,促进了我国甜玉米产业的快速发展.     

Development and Validation of National Cotton Cultivar Registration Index Model in Yangtze River Valley

[Objective] Based on the cotton variety high yielding potential, fiber quality traits, disease resistance, and early maturity characters, a cultivar registration index model was developed to simplify the tedious calculation process in national cotton registration procedure, and thus to enhance the practical application of cultivar regis- tration index in cotton breeding ancl cotton recommending. [Method] By means of correlation analysis, partial correlation analysis and path analysis methods, the cor- relation of cotton main properties and their effects on cultivar registration index were explored using the dataset of national cotton regional trials in Yangtze River Valley during 1996-2013. The cultivar registration index model was constructed with step- wise regression statistical technique to ascertain the quantitative relationship of main characters with cultivar registration index, and the regional cotton trial dataset in 2013 was used to validate the model. [Result] Several characters with larger deter- minants to cultivar registration index were screened out,ie. lint yield increase ratio, pro-frost yield ratio, verticillium wilt index, fiber strength, fusarium wilt index and mi- cronaire value. The cultivar registration index model defined the functional relation- ship of cultivar registration index with the selected main characters, among which lint yield increase ratio, fiber strength and micronaire value contributed most to culti- var registration index. The model validation with regional cotton trials in 2013 indi- cated the root mean square error, RMSE was only 2.77, and the variation coeffi- cient was 6.77%, which confirmed the model prediction effect was quite perfect. [Conclusion] The developed cultivar registration index model was reliable enough to simulate the complicated scoring system in cultivar registration procedure, also sim- plified cotton registration process, and enhanced the practicability of the cultivar reg- istration index.     

The Application of GGE Biplot Analysis for Evaluat ng Test Locations and Mega-Environment Investigation of Cotton Regional Trials

In the process to the marketing of cultivars, identification of superior test locations within multi-environment variety trial schemes is of critical relevance. It is relevant to breeding organizations as well as to governmental organizations in charge of cultivar registration. Where competition among breeding companies exists, effective and fair multi-environment variety trials are of utmost importance to motivate investment in breeding. The objective of this study was to use genotype main effect plus genotype by environment interaction (GGE) biplot analysis to evaluate test locations in terms of discrimination ability, representativeness and desirability, and to investigate the presence of multiple mega-environments in cotton production in the Yangtze River Valley (YaRV), China. Four traits (cotton lint yield, fiber length, lint breaking tenacity, micronaire) and two composite selection indices were considered. It was found that the assumption of a single mega-environment in the YaRV for cotton production does not hold. The YaRV consists of three cotton mega-environments: a main one represented by 11 locations and two minor ones represented by two test locations each. This demands that the strategy of cotton variety registration or recommendation must be adjusted. GGE biplot analysis has also led to the identification of test location superior for cotton variety evaluation. Although test location desirable for selecting different traits varied greatly, Jinzhou, Hubei Province, China, was found to be desirable for selecting for all traits considered while Jianyang, Sichuan Province, China, was found to be desirable for none.     

Evaluation on the High Yielding,Stability and Comprehensive Performances of Check Cultivars in National Cotton Regional Trials in the Yangtze River Valley

[Objective] This study was to analyze the high yielding, stability, adaptabil-ity and main characteristics of check cultivars in national cotton regional trials in the Yangtze River Val ey in 2000-2013, with the aim to provide theoretical basis for the reasonable selection of check cultivars for cotton regional trials. [Method] GGE biplot analysis method was used to carry out the intensive analysis and comprehensive comparisons on the performances and differences of the 9 major characters of check cultivars, namely, lint cotton yield , stability, and other main traits including bol weight, bol number, lint percentage, fiber length, fiber strength, micronaire val-ue, plant height and seed index. [Result] Ezamian 10 was suitable in the majority of cotton planting regions in the Yangtze River Val ey, with the best high yielding abili-ty and perfect yield stability. The yielding ability of Xiangzamian 8 ranked the sec-ond, but its stability was the poorest. Xiangzamian 8 was of the specific adaptive cultivar with relatively good performance in high yielding but the poorest stability. The suitable planting areas of Xiangzamian 8 were limited to the cotton planting re-gion around Dongting Lake in Hunan province, Poyang Lake in Jiangxi Province, the Coastal region in Jiangsu Province and Wuhan district in Hubei Province. Xi-angzamian 2 performanced poorer in both yielding and stability, while Simian 3 ranked first in stability but the last in yielding ability. The dominant character of Xi-angzamian 8 and Xiangzamian 2 were high cotton plants and big bol s. Simian 3 performanced super in lint percentage and fiber length. Ezamian 10 was strong in cotton bol formation ability, lint cotton yielding, fiber strength and seed size, as wel as high micronaire value. [Conclusion] The outstanding performance of Ezamian 10 in high and stable yield in the Yangtze River Val ey in recent years has effectively promoted the high yielding ability of candidate varieties in cotton regional trials in the area.     

抗虫短季棉品种主要性状分析

[目的]在短季棉育种实践中达到性状选择的统一和平衡。[方法]为提高抗虫短季棉育种成效,以1998~2009年国审及省审的11个品种为材料,对其主要性状及性状之间的相互关系进行了分析。[结果]短季棉品种将早熟、高产、优质集于一身是可能的,是其多个性状协调配合的结果;形态性状选择可作为短季棉选育的一个重要手段;短季棉的抗病性还有待提高。[结论]该研究可为减少今后短季棉育种的盲目性提供参考依据。     

四川棉花抗枯、黄萎病性鉴定研究

 1996～2000年对四川省培育的棉花新品种进行了抗枯、黄萎病性鉴定。结果表明:在290份参加抗枯萎病性鉴定的品种中,抗病、耐病和感病所占比例分别为78.6 %,16.2%和5.2%;281份参加抗黄萎病性鉴定的品种中,抗病、耐病和感病所占比例分别为25.3%,34.5%和40.2%.通过抗性鉴定,推荐的双抗病新品种川棉239和川棉243分别于1999年和2000年获国家品种审定,抗病新品种川棉45,川杂8号、川杂9号、川杂11号和川优1号获四川省品种审定。     

新疆彩色棉花遗传特性分析

[目的]研究旨在揭示新疆主栽彩棉品种的遗传学特征,为彩棉优良新品种的选育提供种质资源及深入研究的依据,并对下一步将要开展的关联作图和彩棉色素基因的定位和克隆的研究材料进行评价。[方法]选择5个白色陆地棉品种与2个白色海岛棉品种分别与5个棕色棉品种以及5个绿色棉品种进行完全双列杂交,得到F2群体,统计其中符合孟德尔规律的群体数,并对所有F2代群体的单株纤维色泽进行统计和分析;根据农艺性状对亲本进行聚类分析,同时进一步利用SSR对亲本进行了遗传多样性分析。[结果]棕色和绿色棉纤维色泽遗传由细胞核控制,均由一对主效基因决定;棕色主要呈现显性遗传模式,而绿色棉纤维色泽遗传呈现显性遗传、不完全显性遗传或隐形遗传的模式。聚类分析表明,新疆主栽的棕色棉品种与新疆本地的陆地棉品种亲缘关系较近,与内地的陆地棉关系较远,与海岛棉关系最远;新疆主栽的绿色棉品种与新疆本地及内地的陆地棉关系均较远,与海岛棉关系最远。亲本的SSR遗传多样性分析表明,棕色和白色棉组合中,新陆早31号与新彩棉11号的多态性最高,293-zm-2与新彩棉5号的多态性最低;绿色和白色棉组合中,新陆早31号与绿85多态性最高,新陆早13号与新彩棉12号的多态性最低。[结论]为加快彩棉优良品种的定向选育提供了技术保证。     

新疆彩色棉花遗传特性分析(英文)

[目的]研究旨在揭示新疆主栽彩棉品种的遗传学特征。[方法]选择5个白色陆地棉品种与2个白色海岛棉品种分别与5个棕色棉品种以及5个绿色棉品种进行完全双列杂交,得到F2群体,统计其中符合孟德尔规律的群体数,并对所有F2代群体的单株纤维色泽进行统计和分析;根据农艺性状对亲本进行聚类分析,同时进一步利用SSR对亲本进行了遗传多样性分析。[结果]棕色和绿色棉纤维色泽遗传由细胞核控制,均由一对主效基因决定;棕色主要呈现显性遗传模式,而绿色棉纤维色泽遗传呈现显性遗传、不完全显性遗传或隐形遗传的模式。聚类分析表明,新疆主栽的棕色棉品种与新疆本地的陆地棉品种亲缘关系较近,与内地的陆地棉关系较远,与海岛棉关系最远;新疆主栽的绿色棉品种与新疆本地及内地的陆地棉关系均较远,与海岛棉关系最远。亲本的SSR遗传多样性分析表明,棕色和白色棉组合中,新陆早31号与新彩棉11号的多态性最高,293-zm-2与新彩棉5号的多态性最低;绿色和白色棉组合中,新陆早31号与绿85多态性最高,新陆早13号与新彩棉12号的多态性最低。[结论]根据彩色棉遗传模式及聚类结果,可利用彩色棉与新疆本地或内地棉杂交,进行品质改良。此研究结果为彩棉优良新品种的选育提供种质资源及深入研究的依据,并对下一步将要开展的关联作图和彩棉色素基因的定位和克隆的研究材料进行评价,也为加快彩棉优良品种的定向选育提供了技术保证。     

5个棉花品种的耐盐鉴定与筛选试验

为验证室内棉花苗期耐盐性鉴定结果的可靠性,在大田条件下对5个棉花品种在3个盐胁迫水平下的出苗率,3个生育期的叶绿素含量、光合速率、钠钾离子含量以及产量进行测定。结果显示,低盐浓度对棉花种子发芽影响较小,高盐浓度下的发芽势、发芽率才能较准确地反映棉花苗期的耐盐性,耐盐品种的筛选需要进行全生育期生理数据和终产量的综合评价才更可靠。本试验中仁和39号和中棉44号较其它3个品种在苗期有较好的耐盐性,泗棉3号耐盐性最差;重度盐碱相对轻度盐碱条件下产量下降比例,仁和39号、鲁棉研28号、中棉49号、泗棉3号和中棉44号分别为25．2％、26．7％、31．9％、32．2％和26．4％,说明仁和39号受盐胁迫影响最小,中棉44号和鲁棉研28号次之,中棉49号和泗棉3号耐盐性较差。