郑建敏，蒲宗君，吕季娟，罗江陶，邓清燕，刘培勋，李式昭

（1.四川省农业科学院作物研究所/粮油作物绿色种质创新与遗传改良四川省重点实验室/农业农村部西南地区小麦生物学与遗传育种重点实验室，成都 610066；2.四川省种子管理站，成都 610041）

小麦具有耐寒、耐旱、耐瘠、适应性强的特点，是应对气候变化、面对自然灾害威胁具有优势的战略型作物，也是世界分布最广的粮食作物[1]。小麦是四川省第二大口粮作物，播种面积和总产量仅次于水稻[2]。四川小麦属雨养农业区作物，栽培管理简便，不仅能够在温度较低的冬春季节里充分利用温光水及各种地质条件进行粮食生产，还能与其他作物间套作种植，提高耕地复种指数，增加全年粮食总产量，对保障粮食安全具有重要作用[3-4]。

品种丰产性和稳产性的分析方法较多，AMMI模型和GGE双标图法被认为是较为理想的方法，广泛应用于品种产量特性分析[5-20]。AMMI 模型(additive main effects and multiplicative interaction，加性效应和乘积交互作用模型)将方差分析和主成分分析结合起来，将基因型和环境互作效应分解为基因型分量和环境分量，且能用双标图对品种和环境互作进行较可靠的分析，找到稳产性较好的品种[6-8,10,12-16]。GGE双标图(genotype main effects and genotype×environment interaction，基因型主效加基因型-环境互作效应双标图)同时考虑了品种主效应和品种-环境互作效应，可对品种、试点和划分生态区域进行有效评价，且可用图形清晰直观地展示结果[17-20]。

川麦618（川审麦20220005）是四川省农业科学院作物研究所选育的小麦新品种。其选育过程为：以中国科学院成都生物研究所提供的优质材料34756为母本，本单位自育品系SW9262为父本配制组合；其后以（34756/SW9262）F1为母本，引进抗病材料20828 为父本配置三交组合，采用低代混合选择和高代系谱选择法，结合西昌夏播加代，历经8年10代选育，于2016年稳定成系，2017—2019年进行产量测评和病害鉴定，2020—2021年参加2年区试，2022年参加生产试验。省区试2年15点平均每666.7 m2产量392.57 kg，比对照增产4.19%，15 点中12点增产，增产点占80%；平均生育期176.5 d，株高88.57 cm，有效穗21.7万穗/666.7 m2，穗粒数42.17粒，千粒重52.03 g；分蘖力中等，穗粒数与千粒重协调。2020年区试，由荣县和井研统一送样，农业农村部谷物及制品质量监督检验测试中心（哈尔滨）品质分析结果为：容重798 g/L，粗蛋白质含量13.04%，湿面筋29.2%，降落数值246 s，形成时间3 min，稳定时间3.3 min，达四川省优质中筋小麦标准。2020—2022年四川省植保所接种抗性鉴定结果：高抗条锈病、中感白粉病和中感-中抗赤霉病。小麦功能芯片检测结果表明，川麦618含有抗条锈病基因Yr26、Yr29、Yr82、Yr78、QYrsn.nwafu-1BL、QYrqin.nwafu-2AL和QYrqin.nwafu-2BL；抗白粉基因Pm12；抗赤霉病QTLQFhb.caas-3BL和QFhb.caas-5AL；抗叶锈病基因Lr46、Lr37和Lr67。广大用户对川麦618 的产量特性并不了解，开发应用过程中无法充分发挥优势和规避风险。为保障生产安全和促进新品种的应用，本研究利用AMMI模型和GGE双标图法对川麦618 的产量特性进行深入剖析，以期能够为新品种推广和研究提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料与数据来源

2年区试：川麦618 于2020年参加四川省小麦第1年区试，位于第4 组，该组参试品种13 个，加对照（绵麦367）共计14个品种，有效试点8个，通过试验品种5个；2021年第2年区试，这5个品种均安排在第3 组，对照为绵麦367，有效试点7 个。利用6个品种（含对照）7个试点2年区试数据分析，试点及品种见表1。试验采用随机区组设计，3 次重复，小区面积13.34 m2。田间管理按当地高产栽培方式进行，治虫不治病，成熟后及时收获。

表2 AMMI模型分析结果Table 2 Analysis results of AMMI model

生产试验：川麦618于2022年参加四川省生产试验，位于第1组，该组含对照共计6个品种。利用生产试验数据分析，试点及品种见表1。试验采用大区对比法，无重复，7个试点，小区面积133～200 m2，同组同地块，对照种居中排列，小区全收折算产量。田间管理按当地高产栽培方式进行，治虫不治病，成熟后及时收获。

1.2 分析方法

利用DPS数据处理系统（19.50版）[21]和Microsoft Excel 2010 进行数据分析，区域试验采用多年多点AMMI 模型分析；生产试验采用无重复AMMI 模型和GGE双标图分析。

2 结果与分析

2.1 区域试验

2.1.1 AMMI模型分析

由方差分析结果可知，年份（Y）、品种（V）、试点（E）及相互间交互作用（V×E、V×Y、E×Y、V×E×Y）对产量的影响均达极显著水平，试点间平方和占比最大（52.39%），其次为相互间交互作用（合计30.04%），品种间平方和占比4.43%，年份间平方和占比4.40%；说明试点间的变异是导致产量变异的主要影响因素，其次是相互间交互作用（其中又以E×Y和V×E交互作用为主）。线性回归分析结果表明，联合回归和试点回归达极显著水平，品种回归未达显著水平，三者的平方和占品种与试点（V×E）交互作用的21.74%，即共解释了品种与试点交互作用的24.61%，残差则占78.26%，说明区域试验数据的线性回归的拟合效果较差。AMMI 模型分析结果，IPCA1、IPCA2、IPCA3 均达极显著水平，IPCA4未达显著水平，且四者平方和占互作平方和的49.78%，残差占50.22%，说明AMMI 模型的拟合效果优于线性回归模型。

2.1.2 川麦618丰产性和稳产性分析

在AMMI 模型分析中，以不同品种和地点的产量为横轴，IPCA1 值为纵轴作双标图（图1）；横轴上，品种离中心原点越远产量越高，纵轴上，品种越靠近横轴稳定性越好。从图1 可知，产量高低顺序为V_2>V_1>V_5>V_3>V_4>V_6，参试品种稳定性大小表现为V_2>V_5>V_3>V_4>V_1>V_6，结合产量和稳定性，V_2（蜀麦1925）、V_5（川麦804）和V_3（川麦618）的丰产性和稳产性表现较好。

图1 平均产量与IPCA 1双标图Figure 1 The biplot of mean yield and IPCA 1

图1 仅解释了27.14%的品种与试点的互作效应，而IPCA1与IPCA2二者共解释了40.53%的互作效应，所以将ICPA1为横轴，IPCA2为纵轴作双标图（图2），推断品种稳定性结果更为准确。图2中，离原点越近的品种稳定性越好，由图可知，品种稳定性顺序为V_3>V_2>V_4>V_1>V_6>V_5，品种V_3（川麦618）、V_2（蜀麦1925）和V_4（科成麦15 号）的稳定性较好。

图2 IPCA 1与IPCA 2双标图Figure 2 The biplot of IPCA1 and IPCA 2

由于IPCA1 与IPCA2 共解释了40.53%的互作效应，还有占交互作用7.52%的IPCA3 和占1.72%的IPCA4，需结合稳定性参数Dg（e）值来判断品种的稳定性[14]。Dg（e）为品种和试验点的相对稳定参数ICPA 的K 维空间中品种或试验点距离原点的欧式距离，Dg（e）值越小，品种稳定性越高。由表3 可知，参试品种的Dg（e）值大小顺序为V_1>V_6>V_5>V_4>V_3>V_2，则稳定性排序为V_2>V_3>V_4>V_5>V_6>V_1，V_2（蜀麦1925）、V_3（川麦618）和V_4（科成麦15号）的稳定性较好。

表3 品种在互作主成分轴上的稳定性参数Table 3 Stability parameters of varieties on interaction principal component axis

因此，从2年区试数据AMMI 模型分析结果和稳定性参数Dg（e）值看，川麦618 的产量处于中等水平，稳定性好，综合丰产性和稳产性均表现较好。

2.2 生产试验

2022年7点大区生产试验平均产量见表4，从表可知，平均产量高低排序为：中科麦1816>川麦618（优质）>蜀麦1958>川育42>绵麦367(CK)>西科麦5518，川麦618位列第二，比对照增产3.33%，7个试点中6 点增产，增产点次率85.71%。比较而言，川麦618的有效穗优势突出，千粒重中等，穗粒数相对较少。

表4 7点大区生产试验产量及三要素平均结果Table 4 Yield and results of three yield factors in 7 sites from production test

2.2.1 AMMI分析排序图

采用DPS数据处理系统中无重复AMMI模型对生产试验数据进行分析，获得AMMI 分析排序图（图3），该图横轴为品种的平均产量，纵轴为IPCA1。在图中当指定某一品种后，作出通过该点的两条曲线，通过曲线交点的位置可以分析其品种的特性，即指定品种特性优于那些落在它左边的品种[21]，如图3可知，品种特性优劣顺序为：中科麦1816>川麦618>蜀麦1958>川育42>绵麦367>西科麦5518，与产量高低顺序一致。川麦618 位列第二，品种特性较好。

图3 品种AMMI分析排序图Figure 3 Results of AMMI analysis arrangement of varieties

2.2.2 GGE图分析

利用DPS 数据处理系统中GGE_biplot 进行分析，得到“高产性和稳产性”具同心圆的GGE双标图（图4），以各品种到中心点（又称理想品种，是产量平均值和环境平均值同等权重时的综合指标）的距离来判断品种优劣，距离越小越好[21]。从图4可知，中科麦1816 最接近中心点，其次是蜀麦1958；川麦618 位列第3，处于中上水平，丰产性和稳产性具有比较优势。

图4 “高产性和稳产性”功能具同心圆的GGE双标图Figure 4 GGE biplot with concentric circles 'high yield and stable yield' function

3 讨论

农作物产量表现受品种、环境（非生物与生物环境）、栽培管理等多因素影响[22-31]，给生产安全造成威胁。农作物区域试验与生产试验是评价品种丰产性、稳产性和适应性切实可行的方法，为鉴定优良品种、降低风险、保障生产安全做出巨大贡献，是品种进入市场流通前的重要流程[6,12,15,17-20,32]。通过对区域试验与生产试验数据的分析，可以获得关于品种特性、环境效应及品种与环境互作效应等大量信息，为用户根据需求选择品种及种植生产提供依据。

本研究利用区试和生产试验数据，采用多种方法对优质中筋小麦新品种川麦618的产量特性进行分析。方差分析结果表明，年份、品种、试点（即环境）及相互间交互作用对产量的影响均达极显著水平，环境的变异是导致产量变异的主要影响因素，其次是相互间交互作用，品种效应相对较小，这一结果与前人的研究结果一致[13-16,19-20]。因年份及年份涉及到的交互作用存在较多不确定因素，难以把控。而品种及品种与试点的交互作用的影响相对可控，且对育种具有指导作用。同时，方差分析表明品种的影响相对有限，而品种与试点的交互作用影响相对较大，因此研究主要针对品种与试点交互作用展开了分析。在AMMI 模型分析中，利用不同的双标图，并结合稳定性参数Dg（e）值计算结果，判定优质中筋品种川麦618 的产量处于中等水平，稳定性好。省区试2年15 点，平均产量为392.57 kg/666.7 m2；大区生产试验中，7点平均产量450.52 kg/666.7 m2；3年区域试验产量表现稳定。AMMI 分析排序图中直观显示，川麦618 品种特性优于蜀麦1958、川育42、绵麦367 和西科麦5518。“高产性和稳产性”具同心圆的GGE 双标图中，川麦618 与多个试点位于同一圈层，属中上水平，丰产性和稳产性具有比较优势。

4 结论

经多年试验分析与田间观察，本文作者认为川麦618主要优点：千粒重高、籽粒饱满、亮白、商品性好，高抗条锈病、耐白粉病与赤霉病，品质达优质中筋小麦标准；主要缺点：分蘖力中等，需适当增加播种量，建议在平原及浅丘地区确保基本苗18 万/666.7 m2以上，可实现高产、稳产和优质。本研究利用2年区试和1年生产试验数据，采用AMMI模型和GGE双标图等方法对优质中筋小麦新品种川麦618的产量特性进行分析，结果表明川麦618 产量处于中高水平，表现稳定，是一个丰产性和稳产性均表现较好的优质抗病品种。