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西北地区马铃薯基因型与环境互作效应分析及优异品种筛选
张连瑞, 唐振三, 何振明, 宋金凤, 栾倩倩, 杨秋华
作物学报    2026, 52 (10): 3142-3152.   DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.64020
摘要   (235) HTML (7) PDF(pc) (1311KB)(89)  

解析马铃薯基因型在不同年份及试点环境下的性状表现, 明确基因型与环境互作(G×E)对表型变异的影响, 筛选关键性状优异且稳定的基因型及其适宜环境, 为特定区域品种选育及合理布局提供依据。本研究以17份马铃薯品种为供试材料, 2023—2025年连续种植于甘肃省张掖市山丹县清泉镇、位奇镇和霍城镇, 测定植株农艺性状(株高、茎粗、主茎数)和块茎产量组分(单株结薯数、单株产量、小区产量)。采用联合方差分析与基因型与环境互作效应(GGE)双标图评价基因型适应性、稳定性及试点区分力和代表性; 采用多性状稳定性指数(MTSI)进行综合筛选。联合方差分析表明, 除茎粗外, 其余农艺与产量性状在基因型、年份及试点间均差异显著。基因型效应及其与年份、试点的互作是引起基因型表型变异的主要因素。单株结薯数基因型效应占比最高(50.04%), 其次为单株薯重(36.72%)和小区产量(20.92%); 在互作效应中, 茎粗的基因型×年份×试点互作效应占比最高(36.85%), 主茎数、小区产量及单株薯重次之, 分别为27.35%、25.89%和25.04%。对照品种大西洋、陇薯23号和中薯18号在株高、产量等关键性状上表现优异且稳定性高。清泉与霍城试点对基因型具有较强的区分力和环境代表性, 且2024—2025年试点区分力整体优于2023年。GGE双标图及MTSI可有效鉴定基因型并筛选出理想试点环境。大西洋、陇薯23号等基因型在关键性状上表现优异且稳定, 2024—2025年的清泉与霍城试点可代表理想环境用于品种精准评价与推广。



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图1 2023-2025年3个试点下马铃薯性状表现差异
不同小写字母表示同一试点内不同年份间差异显著, 不同大写字母表示同一年份内不同试点间差异显著(P ≤ 0.05)。误差线表示标准误(SE)。多重比较采用Duncan检验。QQ: 清泉镇; WQ: 位奇镇; HC: 霍城镇。
正文中引用本图/表的段落
采用去环境中心化的GGE双标图解析G×E互作效应[1,15]。在原始数据中减去环境的平均值后, 将基因型在互作效应中进行奇异值分解, 计算公式为:
2023—2025年多环境试验结果表明, 基因型株高、主茎数、单株结薯数、单株薯重及小区产量在试点间差异显著, 而茎粗在试点与年份间的差异不显著(图1-A~F)。除主茎数外, 其余性状的基因型、环境、年份×环境、基因型×环境及基因型×年份×环境互作效应均达极显著水平; 主茎数仅基因型效应显著(表3)。单株结薯数的基因型效应平方和占总变异平方和的比例最大(50.04%), 其次为单株薯重(36.72%)、小区产量(20.92%)、主茎数(10.85%)和株高(10.70%), 茎粗最小(9.45%)。各性状环境效应在总变异平方和中的占比较低(0.23%~4.54%)。在互作效应中, 茎粗的基因型×年份×环境互作效应在总变异平方和中的占比最高(36.85%), 主茎数、小区产量及单株薯重次之, 分别为27.35%、25.89%和25.04%。
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