水稻新品種hsci分析與應(yīng)用

水稻新品種hsci分析與應(yīng)用

高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的作物新品種是育種者最關(guān)心的育種目標(biāo)。目前,通常都采用產(chǎn)量均數(shù)比對(duì)照增產(chǎn)%來(lái)評(píng)估產(chǎn)量水平;用新復(fù)極差法(LSR)測(cè)驗(yàn)產(chǎn)量差異顯著性;用回歸系數(shù)bi來(lái)評(píng)估品種的適應(yīng)性;亦有用變異系數(shù)C.V或標(biāo)準(zhǔn)差比數(shù)ai來(lái)估算產(chǎn)量的穩(wěn)定性。由此常常卻得出高產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)性互不相關(guān)的結(jié)論。對(duì)此,溫振民(1994)首先提出簡(jiǎn)便、實(shí)用的高穩(wěn)系數(shù)(HighstabilityCoefficient),簡(jiǎn)稱HSCi分析法應(yīng)用于玉米雜交育種。嗣后,不少育種工作者陸續(xù)移用于稻、麥、豆和花生等作物育種,均得出應(yīng)用的可行性。本文繼用我省水稻新品種聯(lián)合區(qū)試分析資料,運(yùn)用HSCi藉以介紹分析方法及應(yīng)用效果。同時(shí)歸納和評(píng)述以往應(yīng)用中的問(wèn)題,提出討論,以供利用與評(píng)價(jià)HSCi時(shí)參考。1數(shù)據(jù)和方法1.1測(cè)試數(shù)據(jù)續(xù)用1992年安徽省中秈品種聯(lián)合區(qū)試匯總資料為例,各試點(diǎn)均按統(tǒng)一試驗(yàn)方案要求實(shí)施(略),最后匯總分析(表1)。1.2分析1.2.1情境指數(shù)我們參照Bilbro和Ray(1976)提出的以環(huán)境指數(shù)(以每一試點(diǎn)所有品種均產(chǎn)為環(huán)境指數(shù),作自變數(shù)x;以每一品種在各試點(diǎn)的均產(chǎn)作依變數(shù)(y)為參照數(shù),算得的回歸系數(shù)bi,以度量品種的適應(yīng)性;再參照Francis和Kanneberg(1978)提出的以每個(gè)品種在各試點(diǎn)的均產(chǎn)為參照數(shù),求出標(biāo)準(zhǔn)差,進(jìn)而算出的變異系數(shù)C.V,以度量產(chǎn)量的穩(wěn)定性。1.2.2穩(wěn)定產(chǎn)量計(jì)算溫振民提出的計(jì)算公式如下:HSCi=[(Ga-Gi)/Ga]100%(1)式中HSCi為第i參試品種的高穩(wěn)系數(shù)。由于品種的穩(wěn)定產(chǎn)量Ga(即遺傳產(chǎn)量),可由其表型產(chǎn)量ˉxi-Si示之;又以比對(duì)照均產(chǎn)ˉxck增產(chǎn)10%,定義為目標(biāo)品種的穩(wěn)定產(chǎn)量,即為1.10·ˉxck,其標(biāo)準(zhǔn)差與對(duì)照Sck相同,計(jì)算即得:Ga=1.10?ˉxck-Sck。因此,(1)式可演化為:ΗSCi=[(1.10?ˉxck-Sck)-(ˉxi-Si)1.10?ˉxck-Sck]?100%=[1-ˉxi-Si1.10?ˉxck-Sck]?100%(2)為了計(jì)算之便,通常在不影響各品種HSCi的位次前提下,?？墒∪?2)式中的Sck,故可進(jìn)一步簡(jiǎn)化為:ΗSCi=[1-ˉxi-Si1.10?ˉxck]?100%(3)按(3)式中的HSCi值愈小,表明第i個(gè)品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性能愈好。(3)式還可簡(jiǎn)化為:ΗSCi=[(ˉxi-Si)/1.10?ˉxck]?100%(4)但如按(4)式算,則HSCi值越大越好。2結(jié)果與分析2.1品種產(chǎn)量穩(wěn)定性和品種適應(yīng)性的關(guān)系本文用(3)式算得的水稻品種的高穩(wěn)系數(shù)與產(chǎn)量水平位次趨勢(shì)大體相符,兩者相關(guān)系數(shù)為-0.9726**(表2),已達(dá)極顯著負(fù)相關(guān)。說(shuō)明兩者密切關(guān)聯(lián),HSCi基本上反映品種的產(chǎn)量水平;但是,它又不完全和產(chǎn)量位次一致。如“1657”產(chǎn)量雖居第2位,但按HSCi則排在第5位。因它的Si(1.2496)、C.V(11.57%)和bi(1.2581-1)分別已達(dá)最大或較大值,可見“1657”的產(chǎn)量穩(wěn)定性和品種適應(yīng)性都確實(shí)很差。表明HSCi基本上也可以反映作物品種的產(chǎn)量穩(wěn)定程度。因此,HSCi確系可以綜合作物品種高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)兩個(gè)方面性能。這與以往的研究基本相符2.2hsci與產(chǎn)量本試驗(yàn)水稻品種的HSCi與其產(chǎn)量達(dá)極顯著負(fù)相關(guān)(-0.9726**),這與以往在多種作物上的研究結(jié)果完全相符(表2)。至于崔氏的花生資料,因是按前述(4)式計(jì)算的,故呈極顯著正相關(guān)(0.9906**),并非矛盾。說(shuō)明HSCi與產(chǎn)量水平確系密切相關(guān),它基本上反映或表達(dá)了品種產(chǎn)量水平。但是,本試驗(yàn)的HSCi與Si、C.V和bi-1的相關(guān)系數(shù),分別為-0.5175、-0.2351和-0.4240。均未達(dá)顯著相關(guān),這多與以往研究相符;不過(guò),有的研究表明HSC又與Si、C.V和bi-1的r也有時(shí)達(dá)到顯著、甚至極顯著的相關(guān)。說(shuō)明HSCi與產(chǎn)量的穩(wěn)定性和品種的適應(yīng)性關(guān)系不夠穩(wěn)定,至少它不及與產(chǎn)量水平那樣密切相關(guān)。另外,回歸系數(shù)(按bi-1)與產(chǎn)量(ˉxi)的相關(guān)分析(表2)看來(lái):本試驗(yàn)僅達(dá)弱正相關(guān)(0.4645),這與以往研究大體上相符。說(shuō)明回歸系數(shù)bi僅反映品種的適應(yīng)性,有的混稱為產(chǎn)量穩(wěn)定性,它與產(chǎn)量水平基本上無(wú)關(guān)。3hsci和品種bi的關(guān)系(1)高穩(wěn)系數(shù)法是迄今為止可集分析評(píng)價(jià)作物品種高產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)性能于一值的最好方法之一。其育種學(xué)意義非常明確,它比具有同效性的,由灰色分析方法引進(jìn)而成的關(guān)聯(lián)度(ri)分析法計(jì)算更為簡(jiǎn)便,不僅便于指導(dǎo)育種,更易被廣大種子工作者接受,即便是一般農(nóng)民也好領(lǐng)會(huì)這一高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)新概念。因此,這一新方法、新概念最宜在當(dāng)前大力地普及與推廣。(2)品種的基因型與生態(tài)環(huán)節(jié)互作是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)現(xiàn)象,人們?cè)谔剿髌湟?guī)律,研究這一類問(wèn)題時(shí)產(chǎn)生了許多方法。然而,迄今為止諸法都還不能盡善盡美。HSCi法也同樣如此。目前,我們只能就它可將高產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)性結(jié)合上來(lái)說(shuō),解決的比較好,比單講產(chǎn)量或單評(píng)產(chǎn)量穩(wěn)定性要全面。但由HSCi公式數(shù)據(jù)組成及由它與有關(guān)品種產(chǎn)量穩(wěn)定性參數(shù)之間相關(guān)分析結(jié)果(表2),我們不難看出它偏重于反映產(chǎn)量水平,而對(duì)生態(tài)環(huán)境的反映信息,就不夠明顯或穩(wěn)定。HSCi對(duì)環(huán)境的反映性能,明顯不及品種適應(yīng)性,即回歸系統(tǒng)bi那樣具有專業(yè)性,甚至還不及變異系數(shù)CV可較好地反映產(chǎn)量穩(wěn)定程度。因此,筆者認(rèn)為目前尚不能由HSCi完全替代品種適應(yīng)性(如bi)和產(chǎn)量穩(wěn)定性(如C.V和ai)等分析法,尤其是前者(bi),不能因它不具備反映產(chǎn)量功能,也要按豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性要求,指責(zé)它在評(píng)價(jià)品種時(shí)“難確定性”更大,是不夠合適,也不盡合理的。事實(shí)上,bi和C.V和ai所反映的品種信息是有它特定的生物學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值的。盡管它們也不夠完善,但它們計(jì)算簡(jiǎn)便、實(shí)用,目前在鑒定、評(píng)審品種時(shí),尚可用它提供新品種的適應(yīng)范圍,可對(duì)品種布局區(qū)域化提供參考。如“1657”按HSCi雖排在第5位,按bi-1還在第6位(表1),但它多年表現(xiàn)確實(shí)適合高肥高產(chǎn)地區(qū)種植,更易發(fā)揮它的高產(chǎn)潛力。(3)關(guān)于與bi之間相關(guān)系數(shù)計(jì)算中的問(wèn)題。當(dāng)今、國(guó)內(nèi)品種適應(yīng)性分析,多用Eberhart-Russ-ell(1966)模型,它以品種對(duì)環(huán)境指數(shù)的回歸系數(shù)bi=1,離回歸方差S2di=0定義穩(wěn)定性品種,但除自身外,任何品種也難滿足上述條件,因而在使用中便以|bi-1|和Sdi-0值最小者,視