杉木基因型与环境交互效应的AMMI模型分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第17卷第{期南京林业大学学报v01．17No．^1993年12月JournalofNankingForestryUniversityDec．1993杉木基因型与环境交互效应的AMMI模型分析’叶志宏施季森杨荣叶祖豪(南京林业大学)(加拿大Alberta大学)777摘要对选自中国南方的1l2个杉木(cm≈耐妇／anc：eo／a~a(Lamb．)Hook)自由授粉家系在^个制试点进行7生长性状的遗传评定。AMMI(加性主效应与复合交互效应)模型分析揭示存在着显著的家采与地点交互效应。根据家采平均AMMI诂值和交互第一主分量轴得分(

2、PCA1)对地点所作的聚类分析，以及地点间的遗传相关分析，制试点被划分成四个地点群。有证据表明，就生长性状而言，杉木的育种区划分可能与地理区域尤其是纬度带相重叠。112个自由授粉家系依据其吏~．'PCA1及平均材积可在林术遗传育种计划中，许多基因型需要在不同的环境条件下进行遗传评定。对许多数量性状来讲，基因型的表现通常随环境的变化而有所不同，即存在基因型×环境交互(G×E)效应。GXE效应的存在，使得在不同环境条件下基因型问的相对序次或差异程度发生变化，这种变化给我们正确选择基因型带来了困难。Cornstock和Moll(1963)曾从统计学的角度上阐明，较大的GXE效应将会

3、降低选择的效果]50年代J三{来，不少学者们致力于探索分析GE交互效应的统计方法。Sprague和Fcderer(1951)]，Comstoek和Robinson(1952)L，Hanson等(1965)~“]，以及Comstoek和M0J1(1963)啪利用方差分析法(AHOVA)来估计GE交互效应；由Yates和Coehran(1938)ttr3提出并由Eberhart和Russell(1966)td3加以修改应用的回归方法、Falconer(1952)【5倡导并由Burdon(1977)哪引入林业研究的环境间遗传相关方法等也被广泛地采用，但是这些方法都存在明显的局限性。

4、Zobel等(1988)曾对方差分析法和回归分析法的不适用性进行了详细的阐述。Gaueh(]988)提出了关于GE交互效应的一种新的预测模型，即加性主效应和复合交互效应(AMMD模型p1，这种模型先将基因型和环境的加性主效应提取出来，再借助主分量分析方法来探索GE交互效应，最后将基因型和环境的信息呈现在一幅散点图上，以利于对GXE效应作统计推断和进一步的遗传效应分析。近几年在国际小麦和玉米遗传改良中应用AM／VII模型，取得了良好的效果}但在林业上还投有系统地应用过。杉术(晒惭∞(Lamb．)Hook)是中国南方最重要的造林用材树种之一。在杉术收蔫日期l993—o7-o3-幸

5、研究为七五国家攻若专题杉木种子国建立技术的研究的一项子专题15维普资讯http://www.cqvip.com南京林业大学学报翌!堂竺!塑一■的遗传改良工作中，最重要的问题就是要确定育种计划应该是全局性的还是区域性的．应该去培育能在各地普遍适合的优良基因型，还是为特定地区培育特定的基因型。欲回答这个问题，首先必须度量出杉木基因型与栽培地点之间交互效应的太小，确定这种交互效应是否具有显著的实际意义。本研究利用AMMI模型探索杉木生长性状的GE交互效应，这是利用AMMI模型系统研究林木GF．交互效应的首次报道。]材料与方法1_1试验材料与性状测定112个自由授粉家系来自东经102

6、．30。至119．43。，北纬22．30。至30．28。的地理区域，l985年在分布区内8个地点进行造林试验(表1)，每个试验点按随机区组设计，9至10次重复，4株小区。1991年2月测定各试验点每木的树高和胸高处带皮直径，依下式计算平均单株材积：V一0．0872×D日。，(1)式中：为平均单株材积(dm)，D为胸径(era)，H为树高(m)。衰l八个试验地点参试个体的保存率、京系平均材积变化范围、以爰地理和气候参数TablelSurvival，familyrangelIlvolume．~graphicatandclimaticp-fIme‘曾

7、ofetght咀telofth

8、e叫BI1．2统计分析1．2．1AMM1分析加性主效应和复合交互效应(AMMI)分析采用如下统计模型=+a-++r+d+％+岛(2)■‘1式中：为第i地点第区组第单株的材积；是总体均值；为家系均值离差；局为地点均值离差是第J地点内第区组效应；为交互第主分量轴的特征值；和分别为家系和地点在第主分量轴上的得分；表示保留在模型中的主分量轴个数i如为交互剩余项；％代表随机误差。模型的拟合分两步进行：先计算家系和地点的加性主效应，然后再对剩余矩阵作主分量分析]。由于林木个体对测试点内环境异质性的不适应性、动物为害