全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(10): 1849−1855 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由黑龙江省科技攻关重大项目(GA10B102), 黑龙江省普通高等学校重点实验室开放课题(2012-2013), 黑龙江省研究生创新科
研资金项目(YJSCX2011-268HLJ)和大庆市科技计划项目(szd-2011-27)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 左豫虎, E-mail: zuoyhu@163.com
第一作者联系方式: E-mail: llh1979_2001@163.com, Tel: 13836962311
Received(收稿日期): 2013-02-04; Accepted(接受日期): 2013-06-09; Published online(网络出版日期): 2013-08-01.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20130801.1725.002.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.01849
利用 AMMI模型分析寒地水稻 3个品质性状的基因型与环境互作
刘丽华 1 胡远富 2 陈 乔 1 李红宇 1 钱永德 1 吕艳东 1 郑桂萍 1
左豫虎 1,*
1 黑龙江八一农垦大学农学院, 黑龙江大庆 163319; 2 黑龙江省农垦牡丹江管理局双峰农场, 黑龙江密山 158308
摘 要: 为给寒地水稻品种审定和推广应用提供科学依据, 将黑龙江省垦区 6个寒地水稻品种(系)种植在 6个不同生
态点, 利用 AMMI模型对其营养食味品质性状(蛋白质含量、游离脂肪酸含量、直链淀粉含量) 进行了稳定性和适应
性分析。结果表明, 蛋白质含量、游离脂肪酸含量、直链淀粉含量 3项指标在基因型间、环境间及基因型×环境互作
间的方差均达到极显著水平, 这 3 项指标的交互效应主成分值(IPCA)差异也达到显著水平; 影响营养食味品质稳定
性的主要环境气候因子是穗期(抽穗至成熟期)日平均气温和日均气压, 穗期温度高、光照充足和少雨的环境有利于寒
地稻米良好品质的形成; 6 个参试品种(系) 营养食味品质稳定性为建 07-1023>空育 131>龙粳 20>饶选 06-06>北粳
9005=垦稻 08-924, 6个农场对水稻品质影响为查哈阳农场>梧桐河农场>853农场=军川农场>850农场>290农场。
关键词: 水稻; 寒地; AMMI模型; 营养食味品质; 稳定性; 适应性
Interaction of Genotypes with Environments for Three Quality Traits of Rice in
Cold Region by AMMI Model
LIU Li-Hua1, HU Yuan-Fu2, CHEN Qiao1, LI Hong-Yu1, QIAN Yong-De1, LÜ Yan-Dong1, ZHENG
Gui-Ping1, and ZUO Yu-Hu1,*
1 Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China; 2 Shuangfeng Farm, Mudanjiang Bureau of Heilongjiang Land-Reclamation,
Mishan 158308, China
Abstract: In order to provide a scientific basis for varietal approval and application of rice in cold region, the genetic stability and
adaptability of six rice cultivars from Heilongjiang Reclamation region planted in six different ecological sites in Heilongjiang
Province were evaluated for nutritional and eating quality traits (protein, free fatty acid and amylose contents) based on AMMI
(additive main effects and multiplicative interactions) model. The results showed that differences in nutritional and eating quality
traits among genotypes, environments and among genotype × environment interactions were all significant at 1% probability level.
The protein content, free fatty acids content and amylose content were also significantly different in IPCA value. Environmental
factors affecting stability of nutritional and eating quality traits were daily mean air temperature and daily mean air pressure from
heading to maturity stages. The environment with high temperature, enough illumination and little rain at rice heading stage was
advantageous to produce good quality of rice in cold region. The order of stability of nutritional and eating quality traits for the six
cultivars was as follows: Jian 07-1023>Kongyu 131>Longjing 20>Raoxuan 06-06>Beijing 9005=Kendao 08-924. The order for
identifying rice quality of six test farms was Chahayang Farm >Wutonghe Farm >853 Farm =Junchuan Farm >850 Farm >290 Farm.
Keywords: Rice; Cold region; AMMI model; Nutritious and eating quality; Stability; Adaptability
稻米品质性状多表现为易受环境影响的质量-
数量性状[1-2], 这给优质水稻的育种和推广利用带来
一定的影响。众多稻米品质性状中, 营养食味品质
是稻米品质改良的最终目标。水稻营养食味品质的
提高和优质品种的高效化利用都涉及生态环境和栽
培技术措施等多项因素。因此, 研究不同环境条件
下稻米品质的品种稳定性, 发掘对环境钝感的优质
水稻品种(系), 是加快优质水稻品种培育与推广应
1850 作 物 学 报 第 39卷


用的有效途径。
在作物品种区域试验中, 不同品种在不同地点
的产量和品质差异取决于品种的基因型和环境互作
效应。要对品种全面合理地评价, 除了需要准确、
可靠和有代表性的试验资料外, 还离不开合理有效
的试验分析模型和方法。前人在研究作物品种稳定
性和基因型与环境互作分析方面做了大量工作, 提
出和分析了众多的稳定性分析统计模型和方法[3-8]。
其中, AMMI 模型把方差分析和主成分分析结合在
一起, 充分利用试验所获得的信息, 最大程度地反
映互作变异, 通过从加性模型的互作项中进一步分
离出若干个乘积项之和, 提高估计的准确性, 相比
其他方法, 该方法得出的结果更可靠, 已被广泛应
用于不同作物品种区试评价[9-16], 但 AMMI 模型用
于高寒地区水稻产量和品质的研究较少。本研究利
用 AMMI模型对 2011年黑龙江省垦区寒地水稻区试
品种营养食味品质进行分析, 以参数 Di 评价参试品
种的稳定性,参数 Dj 估计试点对品种的影响, 分析品
种和试点互作效应评价品种对试点的特殊适应性 ,
以期为寒地水稻品种审定和推广应用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
应用 2011年黑龙江省垦区寒地水稻区域试验数
据。参试品种 6个, 试点 6个, 参试品种和试验地点
在黑龙江省垦区均比较具有代表性。试验品种(系)
和地点情况及代码见表 1。
1.2 试验方法
1.2.1 试验设计 采用随机区组设计, 3 次重复,
小区面积为 30 m2, 行距和穴距分别为 30 cm 和 12
cm, N、P、K 施肥水平和田间管理均按黑龙江省农
垦水稻区域试验方案统一实施。
1.2.2 测试项目与方法 将采集的试验样品于阴
凉通风处风干至含水量 14.5%, 用 FC-2K 型实验砻
谷机(YAMAMOTO, 离心式)加工成糙米, 用 FOSS
近红外谷物品质分析仪(Infratec 1241)测定其蛋白
质、脂肪和直链淀粉含量, 这 3个性状可以代表主要
的水稻营养食味品质性状。
1.2.3 统计方法 在基因型与环境互作效应显著
的基础上, 进行同质性测验和联合方差分析, 利用
AMMI模型进行品种稳定性分析。
1
n
n
ger g e gn en ger
i
Y u rα β λ δ θ
=
= + + + +∑ [14]
式中, Yger代表第 g个基因型在第 e个环境中第 r次
重复观测值, u是总体平均值, αg是基因型平均偏差
(即各个基因型平均值减去总平均值), βe是环境的平
均偏差(即各个环境的平均值减去总平均值), λn是第
n个主成分分析特征值, γgn是第 n个主成分基因型主
成分得分, δen是第 n个主成分环境主成分得分, n代
表模型主成分分析中主成分因子轴的总个数, θger代
表误差。
1
n
n
gn en
i
rλ δ
=
∑ 为所估算的基因型与环境交互
作用(G×E), λn0.5rgn和 λn0.5δen分别代表基因型 G和环
境 E交互作用的第 n个交互作用主成分(IPCAn)。在
所有显著的 IPCA 上有较小值的基因型或环境就为
稳定的基因型或环境, 因此, 在 IPCA双标图上越接
近坐标原点的基因型或环境越稳定[3]。
参照吴为人[17]的方法计算品种稳定性参数 Di。
它是指一个品种 (或基因型 )在交互作用的主成分
(IPCA)空间中的位置与原点的欧氏距离。

表 1 试验品种(系)和试验点情况及代码
Table 1 Tested varieties(lines), test sites and code
参试品种(系)
Test variety (line)
试验点及气候因子(抽穗至成熟期)
Test site and climate factor (from the heading to maturity stage)
代码
Code
名称
Name
代码
Code
试验点(农场)
Location (farm)
DMAT
(℃)
DMR
(mm)
DMS
(h)
DMAP
(hPa)
g1 龙粳 20 Longjing 20 e1 850农场 850 Farm 18.7 2.0 7.0 998.2
g2 饶选 06-06 Raoxuan 06-06 e2 查哈阳农场 Chahayang Farm 18.0 1.3 7.9 985.0
g3 垦稻 08-924 Kendao 08-924 e3 军川农场 Junchuan Farm 17.8 4.4 6.5 1000.7
g4 北粳 9005 Beijing 9005 e4 梧桐河农场 Wutonghe Farm 18.5 3.2 7.6 999.8
g5 建 07-1023 Jian 07-1023 e5 290农场 290 Farm 17.9 5.6 7.7 983.9
g6 空育 131 Kongyu 131 e6 853农场 853 Farm 18.9 2.2 7.7 998.7
DMAT: 日均气温; DMR: 日均降雨量; DMS: 平均日照时数; DMAP: 日均气压。
DMAT: daily mean air temperature; DMR: daily mean rain fall; DMS: daily mean sunshine hours; DMAP: daily mean air pressure.
第 10期 刘丽华等: 利用 AMMI模型分析寒地水稻 3个品质性状的基因型与环境互作 1851


1
n
i n in
i
D ω γ
=
= ∑
式中, n是显著的 IPCA个数, γin是第 i个基因型在第
n 个 IPCA 上的得分, ωn 是权重系数, 它表示每个
IPCA所解释的平方和占全部 IPCA所解释的平方和
的比例。用 Di 为所有基因型给出相应的定量指标,
品种的 Di值越小, 其稳定性越好。
采用 Microsoft Excel 2000和 DPS 7.05[18]分析
数据。
2 结果与分析
2.1 基因型与环境互作的 AMMI 模型分析
从表 2 可以看出, 本试验中各个参试品种的品
质性状在不同试验区表现不同的平均值, 说明水稻
品种间同一品质性状的稳定性不同。平均蛋白质含
量以龙粳 20 最高, 为 8.08%, 垦稻 08-924 其次, 为
7.73%, 建 07-1023最低, 为 7.48%; 平均游离脂肪酸
以垦稻 08-924 最高, 达 21.47%, 空育 131 其次, 为
21.41%, 饶选 06-06最低(17.03%); 平均直链淀粉含
量以垦稻 08-924最高, 达 11.02%, 饶选 06-06最低,
为 9.91%。
同一试验区不同品种的 3 个品质性状平均值不
同(表 3), 说明不同环境对水稻同一品质性状的影响
不同。平均蛋白质含量以 290 农场最高, 为 8.07%,
军川农场其次, 为 7.97%, 850 农场最低, 为 7.21%;
平均游离脂肪酸含量以查哈阳农场含量最高 , 达
21.49%, 军川农场其次, 为 20.57%, 850 农场最低,
达 18.39%; 平均直链淀粉含量以 853 农场最高, 达
11.57%, 梧桐河农场最低, 为 9.31%。
方差同质性检验表明, 各试验点数据误差同质,
在此基础上对 3 个稻米品质指标进行联合方差分析
(表 4)。基因型、环境及其互作平方和占处理平方和
的百分比(即 SS%)大小可以反映它们对不同品质性
状影响的大小。表 4 可以看出, 环境对蛋白质和直
链淀粉的形成影响最大 , SS%分别为 53.56%和
56.57%; 基因型对游离脂肪酸的形成影响最大 ,
SS%达到 52.75%; G×E对试验中 3个品质指标影响
均较大。从表 5可以看出, 3个品质指标在品种(系)
间、环境间差异及 G×E互作效应均达到极显著水平,
故有必要利用 AMMI模型对这 3个营养食味品质性
状进行稳定性分析。
2.2 营养食味品质稳定性及地点影响分析
AMMI模型稳定性分析表明(表 4), 蛋白质含量
和直链淀粉含量主成分因子 IPCA1、IPCA2的 F值达
极显著水平; 游离脂肪酸含量 IPCA1的 F 值达极显
著水平, IPCA2的 F值达显著水平。蛋白质含量、游
离脂肪酸含量和直链淀粉含量的 G×E第 1和第 2个
交互作用的主成分之和(IPCA1+IPCA2)已分别解释

表 2 同一品种在不同试验区的 3个品质性状平均值
Table 2 Average value of three quality traits of same varieties from different test sites (%)
代码
Code
品种(系)
Variety (line)
蛋白质含量
Protein content
游离脂肪酸含量
Free fatty acids content
直链淀粉含量
Amylose content
g1 龙粳 20 Longjing 20 8.08 20.92 10.78
g2 饶选 06-06 Raoxuan 06-06 7.67 17.03 9.91
g3 垦稻 08-924 Kendao 08-924 7.73 21.47 11.02
g4 北粳 9005 Beijing 9005 7.51 18.13 10.29
g5 建 07-1023 Jian 07-1023 7.48 19.01 10.51
g6 空育 131 Kongyu 131 7.67 21.41 10.58

表 3 同一试验区不同品种的 3个品质性状平均值
Table 3 Average value of three quality traits of different varieties from same test sites (%)
代码
Code
试验点
Test site
蛋白质含量
Protein content
游离脂肪酸含量
Free fatty acids content
直链淀粉含量
Amylose content
e1 850农场 Farm 7.21 18.39 11.22
e2 查哈阳农场 Chahayang Farm 7.94 21.49 10.22
e3 军川农场 Junchuan Farm 7.97 20.57 10.90
e4 梧桐河农场 Wutonghe Farm 7.62 19.92 9.31
e5 290农场 290 Farm 8.07 18.72 9.89
e6 853农场 853 Farm 7.32 18.87 11.57
1852 作 物 学 报 第 39卷


表 4 稻米营养食味品质性状的基因型和环境互作效应分析
Table 4 Analysis of the interaction of genotype and environment for rice nutritional and eating quality traits
蛋白质含量
Protein content
游离脂肪酸含量
Free fatty acids content
直链淀粉含量
Amylose content 变异来源
Source of
variance
自由度
df 平方和
SS
SS% F值
F-value
平方和
SS
SS% F值
F-value
平方和
SS
SS% F值
F-value
处理 Treatment 35 21.96 600.32 117.19
基因型 G 5 4.15 18.80 10.30** 316.66 52.75 22.40** 13.57 11.48 6.28**
环境 E 5 11.74 53.56 29.22** 132.87 22.13 9.39** 66.18 56.57 30.67**
G×E 25 6.07 27.64 3.02** 150.78 25.12 2.13** 37.44 31.95 3.47**
IPCA1 9 4.01 66.06 9.72** 90.19 59.82 4.79** 18.42 49.20 6.64**
IPCA2 7 1.13 18.62 3.52** 33.20 22.02 2.27* 10.31 27.54 4.78**
** 和 * 分别表示达 1%和 5%显著水平; IPCA1和 IPCA2的 SS%表示各主成分值占交互效应的百分比。
** and * represent significance at 1% and 5% levels. SS% of IPCA1 and IPCA2 represent the principal component value percentage of the
interaction effect.

G×E 总变异平方和的 84.68%、81.84%和 76.74%。
因此, IPCA1、IPCA2代表的互作部分, 能对营养食味
品质稳定性做出判断。表 5列出了 6个品种(系)和 6
个地点的 IPCA1、IPCA2及相应稳定性参数 Di值和
Dj值。6个供试品种(系)中蛋白质含量稳定性最好的
是建 07-1023, 其次是饶选 06-06, 稳定性最差的是
龙粳 20和北粳 9005; 游离脂肪酸含量稳定性以龙粳
20 最优, 北粳 9005 最差; 北粳 9005 直链淀粉含量
最稳定, 其次是建 07-1023, 再次是饶选 06-06。
Dj 值可以反映各试验地点对品种各营养食味品
质的影响, Dj 值越大, 说明影响越强, 反之, 越弱,
影响强的农场更适宜作为区试地点。由表 5 可以看
出, 本试验 6个试点中, 对蛋白质影响最强的是梧桐
河农场, 其次是 853 农场, 影响最差的是 290 农场;
对游离脂肪酸影响最强的是 850 农场, 其次是查哈
阳农场, 影响较差的是 290 农场; 对直链淀粉影响
最强的是军川农场, 其次是查哈阳农场, 影响最差
的是 290农场。
2.3 品种适应性分析
由于蛋白质、游离脂肪酸和直链淀粉含量的 G
×E 前 2 个主成分之和已能解释 70%以上的总变异
(表 4), 故以 IPCA1为 X 轴, IPCA2为 Y 轴建立的
AMMI双标图(图 1)也能较好地反映品种的稳定性和
地点的影响。在 AMMI双标图上越接近坐标原点品

表 5 参试品种与地点蛋白质、游离脂肪酸和直链淀粉含量的稳定性参数
Table 5 Stability parameter of protein, free fatty, acid and amylose content of the varieties from different test sites
蛋白质含量
Protein content
游离脂肪酸含量
Free fatty acids content
直链淀粉含量
Amylose content 代码
Code
品种(系)和试验区
Variety (line) and Test site IPCA1 IPCA2 Di IPCA1 IPCA2 Di IPCA1 IPCA2 Di
品种(系) Variety (line)
g1 龙粳 20 Longjing 20 –0.722 0.315 0.792 –0.556 0.249 0.612 –0.646 0.790 1.023
g2 饶选 06-06 Raoxuan 06-06 0.092 –0.395 0.412 0.885 0.301 0.932 –0.411 –1.052 1.133
g3 垦稻 08-924 Kendao 08-924 –0.358 –0.241 0.434 0.966 –0.462 1.074 1.306 0.088 1.314
g4 北粳 9005 Beijing 9005 0.580 0.480 0.755 –1.791 –0.456 1.853 0.019 –0.206 0.213
g5 建 07-1023 Jian 07-1023 0.004 0.090 0.092 0.502 –0.975 1.102 0.141 0.222 0.262
g6 空育 131 Kongyu 131 0.404 –0.249 0.473 –0.006 1.343 1.341 –0.409 0.158 0.445
试验区 Test site
e1 850农场 850 Farm 0.013 –0.361 0.363 –0.759 1.105 1.341 –0.825 0.361 0.902
e2 查哈阳农场 Chahayang Farm –0.634 –0.136 0.654 1.237 –0.279 1.272 –0.816 –0.475 0.943
e3 军川农场 Junchuan Farm –0.289 0.245 0.385 –1.146 –0.407 1.223 0.446 –0.951 1.054
e4 梧桐河农场 Wutonghe Farm 0.620 –0.372 0.734 0.534 0.942 1.082 0.606 0.651 0.891
e5 290农场 290 Farm –0.204 0.121 0.247 1.008 –0.517 1.133 –0.148 0.413 0.442
e6 853农场 853 Farm 0.490 0.502 0.703 –0.874 –0.842 1.212 0.737 0.001 0.742
表中 IPCA1 和 IPCA2下的数字表示 3个水稻品质性状的主成分值。
The data under IPCA1 and IPCA2 in the table represent the principal component value of three rice quality traits.
第 10期 刘丽华等: 利用 AMMI模型分析寒地水稻 3个品质性状的基因型与环境互作 1853



图 1 寒地水稻营养食味品质性状的 AMMI交互作用双标图
Fig. 1 AMMI biplots ( IPCA1- IPCA2 ) for nutritional and eating quality traits of rice in cold region

种(系)稳定性越好, 越远离坐标原点的地点影响越
强, 双标图反映的品种稳定性和地点的影响大小与
表 3的分析结果是一致的。
品种在地点图标与原点连线二维空间的垂直投
影代表其在此试点的最大交互效应, 在正向连线上
的最大投影代表此品种(系)在此试点表现出最佳适
应性, 若垂直投影在地点和原点反向延长线上则表
现不适应性。蛋白质项中, 龙粳 20在查哈阳农场、
空育 131在梧桐河农场、北粳 9005在 853农场, 这
些图标与原点的连线有较大的垂直投影, 表明这些
品种(系)在这些试点表现出最佳适应性; 游离脂肪
酸项中, 空育 131 在 850 农场、建 07-1023 和垦稻
08-924在查哈阳农场、北粳 9005在 853农场均表现
出最佳适应性; 直链淀粉项中, 龙粳 20在 850农场、
饶选 06-06在查哈阳农场、垦稻 08-924在梧桐河农
场均表现出最佳适应性。
上述分析表明, 建 07-1023 的蛋白质、龙粳 20
的游离脂肪酸、北粳 9005的直链淀粉含量受环境影
响最小, 适应性最好; 此外, 其他参试品种蛋白质、
游离脂肪酸和直链淀粉含量在活动积温较高、水稻
抽穗后日照时间长、降水量少的地点适应性较好。
2.4 G×E 互作及其与环境气候因子的相关性分
析
表 6 列出了试验点的各项 IPCA 值与穗期的环
境气候因子的相关系数。蛋白质含量项分析显示 ,
其稳定参数 Di与日均气温达到显著正相关, 相关系
数为 0.82*, 与日均降雨量呈负相关, 但未达显著水
平, 结合图 1 的分析结果, 龙粳 20 在查哈阳农场、
空育 131 在梧桐河农场、北粳 9005 在 853 农场的
G×E 互作中, 穗期日均气温较高、日均降雨量较低
的环境下有较好稳定性。同理, 对游离脂肪酸而言,
其稳定参数 Di与日均气压达到显著负相关, 相关系
数为 0.89*, 与其他环境气候因子相关均不显著, 空
育 131、建 07-1023、垦稻 08-924、北粳 9005 在日
均气压较低、平均日照时数较多的地点均表现出最
佳适应性。对直链淀粉而言, 稳定参数 Di与日均气
温、日照时数呈负相关, 与日均降雨量和日均气压
呈正相关, 但相关性均未达显著水平。
3 讨论
3.1 AMMI模型及品种稳定性分析
培育优质而稳定的品种是水稻品质育种最重要
的目标 , 在分析品种稳定性的众多数学模型中 ,
AMMI 模型最佳[7]。本试验使用 AMMI 模型分析发
现, 环境对供试寒地水稻品种蛋白质和直链淀粉含
量影响最大, 其次为 G×E, 基因型最小; 对游离脂肪
酸的影响为基因型>G×E>环境; 本试验中供试品种 3
项品质指标的综合稳定性呈建 07-1023>空育 131>

表 6 3个品质性状稳定参数与气候因子之的相关系数(抽穗至成熟期)
Table 6 Correlation coefficients between stability parameter of three quality traits and climate factors from heading to maturity stage
Di 环境气候因子
Environment factor 蛋白质含量
Protein contents
游离脂肪酸含量
Fatty acids content
直链淀粉含量
Amylose content
日均气温 DMAT 0.82* 0.17 –0.35
日均降雨量 DMR –0.58 0.20 0.32
平均日照时数 DMS –0.26 0.32 –0.60
日均气压 DMAP 0.71 –0.89* 0.10
υ = 4, r0.05 = 0.811. DMAT: daily mean air temperature; DMR: daily mean rain fall; DMS: daily mean sunshine hours; DMAP: daily mean
air pressure.
1854 作 物 学 报 第 39卷


龙粳 20>饶选 06-06>北粳 9005=垦稻 08-924的趋势,
试点影响为: 查哈阳农场>梧桐河农场>853农场=军
川农场>850农场>290农场。说明寒地水稻品种及营
养食味品质指标在不同基因型间、地点间及互作方
面均存在差异, 这与张坚勇等[12]和万向元等[19]的研
究结果一致。虽然稳定性参数 Di和 Dj可定量描述品
种的稳定性以及地点的适应性, 但品种间稳定性差
异以及地点间适应性差异是否达到显著水平, 还有
待进一步研究。
依据 AMMI分析的前两位主成分值及其相应的
稳定性参数 Di 值, 本试验对参试品种(系)营养食味
品质与环境间的稳定性评价结果与现实种植中品种
的稳定性表现基本一致。综合比较表明, 建 07-1023
营养食味品质最稳定; 空育 131和龙粳 20营养食味
品质较稳定; 饶选 06-06、北粳 9005、垦稻 08-924
三个品系品质表现较差。现实生产中, 空育 131 和
龙粳 20两个品种的生育期基本一致, 品质稳定性均
较好, 至今一直作为品比试验和区试试验中的对照
品种; 各品系的营养食味品质还值得进一步探讨。
3.2 品种营养食味品质适应性分析
营养食味品质属数量性状, 除受遗传因素控制
外, 还受环境条件的影响[20-21]。本研究结果显示, 6
个寒地水稻品种(系)在不同地点种植, 营养食味品
质适应性存在差异, 适应性因品种和环境而异, G×E
之间存在很强的互作效应。建 07-1023 的蛋白质、
龙粳 20 的游离脂肪酸、北粳 9005 的直链淀粉含量
受环境影响最小 , 适应性最好 , 此外 , 其他参试品
种蛋白质、游离脂肪酸和直链淀粉含量在活动积温
较高、水稻抽穗后日照时间长、降水量少的地点适
应性较好。因此, 在品种研究中根据育种目标, 培育
品质稳定性较好品种很重要, 但如果能发现品种和
环境互作很强的品种也很有意义。AMMI 模型是分
析品种的多地点试验数据十分有效的工具, 但是目
前只能对单个性状进行分析, 如何对多个性状进行
综合分析还有待于进一步深入研究。
3.3 G×E互作及其与气候因子的相关性分析
G×E 互作与气候因子相关分析表明, 不同试验
抽穗期到成熟期的环境因子对蛋白质、游离脂肪酸
和直链淀粉含量有较大影响(表 4)。对蛋白质含量影
响较大的气候因子是日平均气温, 两者呈显著正相
关, 蛋白质含量与日均降水呈负相关; 对游离脂肪
酸影响较大的是日均气压, 两者呈显著负相关, 游
离脂肪酸与日均温度和日照时数均呈正相关; 直链
淀粉与日均气温、日照时数呈负相关, 与日均降雨
量和日均气压呈正相关, 说明穗期温度高、光照充
足和少雨的环境有利于稻米品质的提高。已有研究
指出, 一般品种的直链淀粉含量主要受灌浆期温度
影响, 较低的生长温度能诱导粳稻的 Wx 基因的表
达和 GBSS 酶活性的增加, 从而使直链淀粉含量增
加, 口感变差[19], 这与本试验“直链淀粉稳定性与日
均气温呈负相关”结果一致, 但相关性未达显著水平,
这可能是试验误差造成的, 有待进一步研究。
4 结论
基因型、环境及其互作对寒地水稻蛋白质含量、
游离脂肪酸含量、直链淀粉含量影响不同 , 其中
G×E的影响较大; AMMI模型可以判断 6个参试品种
(系)营养食味品质的稳定性和 6个试点的适应性, 本
试验条件下, 建 07-1023品质稳定性最好, 查哈阳农
场最适合作物品质鉴定; 穗期温度高、光照充足和
少雨的环境有利于寒地稻米良好品质的提高。
References
[1] Zhang J-Y(张坚勇), Wan X-Y(万向元), Xiao Y-H(肖应辉).
Analysis on stability of eating quality of cooked rice (Oryza sa-
tiva L.). Sci Agric Sin (中国农业科学), 2004, 37(6): 788–794 (in
Chinese with English abstract)
[2] Miura K, Lin S Y, Yano M, Nagamine T. Mapping quantitative
trait loci controlling seed longevity in rice (Oryza sativa L.).
Theor Appl Genet, 2002, 104: 981–986
[3] Piepho H P. Analyzing genotype-environment data by mixed
models with multiplicative effects. Biometrics, 1997, 53:
761–766
[4] Wu Y-Q(吴元奇), Pan G-T(潘光堂), Rong T-Z(荣廷昭). Study
progress in crop stability. J Sichuan Agric Univ (四川农业大学
学报), 2005, 23(4): 482–489 (in Chinese with English abstract)
[5] Hu B-M(胡秉民), Geng X(耿旭). Crop Stability Analysis (作物
稳定性分析). Beijing: Science Press, 1993. pp 68–70 (in Chi-
nese)
[6] Piepho H P. Stability analysis using the SAS system. Agron J,
1999, 91: 154–160
[7] Zhang Q-Y(张群远), Kong F-L(孔繁玲). Comparison of statisti-
cal models for regional crop trial analysis. Sci Agric Sin (中国农
业科学), 2002, 35(4): 365–371 (in Chinese with English abstract)
[8] Hu X-Y(胡希远), You H-L(尤海磊), Song X-F(宋喜芳). Com-
parison of different models for crop stability analysis. J Triticeae
Crops (麦类作物学报), 2009, 29(1): 110–117 (in Chinese with
English abstract)
[9] Liu W-J(刘文江), Li H-J(李浩杰), Wang X-D(汪旭东). Stability
analysis for elementary characters of hybrid rice by AMMI model.
第 10期 刘丽华等: 利用 AMMI模型分析寒地水稻 3个品质性状的基因型与环境互作 1855


Acta Agron Sin (作物学报), 2002, 28(4): 569–573 (in Chinese
with English abstract)
[10] Shi W-X(施万喜). Analysis on high yield and stability of winter
wheat cultivars in dryland of east Gansu by AMMI model. Agric
Res Arid Areas (干旱地区农业研究), 2009, 27(3): 37–43 (in
Chinese with English abstract)
[11] Ji J-H(冀建华), Liu G-R(刘光荣), Li Z-Z(李祖章), Liu Y-R(刘
益仁). Effects of long-term fertilization on stability of double
cropping rice yield based on AMMI model. Sci Agric Sin (中国
农业科学), 2012, 45(4): 685–696 (in Chinese with English ab-
stract)
[12] Zhang J-Y(张坚勇), Xiao Y-H(肖应辉), Wan X-Y(万向元).
Stability analysis for appearance qualities of rice cultivar. Acta
Agron Sin (作物学报), 2004, 30(6): 548–554 (in Chinese with
English abstract)
[13] Jiang K-F(蒋开锋), Zheng J-K(郑家奎), Zhao G-L(赵甘霖).
Stability of grain yield traits and their correlation in hybrid rice.
Chin J Rice Sci (中国水稻科学), 2001, 15(1): 67–69 (in Chinese
with English abstract)
[14] Su Z-X(苏振喜), Zhao G-Z(赵国珍), Liao X-H(廖新华). Stabi-
lity of eating quality traits of japonica soft rice from different lo-
cations at different altitudes in Yunnan Province, China. Chin J
Rice Sci (中国水稻科学), 2010, 24(3): 320–324 (in Chinese with
English abstract)
[15] Yao X(姚霞), Li W(李伟), Yan Z-H(颜泽洪). Application of
AMMI model on the yield trait analysis of wheat regional trials. J
Triticeae Crops (麦类作物学报), 2005, 25(6): 103–107 (in Chi-
nese with English abstract)
[16] Jiang K-F(蒋开锋), Zheng J-K(郑家奎), Zhao G-L(赵甘霖).
Analysis of combining ability based on AMMI model. Acta
Agron Sin (作物学报), 2000, 26(6): 959–962 (in Chinese with
English abstract)
[17] Wu W-R(吴为人). An improvement on the method of variety
stability analysis based on the AMMI model. Hereditas (遗传),
2000, 22(1): 31–32 (in Chinese with English abstract)
[18] Tang Q-Y(唐启义), Feng M-G(冯明光). Practical Application of
Statistics Analysis and DPS Data Processing System (实用统计
分析及其 DPS数据处理系统). Beijing: Science Press, 2002 (in
Chinese)
[19] Wan X-Y(万向元 ), Hu P-S(胡培松 ), Wang H-L(王海莲 ).
Analysis on stability of AC, GT and PC in rice varieties (Oryza
sativa L.). Chin J Rice Sci (中国农业科学), 2005, 38(1): 1–6 (in
Chinese with English abstract)
[20] Shen X-H(沈希宏), Yang S-H(杨仕华), Xie F-X(谢芙贤).
Genotype × environment interaction and its relationship to cli-
mate factors in rice regional trial. Chin J Rice Sci (中国水稻科
学), 2000, 14(1): 31–36 (in Chinese with English abstract)
[21] Liu J(刘健). Research advances on the effects of environmental
factors on rice grain quality. J Hubei Agric Coll (湖北农学院学
报), 2002, 22(6): 550–553 (in Chinese with English abstract)




欢迎订阅 2014年《中国生态农业学报》
《中国生态农业学报》由中国科学院遗传与发育生物学研究所和中国生态经济学会主办，中国科学院
主管，科学出版社出版。系中国科技精品期刊、中文核心期刊、RCCSE中国权威学术期刊，为中国学术期
刊综合评价数据库、中国期刊全文数据库、中国学术期刊文摘、中国科学引文数据库、中国科技论文与引
文数据库、CNKI中国期刊全文数据库源刊，并被国际农业生物学文摘(CABI)、美国化学文摘(CA)、哥白尼
索引(IC)、美国乌利希国际期刊指南等国际数据库及检索单位收录。荣获第三届、四届全国农业优秀期刊一
等奖和首届北方优秀期刊奖，被评为 2009年中国北方优秀期刊, 连续多届获得河北省优秀期刊奖。
《中国生态农业学报》主要报道全球环境变化与农业、农业生态系统与生态农业理论基础、农田生态
系统与农业资源、生态农业模式和技术体系、农业生态经济学、农业环境质量及环境保护、农业有害生物
的综合防治等领域创新性研究成果。适于从事农业生态学、生态学、生态经济学以及环境保护等领域科技
人员、高等院校有关专业师生，农业及环境管理工作者和基层从事生态农业建设的技术人员阅读与投稿。
《中国生态农业学报》国内外公开发行, 国内刊号 CN13-1315/S, 国际刊号 ISSN1671-3990。月刊, 国
际标准大 16开本, 128页, 每期定价 35元, 全年 420元。邮发代号: 82-973, 全国各地邮局均可订阅。漏订
者可直接汇款至编辑部补订(需另加邮资 50.00元)。
地址: 河北省石家庄市槐中路 286号 中科院遗传发育所农业资源中心《中国生态农业学报》编辑部
邮编: 050022 电话: (0311) 85818007 传真: (0311) 85815093
网址: http://www.ecoagri.ac.cn/ E-mail: editor@sjziam.ac.cn