基于R语言GGE双标图的辽宁地区薄皮甜瓜品种2年区域试验产量分析

摘    要：为了综合评价2年甜瓜区域试验品种基因型及基因与环境的互作关系，为甜瓜品种区域试验和育种工作提供理论依据，应用GGE双标图对2年甜瓜区域试验品种多点产量数据进行分析。结果表明，堪甜98和金凤凰9号是兼具丰产性和稳产性，并具有广泛适应性的优良甜瓜品种。试点分析表明，5个试点存在或强或弱的正向相关性，2020年和2021年5个试点分为2个和3个生态亚区。2020年盘锦、2021年沈阳试点是兼备区分力和代表性的较为理想的试点环境，可以用于筛选高产稳产甜瓜品种；丹东试点是具备强区分力的种植环境，可以用来淘汰不稳定甜瓜品种，但是不能筛选稳产的优良品种。GGE双标图能直观展示甜瓜品种的丰产性和稳产性，确认参试品种的生态适应区域，鉴别试点环境的区分能力和目标生态区的代表性，在甜瓜的种植推广工作中具备一定的参考价值。

关键词：甜瓜品种；区域试验；GGE双标图；稳产性；试点鉴别力

中图分类号：S652 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2023）01-035-07

Yield analysis of muskmelon varieties in Liaoning regional test for 2 years based on R language GGE biplot

LI Ning

（Dandong Academy of Agricultural Sciences， Fengcheng 118109， Liaoning， China）

Abstract： In order to comprehensively evaluate the genotype of melon varieties in two-year regional test and the interaction between genes and environment， and to provide theoretical basis for melon variety regional test and breeding， GGE double plot was used to analyze the multi-point yield data of melon varieties in two-year regional test. The results showed that Kantian 98 and Jinfenghuang No. 9 were excellent melon varieties with high and stable yield and wide adaptability. The analysis shows that there is a strong or weak positive correlation among the five pilots. The five pilots are divided into two and three ecological subregions in 2020 and. Panjin in 2021 and Shenyang in 2021 are ideal pilot environments with both discrimination and representativeness， which can be used to screen melon varieties with high and stable yield. Dandong pilot is a planting environment with strong discrimination， which can be used to eliminate unstable melon varieties， but can not screen excellent varieties with stable yield. GGE double plot can directly show the high and stable yield of melon varieties， confirm the ecological adaptation areas of the tested varieties， and identify the distinguishing ability of the pilot environment and the representativeness of the target ecological areas， which has certain reference value in melon planting and extention.

Key words： Melon varieties; Regional test; GGE biplot; Stable yield; Pilot discrimination

农作物高产稳产是重要的产量育种目标，但由于农作物的产量性状受到基因效应、环境因素、基因与环境互作效应的共同影响，导致相同的品种在不同的种植环境中、不同的年际间产量均表现出一定的差异。因此，客观、准确地把握与评价作物基因与环境的互作模式，是作物区域试验分析的核心任务[1]。作物的基因与环境相互作用（即产量的稳定性）分析一直是国内外学者研究的重点，曾先后提出了多种多样的分析方法[1-6]。其中GGE（基因与基因-环境互作）双标图法是由严威凯等[1]提出、用于分析基因和基因与环境互作的方法，此方法同时考虑基因型（G）、基因与环境互作（G×E），可以更直观准确地用于品种丰产稳产性、区域适应性及试验地点鉴别力的综合分析评价[2]。近年来，GGE双标图被科研工作者广泛地用于多种作物的区域试验资料分析，为农作物新品种在不同生态种植区域的适应性评价提供了新方法[7-13]，克服了传统的分析方法难以全面准确地对品种和试点种植环境进行综合评价的缺点。甜瓜作为深受广大消费者喜爱的高产值经济作物之一，高产、优质、高效是适宜推广甜瓜品种的必备特征。为适应市场及生产需要，科学准确地对甜瓜新品种的综合生产力和区域适应性进行评价，对参试品种的推广及保持区域试验的稳定性具有重要的意义。

笔者采用R语言GGE双标图的方法，对辽宁地区2020—2021年的甜瓜新品种多点区域试验的结果进行分析。利用GGE双标图对参试品种的丰产性、稳产性、试验环境的鉴别能力进行分析探讨，结合分析参试甜瓜品种的品质与抗病性结果，为优良甜瓜新品种的筛选与推广以及种植区域的确定奠定基础，也为甜瓜品种区域试验点的设置提供理论参考。

1 材料与分析

1.1 材料

参试品种为7个，彩虹7号为对照品种，参试品种详情见表1。

1.2 试验设计

试验于2020－2021年在辽宁省进行甜瓜品种区域试验，设置5个试验点，包括丹东市、阜新市、盘锦市、辽阳市、沈阳市。试验采用统一方案，在春大棚中进行，随机区组排列，设置3次重复，小区面积不少于6 m2，株距40 cm，行距65 cm，折合667 m2保苗2564株。采用地爬式栽培。主蔓4片真叶时掐尖，选留3条健壮子蔓，每株预计留瓜3个。全区测产后折算为标准面积产量。试验地通风透光性好、无遮阴、地势平整、排灌方便、前茬一致、肥力均匀、中等。试验地四周设保护行。根据当地实际情况及时育苗、定植，确保全苗。管理水平与当地中等生产水平相当，及时中耕、施肥、排灌、治虫。

利用手持式糖度计测量甜瓜的可溶性固形物含量（%）。霉霜病和白粉病的鉴定参考杨柳燕等[14]、吕淑珍等[15]、马鸿艳[16]的刷叶法。参照马鸿艳[16]和贺玉花[17]的病级分类方法把病情分6级。病情指数的计算公式为：病情指数（DI）=∑（病级×该病级株数）/（最高级代表值×调查总株数）×100。抗感程度为免疫（IM）：DI=0；高抗（HR）：0.01＜DI＜11.11；中抗（MR）：11.11＜DI＜22.22；抗病（R）：22.22＜DI＜33.33；感病（S）：33.33＜DI＜55.55；中感（MS）：55.55＜DI＜77.77；高感（HS）：77.77＜DI＜100[14-16]。

1.3 分析方法

笔者采用R语言GGE BIPlotGUI程序包进行参试品种产量的GGE双标图构建，利用“丰产性和稳产性”功能图分析参试品种的丰产性和稳产性，利用“理想品种排序”功能图筛选潜在的优良品种，利用“哪个赢在哪里”功能图进行参试品种适应性鉴定，利用“区分力与代表力”功能图分析试点的鉴别力[1]。应用DPS 7.05软件对甜瓜多点产量进行联合方差分析。

2 结果与分析

2.1 甜瓜品种多点产量比较分析

由表2可知，2020年7个甜瓜品种在5个试验点的产量变幅为28.946～41.504 t·hm-2。T5平均产量最高，T7平均产量最低。不同试点间平均产量比较，丹东平均产量最高，达37.987 t·hm-2，阜新试点平均产量最低，达30.816 t·hm-2。

由表3可知，2021年甜瓜品种多点产量变幅为28.946～45.012 t·hm-2。T5平均产量最高，T7产量最低。不同试点的甜瓜平均产量表现不同，丹东试点平均产量最高，为38.578 t·hm-2，阜新试点平均产量最低，为32.193 t·hm-2。

2.2 甜瓜品种丰产性和稳产性

GGE双标图中的“丰产性与稳产性”功能图可以用于解释分析参试品种的丰产稳产性。由图1可知，2020年丰产性最好的品种是T5，其次是T6、T4和T2，T3丰产性接近平均水平，丰产性最低是T7；稳产性最好的是T6，其次是T5和T7，稳产性最差的是T1。2021年丰产性最好的是T5，其次是T6、T1和T2，T2最接近产量平均水平；稳产性最好的是T5，其次是T6和T1。综合2年参试品种丰产性和稳产性看，T6和T5是丰产性和稳产性兼优的甜瓜品种。

2.3 甜瓜品种区域适应性

“哪个赢在哪里”功能图（图2）解释了参试品种的生态区域适应性。2020年5个试点被分在2个扇区，丹东为1个扇区，T3和T4是产量表现“最优品种”，其余4个试点在1个扇区，T5和T6是最优品种。2021年5个试点被分在3个扇区，丹东为1个扇区，T6是产量表现最优品种，阜新、沈阳和盘锦为1个扇区，T5为最优品种，辽阳为1个扇区，但此扇区内没有适应该区的最优品种，说明参试品种在该试点表现均不是最好。没有落入试点扇区的品种在所有试点表现均一般。

2.4 甜瓜品种综合排序

由“理想品种”排序图（图3）可以看出，2020年理想品种排序：T5＞T6＞T4＞T2＞T3＞T1＞T7；2021年理想品种排序为：T5＞T6＞T1＞T2＞T3＞T4＞T7。2年的甜瓜理想品种排序结果中，T5均是处于同心圆内，且距离圆心最近，表明其与理想品种接近程度最高，表现最为突出，是同时具备较高丰产性、稳产性的优良品种，其次为T6，也是丰产性稳产性较好的品种。

2.5 试点区分力与代表性

由图4可知，2020年，区分能力最大的是丹东试点，代表性最强的是阜新试点，阜新与盘锦，沈阳与辽阳较为相似，辽阳与丹东相似性最低。2021年区分力最大是丹东试点，最具目标生态代表性的是沈阳试点，辽阳与盘锦试点相似性较高，丹东与辽阳试点相似性最低。

2.6 2年产量数据双标图

将7个参试品种5个重复性环境进行年际间GGE双标图分析。由图5可见，T5和T6在2年区试试验中在大多数环境表现高产。T7和T4在2年间5个种植环境中产量表现一般。由区分力与代表性分析可知，丹东、阜新和沈阳年际间环境向量夹角较小，说明其年际间重复性强。

2.7 参试甜瓜品质、抗病性分析

将7个参试甜瓜品种的主要性状列于表4。由表4可知，7个试验品种中，T1、T2、T3、T4、T5均抗霜霉病；T6、T7为感霜霉病。所有品种均抗白粉病。T2和T3是属于单果质量较小，口感较软，可溶性固形物含量较高，产量偏低的品种。T1、T4、T5、T6均属于果肉口感适中，甜度适中的品种，其中T5和T6产量高，单果质量较大，含糖量较高。