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在气候变化影响水稻产量的背景下，研究人员开展 “比较稳定性模型以识别适应不同温度的水稻亚种间育种系用于杂交育种” 的研究。通过多模型分析，筛选出 G-17 等优良育种系，为培育适应不同温度的杂交水稻提供材料，意义重大。
在印度泰米尔纳德邦，水稻是人们餐桌上的主食。然而，近年来当地气候变得越发极端，温度不断升高，这给水稻生产带来了巨大挑战。全球气候变暖的大趋势下，国际气候变化专门委员会（IPCC）预测，到 2030 - 2035 年全球气温将升高 1.5°C，这无疑会对粮食生产产生严重影响。在水稻种植中，高温会导致水稻产量大幅下降，而泰米尔纳德邦的主要水稻产区未来预计也将面临温度升高的问题。并且，目前市场上超过 80% 的商业杂交水稻对高温敏感，这意味着急需培育耐高温的水稻杂交品种。在这样的背景下，为了应对气候变化对水稻产量的威胁，培育适应不同温度环境的水稻杂交品种，泰米尔纳德邦农业大学的研究人员开展了相关研究 。研究成果发表在《BMC Plant Biology》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，在实验设计方面，他们选用 76 个新培育的亚种间杂交育种系、两个商业恢复系及多个对照品种，在泰米尔纳德邦四个不同温度区域进行种植实验。在数据分析阶段，运用方差分析（ANOVA）、典范对应分析（CCA）等统计方法，同时采用基于加性主效应和乘积交互作用（AMMI）、最佳线性无偏预测（BLUP）和基因型 × 环境（G×E）等不同统计模型来分析数据，还利用分子标记技术对恢复基因（Rf3 和 Rf4）进行筛选。
研究结果如下：
- 环境影响分析：通过对四个实验地点的温度、降雨等气象参数分析发现，不同环境的温度差异显著。典范对应分析（CCA）表明，最高和最低温度对水稻基因型变异影响显著，是导致不同地点水稻基因型差异的主要因素。
- 方差分析结果：方差分析（ANOVA）和 AMMI 分析显示，基因型、环境以及它们之间的互作（GEI）对水稻的各项性状，如单株产量（SPY）、抽穗 50% 所需天数（DFF）等都有显著影响。其中，GEI 对总变异的贡献达到 42.94%，几乎与基因型变异相当，这凸显了在不同温度条件下选择稳定表现育种系的重要性。
- 育种系筛选结果：
- 基于不同模型筛选：利用不同稳定性模型对育种系进行筛选。在单性状稳定性选择模型（Model - 1）中，筛选出 G-17 等稳定但遗传增益较低的育种系；在单性状平均表现稳定性选择模型（Model - 2）中，结合产量表现和稳定性参数，确定了 G-17、G-25 等既高产又稳定的育种系；在多性状平均表现稳定性选择模型（Model - 3）中，运用多性状稳定性指数（MTSI），筛选出 G-88 等在产量和产量相关性状上表现稳定的育种系 。
- 综合模型筛选：综合所有模型和单株产量平均表现，确定了 G-17、G-25 等多个稳定且高产的育种系。这些育种系在不同温度条件下，比商业恢复系具有更高的产量和可塑性，并且在关键生育期，其小穗育性在不同温度下也能保持较高水平。
- 分子筛选结果：利用 SSR 标记对育种系进行分子筛选，检测 Rf3 和 Rf4 恢复基因的存在情况。结果显示，部分育种系含有这两个恢复基因，可作为三系杂交系统的恢复系；而部分不含恢复基因的稳定育种系，如 G-39 和 G-50，则可用于两系杂交系统。
研究结论和讨论部分指出，本研究采用多种稳定性参数综合评估水稻亚种间育种系在不同温度条件下的表现，是一种创新的策略。通过整合产量表现和稳定性指数，能够更有效地筛选出优良育种系。筛选出的 G-17、G-25 等育种系，经分子分析验证，可作为恢复系用于培育适应不同温度环境的杂交水稻。G-39 和 G-50 等则在两系杂交系统中具有应用潜力。这一研究为培育气候适应性强的杂交水稻提供了重要的理论依据和实践指导，有助于解决气候变化背景下水稻产量受温度影响的问题，对保障粮食安全具有重要意义。
