编辑推荐：
在农业领域，硬粒小麦产量受多种因素影响。研究人员为评估基因型、环境及二者互作（G×E）对硬粒小麦产量的影响，开展相关研究。结果表明环境是产量变异主因，还筛选出高产品种。这为硬粒小麦育种应对气候变化提供关键信息。
在广袤的农业天地里，硬粒小麦（Triticum durum）可是一位 “明星作物”。它作为地中海地区最早被驯化的粮食作物之一，拥有着广阔的种植面积，每年都为人们贡献着大量的粮食。然而，就像一场充满变数的冒险，在种植硬粒小麦的过程中，却面临着诸多挑战。
在变幻莫测的地中海气候下，降雨和气温如同两个调皮的小精灵，总是肆意地变化着。在作物生长的季节里，每年的降雨和温度都难以预测，这种不稳定的气候条件严重制约着硬粒小麦的产量。它们之间复杂的相互作用，也就是基因型 × 环境互作（G×E），更是让产量变得极不稳定。想象一下，农民们辛勤播种，满心期待着丰收，却因为气候的变化而难以如愿，这是多么令人无奈的事情。
与此同时，在像伊朗这样的发展中国家，农业的命运与降雨紧密相连。伊朗大约 60% 的耕地依赖降雨，降雨的减少让农业生产陷入困境。过去 20 年，伊朗的降雨模式不断改变，干旱愈发严重，大量的降雨在蒸发和蒸腾中白白流失。而且，伊朗不同地区的气候差异巨大，干旱和半干旱地区深受其害。在这样的大背景下，如何确保硬粒小麦的产量，成为了亟待解决的问题。
为了找到解决问题的办法，来自伊朗旱地农业研究所（Dryland Agricultural Research Institute，DARI）等机构的研究人员挺身而出，开启了一场探索之旅。他们深知，培育稳定高产的小麦品种，是应对粮食安全挑战的关键。于是，他们怀揣着使命，开展了一项旨在评估基因型、环境以及 G×E 互作对硬粒小麦产量影响的研究。同时，他们还希望能够找到高产品种，并且确定影响 G×E 互作的气候变量。最终，研究成果发表在了《European Journal of Agronomy》上。
在这场研究之旅中，研究人员运用了多种巧妙的方法。他们精心挑选了 25 个硬粒小麦基因型，其中包括 21 个极具潜力的育种系和 4 个对照品种。这些品种在 7 个旱地研究站，历经 3 个种植季节（2020 - 2021、2021 - 2022 和 2022 - 2023）的考验，这就是 28th 精英区域硬粒小麦产量试验（28th ERDWYT）。在数据分析阶段，研究人员使用了四种强大的统计模型，分别是加性主效应和乘积互作模型（additive main effects and multiplicative interaction，AMMI）、基因型加 G×E（GGE）双标图、因子回归（factorial regression，FR）和偏最小二乘（partial least squares，PLS）回归。通过这些模型，他们深入剖析数据，寻找隐藏在其中的奥秘。
研究人员首先进行了 AMMI 方差分析。结果令人惊讶，基因型、环境和 G×E 互作的影响都极为显著（P <0.01）。环境就像一个 “大力士”，成为了产量变异的主要来源，它对总变异的贡献率高达 94.2%，而 G×E 互作的贡献率为 4.7%，基因型的贡献率仅为 0.5%。这表明环境在硬粒小麦的产量表现中起着决定性的作用。
接着，研究人员利用 GGE 双标图进行了分析。通过 “which - won - where” 模式，他们发现不同年份的环境分组结果竟然出奇地一致，最终划分出了四个硬粒小麦产量试验的大环境（mega - environment，ME）。这一发现意义重大，意味着可以根据这些分组，将不同的基因型推荐到合适的大环境中种植。而且，通过分析，他们还发现了 G19、G12、G22 和 G23 这些育种系在不同环境下都表现出高产和稳定性，是非常有潜力的品种，可以用于后续的育种计划和品种推荐。
随后，因子回归（FR）模型也发挥了重要作用。研究人员发现，与每月降雨量和温度相关的气候变量，竟然能够解释 69.5% 的 G×E 互作变异。这让他们更加清楚地了解到气候因素对产量的影响机制。
最后，偏最小二乘（PLS）双标图也给出了独特的见解。它根据温度和降雨量对环境进行了区分，还识别出了对气候变量最敏感（如 G4、G9、G24、G25）和最不敏感（如 G23、G21 和 G14）的基因型。这些发现为后续的育种工作提供了重要的参考。
综合来看，这项研究取得了丰硕的成果。环境条件，尤其是降雨及其季节性分布，是导致硬粒小麦区域产量试验中基因型表现差异的主要原因，它们引发了强烈的 G×E 互作。在伊朗的旱地地区，降雨不足仍然是硬粒小麦种植的主要障碍，而低温也开始限制产量并影响种植发展。
研究人员通过多种统计模型，深入分析了硬粒小麦产量与基因型、环境以及 G×E 互作之间的关系。他们不仅划分出了大环境，筛选出了高产稳定的基因型，还明确了影响 G×E 互作的关键气候变量。这些成果为未来硬粒小麦的育种计划提供了宝贵的信息，让育种家们在应对气候变化时，有了更明确的方向。他们可以根据不同的环境条件，选择合适的基因型进行培育，从而提高硬粒小麦的产量稳定性和适应性，为保障全球粮食安全贡献力量。这场关于硬粒小麦的研究之旅，为农业的可持续发展点亮了一盏明灯，让我们看到了未来农业的希望。
