基于AMMI和GGE双标图分析的多环境试验揭示绿豆抗伯瑞霉叶斑病基因型稳定性与适应性

为解决伯瑞霉叶斑病(BLS)威胁绿豆生产的全球性问题，研究人员通过多环境试验(METs)结合AMMI模型和GGE双标图分析，筛选出稳定抗病基因型AG-11(DS=4.1)和AK-58(DS=3.4)，并鉴定出安南塔格(Anantnag)为理想抗性筛选位点。该研究为抗病育种提供了科学框架，对可持续农业具有重要意义。

　　

研究背景与意义
绿豆(Vigna radiata)作为热带地区重要的短周期豆科作物，其生产正面临伯瑞霉叶斑病(Boeremia Leaf Spot, BLS)的严重威胁。这种由Boeremia exigua引起的真菌病害，凭借其广泛的寄主范围、多变致病菌株和对环境的高度敏感性，已成为导致全球绿豆减产11-70%的"隐形杀手"。尤其在水资源有限的干旱半干旱地区，病害与气候变化的叠加效应使得传统防治手段收效甚微。更棘手的是，现有研究多聚焦于产量或非生物胁迫耐受性，而对BLS等生物胁迫的基因型-环境互作(G×E)机制认知存在显著空白。

研究设计与方法
克什米尔农业大学植物病理学系的研究团队Uzma Rashid等开展了为期三年的系统研究。首先从70个绿豆基因型中初筛出10个候选材料，随后在瓦杜拉(Wadura)、沙利马尔(Shalimar)等4个代表性地点进行多环境试验。研究采用病斑分级量表(1-9级)量化病情严重度(DS)，结合AMMI(加性主效应乘性交互作用)模型解析G×E效应，并运用GGE(基因型+基因型×环境)双标图实现可视化分析。关键创新点在于首次将这两种统计模型联用，同时评估抗病稳定性与农艺性状表现。

主要研究结果

1. 基因型响应特征
   方差分析显示环境因素贡献49.12%变异，G×E互作占14.11%。基因型AG-11和AK-58表现突出，平均DS分别为4.1和3.4，且产量达9.02-12.15 qtls/ha。GGE双标图显示二者位于"理想基因型"区域，投影长度短表明稳定性优异。

2. 测试地点评估
   安南塔格(DS 7.8-8.2)和瓦杜拉被确认为BLS"热点"，而库普瓦拉(DS 1.7-2.1)病害压力最低。通过"区分力-代表性-理想指数"三维评估，沙利马尔因最长的环境向量(区分力)和最小AEC夹角(代表性)成为最佳筛选位点。

3. mega-environment划分
   多边形分析将4个地点归为2个"超级环境"：MEI以安南塔格为核心，MEII包含库普瓦拉和沙利马尔。这种非交叉互作模式提示需要针对性育种策略。

结论与展望
该研究首次建立了BLS抗性评价的"基因型-环境-病原菌"三位一体分析框架。发现的稳定抗源AG-11和AK-58可直接用于育种计划，其兼具抗病性与产量稳定的特性尤为珍贵。提出的"超级环境"分类法优化了资源分配效率，例如推荐安南塔格作为抗性"压力测试"首选地，而库普瓦拉可退出试验网络。这些成果为开发气候智能型绿豆品种提供了理论支撑，尤其有助于干旱区农业的可持续发展。未来研究可结合基因组学手段，揭示G×E互作背后的分子机制。论文发表于《BMC Plant Biology》，为作物抗病研究提供了方法论范本。