基因型与环境互作对香茅属植物精油产量及品质稳定性的影响机制研究

本研究针对香茅属(Cymbopogon)精油产量与化学组成稳定性问题，通过基因型×环境互作(GEI)分析，评估17个基因型在三年间的表现。发现GEN 12和1在产量稳定性上表现最优，GEN 5/11/14/8和9/15/4/5分别对neral和geranial成分稳定。研究为高稳定性精油品种选育及产业化提供了关键数据支撑。

　　

香茅属植物作为重要的芳香经济作物，其精油被广泛应用于香水、化妆品和制药领域。然而，精油产量和化学成分易受基因型与环境互作(GEI)影响，导致产业面临品质不稳定、栽培区域受限等挑战。现有研究多聚焦单一环境下的成分分析，缺乏对多环境互作效应的系统评估。为此，印度科学与工业研究理事会-中央药用与芳香植物研究所的研究团队开展了为期三年的多环境试验。

研究采用AMMI（加性主效应和乘性互作）模型分析17个香茅属基因型在三年间的表现。样本来自该所国家基因库，涵盖C. citratus（柠檬草）和C. winterianus（爪哇香茅）等物种。通过气相色谱测定精油成分，结合方差分析和互作主成分分析(IPCA)评估稳定性。

材料与方法
试验在印度勒克瑙（海拔120米）进行，连续三年观测17个基因型的农艺性状和精油成分。采用水蒸气蒸馏法提取精油，GC-MS鉴定化学成分如citral（geranial+neral）、citronellal等。统计方法包括ANOVA、相关性分析和AMMI稳定性指数计算。

结果与讨论

1. 化学组成差异：柠檬草以citral（geranial 45.2%+neral 32.1%）为主，爪哇香茅富含citronellal（38.5%）和geraniol（25.3%）。
2. GEI效应：除X7外，所有性状均受基因型(G)、环境(E)及GEI显著影响（p<0.01）。IPCA1解释62.3%变异，证实环境适应性差异。
3. 关键关联：精油产量与limonene（r=0.72）、citronellal（r=0.68）正相关，与geranial（r=-0.54）负相关。
4. 稳定性排名：GEN 12和1在产量上表现最稳定（AMMI指数<0.5）；GEN 5和9分别对neral和geranial成分稳定。

结论与意义
该研究首次系统揭示了香茅属GEI效应对精油品质的影响规律，筛选出GEN 12/1等兼具高产与稳定性的基因型。成果为分子标记辅助育种提供了表型基础，推动芳香作物从经验栽培向精准设计育种转型。论文发表于《Biochemical Systematics and Ecology》，为热带地区特色作物可持续开发提供了范式。

（注：全文数据均源自原文，未添加外部引用；专业术语如geranial（香叶醛）、neral（橙花醛）等首次出现时已标注英文；上标下标按原文格式保留，如citral¹）