基于GGE双标图的耐候性狭叶番泻树基因型农艺性状及产量稳定性多环境评价研究

【字体: 时间:2025年07月26日 来源:Ecological Indicators 7.0

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  本研究针对药用植物狭叶番泻树(Cassia angustifolia Vahl.)在多环境下产量不稳定的产业难题,采用AMMI模型与GGE双标图分析技术,通过多环境试验筛选出SEN-1、10、12等兼具高产性和稳定性的优势基因型,为印度不同生态区番泻树栽培提供科学育种依据。

  

作为印度传统药用植物的重要代表,狭叶番泻树因其叶片和豆荚富含泻药成分番泻素(sennosides)而成为国际贸易的重要商品。然而,强烈的基因型×环境互作(G×E)效应导致其产量在不同生态区波动显著,严重制约了规模化种植。印度CSIR-CIMAP研究所(中央药用与芳香植物研究所)的研究团队创新性地将AMMI(加性主效应乘积交互作用)模型与GGE(基因型及基因型×环境互作)双标图分析相结合,对14个番泻树基因型在南北印度6个试验环境中的表现进行了系统评估。

研究采用多环境试验设计(MET),在连续三年(2021-2023)的田间试验中,通过主成分分析揭示PC1与PC2分别解释80.30%和9.3%的变异(累计89.60%),成功构建出直观展示"何地胜何处"规律的双标图。技术关键包括:基于RBD(随机区组设计)的三重复田间试验、生物量动态监测、以及利用GGE双标图进行稳定性参数可视化解析。

【结果】

  1. 基因型稳定性分析:SEN-1、10、12在IPCA2(交互作用主成分)评分中表现出最小交互效应,其生物量变异系数低于15%。
  2. 环境聚类:6个试验点被划分为3个 mega-environments(超级环境),其中海德拉巴(Hyderabad)试验点表现出最强的环境鉴别力(矢量夹角>60°)。
  3. 理想基因型筛选:通过"理想点"模型确定SEN-12兼具高产性(单株干重1.2kg)和广泛适应性(回归系数b=0.98)。

【讨论】该研究首次建立番泻树基因型稳定性评价的GGE双标图标准,发现PC1轴主要关联降水量梯度(r=0.82**),而PC2轴反映土壤pH适应性。研究提出的"北印度-拉贾斯坦邦"特异性推荐方案,可使目标产区增产23%。论文发表于《Ecological Indicators》的创新价值在于:① 将药用植物稳定性分析精度提升至82.3%的累计解释率;② 为《印度药典》收录品种提供分子育种靶点;③ 建立的双标图筛选体系可推广至其他多酚类药用植物评价。

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