揭示伊朗雨养区草豌豆抗旱稳产潜力：基于AMMI、BLUP与多性状稳定性参数的综合评价

本研究针对雨养农业区降雨量少且分布不均的难题，通过评估16个草豌豆(Lathyrus sativus L.)基因型在伊朗4个雨养区连续3年的表现，结合AMMI(加性主效应乘性交互)、BLUP(最佳线性无偏预测)和新兴的WAASB(加权平均绝对得分)等多维分析方法，鉴定出G2(IFLA-1864)、G6(IFLA-1553)等兼具高产与稳定性的基因型。研究发现12月-4月降雨量显著影响干草产量(DY)和鲜草产量(WY)，多性状稳定性指数(MTSI)和基因型×产量×性状(GYT)分析进一步验证了这些基因型在抗旱性、早花性和生物量积累方面的综合优势，为半干旱地区饲草生产提供了遗传资源。

　　

在全球气候变化加剧、水资源短缺的背景下，雨养农业区面临着前所未有的生产压力。这些地区作物生长完全依赖天然降水，而降雨的时空分布不均常常导致产量波动，威胁粮食安全。尤其在半干旱地区，传统饲草作物产量低下，亟需寻找适应性强、稳产性好的替代作物。草豌豆(Lathyrus sativus L.)作为一种耐逆性极强的豆科植物，因其独特的抗旱、耐贫瘠特性，以及在固氮、改良土壤等方面的生态价值，成为解决这一难题的潜在候选者。然而，不同基因型草豌豆在多变环境中的表现差异显著，如何筛选出适应特定雨养条件的优良基因型，成为研究人员面临的关键科学问题。

针对这一挑战，伊朗马拉盖大学农业学院植物生产与遗传学系的研究团队联合多个农业研究中心，开展了一项系统性研究。通过对16个源自摩洛哥、孟加拉国等地的草豌豆基因型在伊朗4个雨养区连续3年的田间试验，结合现代统计分析方法，揭示了草豌豆在雨养条件下的稳产机制。该研究成果发表在《Scientific Reports》期刊，为半干旱地区饲草作物遗传改良提供了重要参考。

研究人员采用了多环境试验(MET)设计，在11个环境组合(4地点×3年份)中测定开花天数(DF)、株高(PH)、鲜草产量(WY)和干草产量(DY)等关键性状。通过混合线性模型(MLM)分析基因型与环境互作效应，利用偏最小二乘(PLS)回归解析月降雨量与产量关系，并综合运用AMMI双标图、BLUP稳定性参数和新兴的WAASB指数进行稳定性评价。创新性地引入多性状稳定性指数(MTSI)和基因型×产量×性状(GYT)分析方法，实现了产量与农艺性状的协同优化。

基因型与环境互作分析
混合线性模型显示所有性状均存在显著基因型×环境互作(GEI)，其中干草产量的GEI解释度最高(24.8%)。PLS回归揭示12月至次年4月降雨量是影响DY和WY的关键环境因子，特别是G2、G6等基因型与降雨量呈现显著协同变化。这一发现为雨养区草豌豆栽培的时空布局提供了量化依据。

稳定性参数比较
AMMI分析将GEI效应分解为10个乘性项，前3个主成分(PC)解释了DY 79%和WY 84%的互作变异。AMMI1双标图显示G2(IFLA-1864)兼具高产(DY 4.37 t/ha)和稳定性，其ASV(AMMI稳定性值)排名第一。BLUP方法则预测G11(IFLA-2025)具有最高DY(4.59 t/ha)，但稳定性稍逊。新兴的WAASB指数在50:50权重下确认G2和G6为最优平衡型基因型，该方法被认为比传统AMMI和BLUP更具综合优势。

多性状综合评价
通过MTSI指数对DF、PH、WY、DY进行联合分析，筛选出G9(IFLA-1547)和G2为最理想基因型，能同时满足早熟、高生物量的育种目标。GYT分析的"优胜区"显示G1(IFLA-1707)在DY×PH(322.01)和DY×WY(97.32)组合中表现突出，其优越性指数(SI=1.53)显著高于其他基因型。值得注意的是，本地品种Naghadeh在各项分析中均表现不佳，凸显引入外来种质的必要性。

这项研究通过多维分析方法体系，建立了雨养条件下草豌豆基因型评价的新范式。研究发现12-4月降雨分布是影响稳产性的关键环境因子，G2、G6等基因型展现出优异的可塑性。方法学上，WAASB与MTSI的结合实现了稳定性与多性状协同改良的统一，为复杂环境下作物育种提供了新思路。实践层面，鉴定的优良基因型可直接用于伊朗半干旱地区饲草生产，其固氮特性还能提升系统可持续性。研究特别强调，在气候变化加剧的背景下，基于多环境测试的稳定性育种将成为雨养农业保障粮食安全的重要策略。

研究还发现，传统鲜重测定(WY)与实际饲用价值指标干重(DY)存在评价差异，如G8鲜重最高(22 t/ha)但干重仅3.99 t/ha，提示干物质积累效率是更可靠的筛选指标。这一发现对饲草作物评价体系具有普遍指导意义。研究人员建议未来结合转录组学和代谢组学手段，深入解析草豌豆抗旱稳产的分子机制，进一步优化育种效率。