基于MGIDI与MTSI多性状指数的印度尼西亚大豆基因型稳定性与适应性评价

《BMC Plant Biology》：A multi-trait index framework for dissecting genotype stability and adaptability in soybean across environments

　　

摘要

大豆是一种重要的豆科作物，对粮食安全和经济可持续发展至关重要。然而，基因型在不同环境下的表现往往存在差异，因此需要稳健的筛选框架来考虑基因型 × 环境互作（GEI_s）以及多性状响应。本研究评估了20个印度尼西亚大豆基因型在三个对比环境（涵盖旱地和低地产系统）下的稳定性、适应性和多性状表现。联合方差分析表明，大多数农艺性状在基因型、环境和基因型 × 环境互作方面均存在显著效应，证实了遗传和环境因素对大豆生产力均有实质性影响。为了超越传统方法提升筛选效率，我们整合了多性状基因型-理想型距离指数（MGIDI）来识别各环境中接近理想型的基因型，并采用多性状稳定性指数（MTSI）对基因型在广泛环境中的稳定性进行排序。MGIDI结果显示，基因型K17、K18和K5分别在其所在环境中最为接近理想型；而MTSI则识别出K1、K12和K5为跨环境最稳定的基因型。MTSI框架下的因子分析解释了总变异的87%，表明产量相关性状（包括产量、百粒重和种子灌浆期）对多性状表现及跨环境稳定性有重要贡献。性状关联和网络分析进一步揭示了产量构成性状之间存在强烈正相关关系，表明这些性状之间存在协同关系，可共同靶向以提升生产力。总体而言，MGIDI与MTSI结合框架既提供了环境特定适应性的见解，又揭示了广泛的稳定性，将K5鉴定为针对异质性生产环境的育种计划的优良亲本材料。