雨养条件下采用基因型与产量性状（GYT）方法对普通小麦（Triticum aestivum L.）进行基因型评估与特征分析：对育种的启示

《Euphytica》：Genotype evaluation and profiling of bread wheat (Triticum aestivum L.) using a genotype-by-yield-traits (GYT) approach under rain-fed conditions: implications for breeding

　　

摘要

小麦 (Triticum aestivum L.) 是全球重要的主粮作物，特别是在雨水灌溉地区，不稳定的水分供应限制了产量，需要转向稳健的多性状评估框架。本研究旨在描绘和筛选优化于雨水灌溉环境的优良面包小麦基因型。240 个基因型采用 2 次重复的 alpha 格子设计进行评估。使用 R 语言中的‘metan’和‘variability’包进行了基因型 × 产量×性状 (GYT) 双标图分析和广义遗传力 (H²b) 估算。跨环境的方差分析 (ANOVA) 显示，所研究基因型在关键产量决定性状上存在极显著遗传变异 (P < 0.001)，特别是籽粒产量 (GY)、生理成熟天数 (DPM)、每穗粒数 (GNSP) 和千粒重 (TKW)，表明存在显著的功能多样性。GY (H2b = 50%, GAM = 20.7%)、GNSP (H²b = 64%, GAM = 25.6%) 和 TKW (H²b = 55%, GAM = 21.1%) 观察到中高 H²b 伴随着高的平均数百分比遗传进展 (GAM %)，证实这些性状受加性基因作用控制，表明具有可预测遗传增益的高效选择效率。合并数据的 GYT 双标图分析有效捕捉了 76.52% 的总多性状表型变异，其中主成分 1 (PC1) 占 66.62%，PC2 占 9.90%。在大多数产量 - 性状组合中一致观察到强烈的正多性状关联，主要由 Y-NGSP、Y-GWSP、Y-DF 和 Y-TKW 选择向量驱动。“何处获胜”多边形、平均试材坐标 (ATC) 和优势指数确定品种‘Shaki’、‘Lemu’、‘Sofumer’和‘Boru’为跨环境的优异、高性能基因型。将表型描绘与 GYT 框架相结合，成功规避了传统的单性状选择权衡。这些鉴定出的品种提供了立即可用、高韧性的亲本材料，以加速目标雨水灌溉小麦育种项目中的遗传增益并确保粮食安全。

小麦 (Triticum aestivum L.) 是全球重要的主粮作物，特别是在雨水灌溉地区，不稳定的水分供应限制了产量，需要转向稳健的多性状评估框架。本研究旨在描绘和筛选优化于雨水灌溉环境的优良面包小麦基因型。240 个基因型采用 2 次重复的 alpha 格子设计进行评估。使用 R 语言中的‘metan’和‘variability’包进行了基因型 × 产量×性状 (GYT) 双标图分析和广义遗传力 (H²b) 估算。跨环境的方差分析 (ANOVA) 显示，所研究基因型在关键产量决定性状上存在极显著遗传变异 (P < 0.001)，特别是籽粒产量 (GY)、生理成熟天数 (DPM)、每穗粒数 (GNSP) 和千粒重 (TKW)，表明存在显著的功能多样性。GY (H2b = 50%, GAM = 20.7%)、GNSP (H²b = 64%, GAM = 25.6%) 和 TKW (H²b = 55%, GAM = 21.1%) 观察到中高 H²b 伴随着高的平均数百分比遗传进展 (GAM %)，证实这些性状受加性基因作用控制，表明具有可预测遗传增益的高效选择效率。合并数据的 GYT 双标图分析有效捕捉了 76.52% 的总多性状表型变异，其中主成分 1 (PC1) 占 66.62%，PC2 占 9.90%。在大多数产量 - 性状组合中一致观察到强烈的正多性状关联，主要由 Y-NGSP、Y-GWSP、Y-DF 和 Y-TKW 选择向量驱动。“何处获胜”多边形、平均试材坐标 (ATC) 和优势指数确定品种‘Shaki’、‘Lemu’、‘Sofumer’和‘Boru’为跨环境的优异、高性能基因型。将表型描绘与 GYT 框架相结合，成功规避了传统的单性状选择权衡。这些鉴定出的品种提供了立即可用、高韧性的亲本材料，以加速目标雨水灌溉小麦育种项目中的遗传增益并确保粮食安全。