《Frontiers in Plant Science》：Multi-environment evaluation and stability analysis of early-maturing drought-tolerant tropical maize (Zea mays L.) hybrids using AMMI and GGE models
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引言：在基因型×环境互作（GEI）条件下，适应性与稳定性分析对基因型选择及识别适应当地环境的基因型具有关键作用。方法：研究人员利用加性主效乘性互作（AMMI）模型与基因型主效及基因型×环境互作（GGE）模型，对耐旱三交种杂交玉米的GEI、稳定性与适应性进行分析
引言：在基因型×环境互作（GEI）条件下，适应性与稳定性分析对基因型选择及识别适应当地环境的基因型具有关键作用。方法：研究人员利用加性主效乘性互作（AMMI）模型与基因型主效及基因型×环境互作（GGE）模型，对耐旱三交种杂交玉米的GEI、稳定性与适应性进行分析。供试籽粒产量数据来自2018与2019年两个湿季、6个测试环境；Iringa区3个、Kongwa区（Dodoma区）2个、Kiteto区（Manyara区）1个，采用α-格子设计。未受旱环境按最优条件分析，轻旱按中度胁迫分析，重旱按重度胁迫分析。结果：最优条件下杂交种间籽粒产量差异不显著（P<0.05），中度与重度胁迫下显著。最优与中度干旱下籽粒产量广义遗传力分别为0.7与0.6，表明遗传控制强。多个杂交种在干旱胁迫下比商业对照高至多20%；前10高产杂交种在最优、中度、重度胁迫下分别为8至7.4、6.7至4.6、3.1至0.9 t ha-1，优于耐旱对照SAWA。基因型主效（G）与环境主效（E）极显著（p<0.001），但G×E不显著。按鉴别力与代表性排序，NGUMBI鉴别力最强，IGULA最具代表性；MLALI与KIHOROGOTA为第二象限核心测试点。讨论：基于AMMI与GGE模型，研究人员识别出稳定广适杂交种及适用于坦桑尼亚半干旱区特定适应的杂交种。
研究背景：玉米（Zea mays L.）是撒哈拉以南非洲（SSA）粮食与生计的重要作物，但生物胁迫（如玉米致死性坏死、草地贪夜蛾）与非生物胁迫（如干旱、土壤贫瘠）导致单产低下，坦桑尼亚Manyara与Dodoma等半干旱区年降雨约600 mm，种子企业投资意愿低。已有耐旱玉米多数为中熟杂交种，不适配年降雨≤600 mm区域，因此亟需评价早熟、耐旱、三交种玉米在多环境中的适应性与稳定性，为半干旱区品种释放与商业化提供依据。该研究发表于《Frontiers in Plant Science》。
主要关键技术方法：研究人员于2018—2019年湿季在坦桑尼亚6个环境开展多环境试验（METs），材料为107份三交实验杂交种加8个商业对照；采用5×23 α-格子设计、2重复。表型数据按最优、中度干旱、重度干旱分别合并，用META-R做联合方差分析与最佳线性无偏预测（BLUP）；广义遗传力由方差组分估算；稳定性与GEI分别用加性主效乘性互作（AMMI）模型与基因型主效及基因型×环境互作（GGE）双标图分析，AMMI稳定性值（ASV）由前两个互作主成分（IPCA1、IPCA2）计算，GGE采用环境中心化与平均环境坐标（AEC）等视图。
3 结果
3.1 杂交种表现与变异性：研究人员比较各胁迫水平下产量与农艺性状，发现最优条件杂交种产量差异不显著，中度与重度胁迫下显著；CKH160197在最优条件达8 t ha-1，CKDHH170346在中度达6.7 t ha-1，CKH160236在重度达3.3 t ha-1且优于对照SAWA。开花期60—67天，雄穗吐丝间隔（ASI）2.9—3.4天；产量广义遗传力最优0.7、中度0.6、重度0.5，开花期遗传力0.8。
3.2 基于AMMI模型的稳定性与适应性分析：联合方差分析显示环境主效占70.14%、基因型主效9.52%、G×E 20.33%，G与E极显著但G×E不显著；前两个主成分解释60.36%变异。AMMI双标图显示近原点基因型广适稳定，DH04、P2849W适配Igula/Ndolela/Ismani，部分测试杂交种适配Mlali或Kihorogota。
3.3 基于GGE双标图的稳定性与适应性分析：GGE前两个主成分解释60.28%（PC1 37.62%、PC2 22.66%）。Ng’humbi向量最长、鉴别力最强，Ismani最短；Igula最接近平均环境轴、最具代表性。理想环境视图中Igula、Ng’humbi、Mlali较理想；CKH160156、CKDHH170108、CKDHH170112接近理想基因型。
3.3.1 Which-won-where模式：多边形视图将环境划分为若干扇区，顶点杂交种CKH160150、CKDHH170108、CKDH160038、P2849W、DH04、CKDHH170111具特定适应；多数杂交种聚中心，具一般适应性。
3.3.2 评价杂交种均值与稳定性：平均环境坐标（AEC）投影显示，CKH160150、P2849W、CKDH160038投影长、对GEI贡献大、稳定性较低；短投影者更稳定。
3.4 基于稳定性与适应性指标的关键杂交种汇总：按Eberhart-Russell系数，CKH160191、CKH160160、CKDHH170184、CKH160163、WH507为稳定型；18个为适应型；无同时适应且稳定型。
4 讨论
4.1 对比环境下杂交种表现：研究人员指出Top10杂交种在三类环境下均优于商业对照，早熟（约62.5天）与较短ASI符合短雨季需求，验证其半干旱区释放潜力。
4.2 基因型×环境互作、稳定性与适应性分析：环境贡献最大，GEI虽不显著但占一定变异；广义遗传力在最优条件更高，因胁迫增加残差方差掩盖遗传差异。
4.3 测试环境评价：代表性与鉴别力。AMMI中Igula、Ndolela、Ismani聚为一类可互为冗余；GGE中Ng’humbi鉴别力最强，Igula代表性好，Mlali与Kihorogota属另一组环境。
4.4 测试环境与评价：Which-won-where将测试点归为多个mega-environment；稳定杂交种可广推，特定适应杂交种适配对应mega-environment。稳定型5份、适应型18份。
4.5 AMMI与GGE结果互补：AMMI证G、E显著而G×E不显著；GGE进一步排序理想环境、理想基因型与特定适应基因型，二者结合提升选型可靠性。
5 结论：研究人员评价坦桑尼亚最优与胁迫条件下早熟耐旱玉米三交种，利用AMMI与GGE厘清广适稳定基因型与特定环境适配基因型；Ng’humbi最具鉴别力、Igula最具代表性，Mlali与Kihorogota为第二象限制核心点；多个实验杂交种在干旱下优于SAWA，5份稳定、18份适应，为半干旱区玉米育种、多点试验站点遴选与种子商业化提供直接支撑。
