如何使用GGE分析品种稳定性

GGE Biplot介绍

GGE(genotype main effects and genotype × environment interaction)双标图能够同时考虑G和GE，可以有效地评价品种、试点和划分生态区域，已广泛应用于不同作物品种，GenStat统计分析软件最早由洛桑试验站开发，历史悠久，并且不断的更新，始终活跃在生物统计学技术的最前沿。GGE biplot在Genstat中是基于菜单操作的，简单方便，因此在多环境试验中应用较多。R语言中的GGEBiplot包也可以做GGE分析，但是它不能分析缺失数据，而缺失数据在农业生成中经常遇到，因此GGE双标图更多的使用GenStat进行分析

双标图应用领域：

• 品种——环境两向表
• 做基因表达数据
• QTL效应——环境两向表
• 品种——性状两向表
• 双列杂交两向表
• 寄主——病原物两向表
• 基因型——遗传标记数据
• 环境条件——作物性状两向表
• 试验地点——气候土壤因素两向表

数据

本篇数据同上一篇《如何使用AMMI模型评价品种稳定性 》所使用数据一样，在后台回复“AMMI”下载数据链接。

现有18个品种(G1 ~ G9)，9个地点（e1 ~ e9），观测值为每个品种在每个地点的BLUP值（或者平均值）。

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模型选择

在模型中选择GGE Biplot对话框，在Y-variate中导入产量数据，在Genotype中导入品种数据，在Environments中导入地点数据。点击Run，运行模型。

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结果解读

Which-Won-Where View，哪个品种哪个环境中是最好的

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结果解读：
这张图主要是按照品种与环境的互作来说明各地点产量最高的品种，以及对地点的生态区划分。

• 把各个方向上距离最远的点用直线连接起来，比如G8_G18G7_G12G13构成了一个五边形，通过中心对五条边做五条垂线，将双标图分为五个扇区，品种在五个扇区都有分布，品种分为两个扇区，E5和E7为一组，其它为一组。

• 这张图可以得出：位于五边形顶角的品种是扇区内个环境下产量最高的品种，比如G18在环境E5和E7产量最高，品种G8在另外7个试验点产量最高。

Environmental Vector View，环境之间的关系

结果解读：

• 本图主要是分析各试验点之间在品种评价上的相似性。从中心到各个环境做一条线段，线段间的夹角和线段本身的长度都有一定的代表意义。
• 两环境线段之间的夹角的余弦值是它们的相关系数，夹角小于90度表示正相关，说明两环境对品种排序相似，大于90度表示负相关，表示两环境对品种排序相反，等于90度说明两环境不相关。夹角较小说明试验点是重复设置的，去掉一个不影响对品种的评价。
• 环境线段的长度是试验点对品种的区分能力，线段越长，区分能力越强。
• 本图可以知道环境E1、E2、E3和E4存在正相关。E5和E7比其它点有较强的品种区分能力。

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Discriminating Ability VS Representativeness View，区分力和代表性

理想的试验点应该具备两个条件：一是对参试品种有较强的区分能力（线段长），二是对目标生态区有较强的代表性

本图一个显著的特征是它增加了两条直线，其中带箭头的直线为平均环境轴（Average Environment Axis），通过平均环境（箭头前面的圆圈）和中心点的连线。
结果解读：

• 试验点线段和平均环境轴的角度是其对目标环境的代表性的度量，角度越小，代表性越强。如果一个试验点和平均环境轴夹角为钝角，则它不适合作为试验点。
• 平均环境轴上箭头所指的方向是对试验点区分力和代表性两方面的评价。
• 就区分力来说，E5和E7（线段最长）最好，就代表性而言，E1、E2、E3、E4最好（与平均轴夹角最小）。
• 没有区分能力的试验点是无用的。
• 有区分力但没有代表性的试验点可以淘汰不稳定的品种，但不能用于优良品种的选择。
• 只有既有区分力又有代表性的试验点才能最好的选择高产稳产的品种。因此这张图是对试验点的一个综合评价。

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Mean vs Stability View，最优地点

结果解读：

• 高产稳产功能图也需要环境平均轴（带箭头的直线），和平均环境值（直线上圆圈表示）。对其进行画圆圈，地点所在的圆圈越小，说明地点整体水平越好。
• e1最好，其次是e3，e2和e4

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Mean vs Stability View，最优品种

• 高产稳产功能图也需要环境平均轴（带箭头的直线），和平均环境值（直线上圆圈表示）。通过品种环境的箭头画圆，品种所在的圆圈越小，说明品种的综合排名越好，主要是综合丰产性和稳定性。
• 通过中心（原点）与平均轴垂直的线代表各品种与各环境相互作用的倾向性。品种与平均环境轴之间的垂线越长，表示品种越不稳定。可知G13最不稳定，其次是G8、G17、G7。比较稳产的是G12、G15、G16、G6、G4（与平均环境轴的垂线较短）。
• 综合品种产量和稳定的指标，可以看出G4是一个比较高产稳产的品种，G8也高产，但是不稳产。虽然G12很稳产（它几乎就在平均环境轴上面），但是产量最低。综合性最好的品种是G4,G10,G6

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参考文献

严威凯. 双标图分析在农作物品种多点试验中的应用[J]. 作物学报, 2011,

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