多点试验数据分析的目标及实现双标图应用.ppt

多点试验数据分析的 目标及实现双标图应用 Objectives and Approaches to Multi-Location Trial Data Analysis: Applications of biplots,严威凯 Research Scientist Agriculture & Agri-Food Canada, Ottawa, Canada 10-10-10,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,关键词,多点试验 / 区域试验 双标图分析,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,品种多点试验,必要 昂贵 宝贵 待开发,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,多点试验数据分析,“寻宝” “淘金”,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,多点试验数据的结构,一年内: 三向表 若干品种 若干试验点 若干性状 多年：四向表,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,分析多点试验数据的策略,分析品种-地点两向表 某一关键性状，如：产量 当年内数据 分析多性状数据: 解释关键性状 全面认识品种 分析多年数据 规律的重复性 品种多年综合表现,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,多点试验数据分析的 三大目标,品种评价 平均表现 + 稳定性 _ 试验点评价 区分能力 + 代表性 品种生态区研究 （Mega-environment） 特殊适应性,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,实现三大目标的逻辑顺序,品种生态区研究 试验点评价 品种评价,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,品种生态区研究,） 试验点分属不同的生态区,） 所有试验点属于同一个生态区， 复杂,1) 所有试验点属于同一个生态区， 简单,（必须有多年数据）,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,生态区划分的意义,只需少数试验点 生产上只需少数品种,需较多试验点 需经多年试验 要求同时部署多个不同的品种,不同生态区应分别对待 各生态区内要有独立的试验点, 以选出具特殊适应性的品种,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,同一生态区内的试验点评价,可用以综合选优，理想,可用以单项去劣，有用,有害,无用,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,同一生态区内的试验点评价,发现和去掉重复设置的试验点,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,同一生态区内的品种评价,多数情况下低产,稳定地低产，无可取之处！,多数情况下高产,高产稳产， 理想,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,关于”稳定性”的误解,名目繁多的“稳定性”指标 不存在独立于高产的“稳定性基因” “稳定性”只是一个辅助性指标 只在与“高产性”结合时才有意义,双标图分析,用图解的方法 实现多点试验数据分析的 三大目标,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,简化的实例: 3个品种 在9个试验点的产量结果,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,用双标图显示数据,Gabriel, 1971, Biometrics,39=27个数据 3+9=12个点,Transform Scaling=0 Centering=2 SVP=2,PC1=69.8% PC2=30.2% PC1+PC2=100%,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,什么是GGE双标图?,表现型 (观察值) = E + G + GE E与品种及试验点评价无关 G和GE与品种及试验点评价有关且必须同时考虑 GGE双标图上,只表现GGEGGE “Centering = 2”,Yan et al., 2000, Crop Science,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,双标图的基本特性: “内积原理”,品种 i 在试验点 j 的产量是以下3因素之积: 品种 I 的向量长度 试验点 j 的向量长度 二者夹角之余弦,注意！常见的“AMMI”双标图并不具有此特性。,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,品种生态区研究: 哪个品种在哪里最好?,G8生态区,G6生态区,G18生态区,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,试验点评价 1: 试验点之间的遗传相关,cos 遗传相关,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,试验点评价 2: 试验点的区分力,向量长度 区分力,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,试验点评价 3: 试验点的代表性,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,品种评价: 平均表现和稳定性,(Appropriate only when there are no negative correlations, more later),平均表现,不稳定性,不稳定性,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,不同类型的GGE双标图,数据定标方法 （Data Scaling） 不作定标 用表型方差平方根（p即标准差)定标 用试验误差方差平方根（e）定标 遗传力平方根(h)矫正 因子分析（Factor Analytic) 双标图 遗传方差平方根（g)矫正,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,不作定标的GGE双标图,环境向量的长度近似于 表型方差平方根,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,试验误差方差平方根（e） 定标的GGE双标图,环境向量的长度与遗传力呈非线性正相关,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,表型方差平方根（p） 定标的GGE双标图,各环境向量的长度近似相等,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,遗传力平方根(h)矫正 的GGE双标图,环境向量的长度近似于遗传力平方根(h) 间接选择理论： h rg,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,因子分析双标图,随机效应模型 解决数据缺失问题 环境向量的长度近似于遗传方差平方根(g) 遗传方差平方根(g)矫正的双标图,常见问题,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,双标图是否充分反映了 数据中的规律？,拟合度 信息比,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,信息比,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,双标图上表现的规律 在统计上是否显著？,提出假说+统计检验 规律的可重复性,用双标图 解析品种-地点两向数据,实例：2008加拿大东部 燕麦多点试验数据,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,加拿大燕麦主要生产区,NS,PE,NB,ON,QC,MB,SK,AB,BC,NF,Western Canada（90%),Eastern Canada (10%),严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,加拿大农业部在加东的燕麦试验点,Nova Scotia,U.S.A.,PE,New Brunswick,Ontario,Quebec,(Locations used for the first year registration tests),严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,关于产量的GGE双标图,锈病区,非锈病区,(This pattern is repeatable across years),严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,两个不同的品种生态区,Nova Scotia,U.S.A.,PE,New Brunswick,Ontario,Quebec,锈病区,非锈病区,(Used for the first year registration tests),严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,按不同生态区进行品种评价,锈病区,非锈病区,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,按不同生态区进行试验点评价: 选择提供独立信息的试验点,锈病区,非锈病区,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,去掉必要的试验点,Nova Scotia,U.S.A.,PE,New Brunswick,Ontario,Quebec,锈病区,非锈病区,(12试验点 5试验点),多性状数据的分析和利用,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,分析目的,解释关键性状的变异及其GE模式 了解性状之间的相关性 了解各品种的性状构成(优缺点),严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,不同试验点 各性状与产量的相关性,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,不同试验点 各性状与产量的相关性,地点,性状,角度 长度,锈病区,非锈病区,锈病指数,容重,倒伏,株高,麦仁率,抽穗天数,成熟天数,协变量-环境双标图,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,不同生态区内 各性状与产量的相关性,麦仁率,麦仁率,株高,锈病指数,锈病指数,容重,容重,锈病区,非锈病区,协变量-环境双标图,严威凯, 10-10-10, 加拿大农业部加东粮油研究中心,不同生态区内 品种-性状双标图,容重,容重,株高,株高,锈病指数,倒伏,倒伏,倒伏,产量,产量,千粒重,千粒重,抽穗期,抽穗期,成熟期,麦仁率,麦仁率,锈病区,非锈病区,品种-性状双标