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AMMI模型學(xué)習(xí)理解和品種布點試驗分析及效應(yīng)解讀思路

來源:北京中農(nóng)博思科技發(fā)展有限公司   2020年03月25日 12:48  

1、AMMI模型學(xué)習(xí)和思考

為了系統(tǒng)學(xué)習(xí)AMMI模型,買來了《產(chǎn)量區(qū)域試驗統(tǒng)計分析---因子設(shè)計的AMMI分析》這本書(影印版)。記錄一下,自己的學(xué)習(xí)心得,同時也方便跟群友交流。

    模型的構(gòu)成在下圖中很清楚列出。AMMI模型中,試驗數(shù)據(jù)減去總平均數(shù)后的效應(yīng),分成了兩部分,方差分析(ANOVA)部分和主成分(PCA)分析部分。對應(yīng)植物育種,方差分析(ANOVA)部分效應(yīng)包含了品種效應(yīng),地點效應(yīng),主成分(PCA)分析部分效應(yīng)就是環(huán)境和品種間的“互作”。

方差分析模型屬于線性模型,效應(yīng)可加,可以簡單形象的理解為,一個產(chǎn)量觀測值的構(gòu)成,是由觀測值的所在地點效應(yīng)、所屬品種效應(yīng),誤差等效應(yīng)值的累加和。

主成分分析(相乘)和方差分析(相加)的區(qū)別,書中的這一頁講的尤其清楚。

總體均值200,基因型值5,環(huán)境效應(yīng)7

主成分分析PCA,200+5*7=235

方差分析ANOVA,200+5+7=212

AMMI模型,“互作”效應(yīng)部分用主成分分析PCA方法來計算分析。

對育種者來說,采用方差分析的效應(yīng)可加性思想分析處理試驗數(shù)據(jù),還是用AMMI模型的思想都是可以的。但AMMI模型的計算復(fù)雜性就高了太多。主成分分析,是忽略掉很多非主成分的結(jié)果,這也會帶來應(yīng)用局限。育種者布置多點試驗,更多的著眼點是考察品種間的優(yōu)劣,或者跟CK比較的優(yōu)劣,或者是品種跟環(huán)境間的適宜性問題。這樣的話,就可以不用把品種的穩(wěn)定性分析、適宜性分析考慮的過于復(fù)雜。在育種的布點試驗中采用AMMI模型分析,個人認為沒有必要,因為基于效應(yīng)可加性,觀測值-總平均-地點效應(yīng)-品種效應(yīng)=品種×地點的互作效應(yīng),能得到一個準(zhǔn)確的“互作”效應(yīng)值,對育種工作就已經(jīng)解決問題了。

查閱文獻,可以看到,品種穩(wěn)定性分析問題,分析方法太多,育種者要結(jié)合自身工作需要,考慮選用適合的方法,解決育種實際問題就好。

 

個人觀點,僅供群友參考。

李奉令

2020-3-20

2、一年多點試驗效應(yīng)解讀示例

下面給出農(nóng)博士育種家軟件(試驗設(shè)計及統(tǒng)計分析模塊)的具體計算示例和效應(yīng)解讀思路。

三個排序,解決問題

1、比較產(chǎn)量高低,用同一試驗的參試品種的平均值排序。

2、比較品種穩(wěn)定性,用相對平均偏差(RSD)排序,衡量同一試驗群體中,不同參試樣本(品種)的離散程度。

3、考察品種適宜性分布,用互作效應(yīng)值排序即可,觀測值-總平均-地點效應(yīng)-品種效應(yīng)=品種×地點的互作效應(yīng)。

下方切圖,僅是農(nóng)博士育種家軟件品種適宜性分析功能分析結(jié)果。

給出,地點效應(yīng)、品種效應(yīng)、地點×品種的互作效應(yīng)。

效應(yīng)解讀技巧:生物統(tǒng)計、數(shù)量遺傳學(xué)中的效應(yīng)(離差),有個規(guī)律,Σ效應(yīng)=0,比如,地點效應(yīng)的累加和=0,品種效應(yīng)的累加和=0.每種效應(yīng)的計算都來自于某個試驗,因此效應(yīng)的正負(+,-)都是基于該試驗的。這本身就是一個有利于排序的結(jié)算結(jié)果。某品種的效應(yīng)為正數(shù),且是大值,說明在該試驗中,這個品種的表現(xiàn),均值大。某品種的效應(yīng)為負數(shù),且是小值,說明在該試驗中,這個品種的表現(xiàn)差,均值小。如果試驗中安排了CK,那就可以看出更多的含義。

以上圖分析結(jié)果為例,

地點效應(yīng)

地點1

-0.625

 

地點2

-0.125

 

地點3

1.95833

 

地點4

-1.20833

 

Σ地點效應(yīng)

0

 

材料效應(yīng)

材料1

-1.33333

 

材料2

-1.45833

 

材料3

-2.08333

 

材料4

-0.08333

 

材料5

3.79167

 

材料6

1.16667

 

Σ材料效應(yīng)

0

 

材料效應(yīng) + 地點效應(yīng)(二維圖示,用于考察 【某品種】和【某地點】 的【平均表現(xiàn)】)

 

地點1

地點2

地點3

地點4

 

 

材料1

-1.95833

-1.45833

0.625

-2.54167

 

 

材料2

-2.08333

-1.58333

0.5

-2.66667

 

 

材料3

-2.70833

-2.20833

-0.125

-3.29167

 

 

材料4

-0.70833

-0.20833

1.875

-1.29167

 

 

材料5

3.16667

3.66667

5.75

2.58333

 

 

材料6

0.541667

1.04167

3.125

-0.04167

 

 

 

 

 

 

 

Σ效應(yīng)=0

 

-1.95833=(-1.33333)+(-0.625)

將地點效應(yīng)和品種效應(yīng),相加,就得到了上面的表格。由于每個效應(yīng)值都來自于地點均值,品種均值,總均值,因此這個表格的結(jié)算結(jié)果,反映的是(地點+品種)平均表現(xiàn)。Σ(地點+品種)效應(yīng)=0。

基于品種×地點互作效應(yīng)的不同品種的適宜地點排序

 

材料1

 

1.41667

地點3

0

地點2

-0.5

地點1

-0.91667

地點4

  

材料2

 

2.54167

地點3

-0.29167

地點4

-0.875

地點2

-1.375

地點1

   

計算公式:互作效應(yīng)=觀測值-總平均-地點效應(yīng)-品種效應(yīng)

試驗的總平均=8.95833333

材料1在地點1的“互作”效應(yīng) = 6.5 - 8.95833333-(- 0.625)-(-1.33333)=-0.5

材料1在地點2的“互作”效應(yīng) = 7.5 - 8.95833333-(- 0.125)-(-1.33333)= 0

3、博思公司免費提供一年多點試驗適宜性分析功能

為服務(wù)育種者數(shù)據(jù)分析工作,博思公司限期免費提供一年多點試驗適宜性分析功能,以下三款軟件均提供該功能,可自行下載使用。

農(nóng)博士育種家軟件(試驗設(shè)計及統(tǒng)計分析模塊)(免費)

農(nóng)博士數(shù)據(jù)采集匯總分析工具(免費)

農(nóng)博士育種家軟件(正式用戶可用)

有需要的朋友可至農(nóng)博士育種家軟件網(wǎng)站下載。

 

 

北京中農(nóng)博思科技發(fā)展有限公司

2020-3-20

 

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