技术文章

AMMI模型学习理解和品种布点试验分析及效应解读思路

北京中农博思科技发展有限公司

2020/3/25 12:48:41

1AMMI模型学习和思考

为了系统学习AMMI模型,买来了《产量区域试验统计分析---因子设计的AMMI分析》这本书(影印版)。记录一下,自己的学习心得,同时也方便跟群友交流。

    模型的构成在下图中很清楚列出。AMMI模型中,试验数据减去总平均数后的效应,分成了两部分,方差分析(ANOVA)部分和主成分(PCA)分析部分。对应植物育种,方差分析(ANOVA)部分效应包含了品种效应,地点效应,主成分(PCA)分析部分效应就是环境和品种间的“互作”。

方差分析模型属于线性模型,效应可加,可以简单形象的理解为,一个产量观测值的构成,是由观测值的所在地点效应、所属品种效应,误差等效应值的累加和。

主成分分析(相乘)和方差分析(相加)的区别,书中的这一页讲的尤其清楚。

总体均值200,基因型值5,环境效应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”效应部分用主成分分析PCA方法来计算分析。

对育种者来说,采用方差分析的效应可加性思想分析处理试验数据,还是用AMMI模型的思想都是可以的。但AMMI模型的计算复杂性就高了太多。主成分分析,是忽略掉很多非主成分的结果,这也会带来应用局限。育种者布置多点试验,更多的着眼点是考察品种间的优劣,或者跟CK比较的优劣,或者是品种跟环境间的适宜性问题。这样的话,就可以不用把品种的稳定性分析、适宜性分析考虑的过于复杂。在育种的布点试验中采用AMMI模型分析,个人认为没有必要,因为基于效应可加性,观测值-总平均-地点效应-品种效应=品种×地点的互作效应,能得到一个准确的“互作”效应值,对育种工作就已经解决问题了。

查阅文献,可以看到,品种稳定性分析问题,分析方法太多,育种者要结合自身工作需要,考虑选用适合的方法,解决育种实际问题就好。

 

个人观点,仅供群友参考。

李奉令

2020-3-20

2、一年多点试验效应解读示例

下面给出农博士育种家软件(试验设计及统计分析模块)的具体计算示例和效应解读思路。

三个排序,解决问题

1、比较产量高低,用同一试验的参试品种的平均值排序。

2、比较品种稳定性,用相对平均偏差(RSD)排序,衡量同一试验群体中,不同参试样本(品种)的离散程度。

3、考察品种适宜性分布,用互作效应值排序即可,观测值-总平均-地点效应-品种效应=品种×地点的互作效应。

下方切图,仅是农博士育种家软件品种适宜性分析功能分析结果。

给出,地点效应、品种效应、地点×品种的互作效应。

效应解读技巧:生物统计、数量遗传学中的效应(离差),有个规律,Σ效应=0,比如,地点效应的累加和=0,品种效应的累加和=0.每种效应的计算都来自于某个试验,因此效应的正负(+,-)都是基于该试验的。这本身就是一个有利于排序的结算结果。某品种的效应为正数,且是大值,说明在该试验中,这个品种的表现,均值大。某品种的效应为负数,且是小值,说明在该试验中,这个品种的表现差,均值小。如果试验中安排了CK,那就可以看出更多的含义。

以上图分析结果为例,

地点效应

地点1

-0.625

 

地点2

-0.125

 

地点3

1.95833

 

地点4

-1.20833

 

Σ地点效应

0

 

材料效应

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材料效应

0

 

材料效应 + 地点效应(二维图示,用于考察 【某品种】和【某地点】 的【平均表现】)

 

地点1

地点2

地点3

地点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效应=0

 

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

将地点效应和品种效应,相加,就得到了上面的表格。由于每个效应值都来自于地点均值,品种均值,总均值,因此这个表格的结算结果,反映的是(地点+品种)平均表现。Σ(地点+品种)效应=0。

基于品种×地点互作效应的不同品种的适宜地点排序

 

材料1

 

1.41667

地点3

0

地点2

-0.5

地点1

-0.91667

地点4

  

材料2

 

2.54167

地点3

-0.29167

地点4

-0.875

地点2

-1.375

地点1

   

计算公式:互作效应=观测值-总平均-地点效应-品种效应

试验的总平均=8.95833333

材料1在地点1的“互作”效应 = 6.5 - 8.95833333-(- 0.625)-(-1.33333)=-0.5

材料1在地点2的“互作”效应 = 7.5 - 8.95833333-(- 0.125)-(-1.33333)= 0

3、博思公司免费提供一年多点试验适宜性分析功能

为服务育种者数据分析工作,博思公司限期免费提供一年多点试验适宜性分析功能,以下三款软件均提供该功能,可自行下载使用。

农博士育种家软件(试验设计及统计分析模块)(免费)

农博士数据采集汇总分析工具(免费)

农博士育种家软件(正式用户可用)

有需要的朋友可至农博士育种家软件网站下载。

 

 

北京中农博思科技发展有限公司

2020-3-20

 

相关产品

当前客户在线交流已关闭
请电话联系他 :