1、AMMI模型學習和思考
為了系統學習AMMI模型,買來了《產量區域試驗統計分析---因子設計的AMMI分析》這本書(影印版)。記錄一下,自己的學習心得,同時也方便跟群友交流。
模型的構成在下圖中很清楚列出。AMMI模型中,試驗數據減去總平均數后的效應,分成了兩部分,方差分析(ANOVA)部分和主成分(PCA)分析部分。對應植物育種,方差分析(ANOVA)部分效應包含了品種效應,地點效應,主成分(PCA)分析部分效應就是環境和品種間的“互作”。
方差分析模型屬于線性模型,效應可加,可以簡單形象的理解為,一個產量觀測值的構成,是由觀測值的所在地點效應、所屬品種效應,誤差等效應值的累加和。
主成分分析(相乘)和方差分析(相加)的區別,書中的這一頁講的尤其清楚。
總體均值200,基因型值5,環境效應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可加性思想分析處理試驗數據,還是用AMMI模型的思想都是可以的。但AMMI模型的計算復雜性就高了太多。主成分分析,是忽略掉很多非主成分的結果,這也會帶來應用局限。育種者布置多點試驗,更多的著眼點是考察品種間的優劣,或者跟CK比較的優劣,或者是品種跟環境間的適宜性問題。這樣的話,就可以不用把品種的穩定性分析、適宜性分析考慮的過于復雜。在育種的布點試驗中采用AMMI模型分析,個人認為沒有必要,因為基于效應可加性,觀測值-總平均-地點效應-品種效應=品種×地點的互作效應,能得到一個準確的“互作”效應值,對育種工作就已經解決問題了。
查閱文獻,可以看到,品種穩定性分析問題,分析方法太多,育種者要結合自身工作需要,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、一年多點試驗效應解讀示例
下面給出農博士育種家軟件(試驗設計及統計分析模塊)的具體計算示例和效應解讀思路。
三個排序,解決問題
1、比較產量高低,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,用互作效應值排序即可,觀測值-總平均-地點效應-品種效應=品種×地點的互作效應。
下方切圖,僅是農博士育種家軟件品種適宜性分析功能分析結果。
給出,地點效應、品種效應、地點×品種的互作效應。
效應解讀技巧:生物統計、數量遺傳學中的效應(離差),有個規律,Σ效應=0,比如,地點效應的累加和=0,品種效應的累加和=0.每種效應的計算都來自于某個試驗,因此效應的正負(+,-)都是基于該試驗的。這本身就是一個有利于排序的結算結果。某品種的效應為正數,且是大值,說明在該試驗中,這個品種的表現,均值大。某品種的效應為負數,且是小值,說明在該試驗中,這個品種的表現差,均值小。如果試驗中安排了CK,那就可以看出更多的含義。
以上圖分析結果為例,
地點效應 | 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 | 0 |
材料效應 | 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 | 0 |
材料效應 + 地點效應(二維圖示,用于考察 【某品種】和【某地點】 的【平均表現】) | ||||||
地點1 | 地點2 | 地點3 | 地點4 |
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材料1 | -1.95833 | -1.45833 | 0.625 | -2.54167 |
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材料2 | -2.08333 | -1.58333 | 0.5 | -2.66667 |
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材料3 | -2.70833 | -2.20833 | -0.125 | -3.29167 |
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材料4 | -0.70833 | -0.20833 | 1.875 | -1.29167 |
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材料5 | 3.16667 | 3.66667 | 5.75 | 2.58333 |
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材料6 | 0.541667 | 1.04167 | 3.125 | -0.04167 |
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| Σ效應=0 |
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-1.95833=(-1.33333)+(-0.625)
將地點效應和品種效應,相加,就得到了上面的表格。由于每個效應值都來自于地點均值,品種均值,總均值,因此這個表格的結算結果,反映的是(地點+品種)平均表現。Σ(地點+品種)效應=0。
基于品種×地點互作效應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=觀測值-總平均-地點效應-品種效應
試驗的總平均=8.95833333
材料1在地點1的“互作”效應 = 6.5 - 8.95833333-(- 0.625)-(-1.33333)=-0.5
材料1在地點2的“互作”效應 = 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
為服務育種者數據分析工作,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。
農博士育種家軟件(試驗設計及統計分析模塊)(免費)
農博士數據采集匯總分析工具(免費)
農博士育種家軟件(正式用戶可用)
有需要的朋友可至農博士育種家軟件網站下載。
北京中農博思科技發展有限公司
2020-3-20
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