Tương tác kiểu gen G (Genotype) và môi trường E (Environment) ký hiệu là GEI (Genotype x Environment interactions) là hiện tượng hai hay nhiều kiểu gen phản ứng khác nhau với sự thay đổi của môi trường (Paolo, 2002). QEI (Quantitative trait locus x environment interaction) là tương tác giữa các tính trạng số lượng và môi trường [30]. Khái niệm này trên cơ sở của Eberhard và Rusell (1966), cũng như của Bernardo (2002). Tính ổn định có thể đánh giá bằng một số phương pháp, một số phương pháp thông dụng là hồi quy của kết quả kiểu gen trên chỉ số môi trường. Nhìn chung chỉ số môi trường là không vượt qua độ lệch trung bình kiểu hình tại môi trường từ giá trị trung bình kiểu hình trên tất cả các môi trường. Do đó, kiểu hình của mỗi kiểu gen của cá thể trong mỗi môi trường là hồi quy trên chỉ số môi trường (Bernardo, 2002 ký hiệu tj) tạo ra một dốc (giá trị bi) cho mỗi một kiểu gen hoặc giống được đánh giá. Mô hình phân tích tính ổn định của Eberhart và Russell (1996) cũng như của Bernardo (2002) như sau:
Pij = µ + gi + bitj + δij + eij Trong đó:
+ Pij là giá trị kiểu hình của kiểu gen hoặc giống i ở môi trường) + µ là giá trị trung bình toàn bộ thí nghiệm
+ gi là tác động của kiểu gen i qua các môi trường + bi là đường hồi quy của pij trên tj
+ tj là chỉ số môi trường (ảnh hưởng của môi trường j lên các kiểu gen) + δij là độ lệch của pij từ giá trị hồi quy cho một tj
Sự ổn định (của nhiều loại) có thể được xác định trên cơ sở hồi quy này, tiếp cận này có một số hạn chế: sự ổn định nào phụ thuộc lên các địa phương (môi trường) và các kiểu gen nào gồm trong thí nghiệm một kiểu gen đó ổn định trong một loạt môi trường nhưng có thể không ổn định với kiểu gen khác, tương tự một kiểu gen ổn định nếu đánh giá với một loạt các kiểu gen khác nhaụ Như thế, tính ổn định của giống có thể đánh giá theo một số
phương pháp [26]. Theo Lin và cộng sự (1986), ổn định của giống có thể
phân làm 3 loại: Loại ổn định I: một giống biểu hiện tốt ngang bằng nhau trong tất cả các môi trường, trong các môi trường biến động là rất nhỏ đây là sự tương đương được gọi là homeostasis, đây là điều lý tưởng chúng ta mong muốn, chúng ta sẽ luôn luôn nhận được năng suất như nhau qua các năm ở tất cả các địa phương thích nghị Điều này là không thực tế và nếu nó xẩy ra thì nói chung liên quan đến năng suất thấp. Mặc dù vậy giá trị ổn định của loại này phụ thuộc vào toàn bộ phạm vi của môi trường đã lấy mẫu, nếu phạm vi rộng khi đó giá trị có thể ít giá trị sử dụng. Nhưng nếu giới hạn ở một mức nào đó nó có thể sử dụng được. Loại ổn định II: một giống phản ứng qua các môi trường là như nhau (song song) với trung bình tất cả các kiểu gen trong thử nghiệm (hồi quy trung bình trên chỉ số môi trường). Hồi quy trung bình sẽ
có một giá trị b = 1, bởi vậy mọi kiểu gen có giá trị = 1 sẽ coi như là ổn định, nếu < 1 phản ứng của kiểu gen thấp với môi trường (tj thấp), nếu > 1 phản ứng của kiểu gen tốt với môi trường (tj cao) là tốt hơn trung bình. Loại ổn định III: Một giống có độ lệch trung bình nhỏ (giá trị của δij) của hồi quy chỉ số môi trường. Các độ lệch hồi quy cho rằng hồi quy tự nó là không dự đoán được biểu hiện kiểu gen trong mọi môi trường vì thế kiểu gen là không ổn định [60].
Khái niệm của Singh, 1976: ổn định năng suất cao thường đề cập đến một khả năng của một kiểu gen (Genotype) thể hiện năng suất và cách chống chịu ổn định, dù ở môi trường thuận lợi hay kém thuận lợi trên phạm vi lớn
bao gồm nhiều vùng sinh tháị Khi nghiên cứu phân tích tính thích nghi của các nhà chọn giống thực vật đã đề nghị chỉ nên tập trung vào tương tác kiểu gen và địa phương (Genotype x Location interaction) chứ không nên bao gồm tất cả các loại trong tương tác. Có thể tương tác kiểu gen và môi trường để
chọn giống thích nghi hẹp nghĩa là ổn định qua các năm tại một địa điểm nào đó. Để định rõ vùng thích nghi và ổn định năng suất cần dựa vào kết quả phân tích và quan trọng nhất là phương sai GLI (Genotype x Location interaction) [40]. Đặc tính toán học và di truyền của hệ số đa hình và đồng hình trong chọn tạo giống cây trồng và quản lý ngân hàng hạt nguồn tài nguyên di truyền thực vật. Một sự lựa chọn phù hợp để xác định đa dạng là một vấn đề quan trọng trong khám phá mối quan hệ di truyền giữa các nguồn gen với số liệu marker phân tử. Nghiên cứu của chúng tôi xác định 10 hệ số đa hình sử dụng rộng rãi đánh giá nguồn gen với tập trung áp dụng đặc biệt cho chọn tạo giống cây trồng và bảo tồn nguồn gen hạt. Khám phá đặc tính toán học và di truyền của những hệ số này kiểm tra hiệu quả của nó khi áp dụng với các lĩnh vực khác nhau của chọn giống và bảo tồn nguồn gen hạt. Xác định mối quan hệ
giữa 10 hệ số này, các nhà nguyên lý toán học và di truyền của hệ số được mô tả chi tiết. Một phân tích giả thuyết đã được CIMMYT xuất bản 7 quần thể
ngô có mối quan hệ chặt chẽ [61].
Mức độ ưu thế lai phụ thuộc vào sự biểu hiện của các dòng thuần bố
mẹ, nhưng môi trường có ảnh hưởng khác nhau đến ưu thế lai và các dòng bố mẹ chính là sự thay đổi mối quan hệ giữa khoảng cách di truyền và ưu thế laị Ở vùng nhiệt đới hạn chế và thay đổi về khả năng cung cấp nước và dinh dưỡng tạo ra các môi trường tương phản. Ảnh hưởng của các điều kiện bất thuận phi sinh học đến khoảng cách di truyền để chuẩn đoán ưu thế lai còn rất ít [48].