運用灰色關(guān)聯(lián)理論對加工番茄品種進(jìn)行篩選研究

羅穎 ，薛琳 ，黃帥 ，田麗萍

（1.石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆石河子，832000；2.新疆石河子市蔬菜研究所；3.石河子大學(xué)藥學(xué)院）

新疆獨特的水土光熱資源為發(fā)展加工番茄種植提供了得天獨厚的條件，是我國最大的加工番茄種植和加工基地，占全國加工番茄生產(chǎn)能力的90%以上。但是長時期栽培品種單一、品種結(jié)構(gòu)不合理、番茄成熟期集中等原因，往往造成果實腐爛嚴(yán)重，致使加工番茄原料商品率只有50%左右，番茄醬合格率也較低。因此，選育加工番茄優(yōu)質(zhì)品種已成為推動新疆加工番茄產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的關(guān)鍵問題[1]。

新疆加工番茄主要作醬用番茄，遠(yuǎn)銷國內(nèi)外。加工番茄品種的優(yōu)劣不僅要考慮其產(chǎn)量，還要考慮其營養(yǎng)價值、貯藏特性、抗病性等。為克服評價方法的片面性，筆者利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法[2～4]對新疆石河子市蔬菜研究所選育的6個品種，綜合9個性狀進(jìn)行評估分析，以期選出最優(yōu)品種進(jìn)行規(guī)模推廣。

1材料與方法

1.1 試驗材料

供試加工番茄品種6個，為新疆石河子市蔬菜研究所提供：TD41（X1），TD41×TD13（X2），TD13（X3），TD22（X4），TD22×HT16（X5），HT16（X6）。

1.2 試驗設(shè)計

2008年3月20日在石河子蔬菜所溫棚用72孔穴盤育苗，5月16日定植于石河子市蔬菜研究所試驗地。試驗采用單因子隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，6個品種，每個品種3次重復(fù)，株距35 cm，行距1.2 m，小區(qū)長16 m。滴灌栽培，水肥管理與大田一致。

1.3 統(tǒng)計方法

兼顧加工番茄豐產(chǎn)性狀和品質(zhì)性狀，我們選取產(chǎn)量（k1），果莖比（k2，果實與莖葉的質(zhì)量之比），番茄紅素含量（k3），有機(jī)酸含量（k4），可溶性固形物含量（k5），可溶性總糖含量（k6），丙二醛含量（k7），過氧化物酶活性（k8），硬度（k9）這 9個指標(biāo)進(jìn)行綜合評估。各性狀指標(biāo)測定參考王雷等[5～6]的方法，通過公式①、②計算供試品種與設(shè)置的理想品種X0之間的關(guān)聯(lián)系數(shù) ζi（k）與等權(quán)關(guān)聯(lián)度ri：

1.4 關(guān)聯(lián)分析

參照劉錄祥[7]提出的方法，根據(jù)供試品種的實際水平和育種目標(biāo)等，設(shè)置一個理想品種X0。理想品種各性狀指標(biāo)取值是根據(jù)育種目標(biāo)的要求和試驗結(jié)果，取與供試品種各性狀值上限值相等或略大一點的數(shù)值，構(gòu)成參考數(shù)列X0，供試品種用Xi表示，i=1，2，3，4，5，6，以供試品種的各項指標(biāo)構(gòu)成被比數(shù)列Xi。供試品種與理想品種X0考察性狀的平均值列于表1。

表1 番茄供試品種與理想品種考察性狀平均值

利用表1中的數(shù)據(jù)計算各品種相對于理想品種的關(guān)聯(lián)度，據(jù)ri的大小，就可以確定數(shù)列Xi與理想數(shù)列X0的相似程度，從而判斷品種Xi的優(yōu)劣。但是，各個性狀對品質(zhì)的貢獻(xiàn)是不一樣，因此根據(jù)以往研究的結(jié)果、專家經(jīng)驗和育種目標(biāo)，我們對不同性狀附予了不同的權(quán)重系數(shù)Wk，加權(quán)關(guān)聯(lián)度ri'計算公式如下：

2 結(jié)果與分析

2.1 無單位化處理

因為加工番茄各個性狀的量綱不一致，為方便統(tǒng)計分析，對各性狀原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理。采用初值化的方法，用X0數(shù)列分別去除Xi數(shù)列，得到一個數(shù)值為0～1之間的無單位的新數(shù)列，如表2。

2.2 供試品種與理想品種的絕對差值

根據(jù)公式△i（k）=|X0（k）-Xi（k）|，其中i=1～6，k=1～9，分別求得理想品種X0與供試品種Xi相應(yīng)性狀的絕對差值，如表3。

2.3 關(guān)聯(lián)系數(shù)

表2 6個加工番茄品種9個性狀的無量綱化處理

將表3的數(shù)據(jù)代入公式①中，分辨率ρ取值0.5，即得X0對Xi各性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)，如表4。

2.4 關(guān)聯(lián)度的計算

將求得的關(guān)聯(lián)系數(shù)代入公式②中，即可得出供試品種與理想品種的等權(quán)關(guān)聯(lián)度。依據(jù)公式③即得供試品種與理想品種的加權(quán)關(guān)聯(lián)度，見表5。

2.5 關(guān)聯(lián)分析結(jié)果

根據(jù)關(guān)聯(lián)分析原則，關(guān)聯(lián)度大的數(shù)列與理想品種最為接近。從表5可知，等權(quán)關(guān)聯(lián)度綜合評判與加權(quán)關(guān)聯(lián)度綜合評判結(jié)果相同，結(jié)果為：品種TD41×TD13的綜合性狀與理想品種最為接近 （r=0.924 3），TD22×HT16，TD13，TD41，TD22，HT16 依次減小。品種TD41×TD13為選育出的最優(yōu)品種。

3 討論

3.1 考察性狀的選擇

本研究選取的9個加工番茄性狀可分為4類：①產(chǎn)量性狀：產(chǎn)量（k1），果莖比（k2）。 產(chǎn)量是傳統(tǒng)品種選育的考察性狀，無疑是評價品種優(yōu)劣的主要指標(biāo)。果莖比則反映了植株吸收的總營養(yǎng)在營養(yǎng)生長與生殖生長上的分配，品種選育的目標(biāo)當(dāng)然是在保證植株正常生長的同時，將營養(yǎng)最大限度地用于生

殖生長，制造生產(chǎn)用果實。②營養(yǎng)性狀：番茄紅素含量（k3），有機(jī)酸含量（k4），可溶性固性物含量（k5），可溶性總糖含量（k6）。隨著人們生活水平的提高，食品的口感及營養(yǎng)價值日益成為人們關(guān)注的問題。③抗病性狀：丙二醛含量（k7），過氧化物酶活性（k8）。新疆加工番茄的種植普遍存在著輪作的現(xiàn)象，由此導(dǎo)致的一個嚴(yán)重結(jié)果即是病蟲害的泛濫。在本研究中，亦發(fā)現(xiàn)試驗田中有病蟲害的發(fā)生。在病蟲害的脅迫下，植株會激發(fā)體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)，一些抗氧化酶活性提高以抵御病蟲害，保證植株正常的生理生長。④貯藏性狀：硬度（k9）。加工番茄普遍存在著成熟時期集中的現(xiàn)象，硬度高，則易于貯藏，運輸，提高加工番茄的成品率。依據(jù)這些考察性狀對加工番茄品質(zhì)優(yōu)劣的貢獻(xiàn)率，本研究對這些性狀附于了不同的權(quán)重值（Wk），依次為：0.20，0.10，0.13，0.06，0.13，0.12，0.08，0.08， 0.10。

表3 理想品種和供試品種的絕對差值

表4 供試品種的關(guān)聯(lián)系數(shù)

表5 供試品種與理想品種關(guān)聯(lián)度排列

3.2 加工番茄品種的選擇

本研究選取新疆石河子市蔬菜研究所提供的6個加工番茄品種：TD41 （X1）， TD41×TD13（X2），TD13（X3），TD22（X4），TD22×HT16 （X5），HT16（X6）。前期試驗發(fā)現(xiàn)TD41品種單株結(jié)果數(shù)多，但果實硬度小，不易貯藏；TD13品種果實硬度較高；TD41×TD13為TD41品種與TD13品種的雜交品種；TD22品種植株矮小，莖稈粗壯；HT16品種植株高挺，但莖稈較細(xì)；TD22×HT16為TD22品種與HT16品種的雜交品種。

試驗結(jié)果表明，6個品種的優(yōu)劣次序為TD41×TD13＞TD22×HT16＞TD13＞TD41＞TD22＞HT16。 最優(yōu)的 2個品種為雜種 TD41×TD13與 TD22×HT16，而且兩者各具特色，TD41×TD13單株結(jié)果數(shù)多且果實硬度較高；TD22×HT16植株高度適中且粗壯。試驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)單株結(jié)果數(shù)多，成熟后期，植株有支撐不住整株果實的質(zhì)量而下塌的現(xiàn)象，這樣易造成果實的腐爛。故后期試驗會考慮選育TD41×TD13與TD22×HT16這2個品種的雜交品種，以期選育出產(chǎn)量高，植株莖稈粗壯的加工番茄品系。

3.2 評價分析方法的選擇

傳統(tǒng)上只依據(jù)產(chǎn)量來對加工番茄品種進(jìn)行選育，或者加入一些營養(yǎng)指標(biāo)進(jìn)行考察，但只是獨立進(jìn)行的。用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法來綜合評價番茄品種，可以克服以往依靠單因子性狀加權(quán)分析法的主觀性和粗放性等一些不完善的地方，且其方法簡單，操作性強(qiáng)。評價指標(biāo)根據(jù)所選品種各種性狀加權(quán)后的綜合表現(xiàn)來衡量和分析，這樣使得其評價結(jié)果更加客觀，更加全面，提高了對品種綜合評價的準(zhǔn)確性和有效性，是一種選育新品種的有效手段。

4 結(jié)論

本研究運用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法，綜合加工番茄產(chǎn)量性狀，營養(yǎng)性狀，抗病性狀，貯藏性狀共9個性狀指標(biāo)，對4個純合種，2個雜交品種進(jìn)行全面評價，選育出了適合新疆石河子地區(qū)規(guī)模種植的加工番茄品種。

[1]齊士發(fā)，石書兵，俞均山.新疆加工番茄產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及障礙因子對策[J].新疆農(nóng)業(yè)科技，2007（1）：41.

[2]王爭艷，皇甫光宇，潘元慶，等.糧食生產(chǎn)影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，36（8）：3 050-3 052.

[3]成雪峰，張鳳云.灰色關(guān)聯(lián)分析法在夏大豆育種上的應(yīng)用[J].大豆科學(xué)，2009，28（1）：31-35.

[4]王斌，趙幫宏，鄭桂茹.基于空間概念的灰色關(guān)聯(lián)分析及小麥成本收益評價研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2009，25（7）：264-267.

[5]王永飛，王鳴，王雷，等.加工番茄豐產(chǎn)性狀和品質(zhì)性狀的典型相關(guān)分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，1999，32（1）：20-25.

[6]王雷，王鳴.加工番茄主要數(shù)量性狀遺傳相關(guān)的研究[J].西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1998，7（1）：32-37.

[7]劉錄祥.灰色系統(tǒng)理論應(yīng)用于作物新品種綜合評估初探[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，1989（3）：22.