云瑞10系列低代甘蔗創(chuàng)新親本兩種方法評價(jià)結(jié)果

桃聯(lián)安，邊芯，俞華先，郎榮斌，馮蔚，董立華，孫有芳，經(jīng)艷芬

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所瑞麗育種站，瑞麗678600）

云瑞10系列低代甘蔗創(chuàng)新親本兩種方法評價(jià)結(jié)果

桃聯(lián)安，邊芯，俞華先，郎榮斌，馮蔚，董立華，孫有芳，經(jīng)艷芬*

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所瑞麗育種站，瑞麗678600）

采用灰色接近度分析法、DTOPSIS分析法，對37份割手密種（Sacchrum spontaneum）血緣F1、F2（BC1）、F3（BC2）代及栽培原種間F1代的8個(gè)主要性狀進(jìn)行綜合分析，結(jié)果表明：①兩種方法的綜合評估值排序均超過對照種新臺糖22號（ROC22，CK1）、粵糖93-159（YT93-159，CK2）的材料有22份，其中排在前7位的材料是：云瑞10-805、云瑞10-1237、云瑞10-773、云瑞10-1252、云瑞10-550、云瑞10-1256、云瑞10-830，是重點(diǎn)利用的材料；小于ROC22、大于粵糖93-159的材料有4份，可進(jìn)一步作為觀察材料；均小于對照種ROC22、粵糖93-159的材料有11份，可考慮淘汰；②兩種分析方法排序基本一致，其中，灰色接近度的區(qū)分度是0.1458，DTOPSIS的區(qū)分度是0.4921；③綜合評估結(jié)果與材料表現(xiàn)基本一致?；疑咏确治龇āTOPSIS分析法均是簡便有效的分析方法。

甘蔗；低代；創(chuàng)新親本；灰色接近度

在甘蔗種質(zhì)資源的雜交利用過程中，尤其是甘蔗野生種質(zhì)資源，需要經(jīng)過3～4次與生產(chǎn)性親本或栽培品種輪回雜交，才能逐步克服細(xì)莖、低糖、早花等不利的野生性狀，保留適應(yīng)性好、抗逆性強(qiáng)、宿根性好等優(yōu)良性狀，最終篩選出符合生產(chǎn)要求的高產(chǎn)、高糖優(yōu)良新品種。為提高種質(zhì)資源的利用效果，對創(chuàng)新親本的評價(jià)、篩選和利用顯得尤為重要。

DTOPSIS法（Dynamic Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution，逼近理想解排序法），是甘蔗品種（品系）及其雜交后代的評價(jià)方法之一。在甘蔗種質(zhì)資源的利用組合及其雜交后代中逐步得到應(yīng)用，毛鈞等[1]采用DTOPSIS法對49份CO419與割手密種、斑茅種、滇蔗茅種、大莖野生種雜交的F1、F2代進(jìn)行了性狀分組評價(jià)，篩選出7份核心材料及15份觀察材料；陸鑫等[2]采用DTOPSIS法評價(jià)了17份“云野”系列創(chuàng)新后代，篩選出8份超過對照新臺糖10號、新臺糖22號的創(chuàng)新親本。

灰色接近度分析法則是郭瑞林等[3]參照時(shí)間序列灰色接近度理論，加以改進(jìn)，提出了基于空間序列灰色接近度的評判方法，旨在簡化運(yùn)算，提高評估效率，在小麥雜交組合的定量評估中得到成功應(yīng)用。

本文擬采用灰色接近度分析法、DTOPSIS分析法，對甘蔗種質(zhì)資源創(chuàng)新低代材料進(jìn)行綜合評價(jià)，為這些材料的篩選和利用提供依據(jù)，同時(shí)比較兩種方法的評價(jià)結(jié)果。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與方法

材料來源：10系列創(chuàng)新低代材料是瑞麗甘蔗育種站于2009/2010雜交季節(jié)利用甘蔗種質(zhì)血緣雜交的后代F1、F2（BC1）、F3（BC2），共37份材料，對照為全國當(dāng)家種新臺糖22號（ROC22，CK1）、云南當(dāng)家種粵糖93-159（YT93-159，CK2），詳見表1。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)：試驗(yàn)設(shè)3重復(fù)，2行區(qū)，行長2m、行距1.1m，下種量為12芽/m，年初新植，苗期調(diào)查出苗率、分蘗率，11月份調(diào)查株高、莖徑、有效莖數(shù)，計(jì)算蔗產(chǎn)量（公式：0.7854×莖徑2×株高×有效莖數(shù)×單位面積/小區(qū)面積），次年1月調(diào)查錘度，計(jì)算含糖量（公式：0.69×錘度×蔗產(chǎn)量）。經(jīng)過2012年、2013年兩年新植試驗(yàn)調(diào)查。

1.2 分析方法

1.2.1 灰色接近度分析方法灰色接近度分析方法參見郭瑞林的分析方法[3]，具體步驟為：

①確定理想材料：設(shè)有n個(gè)參試材料，考察m個(gè)性狀，則某材料m個(gè)性狀觀察值的集合構(gòu)成材料行為序列，記為Xi（k），i=1，2，…，n；k=1，2，…，m。評價(jià)材料優(yōu)劣首先要有一個(gè)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)或準(zhǔn)則，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)通常是復(fù)合育種目標(biāo)的性狀理想值，各育種目標(biāo)性狀理想值的集合構(gòu)成理想行為序列記為X0（k）。本研究中除株高取平均值外，其它7個(gè)性狀取最大值為理想值。

②序列無量綱化：為了使各個(gè)性狀具有可比性，按以下公式進(jìn)行無量綱化變換，即：

表1 參試材料及親系

本研究中，株高太高容易倒伏，對產(chǎn)量不利，所以株高取適中型公式計(jì)算，其它7個(gè)性狀采用性狀上限性公式進(jìn)行無量綱化處理。

③灰色加權(quán)接近度計(jì)算：將材料性狀行為序列Xi（k）和理想值序列X0（k）的折線記為Xi、Xo，通常情況下，育種目標(biāo)性狀不能等量齊觀，需賦予不同的權(quán)重Wk，則無量綱化后的Xi、Xo變?yōu)椋?/p>

為Xi、Xo基于接近性視角的加權(quán)灰色接近度，簡稱灰色加權(quán)接近度。式中

所以，Xi與Xo越接近，ρm越大，即第i個(gè)材料的綜合性狀越接近育種目標(biāo)（理想值），表現(xiàn)越好，反之亦然。

其中，各性狀的權(quán)重集Wk=（W1，W2，W3，…Wm），k=1，2，3，…m，權(quán)重系數(shù)的確定有灰色關(guān)聯(lián)度法、德爾菲法、判斷矩陣法、專家經(jīng)驗(yàn)法等，本文采用的是灰色關(guān)聯(lián)度法確定權(quán)重，參見趙俊等[4]的方法，即：各性狀先進(jìn)行均值化處理，再計(jì)算含糖量（參考數(shù)列）與其余性狀（比較數(shù)列）的灰色關(guān)聯(lián)度，并進(jìn)行歸一化處理得到各性狀的權(quán)重系數(shù)W（k），計(jì)算結(jié)果為：

1.2.2 DTOPSIS分析法DTOPSIS分析法參見趙培方的方法[5]，具體步驟為：

①原始數(shù)據(jù)無量綱化：各材料的性狀指標(biāo)可分為正向指標(biāo)、負(fù)向指標(biāo)和中性指標(biāo)，各類指標(biāo)無量綱化處理公式：正向指標(biāo)Pik=Xik/Xkmax，〔Xkmax=Max（Xik）〕；中性指標(biāo)Pik=Xkmez/〔Xkmez+abs（Xkmez-Xik）〕，Xkmez為性狀目標(biāo)值；負(fù)向指標(biāo)Pik=Xkmin/Xik，〔Xkmin=Min（Xik）〕。代表材料編號的i=1，2，3，…，n；代表性狀指標(biāo)的k=1，2，3，…，m；Xik代表第i個(gè)品種第k個(gè)性狀值，Xkmez代表第k個(gè)性狀的目標(biāo)值；abs代表絕對值。本試驗(yàn)除株高外的7個(gè)指標(biāo)均為正向指標(biāo)（株高太高容易倒伏，目標(biāo)值取平均值）。

②建立決策矩陣R：首先要確定各性狀的權(quán)重集Wk=（W1，W2，W3，…Wm），k=1，2，3，…m，權(quán)重系數(shù)的確定有灰色關(guān)聯(lián)度法、德爾菲法、判斷矩陣法、專家經(jīng)驗(yàn)法等，本文采用的是灰色關(guān)聯(lián)度法確定權(quán)重，即：各性狀先進(jìn)行均值化處理，再計(jì)算含糖量（參考數(shù)列）與其余性狀（比較數(shù)列）的灰色關(guān)聯(lián)度rk，并進(jìn)行歸一化處理得到各性狀的權(quán)重系數(shù)W（k），根據(jù)公式Rik=Pik×WT計(jì)算出決策矩陣R，Rik表示R中第i個(gè)品種第k個(gè)性狀的相應(yīng)值。

③求出各性狀值的正理想解數(shù)列和負(fù)理想解數(shù)列：正理想解計(jì)算公式X+k=Maxk（Rik）

計(jì)算結(jié)果：X+k=（0.1204，0.1097，0.1210，0.1101，0.1170，0.1454，0.1171，0.1587）

負(fù)理想解計(jì)算公式：X-k=Mink（Rik）

④計(jì)算出各材料與正理想解和負(fù)理想解的距離：采用歐幾里德范數(shù)作為距離的測度。

根據(jù)Ci進(jìn)行排序，Ci值最大者為綜合性狀最優(yōu)。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試材料分析結(jié)果

通過灰色接近度分析、DTOPSIS分析，獲得37份創(chuàng)新低代材料的排序結(jié)果（見表2）。

從表2中可看出，灰色接近度的ρ值、DTOPSIS的Ci值排序均超過CK1、CK2的材料有22份，即：云瑞10-805、云瑞10-1237、云瑞10-773、云瑞10-1252、云瑞10-550、云瑞10-1256、云瑞10-830、云瑞10-1261、云瑞10-1055、云瑞10-224、云瑞10-447、云瑞10-693、云瑞10-787、云瑞10-829、云瑞10-1241、云瑞10-781、云瑞10-686、云瑞10-1299、云瑞10-299、云瑞10-291、云瑞10-1095、云瑞10-926。除云瑞10-926是原種間雜交F1代外，其它均為云南82-25、云南82-160、云南87-47、野114、瑞麗06-7-3云南割手密的雜交后代，是重點(diǎn)雜交利用的材料；綜合評估值排序小于ROC22、大于粵糖93-159的材料共有4份，即：云瑞10-1182、云瑞10-914、云瑞10-690、云瑞10-1269，可作為進(jìn)一步觀察的材料。灰色接近度的ρ值、DTOPSIS的Ci值排序均小于對照種ROC22、粵糖93-159的材料有11份，即：云瑞10-1128、云瑞10-789、云瑞10-1129等材料，可考慮淘汰。

表2 DTOPSIS法和灰色接近度分析結(jié)果

2.2 灰色接近度分析法與DTOPSIS分析法比較

通過灰色接近度與DTOPSIS分析排序結(jié)果比較，可查看兩種分析結(jié)果的差異程度：DTOPSIS的Ci值排序與灰色接近度的ρ值排序的差有5種情況，即：排序相同的材料有20份，排序相差1位的材料有9份，排序相差2位的材料有6份，排序相差3位的材料有1份，排序相差4位的材料有1份，排序相差5位的材料有2份，其中，排序相同和排序相差1位的材料共有29份，占39份參試材料（含2對照）的74.4%，兩種分析方法的排列順序基本相同，差異不大。所以，灰色接近度分析法與DTOPSIS分析法結(jié)果基本一致。

區(qū)分度是指各種分析方法所涉參數(shù)反映研究對象之間彼此相互區(qū)分的程度。一般地，區(qū)分度越大，反應(yīng)參數(shù)之間的離散程度越大，相應(yīng)的分析方法越優(yōu)。本文定義區(qū)分度Q=（Smax-Smin）/（Smax+Smin），式中，Smax表示參數(shù)中的最大值，如灰色接近度分析中的Smax為0.8727，Smin則表示參數(shù)中的最小值，如灰色接近度分析中的Smin為0.6471，其區(qū)分度為0.1485，其余以此類推，DTOPSIS法的區(qū)分度為0.4921。所以，從區(qū)分度來看，DTOPSIS分析法比灰色接近度分析法要好一些。

2.3 分析結(jié)果與材料表現(xiàn)

DTOPSIS分析、灰色接近度分析，其結(jié)果都是從總體上反映材料的整體表現(xiàn)。從表3可看出，DTOPSIS的Ci值越大，相應(yīng)材料的出苗率、分蘗率、株高、莖徑、有效莖數(shù)、蔗產(chǎn)量、錘度、含糖量的值有取大的趨勢，尤其是含糖量、蔗產(chǎn)量比較明顯，兩性狀的權(quán)重也是最大的，分別為0.1587、0.1454，可見，DTOPSIS分析結(jié)果與參試材料的性狀表現(xiàn)基本一致。

表3 DTOPSIS的Ci值排序與材料性狀表現(xiàn)

3 討論

本文在對37份參試材料進(jìn)行綜合評價(jià)時(shí)，不僅可以根據(jù)所計(jì)算出的灰色接近度的ρ值、DTOPSIS的Ci值很容易地把參試材料進(jìn)行排序，找到材料的優(yōu)劣次序，而且還可以通過所設(shè)置的對照種ROC22、粵糖93-159的排位來衡量參試材料的優(yōu)劣程度，從而對參試材料進(jìn)行評估，篩選出適宜的9份優(yōu)良材料。這與經(jīng)艷芬等[6]采用DTOPSIS法對引進(jìn)新品種評價(jià)、陳政等[7]采用DTOPSIS法對自育新品系評估等研究方法一致。但是，本文所做的是對材料性狀的綜合評估，作為對野生血緣低代材料的評價(jià)，主要從親本利用方面考慮，對有特別突出性狀的材料，在兼顧其他性狀的同時(shí)還應(yīng)作為特異材料來利用，如云瑞10-223（云瑞05-285×云瑞05-254）錘度高達(dá)23.22（最高），但DTOPSIS法排序在32位，如何對這些材料進(jìn)行更有效的評估有待進(jìn)一步研究。

灰色接近度分析法是郭瑞林等[3]新提出的一種分析方法，通過與灰色關(guān)聯(lián)度分析法比較，所評價(jià)的組合位次和等級大同小異，但省去了灰色關(guān)聯(lián)度求最大、最小差的步驟，計(jì)算更加簡便易行；本文通過與DTOPSIS法分析結(jié)果比較，排序結(jié)果基本一致，兩者排序最大差為5位，灰色接近度分析法的區(qū)分度雖然比DTOPSIS分析法的區(qū)分度要小一些，但是灰色接近度分析法沒有求參試材料的正理想解和負(fù)理想解的步驟，計(jì)算更為簡便，灰色接近度分析法不失為一種簡便有效的分析方法。

[1]毛鈞，陸鑫，蘇火生，等.甘蔗Co419創(chuàng)新血緣后代的DTOPSIS綜合評價(jià)[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，5（3）：775-780.

[2]陸鑫，毛鈞，蘇火生，等.DTOPSIS法綜合評價(jià)甘蔗創(chuàng)新種質(zhì)[J].中國糖料，2012（1）：33-37.

[3]郭瑞林，劉亞飛，吳秋芳，等.雜交組合灰色接近度評估方法及其在小麥育種中的應(yīng)用[J].麥類作物學(xué)報(bào)，2012，32（5）：989-995.

[4]趙俊，范源洪，吳才文，等.19個(gè)國外引進(jìn)甘蔗品種的灰色關(guān)聯(lián)度分析[J].中國糖料，2007（2）：27-29.

[5]趙培方，吳才文，劉家勇，等.7個(gè)果蔗品種DTOPSIS法綜合評價(jià)[J].甘蔗糖業(yè)，2007（1）：10-12.

[6]經(jīng)艷芬，周清明，段慧芬，等.國家七輪區(qū)試甘蔗品種在云南瑞麗點(diǎn)表現(xiàn)的DTOPSIS法綜合評價(jià)[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，25（3）：1177-1181.

[7]陳政，呂達(dá)，王果，等.自育甘蔗新品系的DTOPSIS法綜合評估[J].亞熱帶農(nóng)業(yè)研究，2010，6（2）73-75.

Comparison of Two Evaluation Methods for Sugarcane Innovation Parent of Yunrui10 Series Pre-progeny

TAO Lian-an,BIAN Xin,YU Hua-xian,LANG Rong-bin,FENG Wei,et al
(Ruili Breeding Station of Sugarcane Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Ruili 678600)

Eight major characters of 37 pre-progeny from S.spontune F1、F2（BC1）、F3（BC2）and from intercultivar-specific F1were analysed by two methods of grey closeness degree and DTOPSIS(Dynamic technique for order preference by similarity to ideal solution).The results showed that evaluation values from the two methods of 22 pre-progenies were higher than both control varieties Xintaitang22(ROC22,CK1)and Yuetang93-159 (YT93-159,CK2).The 7 best materials were Yunrui10-805,Yunrui10-1237,Yunrui10-773,Yunrui10-1252, Yunrui10-550,Yunrui10-1256 and Yunrui10-830,and they were as key parents in the future.There were 4 pre-progenies between ROC22 and YT93-159 for further observing materials.Eliminating 11 pre-progenies were less than both ROC22 and YT93-159.The evaluation values orders by the two methods were basically unanimous.The distinguish degrees of the grey closeness degree method and the DTOPSIS method respectively were 0.1458 and 0.4921,and the evaluation values were according to production practice representation of the materials.

sugarcane;pre-progeny;innovation parent;grey closeness degree

S566.103

A

1007-2624（2015）02-0013-04

10.13570/j.cnki.scc.2015.02.005

2014-08-02

云南省重點(diǎn)新產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目（2012BB014）；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金項(xiàng)目（CARS-20-1-1）。

桃聯(lián)安（1969-），男，云南省普洱市人，副研究員，研究方向：甘蔗遺傳育種。E-mail:Taolianan@163.com

經(jīng)艷芬（1965-），女，云南省麗江市人，研究員。研究方向：甘蔗遺傳育種。E-mail:rljyf@126.com