應(yīng)用模糊綜合評判法對大田甘蔗實(shí)生苗組合的評價(jià)

唐仕云，楊榮仲，王倫旺，張保青，鄧宇馳，楊翠芳，周珊，賢武，譚芳，譚宏偉，楊麗濤

（1.廣西農(nóng)科院甘蔗研究所/中國農(nóng)科院甘蔗研究中心/農(nóng)業(yè)部廣西甘蔗生物技術(shù)與遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣西甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南寧530007；2.亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，南寧530005）

應(yīng)用模糊綜合評判法對大田甘蔗實(shí)生苗組合的評價(jià)

唐仕云1，2，楊榮仲1*，王倫旺1，張保青1，鄧宇馳1，楊翠芳1，周珊1，賢武1，譚芳1，譚宏偉1，楊麗濤2

（1.廣西農(nóng)科院甘蔗研究所/中國農(nóng)科院甘蔗研究中心/農(nóng)業(yè)部廣西甘蔗生物技術(shù)與遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣西甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南寧530007；2.亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，南寧530005）

對新近配制的、以桂糖系列親本為主的24個(gè)甘蔗雜交組合，采用模糊綜合評判法進(jìn)行了綜合評價(jià)，結(jié)果表明15個(gè)雜交組合被評判為較優(yōu)組合，9個(gè)組合被評判為一般組合。較優(yōu)組合中桂糖92-66×云蔗89-159、桂糖03-1403×桂糖93-102、桂糖04-2603×CP84-1198、桂糖05-3445×桂糖03-2309、桂糖02-901×ROC10、ROC22×CP06-3458的錘度優(yōu)集隸屬度在0.500以上，表明從這些組合中較易篩選到農(nóng)藝性狀較好且糖分較高的后代。

甘蔗；組合；實(shí)生苗；模糊綜合評判

甘蔗是我國最重要的糖料作物，同時(shí)也是具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ哪茉醋魑铩Ｎ覈鞘澜缟系谌螽a(chǎn)糖國，大力發(fā)展甘蔗生產(chǎn)，以滿足日益增長的蔗糖需求和能源消耗，對提高人民生活、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用[1]。據(jù)估計(jì)，甘蔗遺傳育種的科技貢獻(xiàn)率在60%以上，但目前我國甘蔗育成的品種遠(yuǎn)不能適應(yīng)蔗糖業(yè)的需要[2]。甘蔗是高度雜合的異源多倍體，其遺傳基礎(chǔ)與遺傳行為非常復(fù)雜，甘蔗育種實(shí)踐表明準(zhǔn)確選配雜交組合是提高甘蔗育種效率的關(guān)鍵[3]?，F(xiàn)代甘蔗品種多為甘蔗屬內(nèi)的種間雜種，目前品種間雜交是獲得商業(yè)性品種的重要途徑，新的品種（系）在性狀遺傳鑒定之后，又被重新用作親本，通過有性雜交、基因重組和選擇鑒定，選育出聚合了新的遺傳性狀、并改進(jìn)了原品種（系）缺點(diǎn)的新品種，這種從“品種（系）→親本→組合→品種（系）”的循環(huán)模式，將不斷地培育出能適應(yīng)各種廣泛的自然環(huán)境、并能與當(dāng)?shù)卦耘嗉夹g(shù)措施相配套、綜合性狀表現(xiàn)更優(yōu)良的甘蔗新品種。廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所是一個(gè)公益性甘蔗研究機(jī)構(gòu)，近年來每年播種實(shí)生苗30萬苗左右，每年所用組合最多已達(dá)上千個(gè)，每年都有2個(gè)左右新品種通過審定或登記。本研究擬采用模糊綜合評判法對以本所近年來培育出的新品種、新品系組配的新組合進(jìn)行綜合評價(jià)，以期為甘蔗親本選用、組合配制及其優(yōu)良甘蔗新品種的選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料來自于2014—2015年度廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所的大田實(shí)生苗組合，共24個(gè)，親本及組合信息詳見表2。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與調(diào)查方法

2014年2月中旬在溫室播種，待苗有2～3張真葉時(shí)假植，6月中旬移栽至雜種圃大田。大田種植規(guī)格為行長10m，行距1.2m，每行種植25株，每個(gè)組合種植苗數(shù)200苗以上，組合間苗數(shù)不等，同一組合連片種植。2015年1月上旬調(diào)查24個(gè)組合的株高、莖徑、叢有效莖數(shù)及田間錘度。每個(gè)組合連續(xù)調(diào)查7行，每行連續(xù)調(diào)查15叢甘蔗，共105叢，調(diào)查時(shí)每行均從第二叢開始連續(xù)測量，每叢選取最高的那條甘蔗測量株高、莖徑、叢有效莖數(shù)及田間錘度。2015年2—3月進(jìn)行最后決選，根據(jù)入選叢數(shù)和移栽苗數(shù)，統(tǒng)計(jì)各組合的實(shí)際入選率。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

模糊綜合評判方法參照周鴻凱[4]和譚芳等[5]的方法進(jìn)行，應(yīng)用DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

1.3.1 模糊綜合評判的數(shù)學(xué)模型對象集X={x1，x2，…，x24}={組合1，組合2，…，組合24}

因素集U={u1，u2，u3，u4}={株高，莖徑，叢有效莖數(shù)，錘度}

因素的權(quán)重分配子集A={a1，a2，a3，a4}

評語集V={v1，v2，v3，v4，v5}={優(yōu)集，較優(yōu)集，一般集，較差集，差集}

模糊評價(jià)子集B={b1，b2，b3，b4，b5}

1.3.2 隸屬度函數(shù)及模糊評價(jià)矩陣rij=xij/n=樣本中對應(yīng)于某因素某級別的個(gè)體數(shù)/樣本的個(gè)體數(shù)（i=1，2，3，4；j=1，2，3，4，5）

1.3.3 各因素權(quán)重根據(jù)甘蔗高產(chǎn)高糖的育種目標(biāo)，各因素對產(chǎn)糖量影響的重要程度和各因素獲得優(yōu)級的難易程度來確定各因素的權(quán)重系數(shù)。本研究根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]的經(jīng)驗(yàn)值，設(shè)A=（株高，莖徑，叢有效莖數(shù)，錘度）=（0.25，0.20，0.25，0.30）

1.3.4 模糊綜合評價(jià)B=AoR取M（·+）算子，B={a1，a2，a3，a4}oR=（b1，b2，b3，b4，b5）

綜合評價(jià)優(yōu)集b1=（a1r11+a2r21+a3r31+a4r41）；綜合評價(jià)較優(yōu)集b2=（a1r12+a2r22+a3r32+a4r42）

綜合評價(jià)一般集b3=（a1r13+a2r23+a3r33+a4r43）；綜合評價(jià)較差集b4=（a1r14+a2r24+a3r34+a4r44）

綜合評價(jià)差集b5=（a1r15+a2r25+a3r35+a4r45）

評語：依據(jù)參考文獻(xiàn)[4]和[5]，綜合優(yōu)集b1≥0.300，評語“優(yōu)”；綜合優(yōu)集0.200≤b1＜0.300，評語“較優(yōu)”；綜合優(yōu)集0.100≤b1＜0.200，評語“一般”；綜合優(yōu)集b1＜0.100，評語“較差”。

1.3.5 評定標(biāo)準(zhǔn)參試雜交組合性狀評定標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。

表1 參試雜交組合的因素評定標(biāo)準(zhǔn)

表2 組合優(yōu)劣評價(jià)結(jié)果及其大田實(shí)際入選率

2 結(jié)果與分析

2.1 參試組合模糊綜合評判結(jié)果

從表2可以看出，本次調(diào)查的24個(gè)雜交組合，總體表現(xiàn)差異不大，根據(jù)b1值，評判結(jié)果只有較優(yōu)和一般2種情況，沒有被評判為優(yōu)、較差的組合。其中較優(yōu)組合15個(gè)，按優(yōu)集b1的大小依次排列為桂糖02-901× ROC10、ROC22×CP06-3458、粵糖01-71×ROC22、福農(nóng)05-0230×桂糖96-211、桂糖03-1403×桂糖93-102、粵甘24×桂糖04-2679、粵糖94-128×ROC25、桂糖92-66×云蔗89-159、桂糖04-2603×CP84-1198、桂糖05-3445×桂糖03-2309、桂糖03-345×ROC22、福農(nóng)39號×桂糖03-91、桂糖03-3089×ROC22、粵糖96-86× ROC22、桂糖02-342×ROC11。剩余的9個(gè)組合為一般組合。

2.2 參試組合的錘度表現(xiàn)

從表2還可以看出，各組合的錘度優(yōu)集隸屬度的變化具有較好的規(guī)律性，較優(yōu)組合中粵糖96-86× ROC22的錘度優(yōu)集隸屬度r41為0.248，是較優(yōu)組合中最低的組合，而一般組合中桂糖03-1048×ROC10的錘度優(yōu)集隸屬度r41為0.219，是一般組合中最高的組合，因而所有較優(yōu)組合的錘度優(yōu)集隸屬度均高于一般組合的錘度優(yōu)集隸屬度。其中錘度優(yōu)集隸屬度r41最高的組合是桂糖92-66×云蔗89-159，其值為0.686，說明這一組合中有68.6%的后裔的錘度表現(xiàn)大于20.6°Bx。組合桂糖03-1403×桂糖93-102、桂糖04-2603×CP84-1198、桂糖05-3445×桂糖03-2309、桂糖02-901×ROC10、ROC22×CP06-3458的錘度優(yōu)集隸屬度均在0.500以上，說明從這些組合中，較易選到高糖的后代。

2.3 參試組合蔗莖產(chǎn)量構(gòu)成性狀的表現(xiàn)

從表2還可以看出，各組合的株高、莖徑和叢有效莖數(shù)優(yōu)集隸屬度的變化規(guī)律均不明顯。從株高性狀來看，在較優(yōu)組合中，桂糖02-901×ROC10、福農(nóng)05-0230×桂糖96-211、桂糖03-3089×ROC22的株高優(yōu)集隸屬度r11均為0.000，說明從這些組合中不可能選到株高大于241.0cm的后代，而被評判為一般組合的生物室34×桂糖92-66的株高優(yōu)集隸屬度r11高達(dá)0.581，是所有參試組合中株高優(yōu)集隸屬度最大的組合。從莖徑性狀來看，被評判為一般組合的桂糖05-3084×粵糖91-976的莖徑優(yōu)集隸屬度r21是所有參試組合中最大的，其值為0.514，其次是粵甘22號×桂糖05-1237組合，其值為0.495，但該組合也被評判為一般組合。從叢有效莖數(shù)來看，各組合的叢有效莖數(shù)優(yōu)集隸屬度r31均較小，說明選到叢有效莖數(shù)在6條以上的后代的機(jī)率較低，叢有效莖數(shù)優(yōu)集隸屬度r31最大的組合是粵糖96-86×ROC22，其值為0.276，其次是組合生物室34×桂糖92-66。

2.4 參試組合的實(shí)際入選率

從表2還可以看出，組合的實(shí)際入選率與組合的模糊綜合評判結(jié)果之間并沒有表現(xiàn)出完全的一致性。入選率最高的組合是被評判為較優(yōu)組合的粵糖94-128×ROC25，入選率高達(dá)18.80%，其次是被評判為一般組合的ROC25×粵糖93-124，其入選率為15.00%。入選率在10.00%以上的組合還有桂糖03-3089×ROC22、粵甘24×桂糖04-2679，均被評判為較優(yōu)組合。

3 結(jié)論與討論

甘蔗實(shí)生苗階段，是甘蔗育種的有性繁殖階段，各性狀分離復(fù)雜，組合產(chǎn)生的后代個(gè)體數(shù)量多，而每個(gè)個(gè)體可供遺傳測定的甘蔗條數(shù)卻非常有限，個(gè)體的性狀表現(xiàn)極易受環(huán)境影響，因而給甘蔗的個(gè)體選擇帶來了很大的困難。通過對甘蔗雜交組合的調(diào)查研究，可以從整體上把握組合的生產(chǎn)性能，估計(jì)其后代的優(yōu)劣，避免甘蔗選育種的盲目性，有利于提高育種的效率。模糊綜合評判法對甘蔗雜交組合的特性作綜合性的評價(jià)，把各性狀相互影響、牽制、依存的復(fù)雜關(guān)系，用一個(gè)明確的數(shù)字顯示出來，成為清晰的概念，便于人們直觀地對甘蔗雜交組合進(jìn)行篩選及評價(jià)[5]。

從本試驗(yàn)的結(jié)果來看，模糊綜合評判法能將24個(gè)組合進(jìn)行分級并按優(yōu)劣依次排序，并且通過模糊綜合評判的組合分級，其錘度優(yōu)集隸屬度的變化規(guī)律較強(qiáng)，整體表現(xiàn)為較優(yōu)組合的錘度優(yōu)集隸屬度高于一般組合的錘度優(yōu)集隸屬度，這與經(jīng)艷芬等[6]報(bào)道的結(jié)果一致。而株高、莖徑、叢有效莖數(shù)的優(yōu)集隸屬度隨綜合評判結(jié)果的變化規(guī)律性不強(qiáng)，這可能與本研究中錘度的權(quán)重系數(shù)大于株高、莖徑、叢有效莖數(shù)的權(quán)重系數(shù)有關(guān)。權(quán)重系數(shù)大小的確定對綜合評判的結(jié)果影響很大，某一因素權(quán)重系數(shù)值大，由此評判出的較優(yōu)組合的該性狀表現(xiàn)就更加突出[4]。

本研究結(jié)果表明組合的實(shí)際入選率與組合的模糊綜合評判結(jié)果并沒有表現(xiàn)出完全的一致性，這與黎煥光等[3]、周鴻凱[4]、譚芳等[5]、經(jīng)艷芬等[6]報(bào)道的研究結(jié)果一致，說明了甘蔗雜種圃選擇的難度非常大，選擇過程中受非常多因素的影響。前人[3-6]分析均認(rèn)為由于決定入選率高低的因素除上述評價(jià)所用的主要數(shù)量性狀外，還包括空心、蒲心、開花孕穗、脫葉性能、水裂、氣根、倒伏性、株型、莖形、葉態(tài)、病蟲、生勢等因素。由于雜種圃材料多，實(shí)際大田選種時(shí)都以目測為主，一般以質(zhì)量性狀或遺傳力較高的數(shù)量性狀為選擇性狀，只要以上其中的一個(gè)性狀表現(xiàn)較差的個(gè)體就會(huì)被淘汰，選擇結(jié)果受其它因素和人為因素的影響很大。如果能綜合考慮以上各因素，進(jìn)行調(diào)查并作為評價(jià)的依據(jù)，則模糊綜合評判法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)會(huì)更全面、更準(zhǔn)確。本研究結(jié)果的準(zhǔn)確性，還有待對各組合后代的跟蹤測定和更多的相關(guān)研究來驗(yàn)證。

[1]李楊瑞．現(xiàn)代甘蔗學(xué)[M]．北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2010：2．

[2]陳如凱．現(xiàn)代甘蔗育種的理論與實(shí)踐[M]．北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2003：15．

[3]黎煥光，楊榮仲，譚芳，等．甘蔗雜交組合的模糊綜合評判與后代選育效果[J]．中國糖料，2007，29（3）：1－6，10．

[4]周鴻凱．模糊綜合評判在甘蔗雜交組合評價(jià)的應(yīng)用[J]．湛江海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，20（4）：55－59．

[5]譚芳，黎煥光，王倫旺，等．用模糊綜合評判方法篩選甘蔗優(yōu)良雜交組合[J]．西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，25（2）：396－400．

[6]經(jīng)艷芬，邊芯，郎榮斌，等．云瑞創(chuàng)新親本選配32個(gè)甘蔗雜交組合的模糊綜合評判[J]．亞熱帶農(nóng)業(yè)研究，2015，11（4）：217－221．

Evaluation of Sugarcane Cross Combinations in Seedling Stage by Fuzzy Comprehensive Evaluation Method

TANG Shi－yun1,2,YANG Rong－zhong1*,WANG Lun－wang1,ZHANG Bao－qing1,DENG Yu－chi1,et al
(1.Sugarcane Research Institute,Guangxi Academy of Agricultural Sciences/Sugarcane Research Center,Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Sugarcane Biotechnology and Genetic Improvement(Guangxi),Ministry of Agriculture/ Guangxi Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement,Nanning 530007,China;2.State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-Bioresources/Agricultural College of Guangxi University,Nanning 530005,China)

Twenty－four sugarcane cross combinations,which were derived from Guitang series parents,were evaluated by fuzzy comprehensive evaluation method．The results showed that 15 cross combinations were evaluated as superior,and 9 cross combinations were evaluated as good．The superior combinations(Guitang92－66×Yunzhe89－159,Guitang03－1403×Guitang93－102,Guitang04－2603×CP84－1198,Guitang05－3445× Guitang03－2309,Guitang02－901×ROC10,ROC22×CP06－3458)had more than 0．500 membership degree of best rank in brix,It is concluded that clones with good agronomic characters and high sucrose content were easily selected from those combinations．

sugarcane;combination;seedling;fuzzy comprehensive evaluation

S566.103

A

1007－2624（2016）06－0031－03

10.13570/j.cnki.scc.2016.06.012

2016-07-01

甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)項(xiàng)目（CARS-20-1-3）；廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（桂科攻1598006-1-1A）；廣西壯族自治區(qū)甘蔗育種專項(xiàng)：甘蔗新品種選育與示范推廣；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)（桂農(nóng)科2014YZ02、2015JZ01、2015JZ02、桂農(nóng)科2016YM03）；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技發(fā)展基金（2015JM05）；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（農(nóng)成轉(zhuǎn)2016001）。作者簡介：唐仕云，碩士，副研究員，主要從事甘蔗遺傳育種研究，E-mail：tangshiyunok@163.com

楊榮仲，博士，研究員，主要從事甘蔗遺傳育種研究，E-mail：rozyang@126.com