西双版纳割手密血缘DTOPSIS综合评价与分析

2014-12-24桃联安经艳芬孙有芳杨李和安汝东董立华周清明朱建荣

中国糖料 2014年3期

桃联安，经艳芬，孙有芳，杨李和，安汝东，董立华，周清明，朱建荣

（云南省农业科学院甘蔗研究所瑞丽育种站，瑞丽 678600）

DTOPSIS法（Dynamic Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution，逼近理想解排序法），源于陈延[1]提出的近似理想解的最优排序技术法，后经姚兴涛[2]改进用于区域经济发展的多目标决策。DTOPSIS法综合评价借助于多目标决策的理想解和负理想解去排序，还能比较各指标间的差异，综合了多个指标，比用单一指标进行分析更为合理，因此，该方法在小麦、水稻、玉米、棉花、亚麻等作物[3-8]上得到广泛应用，在作物区试品种评价、性状分析等方面取得了较好的效果。在甘蔗遗传育种中对区试品种、自育品系、创新种质的评价和筛选也有不少报道[9-12]。本文试对保存在亲本圃中的云南西双版纳割手密血缘F1、F2、F3进行DTOPSIS分析，为进一步杂交利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料是利用云南西双版纳割手密分别与白眉蔗（热带种）、云南蛮耗割手密血缘F1杂交，获得F1代，从中利用F197-105、F199-67回交云南蛮耗割手密血缘F499-248获得F2代，又利用F202-3、F203-71等回交ROC10、F499-248、F503-11获得F3代，最后用F304-1051回交云南蛮耗割手密血缘F303-315获得F404-458等F4代，共44份F1代、F2代、F3代、F4代材料。以栽培品种ROC10为对照，历经2007年、2008年、2010年、2012年共4年的对比观察，性状调查结果整理见表1。

1.2 方法

DTOPSIS法（逼近理想解排序法），参见赵培芳的方法[13]。

1.2.1 原始数据无量纲化各材料的性状指标可分为正向指标、负向指标和中性指标，各类指标无量纲化处理公式：正向指标 Pgk=Xgk/Xkmax，〔Xkmax=Max（Xgk）〕；中性指标 Pgk=Xkmez/〔Xkmez+abs（Xkmez-Xgk）〕，Xkmez为性状目标值；负向指标 Pgk=Xkmin/Xgk，〔Xkmin=Min（Xgk）〕。代表材料编号的 g＝1，2，3，…，n；代表性状指标的 k=1，2，3，…，m；Xgk代表第g个品种第k个性状值，Xkmez代表第k个性状的目标值；abs代表绝对值。本试验除株高外的6个指标均为正向指标（株高太高容易倒伏，目标值取平均值）。

1.2.2 建立决策矩阵 R 首先要确定各性状的权重集 Wk=（W1，W2，W3，…Wm），k=1，2，3，…m，权重系数的确定有灰色关联度法、德尔菲法、判断矩阵法、专家经验法等，本文采用的是灰色关联度法确定权重，参见赵俊等[14]（2007）的方法，即：各性状先进行均值化处理，再计算含糖量（参考数列）与其余性状（比较数列）的灰色关联度rk，并进行归一化处理得到各性状的权重系数W（k），根据公式Rgk=Pgk×WT计算出决策矩阵R，Rgk表示R中第g个品种第k个性状的相应值。

1.2.4 计算出各材料与正理想解和负理想解的距离采用欧几里德范数作为距离的测度。

表1 原始数据及理想值

1.2.6 参试材料性状表现特点把各参试材料的性状值与所有参试材料性状的平均值进行比较，可分为4种情况，即：优良级：性状值＞平均值+（最大值-平均值）/2，用“A”表示，其中最大值用“A*”表示；较好级：平均值＜性状值＜平均值+（最大值-平均值）/2，用“B”表示；较差级：性状值＜平均值，用“C”表示。其中，株高对蔗产量和含糖量呈正相关，在此作上限性分析。各性状的比较结果见表2。

2 结果与分析

2.1 性状间灰色关联度分析结果

计算结果表明，蔗茎产量与含糖量的灰色关联度最大（r5=0.9522），说明蔗茎产量对含糖量影响最大，其次为株高（r1=0.8792）、茎径（r2=0.8582）、单茎重（r3=0.8558）、锤度（r6=0.8505），有效茎与含糖量的灰色关联度（r5=0.8262）最小。蔗茎产量与含糖量的灰色关联度比锤度与含糖量的灰色关联度要大，说明提高甘蔗产量比提高糖分，对提高含糖量更为有效，这与利用野生资源的抗逆性、适应性、宿根性改良生产品种，以提高蔗产量、增加含糖量的主要育种目标是一致的。

表2 各材料的决策矩阵Rgk及相对近似程度值Cg

2.2 DTOPSIS法分析结果

从表2中可看出，通过对44份云南西双版纳割手密血缘材料进行DTOPSIS法分析，相对接近程度值最大的是 F202-3（C=0.6358），其次是 F304-87、F304-41、F203-76、F203-73、F304-47、F203-13、F304-84 F201-394、F203-6等，有22份材料超过对照ROC10（C=0.3891），相对接近程度值最小的是F199-67（C=0.2472）、F304-27（C=0.1754）。

2.3 参试材料的试验表现

从表2中可看出，接近程度值Cg排名越靠前的材料，一般表现出超过平均值的性状就越多这种趋势。如排名第一的F202-3除茎径、锤度没有超过平均值外，株高、单茎重、有效茎、蔗产量、含糖量5个性状均超过平均值，其中蔗产量、含糖量为最大值；排名第二的F304-87除株高没有超过平均值外，茎径、单茎重、有效茎、蔗产量、锤度、含糖量6个性状均超过平均值，其中锤度、含糖量表现为优良级；排名第三的F304-41除有效茎没有超过平均值外，株高、茎径、单茎重、蔗产量、锤度、含糖量6个性状均超过平均值，其中株高、单茎重为最大值；排名最后的F304-27则没有性状超过平均值。

所以，DTOPSIS法相对接近度排名靠前的材料通常是某些性状综合表现较好的材料，DTOPSIS法评价与材料表现比较一致。

3 讨论

通过采用DTOPSIS法的相对接近度对44份云南西双版纳割手密血缘F1、F2、F3、F4代进行分析（其中，F1有6份材料，F2有20份材料，F3有13份材料，F4有3份材料，亲本2份材料），可找出其中综合性状表现较好的材料，甚至超过生产种ROC10，说明组合利用是有效的。但是，还有一些重要的、对品种要求甚为严格的农艺性状，如早开花、空蒲心、脱叶性、感病等没有进行分析，以及糖厂加工要求的工艺性状如纤维分、重力纯度、压榨比、化验糖分等没有进行分析，因此结果只能对亲本材料的筛选和利用提供参考，不能指导品种的筛选和推广利用。在相对接近度排序中，F1代最高排位是第11位（F197-105），F2代最高排位是第1位（F202-3），F3代最高排位是第 2位（F304-87），F4最高排位是第 18位（F405-462）；前 10位的材料中，F2代有 6份材料，F3代有4份材料，没有F1代和F4代材料。说明F2、F3代的组合利用效果较好，F1代材料野生割手密血缘成分较重，细茎、低糖、高纤维，相对接近度排名靠后，与实际情况相符，而3份F4代材料是云南西双版纳割手密血缘F304-1051与云南蛮耗割手密血缘F303-315的杂交后代，野生血缘成分较重，蔗产量低，糖分不高，组合利用效果有待改进。

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