应用模糊综合评判法对大田甘蔗实生苗组合的评价

2016-09-06唐仕云杨荣仲王伦旺张保青邓宇驰杨翠芳周珊贤武谭芳谭宏伟杨丽涛

中国糖料 2016年6期

唐仕云，杨荣仲，王伦旺，张保青，邓宇驰，杨翠芳，周珊，贤武，谭芳，谭宏伟，杨丽涛

（1.广西农科院甘蔗研究所/中国农科院甘蔗研究中心/农业部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室/广西甘蔗遗传改良重点实验室，南宁530007；2.亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室/广西大学农学院，南宁530005）

唐仕云1，2，杨荣仲1*，王伦旺1，张保青1，邓宇驰1，杨翠芳1，周珊1，贤武1，谭芳1，谭宏伟1，杨丽涛2

对新近配制的、以桂糖系列亲本为主的24个甘蔗杂交组合，采用模糊综合评判法进行了综合评价，结果表明15个杂交组合被评判为较优组合，9个组合被评判为一般组合。较优组合中桂糖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的锤度优集隶属度在0.500以上，表明从这些组合中较易筛选到农艺性状较好且糖分较高的后代。

甘蔗；组合；实生苗；模糊综合评判

甘蔗是我国最重要的糖料作物，同时也是具有巨大发展潜力的能源作物。我国是世界上第三大产糖国，大力发展甘蔗生产，以满足日益增长的蔗糖需求和能源消耗，对提高人民生活、促进国民经济发展具有重要作用[1]。据估计，甘蔗遗传育种的科技贡献率在60%以上，但目前我国甘蔗育成的品种远不能适应蔗糖业的需要[2]。甘蔗是高度杂合的异源多倍体，其遗传基础与遗传行为非常复杂，甘蔗育种实践表明准确选配杂交组合是提高甘蔗育种效率的关键[3]。现代甘蔗品种多为甘蔗属内的种间杂种，目前品种间杂交是获得商业性品种的重要途径，新的品种（系）在性状遗传鉴定之后，又被重新用作亲本，通过有性杂交、基因重组和选择鉴定，选育出聚合了新的遗传性状、并改进了原品种（系）缺点的新品种，这种从“品种（系）→亲本→组合→品种（系）”的循环模式，将不断地培育出能适应各种广泛的自然环境、并能与当地栽培技术措施相配套、综合性状表现更优良的甘蔗新品种。广西农业科学院甘蔗研究所是一个公益性甘蔗研究机构，近年来每年播种实生苗30万苗左右，每年所用组合最多已达上千个，每年都有2个左右新品种通过审定或登记。本研究拟采用模糊综合评判法对以本所近年来培育出的新品种、新品系组配的新组合进行综合评价，以期为甘蔗亲本选用、组合配制及其优良甘蔗新品种的选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料来自于2014—2015年度广西农业科学院甘蔗研究所的大田实生苗组合，共24个，亲本及组合信息详见表2。

1.2 试验设计与调查方法

2014年2月中旬在温室播种，待苗有2～3张真叶时假植，6月中旬移栽至杂种圃大田。大田种植规格为行长10m，行距1.2m，每行种植25株，每个组合种植苗数200苗以上，组合间苗数不等，同一组合连片种植。2015年1月上旬调查24个组合的株高、茎径、丛有效茎数及田间锤度。每个组合连续调查7行，每行连续调查15丛甘蔗，共105丛，调查时每行均从第二丛开始连续测量，每丛选取最高的那条甘蔗测量株高、茎径、丛有效茎数及田间锤度。2015年2—3月进行最后决选，根据入选丛数和移栽苗数，统计各组合的实际入选率。

1.3 统计分析

模糊综合评判方法参照周鸿凯[4]和谭芳等[5]的方法进行，应用DPS软件进行数据处理。

1.3.1 模糊综合评判的数学模型对象集X={x1，x2，…，x24}={组合1，组合2，…，组合24}

因素集U={u1，u2，u3，u4}={株高，茎径，丛有效茎数，锤度}

因素的权重分配子集A={a1，a2，a3，a4}

评语集V={v1，v2，v3，v4，v5}={优集，较优集，一般集，较差集，差集}

模糊评价子集B={b1，b2，b3，b4，b5}

1.3.2 隶属度函数及模糊评价矩阵rij=xij/n=样本中对应于某因素某级别的个体数/样本的个体数（i=1，2，3，4；j=1，2，3，4，5）

1.3.3 各因素权重根据甘蔗高产高糖的育种目标，各因素对产糖量影响的重要程度和各因素获得优级的难易程度来确定各因素的权重系数。本研究根据参考文献[5]的经验值，设A=（株高，茎径，丛有效茎数，锤度）=（0.25，0.20，0.25，0.30）

1.3.4 模糊综合评价B=AoR取M（·+）算子，B={a1，a2，a3，a4}oR=（b1，b2，b3，b4，b5）

综合评价优集b1=（a1r11+a2r21+a3r31+a4r41）；综合评价较优集b2=（a1r12+a2r22+a3r32+a4r42）

综合评价一般集b3=（a1r13+a2r23+a3r33+a4r43）；综合评价较差集b4=（a1r14+a2r24+a3r34+a4r44）

综合评价差集b5=（a1r15+a2r25+a3r35+a4r45）

评语：依据参考文献[4]和[5]，综合优集b1≥0.300，评语“优”；综合优集0.200≤b1＜0.300，评语“较优”；综合优集0.100≤b1＜0.200，评语“一般”；综合优集b1＜0.100，评语“较差”。

1.3.5 评定标准参试杂交组合性状评定标准（见表1）。

表1 参试杂交组合的因素评定标准

表2 组合优劣评价结果及其大田实际入选率

2 结果与分析

2.1 参试组合模糊综合评判结果

从表2可以看出，本次调查的24个杂交组合，总体表现差异不大，根据b1值，评判结果只有较优和一般2种情况，没有被评判为优、较差的组合。其中较优组合15个，按优集b1的大小依次排列为桂糖02-901× ROC10、ROC22×CP06-3458、粤糖01-71×ROC22、福农05-0230×桂糖96-211、桂糖03-1403×桂糖93-102、粤甘24×桂糖04-2679、粤糖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、福农39号×桂糖03-91、桂糖03-3089×ROC22、粤糖96-86× ROC22、桂糖02-342×ROC11。剩余的9个组合为一般组合。

2.2 参试组合的锤度表现

从表2还可以看出，各组合的锤度优集隶属度的变化具有较好的规律性，较优组合中粤糖96-86× ROC22的锤度优集隶属度r41为0.248，是较优组合中最低的组合，而一般组合中桂糖03-1048×ROC10的锤度优集隶属度r41为0.219，是一般组合中最高的组合，因而所有较优组合的锤度优集隶属度均高于一般组合的锤度优集隶属度。其中锤度优集隶属度r41最高的组合是桂糖92-66×云蔗89-159，其值为0.686，说明这一组合中有68.6%的后裔的锤度表现大于20.6°Bx。组合桂糖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的锤度优集隶属度均在0.500以上，说明从这些组合中，较易选到高糖的后代。

2.3 参试组合蔗茎产量构成性状的表现

从表2还可以看出，各组合的株高、茎径和丛有效茎数优集隶属度的变化规律均不明显。从株高性状来看，在较优组合中，桂糖02-901×ROC10、福农05-0230×桂糖96-211、桂糖03-3089×ROC22的株高优集隶属度r11均为0.000，说明从这些组合中不可能选到株高大于241.0cm的后代，而被评判为一般组合的生物室34×桂糖92-66的株高优集隶属度r11高达0.581，是所有参试组合中株高优集隶属度最大的组合。从茎径性状来看，被评判为一般组合的桂糖05-3084×粤糖91-976的茎径优集隶属度r21是所有参试组合中最大的，其值为0.514，其次是粤甘22号×桂糖05-1237组合，其值为0.495，但该组合也被评判为一般组合。从丛有效茎数来看，各组合的丛有效茎数优集隶属度r31均较小，说明选到丛有效茎数在6条以上的后代的机率较低，丛有效茎数优集隶属度r31最大的组合是粤糖96-86×ROC22，其值为0.276，其次是组合生物室34×桂糖92-66。

2.4 参试组合的实际入选率

从表2还可以看出，组合的实际入选率与组合的模糊综合评判结果之间并没有表现出完全的一致性。入选率最高的组合是被评判为较优组合的粤糖94-128×ROC25，入选率高达18.80%，其次是被评判为一般组合的ROC25×粤糖93-124，其入选率为15.00%。入选率在10.00%以上的组合还有桂糖03-3089×ROC22、粤甘24×桂糖04-2679，均被评判为较优组合。

3 结论与讨论

甘蔗实生苗阶段，是甘蔗育种的有性繁殖阶段，各性状分离复杂，组合产生的后代个体数量多，而每个个体可供遗传测定的甘蔗条数却非常有限，个体的性状表现极易受环境影响，因而给甘蔗的个体选择带来了很大的困难。通过对甘蔗杂交组合的调查研究，可以从整体上把握组合的生产性能，估计其后代的优劣，避免甘蔗选育种的盲目性，有利于提高育种的效率。模糊综合评判法对甘蔗杂交组合的特性作综合性的评价，把各性状相互影响、牵制、依存的复杂关系，用一个明确的数字显示出来，成为清晰的概念，便于人们直观地对甘蔗杂交组合进行筛选及评价[5]。

从本试验的结果来看，模糊综合评判法能将24个组合进行分级并按优劣依次排序，并且通过模糊综合评判的组合分级，其锤度优集隶属度的变化规律较强，整体表现为较优组合的锤度优集隶属度高于一般组合的锤度优集隶属度，这与经艳芬等[6]报道的结果一致。而株高、茎径、丛有效茎数的优集隶属度随综合评判结果的变化规律性不强，这可能与本研究中锤度的权重系数大于株高、茎径、丛有效茎数的权重系数有关。权重系数大小的确定对综合评判的结果影响很大，某一因素权重系数值大，由此评判出的较优组合的该性状表现就更加突出[4]。

本研究结果表明组合的实际入选率与组合的模糊综合评判结果并没有表现出完全的一致性，这与黎焕光等[3]、周鸿凯[4]、谭芳等[5]、经艳芬等[6]报道的研究结果一致，说明了甘蔗杂种圃选择的难度非常大，选择过程中受非常多因素的影响。前人[3-6]分析均认为由于决定入选率高低的因素除上述评价所用的主要数量性状外，还包括空心、蒲心、开花孕穗、脱叶性能、水裂、气根、倒伏性、株型、茎形、叶态、病虫、生势等因素。由于杂种圃材料多，实际大田选种时都以目测为主，一般以质量性状或遗传力较高的数量性状为选择性状，只要以上其中的一个性状表现较差的个体就会被淘汰，选择结果受其它因素和人为因素的影响很大。如果能综合考虑以上各因素，进行调查并作为评价的依据，则模糊综合评判法在实际应用时会更全面、更准确。本研究结果的准确性，还有待对各组合后代的跟踪测定和更多的相关研究来验证。

[1]李杨瑞．现代甘蔗学[M]．北京:中国农业出版社，2010：2．

[2]陈如凯．现代甘蔗育种的理论与实践[M]．北京:中国农业出版社，2003：15．

[3]黎焕光，杨荣仲，谭芳，等．甘蔗杂交组合的模糊综合评判与后代选育效果[J]．中国糖料，2007，29（3）：1－6，10．

[4]周鸿凯．模糊综合评判在甘蔗杂交组合评价的应用[J]．湛江海洋大学学报，2000，20（4）：55－59．

[5]谭芳，黎焕光，王伦旺，等．用模糊综合评判方法筛选甘蔗优良杂交组合[J]．西南农业学报，2012，25（2）：396－400．

[6]经艳芬，边芯，郎荣斌，等．云瑞创新亲本选配32个甘蔗杂交组合的模糊综合评判[J]．亚热带农业研究，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

1007－2624（2016）06－0031－03

10.13570/j.cnki.scc.2016.06.012

2016-07-01

甘蔗产业技术体系建设专项项目（CARS-20-1-3）；广西科学研究与技术开发计划项目（桂科攻1598006-1-1A）；广西壮族自治区甘蔗育种专项：甘蔗新品种选育与示范推广；广西农业科学院基本科研业务专项（桂农科2014YZ02、2015JZ01、2015JZ02、桂农科2016YM03）；广西农业科学院科技发展基金（2015JM05）；广西农业科学院科技成果转化项目（农成转2016001）。作者简介：唐仕云，硕士，副研究员，主要从事甘蔗遗传育种研究，E-mail：tangshiyunok@163.com

杨荣仲，博士，研究员，主要从事甘蔗遗传育种研究，E-mail：rozyang@126.com