灰色关联度对白芨种质资源的综合评估

苏泽春，陈 翠，徐中志，谭敬菊，杨少华

(云南省农业科学院高山经济植物研究所,云南 丽江 674100)



灰色关联度对白芨种质资源的综合评估

苏泽春，陈 翠*，徐中志，谭敬菊，杨少华

(云南省农业科学院高山经济植物研究所,云南 丽江 674100)

由于白芨容易明显区分的性状比较少，给种质资源综合评价带来了一定的难度，在资源量比较丰富的情况下，单靠经验做出评价是不科学的。针对这一现象，本研究引用了灰色理论对白芨种质资源进行综合评价，从分析的结果可以看出，灰色关联分析法与白芨的田间表现基本是一致的。灰色关联度排在前11位的材料在大田里表现稳定或基本稳定，有一定的抗病性。综合灰色关联分析结果和28份种质资源间田间表现，永胜松坪和永胜期纳材料适宜作为优势种源示范推广；贵州、维西永春、大理洱源和丽江石头材料由于第3年出苗率相对较低，但新鳞茎发生数相对较多，可做进一步观察研究；大理鹤庆和兰坪河西材料第3年的出苗率相对较高，但新鳞茎发生数相对较少，可作为育种材料加以进一步利用。

灰色关联度分析;白芨;种质资源；评估

白芨[Bletillastriata(Thunb.) Reichb f]是兰科属多年生草本植物，其块茎可以入药，白芨性微寒，归肺、肝、胃经；具有收敛止血，消肿生肌的功能[1]。主要用于治疗咳血、吐血、外伤出血、疮疡肿毒、皮肤皲裂、肺结核咳血、溃疡病出血等[2-6]。白芨除药用价值外，也有一定的工业用途，如可制作白芨代血浆[7-8]、工业糊料[9]、白芨胶[10-11]、浆丝绸[12]、浆棉纱和精表装帧等。虽然野生分布的白芨资源比较丰富，但随着医药业和工业对白芨需求量的逐年增涨，人工助其繁殖已成为缓解资源压力的必然选择。

全世界白芨属植物有6种，中国有4种，分别为白芨、小白芨[B.formosana(Hayata)Schltr.]、黄花白芨(B.ochraceaSchltr.)及华白芨[B.sinensis(Rolfe)Schltr.][9]。云南省农业科学院高山经济植物研究所从2005开始对云南各地主要白芨分布区的白芨资源作了初步调查，共收集到28个居群的白芨种源，其中包括17份白芨、9份小白芨和2份黄花白芨种源[13-14]。2006年建立白芨种质资源圃，

表1 供试的28份种子资源材料

从2007年开始对资源圃白芨进行连续3年的物候期、形态特征以及经济性状的观察。对收集的资料采用灰色关联度评价法加以分析，优选性状较好的种质材料，为进一步培育性状稳定的栽培种奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料为云南省农业科学院高山经济植物研究所资源圃里保存的28份白芨材料(表1)。

1.2 试验方法

试验于2007年在云南省农业科学院高山经济植物研究所试验基地上进行。试验采用顺序排列，不设重复，小区面积10 m2，株行距为20 cm×40 cm；施肥量为25 g/hm2，氮磷钾比例为1∶1∶2。田间管理注意遮荫，定植后覆盖松针保持土壤湿度。试验期间，观察记载出苗期天数、倒苗期天数、全生育期天数、连续3年的出苗率、株高、叶长、叶宽、叶片数、新鳞茎个数、抗病性和田间综合评价等。对抗病性和田间综合评价外的数据采用灰色关联度分析进行评价，用评价结果与抗病性和田间综合评价进行比对，以增加种质资源选择的准确性。

2 结果与分析

2.1 28份种质资源间的灰色关联分析

灰色理论是邓聚龙教授在1982年提出的．它是系统思想的一种深化和发展．该理论在国际上引起了很大的重视，并给予了很高的评价。灰色关联度分析是将所有的参试材料看成一个整体，即灰色系统，每个参试材料则是该系统的子系统[15-19]。选择各个目标性状的上限指标作为“参考材料”，以参考材料的各性状指标(kj=1,2,3……m,m为性状数)构成参考数列，记作X0，以参试材料各性状指标(kj=1,2,3……m,m为性状数)构成被比较数列，记作Xi(i=1,2,3……n,n为供试白芨材料数)(表2)。

为便于不同性状间的比较，对各性状进行无量纲化处理。采用的方法是标准化变换，即分别求出各个序列的平均值和标准差，然后将各个原始数据减去平均值后再除以标准差，这样得到的新数据序列即为标准化序列(表3)。其特点是量纲为一，其均值为0，方差为1[20]。

标准化变换后，用公式(1)计算标准数列X0(k)与比较数列Xi(k)相应性状的绝对值差：

△i(k)=∣X0(k)-Xi(k)∣，i=1，2……28，k=1，2……11

(1)

从绝对值差数列中找出各性状的最大值max△i(k)和最小值min△i(k)分别是1.16923和0.0003。用公式计(2)(3)算各参试居群之间的关联系数Ei(k)和关联度ri。

(2)

(3)

式中，ρ为分辨系数，一般取值0.5。计算结果列于表4。

28份材料经灰色关联分析，参试材料与参考材料的关联度及排序见表4。根据关联度分析的原则，关联度越大的数列与各目标性状的上限越接近，即关联度越大的材料越接近参考材料。关联度分析的结果可知，28份品种资源中，关联度的排序依次是贵州>永胜松坪>永胜期纳>维西永春>大理洱源>丽江石头>大理鹤庆>兰坪河西>丽江象山>永胜梓里>玉溪易门>丽江大东>湖北>昆明>维西攀天阁>丽江七河>丽江九河>丽江金山>维西永春>维西塔城>丽江奉科>丽江束河>丽江巨甸>维西巴迪>曲靖>丽江鸣音>大理巍山>景谷威远。

表2 白芨种质资源的原始数据

表3 原始数据标准化

续表3 Continued table 3

序号Numberk1k2k3k4k5k6k7k8k9k10k11X4(k)-0.15110.30532.67420.6530-0.2381-0.58580.0314-0.4011-0.7705-0.7597-0.7575X5(k)0.0676-0.11972.56490.77520.0260-0.28610.1051-0.3486-0.9552-0.9313-0.8980X6(k)-0.17110.25302.65590.6770-0.0499-0.2317-0.1408-0.5043-0.8516-0.8173-0.8193X7(k)-0.22690.00442.61230.61430.1516-0.01660.0423-0.4162-0.9336-0.9210-0.9105X8(k)-0.21860.11902.62980.47770.0768-0.36630.3047-0.3030-0.9370-0.9148-0.8684X9(k)-0.10340.02192.71690.6278-0.0616-0.2496-0.0575-0.5317-0.8022-0.7824-0.7782X10(k)-0.2438-0.00732.55120.70220.2507-0.02880.0314-0.4051-0.9802-0.9533-0.9168X11(k)-0.01320.11672.69330.5714-0.1214-0.38130.0409-0.4138-0.8533-0.8360-0.8035X12(k)-0.2976-0.06742.42370.81180.47690.1838-0.1469-0.4337-1.0010-0.9884-0.9612X13(k)-0.26360.06552.51350.70320.31240.1890-0.1463-0.5516-0.9578-0.9321-0.9321X15(k)-0.0986-0.18432.57870.62960.35120.0941-0.1072-0.5377-0.9265-0.9018-0.8975X15(k)-0.1218-0.10002.59410.57350.2693-0.10000.0955-0.3716-0.9637-0.9365-0.9387X16(k)-0.3775-0.06752.33470.70740.57180.5137-0.1334-0.5616-1.0314-0.9974-0.9587X17(k)0.07130.54512.65370.4504-0.2367-0.7342-0.0803-0.4381-0.7484-0.7342-0.7484X18(k)0.08790.10952.68260.5203-0.1500-0.53920.0922-0.2905-0.8679-0.8419-0.8030X19(k)-0.11830.11452.63330.51660.1992-0.26650.0362-0.3617-0.9502-0.9227-0.8803X20(k)-0.1735-0.15262.64060.7437-0.0484-0.36110.1830-0.2777-0.8854-0.8614-0.8072X21(k)-0.1049-0.08432.67560.7396-0.1049-0.51680.1052-0.3417-0.8133-0.7948-0.7598X22(k)-0.23050.11142.65470.7312-0.1450-0.29460.0708-0.4015-0.8557-0.8289-0.8118X23(k)-0.1360-0.01002.48850.76680.4729-0.0520-0.1423-0.5979-0.9601-0.9338-0.8960X24(k)-0.10360.12122.65540.7752-0.0218-0.4510-0.1118-0.5123-0.8015-0.7780-0.7719X25(k)-0.1368-0.01582.48630.62990.40800.0851-0.0057-0.4294-1.0307-1.0045-0.9863X26(k)-0.23490.08902.59890.67600.2104-0.21460.0040-0.4069-0.9261-0.9029-0.8927X27(k)-0.4327-0.31872.51060.70660.51670.2699-0.1194-0.5086-0.8894-0.8694-0.8656X28(k)-0.0458-0.33552.54230.72670.41770.0894-0.1888-0.5190-0.9034-0.8956-0.8879

表4 参考材料与参试材料的关联度系数及关联度

续表4 Continued table 4

项目Itemk1k2k3k4k5k6k7k8k9k10k11ri排序E14(k)0.90170.80810.70980.99540.80420.6310.81260.98170.77720.77960.81690.82118E15(k)0.93510.91480.69670.91450.72280.52160.89410.78880.81770.81750.86690.809410E16(k)0.72960.96390.98920.87890.880.88060.78390.94380.90330.89360.89340.88682E17(k)0.71430.49660.65060.76670.44440.3330.84410.86660.62840.63710.67590.642628E18(k)0.70010.78890.63020.84420.47580.37460.89870.71090.7210.72190.72150.690926E19(k)0.93010.78360.66570.83980.6650.45410.98350.77850.80250.80190.79770.774115E20(k)0.97920.84520.66020.83330.51870.4230.78850.70.73690.73960.72520.723821E21(k)0.91050.93790.63510.83820.4940.38010.8810.75810.67550.68220.68490.717223E22(k)0.89380.78680.64980.84850.47770.44440.92920.8220.71030.71050.72950.728619E23(k)0.95690.94070.79730.80670.96610.5450.77470.89150.81360.81440.81520.83055E24(k)0.90870.77660.64920.79750.53130.39710.80740.97380.66640.6690.69470.716724E25(k)0.95830.94960.79960.99490.87240.62490.94620.85560.90230.90350.93280.88681E26(k)0.88780.81130.69280.92240.67370.47310.96120.82830.77680.78060.81140.784814E27(k)0.68260.68130.77390.87990.95960.7790.7990.96780.74060.74730.7820.800611E28(k)0.83370.66830.74270.85410.88540.62780.72970.98480.7540.77320.80610.788413

2.2 28份种质资源间的抗病性及田间综合评价

通过参照农作物栽培中不同品种抗病性的评价标准，制定了不同白芨种源抗逆性和抗病性评价标准，即严重感染(+)、感染(++)、中抗(+++)、抗(++++)、高抗(+++++)5级抗性指标。从表5可以看出，关联度排序前11位的贵州、永胜松坪、永胜期纳、维西永春、大理洱源、丽江石头、大理鹤庆、兰坪河西、丽江象山、永胜梓里和 玉溪易门，除丽江象山材料表现为中抗外，其余的材料表现为抗或高抗；田间综合表现除永胜松坪为稳定外，其余的均为基本稳定；从第3年出苗率来看，贵州材料的关联度排在第1位，但出苗率仅为18%，维西永春关联度排在第4位，但出苗率仅为23%，其余材料的出苗率与28份材料第3年的平均出苗率相对接近。关联度排在12位以后的材料，湖北材料表现抗病、田间综合评价基本稳定和第3年出苗率相对较高；景谷威远材料连续3年的出苗率变化都不是很大，但严重感病、退化严重，,叶片变小；丽江鸣音第3年基本不出苗，易感染病害，感病后退化至一片叶,叶片瘦小；其余材料表现为中抗，存在一定程度的退化，叶片变窄。

表5 白芨种质资源的总体评价

续表5 Continued table 5

序号Number来源地Sourceplace第1年出苗率(%)Firstyearseedlingemergencerate第2年出苗率(%)Secondyearseedlingemergencerate第3年出苗率(%)Thirdyearseedlingemergencerate抗病性Diseaseresistance田间综合评价Fieldcomprehensiveevaluationri排序SortX11维西塔城795845+++退化,叶变窄0.726120X12维西永春673523++++基本稳定0.85154X13大理鹤庆887258++++基本稳定0.82157X15兰坪河西826357++++基本稳定0.82118X15永胜梓里746149++++基本稳定0.809410X16永胜松坪725841+++++稳定0.88682X17景谷威远918481+退化严重,叶片变小0.642628X18丽江鸣音52232++退化至一片叶,叶片瘦小0.690926X19维西攀天阁653416+++退化,叶片短宽0.774115X20丽江奉科705533+++退化,叶变窄0.723821X21丽江巨甸794126+++退化,叶变窄0.717223X22维西永春763515+++退化,叶变窄0.728619X23大理洱源753427++++基本稳定0.83055X24维西巴迪836944+++退化,叶变窄0.716724X25贵州783918++++基本稳定0.88681X26昆明837256+++退化,叶变窄0.784814X27玉溪易门805736++++基本稳定,偶见小叶片0.800611X28湖北857562++++基本稳定0.788413

3 讨 论

白芨由于其容易明显区分的性状比较少，以往对白芨资源的评价仅仅从经验上从叶片和新鳞茎发生等情况进行评价，在种质资源比较丰富的情况下，仅仅靠经验对白芨进行评价就会存在一定的偏差。针对白芨种质资源研究中存在信息量不是很充分的这一特性，本研究应用了灰色理论对白芨种质资源进行综合评估，灰色理论是一门研究信息部分清楚、部分不清楚并带有不确定性现象的应用数学学科[21]。灰色系统理论认为，系统是否会出现信息不完全的情况、取决于认识的层次、信息的层次和决策的层次，低层次系统的不确定量是相当的高层次系统的确定量，要充分利用已知的信息去揭示系统的规律。灰色系统的意义，在于一反过去那种纯粹定性描述的方法，把问题具体化、量化，从变化规律不明显的情况中找出规律，并通过规律去分析事物的变化和发展。本研究通过收集了各个材料的生育期、连续3年的出苗率、农艺性状和新鳞茎的发生情况等进行灰色关联度的评估，笔者认为是比较科学的，对实际选择有一定的指导意义。通过灰色关联度分析可知，28份白芨材料的优劣排序依次是贵州>永胜松坪>永胜期纳>维西永春>大理洱源>丽江石头>大理鹤庆>兰坪河西>丽江象山>永胜梓里>玉溪易门>丽江大东>湖北>昆明>维西攀天阁>丽江七河>丽江九河>丽江金山>维西永春>维西塔城>丽江奉科>丽江束河>丽江巨甸>维西巴迪>曲靖>丽江鸣音>大理巍山>景谷威远。从28份种质资源间的抗病性及田间综合评价可以看出，关联度排序前11位的贵州、永胜松坪、永胜期纳、维西永春、大理洱源、丽江石头、大理鹤庆、兰坪河西、丽江象山、永胜梓里和 玉溪易门，除丽江象山材料表现为中抗外，其余的材料表现为抗或高抗；田间综合表现除永胜松坪为稳定外，其余的均为基本稳定；关联度排在12位以后的材料，基本上都表现为中抗，存在一定程度的退化，叶片变窄。也就是说，灰色关联度分析的结果与白芨的大田表现具有很高的一致性。

本研究对收集的28份不同来源地的居群种质做了部分性状比较，包括形态和生理性状。通过灰色关联度分析，将28份材料的优劣度进行评估排序，认为排在前10位的材料中有几份是可取或值得进一步发掘的种源，如永胜松坪和永胜期纳材料具有出苗率高、新鳞茎发生数多，抗逆性强等特点，贵州、维西永春、大理洱源和丽江石头材料的新鳞茎发生数相对较多，大理鹤庆和兰坪河西材料连续3年的出苗率都相对较高，这些发现对该植物今后繁育筛选具有参考意义。

但值得注意的是，本研究只观察了部分容易观察且区分明显的性状，此类植物，不仅需要重视形态、生育期、抗性，更要重视其生理、生化性状的比较，尤其是生化分析，本文未涉及，是一大缺憾。

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(责任编辑 王家银)

Comprehensive Evaluation ofBletillastriataGermplasm Resources by Grey Correlation

SU Ze-chun, CHEN Cui*, XU Zhong-zhi, TAN Jing-ju,YANG Shao-hua

(Alpine Economic Plant Research Institute, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Yunnan Lijiang 674100,China)

Bletillastriatatuber traits were less，due to inevitable difficulty in the evaluation of germplasm resources.When the amount of resources was more abundant, relying on the experience to make the evaluation was not scientific. So, we used the grey theory to evaluate germplasm resources ofBletillastriata.The results of gray correlative analysis andBletillastriatain field performance was basically the same. Grey correlation degree among the top 11 from the samples in the fields showed stable or basically stable, which had disease resistance. Comprehensive grey relational analysis performance results and 28 germplasm resources between field showed that the material Yongsheng Songping and Yongsheng Qina was suitable as a source of advantage of demonstration and popularization. The emergence rate of Guizhou, Wei Xi Yongchun, Dali Eryuan and Lijiang stone material for the third years was relatively low, but the new bulb occurred relatively more, which could be further studied. The emergence rate of Dali Heqing and Lanping Hexi material for the third years was relatively high, but the new bulb occurred less,which could be used as breeding materials to use.

Gray correlation analysis;Bletillastriata; Germplasm resources; Evaluation

1001-4829(2016)11-2542-07

10.16213/j.cnki.scjas.2016.11.006

2015-01-13

高寒山区经济植物资源收集保存及种质创新(YAAS2012ZY005)；云南省社会事业发展专项“优良白及种源高效快繁技术研究及基地建设”(2012CG006)

苏泽春(1977-)：男，高级实验师，长期从事品种资源的收集、鉴定和评价工作，E-mail：ljszch@139.com,*为通讯作者，E-mail：yngsscc@163. com。

S567.3239

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