基于灰色关联分析对肺形侧耳种质资源的评价研究

陈躬国，阮海东，赵光辉，郑英姿，吴汉琼，林 原，郭德章*

(1.福州市农业科学研究所，福建 福州 350018；2.福州市经济作物技术站，福建 福州 350002)

肺形侧耳[Pleurotuspulmonarius(Fr.) Quél.]商品名为秀珍菇，隶属于担子菌纲(Basidiomycetes)伞菌目(Agaricales)侧耳科(Pleurotaceae)侧耳属(Pleurotus)[1]。该菌富含多种蛋白质、必需氨基酸、多糖、重要矿物质和一些维生素，不仅营养价值高，而且还具有抗氧化活性[2]、降低血糖水平[3]、辅助肿瘤化疗[4]等药理作用。目前，肺形侧耳主栽品种仍是多年前从中国台湾省引进的系列品种，有的品种经多年组织扩繁后退化、老化，出现了产量、品质和抗病性的不稳定。因此，对肺形侧耳菌株生长、子实体性状和产量等进行综合评价，筛选出适合本地区栽培的肺形侧耳菌株，对整个产业的持续健康发展具有重要意义。灰色关联分析(Grey Relational Analysis，GRA)是通过确定参考数列和比较数列的几何形状相似程度来判断其联系是否紧密，它反映了曲线(数列)间的关联程度[5]。传统的作物品种评价方法一般是以产量因素进行单项比较，但只有结合品质、抗病性等其他性状指标做综合评价，结果才更具实际意义。近年来，灰色关联分析已在水稻、小麦、棉花和玉米等[6-13]作物新品种的选育及综合评价中广泛应用，取得了较好的效果。在香菇杂交育种研究中，王卓仁[14]和刘启燕[15]等根据育种目标、栽培方式、市场需求等各性状的权重系数分配，应用灰色关联度分析法对杂交子的各种重要性状进行综合定量评价，结果显示：灰色关联度分析法排列出的杂交菌株的综合性状序列与预期估测比较吻合，并筛选出综合性状优良的杂交菌株。樊晓琳等[16]应用灰色关联度分析法对采用不同方法分离的双孢蘑菇As2796菌株进行了综合评价，筛选出综合性状优于As2796退化菌株的提纯复壮菌株。灰色关联分析法也应用于栽培基质配方的筛选，杨士峰等[17]以柠条屑为栽培原材料，部分替代栎木屑进行香菇秋季栽培试验，采用灰色关联度分析对供试配方的多个农艺和品质性状进行综合评价，筛选出了最佳配方。

目前，对食用菌品种的评价产大多采用经验直观分析或依靠产量等单一性状的方差分析方法进行比较，灰色关联分析方法在食用菌育种和品种评价研究上的应用尚少，在对肺形侧耳多个性状的综合评价和分析上应用还未见报道。本研究采用灰色关联分析法对肺形侧耳菌株的多个重要性状进行综合评价与分析，以期为科学评价和合理利用肺形侧耳种质资源，筛选出适合本地区栽培的优良菌株提供更科学的参考。

1 材料与方法

1.1 供试菌株

肺形侧耳供试菌株共16个(表1)，主要引自国内科研单位和主产区栽培企业，由福建省福州市农业科学研究所食用菌研究室保藏。

1.2 栽培出菇

选用17 cm×33 cm聚乙烯塑料袋，按照栽培培养基配方(杂木屑58%、棉籽壳20%、麸皮20%、石灰1%、石膏1%、培养料含水量62%)将培养料拌匀后装入塑料袋，每袋装干料约400 g，常压灭菌、接种，(24±1) ℃培养至菌丝长满袋。待肺形侧耳菌丝长满菌袋，生理成熟后便移入出菇房统一进行出菇管理，出菇管理均按常规方法进行。测定肺形侧耳各菌株的满袋天数、原基发生天数、子实体性状、产量等指标。栽培试验采用随机区组设计，每个菌株设3次重复，每个重复50袋。

1.3 灰色关联分析

表2 肺形侧耳参考菌株的性状值与权重系数

1.3.3 计算关联系数和关联度 根据下列公式计算供试肺形侧耳菌株的关联系数：

ξi(k)=

根据肺形侧耳菌株选育重要性的不同，赋予不同性状相应的权重系数Wk，计算加权关联系数。按下式分别计算等权关联度ri和加权关联度ri′。

2 结果与分析

2.1 肺形侧耳菌株主要农艺性状比较

通过对肺形侧耳菌株的农艺性状表现进行相关分析，由表3可知，各供试菌株满袋天数为33.75～38.50 d，其中菌株P1(秀57)菌丝生长速度最快，平均33.75 d满袋，其次为菌株P16(夏秀)和P4(HC810)，P13(秀845)满袋天数最长，接种平均38.50 d后菌丝才能长满菌袋。各菌株原基形成时间为41.08～47.83 d，P13(秀845)最早出现原基，接种41.08 d后开始现蕾；原基形成时间最长的菌株是P5(秀罗源)，平均接种47.83 d后开始现蕾。比较各菌株子实体性状发现，P5(秀罗源)的菌盖最厚，为16.27 mm，菌盖直径为41.79 mm，单朵重为7.65 g，朵形较大；而P16(夏秀)菌盖厚度和菌柄直径分别为6.84 mm和6.67 mm，单朵重仅为3.97 g，朵形偏小，商品性状差。对各菌株产量分析比较发现，菌株P13(秀珍菇845)产量最高，前三潮袋平均产量为240.56 g，P4(HC810)和P3(秀58)次之，袋平均产量分别为218.33 g和204.44 g；P11(3108)袋平均产量最低，为95.00 g。从表3可以看出，肺形侧耳同一菌株的不同农艺性状表现并不一致，要对这些菌株进行综合评价，并且进行灰色关联分析。

表3 肺形侧耳供试菌株和参考菌株的农艺性状比较

2.2 原始数据的无量纲化处理

由于肺形侧耳菌株内各性状的量纲不一致，需将各性状值按标准化变换方法转化为无量纲的相对数，即先分别求出各个性状值序列的平均数和标准差，然后将该序列的各个原始数据减去平均数后再除以标准差后，从而得到一个新的标准化数列(表4)。其量纲为1，均值为0，标准差为1。

2.3 灰色关联系数和关联度的计算

表4 肺形侧耳菌株性状值的标准化变换

表5 供试菌株与参考菌株的关联系数

按肺形侧耳菌株选育的不同性状指标的相对重要性不同赋予不同权重系数Wk(表6)。将已求得的关联系数值和权重系数值Wk分别代入公式，计算得到各供试菌株与参考菌株的关联度，其排序结果列于表6。

2.4 灰色关联结果分析

由于参考菌株的各性状是最优性状的组合，根据关联度大小及排序结果，可对供试菌株进行综合评价。按照灰色系统理论关联分析原则，加权关联度越大，排序越靠前，说明供试菌株与参考菌株越接近，其综合性状越好。

表6 供试菌株与参考菌株关联度及排序

根据关联度排序结果，结合肺形侧耳菌株农艺性状的观察，筛选出菌株P5(秀罗源)、P13(秀珍菇845)、P3(秀58)和P4(HC810)等4个综合性状优良的菌株。菌株P5(秀罗源)菌盖肉厚，单朵重为7.65 g，商品性状好，产量也较高；P13(秀珍菇845)产量高、转潮快、朵形中等。而菌株P16(夏秀)虽然产量也比较高，但由于其菌盖厚度和菌柄直径等子实体性状的指标值也都比较低，单朵重最小，导致其与参考菌株的关联度最小。

3 讨论

目前，对食用菌品种的评价，通常是常采用经验直观分析或是基于产量等某单一性状的方差分析来进行评价筛选[19]，易忽略其他性状对品种整体水平的影响，造成评价结果的偏差。灰色关联度分析法已被广泛应用于农作物品种的综合评价中，利用该方法可对品种的各项性状指标进行综合定量评价，克服了仅以产量对品种进行评价分析的片面性，使品种的评价更全面、科学和符合实际[20-21]。灰色关联分析已在香菇[14]、杏鲍菇[22]和木耳[23]等食用菌杂交后代的综合描述和量化评估工作上成功应用，提高了育种的选择效果。

试验中肺形侧耳菌株等权关联度、加权关联度排序和产量排序不一致，但与各菌株综合农艺性状实际表现较为吻合，因此应用灰色关联分析对肺形侧耳菌株进行综合评价是可行的，此结果与邹永红[24]、韩永亮[25]等的研究结果较一致。采用加权关联度分析法进行菌株的综合评价，由于不同的育种目标所考察的农艺性状指标不一定相同，权重系数也不相同，不同的权重确定方法对结果都有一定的影响。试验根据育种目标、生产实际等确定肺形侧耳菌株各农艺性状的权重系数，等权关联度和加权关联度的Spearman秩相关系数rs=0.962，达到极显著水平，表明等权和加权关联度排序高度相关，说明试验确定的各农艺性状权重系数差异并未对综合评价结果造成显著影响，双重检验保证了综合评价结果的可靠性。

本研究根据不同的育种目标、生产实际等确定参考菌株农艺性状值和权重系数，应用灰色关联分析进行肺形侧耳菌株的综合评价，对肺形侧耳优良品种的选育对筛选具有实际的指导意义。试验结果表明，P5(秀罗源)、P13(秀珍菇845)、P3(秀58)和P4(HC810)等4个菌株综合性状较好，菌株P16(夏秀)的综合性状表现最差。这与栽培试验中各菌株的实际表现相吻合，说明采用灰色关联分析法对肺形侧耳菌株进行综合评价是可行的，且采用此方法可根据育种目标和各性状的重要性，赋予不同的权重，使筛选出的肺形侧耳菌株更符合实际需要。