秦昌鮮, 彭 崇, 郭 強, 閉德金, 唐利球, 施澤升, 馬文清

(廣西南亞熱帶農業(yè)科學研究所/農業(yè)部龍州熱帶作物科學觀測綜合實驗站, 廣西 龍州 532415)

甘蔗作為無性繁殖作物，在多年推廣種植后，由于病原在種莖中持續(xù)積累，均存在種性退化的現(xiàn)象；同時由于社會經(jīng)濟的發(fā)展，對品種的需求越來越高，因此，通過雜交育種技術不斷地選育產(chǎn)量更高、糖分更好的優(yōu)良品種，是蔗糖業(yè)持續(xù)發(fā)展的基礎[1]。親本的選擇直接影響雜交后代選育效果，如何評價雜交組合優(yōu)劣是提高甘蔗雜交育種的有效途徑[2]。DTOPSIS法(逼近理想解排序法)[3]近年來在小麥[4]、大豆[5]、棉花[6]、水稻[7]、玉米[8]、油菜[9]等作物的綜合評價上得到應用。在甘蔗綜合評價方面也得到廣泛應用。趙培方等[10]、俞華先等[11]、覃耀冠等[12]、周清明[13]等針對國家區(qū)試、廣西區(qū)試中的甘蔗新品系的綜合表現(xiàn)，利用DTOPSIS法篩選出適合當?shù)胤N植的甘蔗新品系。郎榮斌等[14]采用DTOPSIS法對18個甘蔗組合進行綜合評價，篩選出9個組合的優(yōu)良親本。在甘蔗優(yōu)良品種選育中，親本的選擇尤為重要，面對龐大的親本數(shù)量，如何選配好的親本得到較好的后代。采用DTOPSIS法進行綜合評價，淘汰并避免再次選配后代群體經(jīng)濟性狀綜合表現(xiàn)差的雜交組合。以臺糖系列親本及其與國內外品種選配的11個雜交組合為材料，分別于2019年、2020年春季(一新一宿)調查其株高、莖徑、錘度等農藝性狀(農藝性狀為一新一宿平均值)，采用DTOPSIS綜合評價法對甘蔗雜交組合進行優(yōu)劣排序，篩選出遺傳力高，適應性好的雜交組合，提高新品種的選育效率。

表1 參試雜交組合的綜合性狀

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試甘蔗雜交組合：CP 72-1210×ROC 25、CP 67-412×ROC 22、ROC 25×桂糖92-66、ROC 10×福農02-6427、ROC 16×粵糖93-159、崖城09-13×ROC 22、Co 1001×ROC 22、ROC 22×CP 57-614、CP 72-1210×ROC 22、粵糖91-976 ×ROC 22、桂糖02-208×ROC 22、ROC 22(ck)，共12個材料。

1.2 試驗設計

2018年6月各甘蔗雜交組合實生苗采用隨機區(qū)組排列種植，四周設置保護行，每個小區(qū)種植1行，行長7 m，行距1.2 m，每行種植20株，重復3次。2019年2月及2020年3月調查各小區(qū)株高、莖徑、錘度、有效莖、叢有效莖、空蒲心、單叢重、總叢重等農藝性狀，計算單莖重、錘重。其中：單莖重=總叢重/有效莖；錘重=叢重×錘度。

1.3 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)處理使用Excel 2003軟件，以株高、莖徑、錘度、有效莖、叢有效莖、空蒲心、單叢重、總叢重、單莖重、錘重等10個性狀的平均值作為評價指標(性狀指標為一新一宿的平均值)(見表1)，采用DTOPSIS法進行綜合評價。

1.3.1原始數(shù)據(jù)無量綱化處理

在調查的10個性狀指標中，以錘度、叢有效莖、單莖重、單叢重、錘重等5個指標為正向指標；莖徑和株高作為中性指標；空蒲心率作為負向指標進行無量綱化處理。數(shù)據(jù)無量綱化處理公式如下：

正向指標(Zij)=Yij/Yimax，Yimax=Max(Yij)；

中性指標(Zij)=Yj 0/Yj 0+abs(Yj 0-Yij)]；

負向指標(Zij)=Yimin/Yij，Yimin=Min(Yij)；

式中，i為甘蔗雜交組合編號，j表示甘蔗性狀指標(i=1, 2, 3……12；j=1, 2, 3……12)，Yij表示第i個甘蔗雜交組合性狀值為j，Yj 0表示甘蔗雜交組合第j個性狀值，abs表示絕對值，文中中性指標的株高Yj 0為270 cm，莖徑為2.67 cm(詳見表1)。

1.3.2根據(jù)權重計算決策矩陣

決策矩陣R按公式Rij=Wj×Zi計算，其中Rij表示R中第i個雜交組合第j個性狀的值，Wj為供試雜交組合各性狀對應的權重系數(shù)，Zij為Z中第i個組合第j個性狀的值。同時根據(jù)決策矩陣R，求出各性狀的正負理想解數(shù)列，其中正理想解計算公式為：Xij+=Max(ij)，負理想解計算公式為Xij-=Min(ij)。

1.3.3計算甘蔗雜交組合對理想解的接近度

根據(jù)距離測度公式和歐幾里德范數(shù)計算各品種與理想解的距離，其中Xj+、Xj-、Rij代表正理想解、負理想解和決策矩陣。

式中：Xj+=(X1,X2,……X12)，Xj-=(X1,X2,……X12)。

按公式Ci=St-/St++St-，Ci∈(0, 1)得出每個甘蔗雜交組合與理想解的相對接近度，根據(jù)DTOPSIS法分析理論按照Ci大小對甘蔗雜交組合進行排序，Ci值越大代表甘蔗雜交組合綜合性狀越優(yōu)。

表2 無量綱化處理結果

表3 DTOPSIS法決策矩陣

表4 DTOPSIS計算結果

3 討 論

雜交組合后代的表現(xiàn)反映了雜交組合的優(yōu)劣，采用單一指標對雜交組合評判存在片面性，因此判斷一個雜交組合的優(yōu)劣，屬于多目標決策問題，DTOPSIS法是采用多目標綜合排序的方法，最終得出一個排序值Ci，Ci值越大說明組合越好[15]。本試驗采用DTOPSIS法對臺糖系列的親本進行評價，分別從各甘蔗雜交組合后代群體的株高、莖徑、錘度、空蒲心、叢重、叢有效莖、錘重等農藝性狀進行綜合評價，對各雜交組合的優(yōu)劣進行排序，Ci值越高，則組合越優(yōu)，Ci值比ROC 22(ck)高的有ROC 25×桂糖92-66，該雜交組合可重點觀察后代群體，亦可列為生產(chǎn)性雜交組合計劃，適當加大雜交力度。ROC 25×桂糖92-66的Ci值為0.541，該組合可適當組配，以便獲得較好的優(yōu)良單株。

2 結果與分析

2.1 甘蔗新品種(系)決策矩陣

根據(jù)DTOPSIS法決策矩陣計算公式得出決策矩陣(表3)，根據(jù)正理想解和負理想解公式計算得出

Xij+={0.1,0.1,0.12,0.111,0.103,0.11,0.237,0.119}。

Xij-={0.083,0.089,0.098,0.086,0.074,0.074,0.153,0.030}。

2.2 甘蔗雜交組合對理想解的接近度

由表4可知，甘蔗雜交組合的理想解Ci高于對照ROC 22的有ROC 10×福農02-6427，其雜交后代在雜種圃的實際入選率為3.47%。Ci值排名第三的是ROC 25×桂糖92-66，其雜交后代在雜種圃的實際入選率為1.6%，這2個雜交組合可進一步加大定制力度。