亚热带农业研究  2015, Vol. 11 Issue (4): 246-253   PDF    
DOI: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2015.04.001
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文章信息

经艳芬, 边芯, 郎荣斌, 董立华, 桃联安, 安汝东
JING Yan-fen, BIAN Xin, LANG Rong-bin, DONG Li-hua, TAO Lian-an, AN Ru-dong
云瑞创新亲本选配32个甘蔗杂交组合的模糊综合评判
Fuzzy comprehensive evaluation of 32 sugercane cross combinations of Yunrui innovative parents
亚热带农业研究, 2015, 11(04): 217-221
JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALS, 2015, 11(04): 217-221.
DOI: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2015.04.001

文章历史

收稿日期: 2015-10-21
云瑞创新亲本选配32个甘蔗杂交组合的模糊综合评判
经艳芬, 边芯, 郎荣斌, 董立华, 桃联安, 安汝东    
云南省农业科学院甘蔗研究所, 云南 瑞丽 678600
摘要: 采用模糊综合评判方法,通过甘蔗杂交组合有性世代株高、茎径、丛有效茎数和锤度表现综合评价云瑞创新亲本选配的32个甘蔗杂交组合。结果表明,优级、一般级组合各有13个,各占参试组合总数的40.6%,差级组合6个,占参试组合总数的18.8%;株高、锤度、锤重优集隶属度上、下限值与模糊综合评判分级的优劣变化一致,茎径、丛有效茎数优集隶属度下限值与模糊综合评判分级的优劣变化不完全一致,表明所有组合中均能筛选出锤度、锤重达优级以上株系,但不是所有组合均能筛选出茎径、丛有效茎数达优级以上株系;模糊综合评判组合的优劣分级与各级别杂种圃的平均入选率呈正相关,与组合入选率不呈正相关;不同组合有性世代性状表现的差异给甘蔗育种增加了难度,却是创新亲本、品种培育的基础。
关键词: 甘蔗    杂交组合    模糊综合评判    创新亲本    云瑞    
Fuzzy comprehensive evaluation of 32 sugercane cross combinations of Yunrui innovative parents
JING Yan-fen, BIAN Xin, LANG Rong-bin, DONG Li-hua, TAO Lian-an, AN Ru-dong    
Sugarcane Research Institute, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Ruili, Yunnan 678600, China
Abstract: Thirty-two cross combinations among Yunrui innovative sugarcane parent clones were judged by fuzzy comprehensive evaluation of four traits, namely, plant height, stalk diameter, number of mill-able stalks, and Brix. The results showed that there were 13 superior and 13 good cross combinations, each accounted for 40.6% of the total cross combinations. The evaluations on the remaining six cross combinations (18.8%) were not good. The upper and the lower limit values of both plant height and Brix for superior cross combinations were accorded with the classification definition of fuzzy comprehensive evaluation. However, this was not the case for the lower limit values of stalk diameter and number of mill-able stalks. This indicated that although clones with desirable plant height and Brix could be selected from all crossing combinations, good clones with desirable stalk diameter and desirable number of mill-able stalks could not be selected from all crossing combinations. The classification criterion for superior, good, or bad cross combination by fuzzy comprehensive evaluation correlated positively with the average selection rate of cross progeny for hybrid nurseries of each category, but not with the selection rate of crossing combinations. The phenotypic differences exhibited by progeny of different cross combinations may impose technical difficulties to the sugarcane breeders, however, such differences may also lay the ground for identifying distinctive innovative parental lines and developing good varieties.
Key words: sugarcane    cross combination    fuzzy comprehensive evaluation    innovative parent line    Yunrui    

我国是位列巴西、印度之后的世界第三大食糖主产国家。甘蔗是我国主要糖料作物,蔗糖产量占全国食糖总产的90%以上[1]。目前,甘蔗育种遗传基础狭窄,育成的品种抗逆性差、适应性不广。割手密是甘蔗细茎野生种的俗称,是甘蔗抗逆基因的重要来源,也是育种成效最为显著的野生种。云南甘蔗细茎野生种具有丰富的遗传多样性。亲本组合评价是提高甘蔗育种效率的最重要环节之一[2]。模糊综合评判方法用于评价甘蔗杂交组合具有简便、准确的优势,可提高育种效率[3, 4]。谭芳等[5]认为,依据模糊综合评判结果,结合入选率来筛选甘蔗优良杂交组合更为科学。云南省农业科学院甘蔗研究所瑞丽育种站利用原生地为云南高原内陆蛮耗燥热、西双版纳湿热两种气候生态型割手密,培育了一批云瑞甘蔗创新亲本和优良品种(系),并利用多种分析方法对其育种潜力进行评价[6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]。本文采用模糊综合评判方法,通过分析云瑞创新亲本选配的32个杂交组合有性世代株高、茎径、丛有效茎数、锤度与丛锤重的关系,综合评价云瑞甘蔗创新亲本选配杂交组合的优劣,为其进一步利用提供依据。

1 材料与方法 1.1 参试材料

15个云瑞系列亲本与10个国内外引进品种选配的32个杂交组合,详见表 1

表 1 参试组合及其代号 Table 1 A list of cross combination and code
组合代号组合代号组合代号
云瑞99-546×德蔗93-941德蔗93-88×云蔗99-15512CP65-357×云瑞03-91723
云瑞99-546×德蔗93-882德蔗93-88×云瑞99-15113德蔗93-88×云瑞03-11724
闽糖90-1022×云瑞99-5463云瑞99-113×闽糖90-102214德蔗93-88×云瑞01-10925
云瑞99-178×德蔗93-884德蔗93-94×云瑞03-8015德蔗93-88×云瑞04-8026
云瑞99-178×新台糖22号5云瑞99-178×云瑞01-10916云瑞04-186×德蔗93-9427
云蔗99-155×CP77-17766闽糖90-1022×云瑞03-39217粤糖93-159×云瑞03-41728
云蔗99-155×CP74-3837云瑞03-393×闽糖90-102218德蔗93-88×云瑞99-54629
云蔗99-155×L75-208德蔗93-94×云瑞03-39319德蔗93-88×云瑞01-8730
云蔗99-155×德蔗93-949德蔗93-88×云瑞03-39320 云瑞03-417×德蔗93-8831
云蔗99-155×粤93-15910闽糖90-1022×云瑞03-91721云瑞03-417×闽糖90-102232
云蔗99-155×CP85-130811闽糖90-1022×云瑞04-18622
1.2 试验方法

各组合随机选取90株实生苗,按随机区组设计布置三重复单行区的杂种圃试验。每个重复种植30株苗,株距25 cm,行距120 cm,于2012年5月上旬定植于大田,12月中下旬结合杂种圃材料筛选。每重复连续调查10丛的有效茎数,每丛选3株,每组合累计调查30丛有效茎数以及90个单株的株高、茎径、锤度。取各性状3个重复的平均值进行杂交组合的优劣评价。

1.3 数据分析

数据分析参照文献[3][5]中的方法,应用Excel、DPS软件完成。

1.3.1 模糊综合评判的数学模型

对象集:X={x1,x2,…xn}={组合1,组合2…组合n}

因素集:U={u1,u2,…u4}={株高,茎径,丛有效茎,锤度}

因素的权重分配子集:A0={a1,a2,…an}

评语集:V={v1,v2,…v5}={优级,较优级,一般级,较差级,差级}

模糊评价子集:B={b1,b2,…bn}

1.3.2 隶属度函数及模糊评价矩阵

单因素模糊评价矩阵R为:

1.3.3 各因素权重

甘蔗的育种目标是高产高糖,因此,用各性状对锤重的灰色关联度确定权重系数。权重A0={株高,茎径,丛有效茎数,锤度}={0.204,0.235,0.368,0.195}。

1.3.4 模糊综合评价

B=A0R,取M(·+)算子

B={a1,a2,a3,a4R=[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}

参试杂交组合评定标准见表 2

表 2 参试杂交组合因素评定标准 Table 2 Fuzzy comprehensive evaluation standards for five different cross combination classes
1)参试杂交组合因素评定标准参照文献[3][5]的方法,并略有修改,依据各性状最大级差进行等距分级。
评定标准因素
株高/cm茎径/cm丛有效茎数锤度/%
条·丛-1
优级≥167.4≥2.36≥7.1≥18.3
较优级157.7-167.4148.1-157.7138.4-148.1<138.4
一般级2.24-2.362.12-2.241.99-2.12<1.99
较差级6.3-7.15.4-6.34.6-5.4<4.6
差级17.53-18.316.75-17.5315.98-16.75<15.98
2 结果与分析

表 3可见,优级组合包括1、7、10、12、13、15、19、20、22、23、24、25、30,共13个;一般组合包括3、5、8、9、14、16、17、18、21、26、28、29、31,共13个;差级组合包括2、4、6、11、27、32,共6个。

2.1 参试组合模糊综合评判分级与产量性状的关系

表 3可见,模糊综合评判优级、一般级、差级组合株高优集隶属度依次为36.7%-80.0%、3.3%-66.7%、0-36.7%;茎径优集隶属度依次为0-63.3%、0-53.3%、0-30%;丛有效茎数优集隶属度依次为3.3%-46.7%、0-33.3%、3.3%-20.0%。其中,6号组合(差级)株高的优集隶属度为0;4号(差级),5号、16号(一般级),23号、24号(优级)共5个组合茎径的优集隶属度为0; 21号组合(一般级)丛有效茎数的优集隶属度为0。以上表明,从参试组合中筛选出株高、茎径、丛有效茎数达到优级株系的几率随着模糊综合评判组合优级、一般级、差级的变化而降低,而且有可能在部分组合中筛选不出株高、丛有效茎数达到优级的株系,筛选出茎径达到优级株系更加困难。不同组合株高、茎径、丛有效茎数优集隶属度的差异恰是相应性状优良亲本与品种培育的基础。

2.2 参试组合模糊综合评判分级与锤度的关系

表 3可见,模糊综合评判优级、一般级、差级组合的锤度优集隶属度依次为20.0%-76.7%、3.3%-53.3%、6.7%-36.7%。锤度优集隶属度上限值随着模糊综合评判组合优级、一般级、差级的变化而降低,下限值却出现了差级(6.7%)大于一般级(3.3%)的现象。以上表明,在所有参试组合中均能筛选出锤度优级的株系。

2.3 参试组合模糊综合评判分级与杂种圃入选率的关系

32个参试组合杂种圃平均入选率为2.4%,优级、一般级、差级组合杂种圃的平均入选率依次为2.9%、2.5%、1.0%。模糊综合评判优级、一般级、差级组合杂种圃入选率依次为0.7%-7.2%、0-4.6%、0-3.3%。以上表明,优级组合杂种圃入选率下、上限值均高于一般级和差级组合。从表 3还可见,模糊综合评判优级的13、22号组合杂种圃入选率仅为0.7%,低于差级组合的平均入选率;模糊综合评判一般级的3、8、9、14、18号与差级的27号共6个组合杂种圃的入选率高于优级组合杂种圃平均入选率。综合来看,模糊综合评判组合的优劣与杂种圃入选率不呈正相关。

表 3 甘蔗组合优劣评价结果及其杂种圃入选率1) Table 3 Trait values,cross combination classification,and selection rate
1) b1≥0.295,评语为“优级”,0.177≤b1<0.295,评语为“一般级”,b1<0.177,评语为“差级”。
组合代号优集(b1)优集隶属度较优集(b2)一般集(b3)较差集(b4)差集(b5)评语杂种圃入选率/%
株高(r11)茎径(r21)丛有效茎数(r31)锤度(r41)锤重(r51)
70.4130.6000.2670.2670.6671.0000.1180.1810.1460.144 优级3.1
200.4110.4670.2670.3000.7331.0000.0810.1780.1940.138 优级3.0
220.3680.7330.0330.4670.2000.8670.0590.1630.1480.264 优级0.7
300.3650.3670.4000.2330.5670.9330.1130.1130.1580.246 优级2.2
250.3570.4670.1670.2000.7670.9000.1150.1430.1260.260 优级2.2
130.3540.7000.2330.2670.3000.9670.1520.0950.1670.234 优级0.7
120.3400.4000.3670.1670.5670.9670.1680.1450.1110.239 优级5.0
190.3370.6000.2330.1330.5671.0000.0680.3170.1490.132 优级7.2
150.3210.8000.1330.1670.3330.9330.1150.1990.0940.273 优级1.1
230.3170.6000.0000.3330.3670.8000.1620.1430.1500.231 优级1.9
10.3090.5000.0330.4000.2670.6330.1070.1610.2130.281 优级5.8
100.3080.4670.6330.0330.2671.0000.0820.1860.1880.237 优级2.4
240.2990.4330.0000.1670.7670.9330.1420.1650.1770.218 优级2.9
280.2910.5000.1670.3000.2000.7330.1960.1620.1260.228一般级1.3
140.2820.6330.1670.1670.2670.9000.1620.1740.1860.199一般级3.9
90.2730.1000.5330.1330.4000.9670.1130.1690.1790.268一般级4.4
210.2580.6670.1330.0000.4670.9670.1160.1440.2240.261一般级1.5
160.2460.6330.0000.3000.0330.5000.0840.1080.1450.420一般级0.8
260.2460.5330.0670.1000.4330.8670.0790.1360.2570.284一般级2.5
290.2400.3670.1670.1670.3331.0000.1670.2110.1690.214一般级2.1
30.2400.4670.0330.2670.2000.9000.1320.1660.2110.253一般级4.6
50.2380.5000.0000.3330.0670.4670.1160.1420.1620.344一般级0.0
310.2200.1330.0670.2000.5330.7330.1170.1340.1650.366一般级2.5
180.2130.1000.1670.1330.5330.7670.1920.1370.2200.241一般级3.3
170.2030.2000.0670.1330.5000.9670.1340.1920.2650.208一般级1.1
80.1840.0330.4000.0670.3000.5000.0560.0900.0580.113一般级4.2
40.1680.3670.0000.2000.1000.4000.1560.1110.1760.391 差级0.7
320.1630.0330.1000.1670.3670.6210.1140.1510.1650.402 差级0.7
110.1600.0330.3000.0670.3000.7330.0740.1090.1990.460 差级0.7
20.1420.2330.0330.2000.0670.3670.1070.1170.1570.480 差级0.0
270.1320.1330.1000.1330.1670.5670.0810.1390.2450.404 差级3.3
60.0590.0000.0330.0330.2000.3670.1010.0890.1480.605 差级0.7
3 小结与讨论

模糊综合评判组合分级与参评性状优集隶属度上、下限值变化趋势基本一致。在参评组合中,株高、茎径与丛有效茎数三性状均有优集隶属度为0的组合,尤其是茎径优级、一般级、差级组合优集隶属度下限值均为0,锤度、锤重两性状却没有优级隶属度为0的组合。以上说明,参试组合中有可能筛选不出产量达到优级以上的株系,茎径达优级以上株系的筛选更为困难,但所有组合均有可能筛选出锤度优级以上的株系。

锤重是衡量甘蔗有性世代综合表现的重要指标。本试验锤重未作为参评性状,而是作为目标性状确定了参评性状的权重。因此,锤重与参试组合模糊综合评判分级直接相关。锤重的优集隶属度值越大,则从参试组合中筛选出优良株系的概率越高。模糊综合评判优级、一般级、差级组合锤重的优集隶属度依次为63.3%-100%、46.7%-100%、 36.7%-73.3%,即优级组合锤重优集隶属度下、上限值亦大,差级组合锤重的优集隶属度下、上限值亦小,在差级组合中至少有36.7%的可能筛选出产量、糖分性状表现优级的株系。

本研究中,参试组合杂种圃入选率的高低与模糊综合评判优劣分级不完全一致,这与黎焕光等[4]、谭芳等[5]的研究结果相吻合。究其原因,甘蔗选育种的目标是高产高糖,模糊综合评判组合的优劣与育种目标高度相关。但育种实践中,品系入选标准除高产高糖外,入选株系产量构成因子(株高、茎径、丛有效茎数)之间的协调性以及抗倒性、宿根性、脱叶性、57号毛群的多少等诸多性状均会影响入选率。比如优级的22号组合,虽然有86.7%的几率从该组合中筛选出高产高糖株系,但能够筛选出茎径达优级株系的几率仅3.3%,总体评价为细茎,其杂种圃入选率仅为0.7%;而评价差级的27号组合,株高、茎径、丛有效茎数、锤度4个参评性状表现较协调一致,有56.7%的概率从该组合中筛选出高产高糖株系,其杂种圃的入选率达到3.3%,优于杂种圃优级组合平均入选率。

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