云南野生甘蔗血緣雜交組合的模糊綜合評判

郎榮斌，邊 芯，孫有芳，董立華，桃聯安，安汝東，楊李和，周清明，經艷芬

(云南省農業科學院甘蔗研究所瑞麗育種站，云南 瑞麗 678600)

云南野生甘蔗血緣雜交組合的模糊綜合評判

郎榮斌，邊 芯，孫有芳，董立華，桃聯安，安汝東，楊李和，周清明，經艷芬*

(云南省農業科學院甘蔗研究所瑞麗育種站，云南 瑞麗 678600)

本研究以含有云南野生甘蔗親本的31個雜交組合為研究對象，選擇影響甘蔗雜交組合品質最大的4個因素(錘度、株高、莖徑、叢有效莖) 進行調查分析。采用模糊綜合評判方法，研究四個因素相互作用對31個甘蔗雜交組合的影響，從中篩選出屬優的甘蔗雜交組合1個(云瑞10-509×德蔗03-68)，較優的6個(云瑞03-417×云瑞10-550，云瑞10-979×云瑞05-271，云瑞10-956×云瑞05-189，云瑞10-648×云瑞05-785，云瑞10-498×粵糖91-976，云瑞10-979×云瑞06-2416，) 在今后的育種中可以重點利用。

甘蔗；雜交組合；模糊綜合評判；篩選

甘蔗雜交育種歷史悠久，1887年Soltwedel在爪哇以及Harrison和Bovell在巴巴多斯看到甘蔗產生種子可以萌芽成幼苗，這一發現揭開了甘蔗有性雜交育種史的序幕。可經過研究發現，甘蔗性細胞減數分裂很不規則，它的遺傳行為并不同于孟德爾遺傳定律。甘蔗屬高度異質性異源多倍體植物，甘蔗雜交育種具有不可預測性和偶然性，因此極大影響甘蔗的育種效率。雜交親本、組合的優劣是決定能否育出優良品種的關鍵，正確選擇雜交親本，合理選配雜交組合，是甘蔗有性雜交育種的關鍵環節[1]。配制雜交組合是甘蔗有性雜交育種的首要任務，組合配制的優劣直接影響甘蔗后代的品質[2]。

科學準確評價甘蔗雜交組合的優劣，是配制和利用優秀雜交組合的有效途徑，不少甘蔗育種專家為此都做了不同的研究與分析，如吳才文等應用配合力分析評價親本和組合[3],陸鑫等應用灰色關聯分析法評價與分析斑茅雜交組合[4]，王麗萍等對甘蔗細莖野生種遠緣雜交組合的灰色評判[5]等。模糊綜合評判法在評價甘蔗品種有一定的應用，如關中秀等對甘蔗品種的綜合評判[6]，劉家勇等進行甘蔗品種模糊綜合評判[7]，劉少謀對斑茅雜種甘蔗BC1品系的模糊綜合評判[8]等等。相對而言，采用模糊綜合評判來評價甘蔗雜交組合的并不多，周鴻凱(2007)[9]首先采用模糊綜合評判法評價甘蔗雜交，之后黎煥光(2007)[10]、譚芳(2012)[11]，也做了相應的研究，皆表明應用模糊綜合評判法對甘蔗雜交組合的特性作綜合性的評價，可以把各性狀相互影響牽制依存的復雜關系，用一個明確的數字顯示出來，成為清晰的概念，便于人們直觀地對甘蔗雜交組合進行篩選及評價。文章以含有云南野生親本雜交組合為研究對象進行調查，評價云瑞系列親本的育種價值和潛力；篩選出產量和糖分遺傳力高、適應性好、抗旱性強的種質，為生產性親本或新品種選育提供特異性的育種材料。

表1 所選因素評定標準

Note: PH=plant height，SD=stalk diameter, NCG=Number of cane of one genotybe.

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗以2013年云南甘蔗研究所瑞麗育種站甘蔗實生苗種植為基礎，以含有云瑞10系列親本的31個雜交組合為研究對象，組合的編號和父母本詳見表3，每個組合的雜交后代中選取 30叢，測定每叢平均株高、莖徑、錘度及其叢有效莖，同時統計31個組合進入選種圃的入選率。

1.2 試驗方法

于2013年3月16日進行雜交花穗種子播種，4月18日假植，5月28日定植大田。大田隨機區組排列，每個組合隨機選取60株進行種植，分3次重復，間距30 cm，行長6 m，行距1.1 m。試驗地田間管理同大田生產，每公頃施(N∶P2O5∶K2O =10∶9∶6)復合肥 600 kg 作基肥，2 次培土各追施同樣比例的復合肥 600 kg/hm2，尿素 300 kg/hm2，適時進行病、蟲、草害防治。

1.3 模糊綜合分析

參照周鴻凱(2000)[12]模糊綜合評判在甘蔗雜交組合評價的應用中的方法。

1.3.1 模糊綜合評判的數學模型 對象集X= {x1，x2，x3，…,x31}= { 組合1，組合2，組合3,…,組合31}；

因素集U={U1，U2，U3，U4} ={ 錘度，莖徑，株高，叢莖數}；

因素的權重分配子集:A= {a1，a2，a3，a4}；

集V= {v1，v2，v3，v4，v5=} { 優級，較優級，一般級，較差級，差級}；

評價子集B={b1，b2，b3，b4，b5}。

根據甘蔗實生苗的生長實際情況及選育種目標要求，制訂甘蔗雜交組合的因素評定標準(表1)。

1.3.2 隸屬度函數及模糊評價矩陣 雜交組合對各因素不同評判等級的隸屬度:rij=xij/n=樣本中對應于某因素某級別的個體數/樣本的個體數(i=1,2,3,4；j=1,2,3,4,5)，通過計算得優集的綜合隸屬度矩陣如表2所示。

U2

U3

U4

1.3.3 各因素權重 根據各因素對甘蔗優劣(育種目標) 影響的重要程度和各因素獲得優級的難易程度來確定各因素的權重系數。

設A= (錘度，莖徑，株高，叢莖數)=(0.3，0.2，0.2 ，0.3)。

1.3.4 模糊綜合評價B=AoR取M(. +)算子,

B={a1，a2，a3，a4}oR= (b1，b2，b3，b4，b5)；

綜合評價優集b1= (a1r11+a2r21+a3r31+a4r41)；

綜合評價較優集b2= (a1r12+a2r22+a3r32+a4r42)；

綜合評價一般集b3= (a1r13+a2r23+a3r33+a4r43)；

綜合評價較差集b4=(a1r14+a2r24+a3r34+a4r44)；

綜合評價差集b5=(a1r15+a2r25+a3r35+a4r45)。

評語：綜合優集b1≥0.200，評語“優”；綜合優集0.200>b1≥0.150，評語“較優”；綜合優集0.150>b1≥0.100，評語“一般”；綜合優集0.100>b1≥0.05，評語“較差”；綜合優集b1<0.05，評語“差”。

表2 優集b1中各性狀的隸屬度

1.4 數據統計分析

應用DPS軟件進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 優組合

從表3可看出被評價為優的組合只有476，其綜合優集b1值最高，為0.207。從各性狀優集隸屬度來看，476錘度r11為0.200，說明這一組合 20 %被調查的叢數平均錘度大于22，適宜作為高糖雜交組合利用；476的莖徑r21為 0.200，說明20 %被調查的叢數中平均莖徑皆大于2.6，476r31為0.333，說明33.3 %被調查組合叢株高平均數皆大于215 cm。476叢有效莖r41為0.133，在所有參試組合中r41達到最高，說明其后代分蘗好，成莖率高，有13.3 %的被調查叢數有效莖數達到6個或6個以上。由此可見，從476組合的雜交后代中，選育出同時具備錘度、株高、莖徑、叢莖數均優的甘蔗品系是有可能的，選育高產高糖品種的可能性則更大。476組合已經入選到2014年選種圃。

2.2 較優組合

綜合優集0.200

表3 甘蔗組合優劣評價結果

表4 組合入選情況

2.3 一般組合和較差組合

被評為一般組合的有9個，其中103組合和549組合的r11較理想，但叢有效莖數均為0.000，說明這2個組合雖然高糖但是成莖率與分蘗比較少。474組合莖徑r21較高，錘度r21與叢有效莖r41較低。476組合和486組合株高r31值較理想，均超過0.300，說明超過30 %被調查叢數的株高均超過215 cm，可錘度r21與叢有效莖r41不理想。組合341和480的r41值均超過0.200，比較理想，說明超20 %被調查叢數有效莖超過6個，分蘗強，成莖率高。一般組合中大多數組合的 4個評價因素中只有個別因素達到較高，而其他因素卻很低，這就直接影響優集b1的值。一般組合中537、549、498組合入選2014年雜種圃。

較差組合有 14個，主要是錘度低，有8個組合的錘度r11為0.000，有效莖也少，叢有效莖數r41很低，整體表現不佳，這樣的組合建議在育種實踐中不用或少用，較差組合中有487、493、454組合入選2014年選種圃。

2.4 綜合評價

絕大多數甘蔗組合的甘蔗實生苗各性狀間表現為正相關(連鎖遺傳)或無相關(獨立遺傳)[11]，甘蔗育種選擇的品系須是綜合性狀表現優秀的，要想在F1代實生苗叢性中選出同時具備高糖、大莖、高株、莖多的甘蔗優質品系(假設4個性狀是獨立遺傳的)，其4個性狀優級同時出現的概率應是各性狀在優級出現的概率的積(r11×r21×r31×r41) ，積最大的是優組合476(0.18 %)，表明同時出現錘度大于等于22oBx、莖徑大于等于 2.6 cm、株高大于等于215 cm、叢莖數大于等于 6條的機率為0.18 %，積較優組合分別是263(0.05 %)、504(0.12 %)、 500(0.08 %)、486(0.06 %)、475(0.05 %)和505(0.02 %)，一般組合和較差組合的積大多為0或接近0，這說明按優集大小篩選甘蔗叢性綜合性狀高的甘蔗優良組合的方法是可靠的。

2.5 入選情況

優集(100 %)，即該集組合全部入選；較優集(50 %)，即該集組合中有一半組合入選；一般集(33.3 %)，即該集組合中有33.3 %入選；較差集(21.4 %)，差集(0)。如表4所示，即按優集b1大小篩選甘蔗叢性綜合性狀高的甘蔗優良組合的方法是可靠的。

2.6 云瑞10系列親本評價

親本云瑞10-509作父本時其株高r31均超過30 %，說明30 %的被調查叢數平均株高均超過215 cm，其b1值也都比較靠前，比較適合做母本。云瑞10-550作父本時其莖徑r21均比較低，在配制大莖種雜交組合中不適合用其做父本。云瑞10-979作母本時，其莖r21和錘度r11均比較理想，綜合優集b1值均比較靠前，而做父本時，莖徑r21和錘度r11，均為0，說明其在做配制高糖大莖種雜交組合中適合做母本。云瑞10-554作母本時，其錘度r11的值均為0，即在配制高糖品種雜交組合中不宜做母本。云瑞10-913中作父本時其錘度r11值均為0，即在配制高糖組合親本中不適合做父本。

3 討 論

在甘蔗育種實踐中，除了考慮甘蔗的主要經濟性狀(錘度、株高、莖徑、叢有效莖)外，還需要考慮甘蔗的工藝、農藝性狀(株型、脫葉性、水裂、空心、蒲心、開花、孕穗、氣根、病蟲、倒伏等)眾多因素，所以本試驗中有些被評為較優的組合沒入選，而被評為一般組合的反而入選。因此，以后的研究加入工藝、農藝性狀綜合評價會更加準確。

本研究降低了各性狀的評定界限，是因為充分考慮到在雜種圃選種時放寬了各性狀的入選標準的實際情況，甘蔗育種者應該依據育種目標，實踐經驗，專業知識和育種的具體情況，科學的選用評價的性狀和劃定性狀評語的界限，否則會直接影響雜交組合的模糊綜合評判效果。

[1]李楊瑞.現代甘蔗學[M].北京:中國農業出版社,2010:117.

[2]安汝東，朱建榮，周清明，等.云瑞系列甘蔗親本的遺傳力和配合力分析[J].南方農業學報,2014,45(1):1-6.

[3]吳才文,趙 俊,趙培方,等.幾個新臺糖甘蔗品種雜交育種潛力研究[J].西南農業學報,2010,32(5):1413-1417.

[4]陸 鑫,蔡 青,王麗萍,等.灰色關聯分析法評價與分析斑茅雜交組合[J].西南農業學報,2007, 20(1):103-106.

[5]王麗萍,蔡 青,陸 鑫,等.甘蔗細莖野生種(S.spontaneum)遠緣雜交組合的灰色評判[J].中國糖料, 2007(1): 21-24.

[6]關中秀,黃中興,林 宇,等.甘蔗品種的模糊綜合評判[J].甘蔗糖業,2003(3):10-13.

[7]劉家勇,陳學寬,范源洪,等.甘蔗品種模糊綜合評判[J].亞熱帶農業研究,2005(2):5-7.

[8]劉少謀,符 成,黃中興,等.斑茅雜種甘蔗BC1品系的模糊綜合評判[J].廣東農業科學,2008(8):16-21.

[9]周鴻凱.模糊綜合評判在甘蔗雜交組合評價的作用[J].湛江海洋大學學報,2000,20(4):55-60.

[10]黎煥光,楊榮仲,譚 芳,等.甘蔗雜交組合的模糊綜合評判與后代選育效果[J].中國糖料,2007(3):1-6.

[11]譚 芳,黎煥光,王岳倫,等.用模糊綜合評判方法篩選甘蔗優良雜交組合[J].西南農業學報,2012,25(2):396-400.

[12]黎煥光,楊榮仲,譚 芳,等.139個甘蔗雜交組合的模糊綜合評判及篩選[A].中國作物學會甘蔗專業委員會第十一次學術講座會論文集[C],2004:23-32.

(責任編輯 王家銀)

Fuzzy Comprehensive Judgment of Hybrid Combination with Wild Sugarcane Blood in Yunnan

LANG Rong-bin, BIAN Xin, SUN You-fang, DONG Li-hua, TAO Lian-an，AN Ru-dong, YANG Li-he, ZHOU Qing-ming, JING Yan-fen*

(Ruili Breeding Station, Sugarcane Research Institute, Yunnan Academy of Agricultural Science, Yunnan Ruili 678600, China)

31 hybrid combinations with wild sugarcane blood were studied in this paper. Brix, stalk height, stalk diameter and number of millable stalks which determined the quality of sugarcane cross combinations were chosen as the main parameters. The four parameters were tested and analyzed by fuzzy comprehensive judgment to evaluate the 31 wild sugarcane cross combinations from Breeding Station of Sugarcane Research Institute in Yunnan. The results showed that YR10-509×DZ03-68 was the best combination, and another 6 combinations were good combinations, containing YR03-417×YR10-550, YR10-979×YR05-271, YR10-956×YR05-189, YR10-648×YR05-785, YR10-498×YT91-976 and YR10-979×YR06-2416. These cross combinations would be planted for future breeding practice.

Sugarcane; Cross combination; Fuzzy comprehensive judgment; Screening

1001-4829(2016)09-2052-06

10.16213/j.cnki.scjas.2016.09.008

2014-08-20

云南省重點基金(2015FA034)；云南省甘蔗遺傳改良重點實驗室開放課題基金(2015DG015-05)；云南省重點新產品開發計劃(2012BB014)；國家基金項目(31360358)；國家現代農業產業技術體系專項資金(CARS-20-1-1)；云南省農業科學院專項資金(YAAS2014ZY012)

郎榮斌(1988-)，男，云南瑞麗人，研究實習員，主要從事甘蔗遺傳育種研究，E-mail:lrbtx220070152@163.com，*為通訊作者，E-mail:rljyf@126.com。

S566.1

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