DTOPSIS法評價44份CIP引進馬鈴薯新品系的適應性

宋潔，李婉琳，郭華春

（云南農(nóng)業(yè)大學，云南昆明650201）

遺傳育種

DTOPSIS法評價44份CIP引進馬鈴薯新品系的適應性

宋潔，李婉琳，郭華春*

（云南農(nóng)業(yè)大學，云南昆明650201）

綜合評價44份國際馬鈴薯中心（CIP）馬鈴薯資源品系，篩選優(yōu)良品系，為其在生產(chǎn)上的應用和推廣提供參考。試驗設在云南建水縣，采用隨機區(qū)組設計，3次重復，以‘合作88’為對照，采用DTOPSIS法對馬鈴薯品系的單株產(chǎn)量、干物質含量、淀粉含量、蛋白質含量、還原糖含量、大中薯率和晚疫病等級進行綜合評價，以篩選出高產(chǎn)、優(yōu)質的馬鈴薯品系。在44份品系中，有30份品系的綜合表現(xiàn)優(yōu)于對照品種，可作為進一步試驗的備選品系，其余材料值小于對照，說明其綜合性狀差于對照，可作進一步試驗觀察或給予淘汰。‘滇薯23’Ci值排第2，產(chǎn)量排第2，產(chǎn)量是對照的3.4倍，淀粉含量中等，有較高的應用推廣價值。

馬鈴薯；資源；DTOPSIS法；國際馬鈴薯中心

目前云南省馬鈴薯品種主要是以麗薯為主，接近馬鈴薯種植總面積的50%，品種單一、優(yōu)質新品種缺乏、更新速度慢。總的來說缺乏品質好、抗病、高產(chǎn)的新品種，這會降低馬鈴薯品種更新速度、制約云南省馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1]。由于云南省的生態(tài)條件與國際馬鈴薯中心（International Potato Center，CIP）所在地秘魯?shù)纳鷳B(tài)條件相似，來自CIP的馬鈴薯品種可促進云南省馬鈴薯生產(chǎn)的發(fā)展，從這些材料中選育出的品種對云南省的氣候環(huán)境有很好的適應性[2]。當前，很多發(fā)達國家已經(jīng)把選育具有更高營養(yǎng)價值的馬鈴薯品種作為重要的育種目標，中國的馬鈴薯品種選育也開始由單一的高產(chǎn)目標轉向高產(chǎn)多抗優(yōu)質的復合育種目標，要想選育出具有更高營養(yǎng)價值的馬鈴薯品種，就必須對高代品系進行品質評價[3]。逼近理想解排序法（Dynamic technique for order preference by similarity to ideal solution，DTOPSIS）于1990年提出，且應用于區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的多目標決策方法[4]。DTOPSIS綜合評判法能將各參試品種的多個性狀指標，通過計算歸納為一個具有可比性的量化綜合指標，從而對農(nóng)作物做出綜合評價，且具有計算簡單，更能全面客觀地反映品種品質的優(yōu)劣，使評價更趨合理。近年來，國內(nèi)諸多學者將DTOPSIS法應用于水稻、玉米、甘蔗、大豆等作物的綜合評價中[5-8]。但對于馬鈴薯的綜合評價鮮有報道。本試驗以44份國際馬鈴薯中心（CIP）馬鈴薯資源品系和‘合作88’（對照）為材料，應用DTOPSIS法為計算工具，綜合評價供試材料的產(chǎn)量、晚疫病抗性和營養(yǎng)品質。以期為馬鈴薯新品系的綜合評價提供參考工具，并為外引馬鈴薯新品系在云南省的推廣應用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 參試品系

供試44份馬鈴薯品系由國際馬鈴薯中心提供，分別為‘滇薯1’、‘滇薯2’、‘滇薯7’、‘滇薯12’、‘滇薯14’、‘滇薯22’、‘滇薯23’、‘滇薯28’、‘滇薯39’、‘滇薯48’、‘滇薯49’、‘滇薯50’、‘滇薯52’、‘滇薯53’、‘滇薯54’、‘滇薯62’、‘滇薯64’、‘滇薯66’、‘滇薯67’、‘滇薯71’、‘滇薯80’、‘滇薯82’、‘滇薯89’、‘滇薯92’、‘滇薯94’、‘滇薯117’、‘滇薯119’、‘滇薯139’、‘滇薯143’、‘滇薯144’、‘滇薯145’、‘滇薯147’、‘滇薯148’、‘滇薯151’、‘滇薯155’、‘滇薯156’、‘滇薯157’、‘滇薯164’、‘滇薯167’、‘滇薯172’、‘滇薯176’、‘滇薯177’、‘滇薯179’、‘滇薯188’，對照品種：‘合作88’。

1.2 試驗地概況

試驗設在云南建水縣甸尾鄉(xiāng)鐵所村，N 23°47' 7''，E 102°43'1''，海拔1 560 m。土壤為沙壤土，肥力中上等，地面平整，排灌方便，前茬作物為花生。

1.3 試驗設計

采用隨機區(qū)組設計，3次重復。于2015年1月5日人工播種，密度為行距42 cm，株距45 cm，3行一區(qū)，小區(qū)面積1.8 m×1.26 m=2.268 m2，種植方式為高壟塘播。分別于5月4日、5月14日、5月24日、6月4日分4次調查晚疫病，并取晚疫病最高病級納入最終統(tǒng)計值。于2015年6月4日開始收獲至6月13日收獲結束。

1.4 田間管理

有機肥廄肥1 086 kg/667m2，尿素（N 46%）21 kg/ 667m2；硝磷酸銨（氮磷比例為2∶1，總養(yǎng)分≥39%）49 kg/667m2；復合肥（N∶P∶K=10∶10∶5）87 kg/ 667m2；控釋BB肥（N∶P∶K=22∶5∶11）87 kg/ 667m2，全部作底肥1次性施用。水分管理：適時灌水，全生育期共灌水4次。全生育期防蟲1次，按試驗要求全生育期未用農(nóng)藥防病。其他管理措施與常規(guī)管理一致。對單株產(chǎn)量、干物質含量，淀粉含量、蛋白質含量、還原糖含量、大中薯率和晚疫病等級進行DTOPSIS法綜合評價。

塊莖干物質含量的測定：將取樣的塊莖切片稱鮮重，記為M，將薯片于105℃殺青15 min左右再降溫至85℃烘至恒重后再稱重，記為m，m占M的百分含量即是干物質的百分含量[9]。

塊莖淀粉含量的測定：采用傳統(tǒng)的碘-碘化鉀比色法[10]。

塊莖還原糖含量的測定：采用3,5-二硝基水楊酸比色法[9]。

蛋白質含量的測定：采用凱氏定氮法[11]。

塊莖分級標準為：≥150 g為大薯，≥50 g且＜150 g為中薯，＜50 g為小薯。

晚疫病評價標準詳見表1。

表1 國際馬鈴薯中心（CIP）馬鈴薯晚疫病感染情況田間統(tǒng)計分級標準Table 1 Potato late blight infection statistical classification standards of International Potato Center(CIP)in fields

1.5 數(shù)據(jù)處理

DTOPSIS法為逼近理想解排序法。應用了灰色理論，將正向指標、中性指標、負向指標作標準化處理，通過對數(shù)據(jù)的無量綱化處理建立理想解，設置各性狀的權重，將各性狀與參考品種的差距累加起來，得出Ci值，利用該值大小對品種進行排序。按照Ci大小排序，最大者即為最優(yōu)良品系。

2 結果與分析

2.1 不同馬鈴薯品系各性狀調查結果

由表2可知，所引品系中產(chǎn)量最高的是‘滇薯82’，單株產(chǎn)量為1 481.00 g，與對照‘合作88’相比，是對照的4倍。產(chǎn)量最低的是‘滇薯22’，單株產(chǎn)量為262.50 g。塊莖干物質含量范圍14.35%～26.61%；淀粉含量為8.13%～19.68%，蛋白質含量為2.01%～3.94%。還原糖含量為0.04%～0.89%，有45%的品系還原糖含量低于0.30%，適合用于加工薯條、薯片；大中薯率大于50%的品系有29個，占總體的66%。大中薯率為100%的有‘滇薯39’、‘滇薯71’和‘滇薯164’，有21個品系大中薯率高于‘合作88’（65.90%）。晚疫病等級為1的有‘滇薯22’、‘滇薯82’、‘滇薯92’、‘滇薯155’、‘滇薯172’和‘滇薯188’。

2.2 數(shù)據(jù)無量綱化處理

由于各性狀單位不同，不便比較，在進行分析之前，首先對各性狀進行無量綱化處理，根據(jù)馬鈴薯育種目標，將7個性狀分為2大類：（1）正向指標5個（單株產(chǎn)量、干物質含量，淀粉含量、蛋白質含量、大中薯率），以該性狀中最大值為分母，分別除以各品系該性狀指標值；（2）逆向指標2個（還原糖含量、晚疫病等級），以該性狀中最小值為分子，分別除以各品系該性狀指標值。計算得到矩陣Z（表3）。

2.3 確定各性狀指標的權重，計算決策矩陣

2.4 各品種對理想解的相對接近度指數(shù)

根據(jù)決策矩陣求出各性狀值的正理想解X+與負理想解X-數(shù)列，X+=max(Ri)，X-=min(Ri)。計算結果：

表2 各品系主要性狀數(shù)值Table 2 Main characteristic values of tested lines

表3 無量綱化處理結果Table 3 Nondimensionalization processing result

表4 DTOPSIS法決策矩陣Table 4 DTOPSIS decision matrix

表5 DTOPSIS計算結果Table 5 DTOPSIS computing result

X+=（0.15，0.05，0.071 9，0.051，0.22，0.262，0.197）；

X-=（0.026，0.027，0.029 7，0.026，0.01，0，0.0219）。

采用歐幾里德范數(shù)作為距離的測定，得到各品系與正理想解、負理想解的距離Si+、Si-，并計算關聯(lián)度數(shù)值Ci（表5），其中：

根據(jù)DTOPSIS法原理，Ci值越大綜合性狀越好，Ci值最大者為綜合性狀最優(yōu)品系，由表5可知，Ci值排名前十的有‘滇薯148’,‘滇薯23’，‘滇薯176’，‘滇薯53’，‘滇薯156’，‘滇薯12’，‘滇薯188’，‘滇薯167’，‘滇薯164’，‘滇薯71’，說明他們的綜合性狀較好，且有30個品系的Ci值高于對照，可作為進一步試驗的備選品系，其余材料值小于對照，說明其綜合性狀差于對照，可作進一步試驗觀察或給予淘汰。

3 討論

目前云南省馬鈴薯品種單一，缺乏優(yōu)質新品種，而馬鈴薯品種的種植時間若過長，會使病毒積累，造成嚴重品種退化[1]。為此，本研究從國際馬鈴薯中心引進了44份新品系，進行田間栽培比較試驗。結果表明，引進的44份新品系中‘滇薯82’產(chǎn)量最高，其次是‘滇薯23’和‘滇薯167’。但經(jīng)DTOPSIS法綜合評價后‘滇薯82’排名僅為29，究其原因主要是因為‘滇薯82’大中薯率僅為49.00%，小薯較多，商品薯率差，并且蛋白質含量相對較低，再者由于馬鈴薯塊莖還原糖的含量是影響油炸薯片色澤的重要因素，還原糖含量越低越好[12]。而‘滇薯82’的還原糖含量為0.58%，相對較高，故影響了‘滇薯82’的綜合排名。‘滇薯23’經(jīng)DTOPSIS法評價后排名第2，產(chǎn)量排第2，淀粉含量中等。綜上所述，在生產(chǎn)試驗上，單一的以產(chǎn)量作為評價指標不夠合理，可以借助綜合評價方法對供試材料進行初步的直觀評價，以篩選出綜合性狀良好的馬鈴薯品種。

運用DTOPSIS法正確評價品系的關鍵在于權重系數(shù)的確定，目前權重系數(shù)的確定有不同的方法[13]，本研究采用因子分析法，因還原糖含量和晚疫病等級的變異系數(shù)較大，則所占權重也較大。馬鈴薯的育種目標中高產(chǎn)是一項重要因素，本研究中單株產(chǎn)量也占了較大權重。用DTOPSIS法評價馬鈴薯品種（系）可綜合多個農(nóng)藝和工藝性狀指標，彌補了僅用產(chǎn)量進行統(tǒng)計分析的不足，評價結果客觀合理，可以克服方差分析回歸分析等統(tǒng)計方法考慮性狀少、綜合評價功能低的缺點，定量地全面客觀地考慮多個性狀對品種優(yōu)劣的影響。

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Evaluation of Forty-four CIP Introduced New Potato Lines for Their Adaptability Using DTOPSIS

SONG Jie,LI Wanlin,GUO Huachun＊
(Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan 650201,China)

Forty-four International Potato Center(CIP)introduced new potato lines were comprehensively evaluated and promising lines were selected out in order to provide reference for their application and promotion in production. This trial was conducted in Jianshui County,Yunnan Province,in random complete block design with three replications, using variety'Hezuo 88'as control.Yield per plant,dry matter content,starch content,protein content,reducing sugar content,large-and medium-sized tuber percentage and late blight resistance were evaluated using dynamic technique for order preference by similarity to ideal solution(DTOPSIS)so as to screen out high yield and high quality potato lines. Among the 44 lines tested,the comprehensive performance of 30 lines was better than that of control variety,which could be used as candidate lines for further trialing.Other lines'comprehensive performances were less than those of control,which could be used for further experimental observation or eliminated.Ci value of'Dianshu 23'ranked second, yield also ranked second,3.4 times the control variety,and the starch content was medium.This line has a higher application value.

potato;germplasm;DTOPSIS;International Potato Center

S532

A

1672－3635（2017）04-0193-08

2016-02-27

國家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)體系（CARS-10）；云南省重大種業(yè)專項（2013ZA007）。

宋潔（1990-），女，碩士研究生，研究方向為薯類作物種質資源評價與利用。

郭華春，教授，從事馬鈴薯栽培研究工作，E-mail:ynghc@126.com。