基于灰色關聯分析對肺形側耳種質資源的評價研究

陳躬國，阮海東，趙光輝，鄭英姿，吳漢瓊，林 原，郭德章*

(1.福州市農業科學研究所，福建 福州 350018；2.福州市經濟作物技術站，福建 福州 350002)

肺形側耳[Pleurotuspulmonarius(Fr.) Quél.]商品名為秀珍菇，隸屬于擔子菌綱(Basidiomycetes)傘菌目(Agaricales)側耳科(Pleurotaceae)側耳屬(Pleurotus)[1]。該菌富含多種蛋白質、必需氨基酸、多糖、重要礦物質和一些維生素，不僅營養價值高，而且還具有抗氧化活性[2]、降低血糖水平[3]、輔助腫瘤化療[4]等藥理作用。目前，肺形側耳主栽品種仍是多年前從中國臺灣省引進的系列品種，有的品種經多年組織擴繁后退化、老化，出現了產量、品質和抗病性的不穩定。因此，對肺形側耳菌株生長、子實體性狀和產量等進行綜合評價，篩選出適合本地區栽培的肺形側耳菌株，對整個產業的持續健康發展具有重要意義。灰色關聯分析(Grey Relational Analysis，GRA)是通過確定參考數列和比較數列的幾何形狀相似程度來判斷其聯系是否緊密，它反映了曲線(數列)間的關聯程度[5]。傳統的作物品種評價方法一般是以產量因素進行單項比較，但只有結合品質、抗病性等其他性狀指標做綜合評價，結果才更具實際意義。近年來，灰色關聯分析已在水稻、小麥、棉花和玉米等[6-13]作物新品種的選育及綜合評價中廣泛應用，取得了較好的效果。在香菇雜交育種研究中，王卓仁[14]和劉啟燕[15]等根據育種目標、栽培方式、市場需求等各性狀的權重系數分配，應用灰色關聯度分析法對雜交子的各種重要性狀進行綜合定量評價，結果顯示：灰色關聯度分析法排列出的雜交菌株的綜合性狀序列與預期估測比較吻合，并篩選出綜合性狀優良的雜交菌株。樊曉琳等[16]應用灰色關聯度分析法對采用不同方法分離的雙孢蘑菇As2796菌株進行了綜合評價，篩選出綜合性狀優于As2796退化菌株的提純復壯菌株。灰色關聯分析法也應用于栽培基質配方的篩選，楊士峰等[17]以檸條屑為栽培原材料，部分替代櫟木屑進行香菇秋季栽培試驗，采用灰色關聯度分析對供試配方的多個農藝和品質性狀進行綜合評價，篩選出了最佳配方。

目前，對食用菌品種的評價產大多采用經驗直觀分析或依靠產量等單一性狀的方差分析方法進行比較，灰色關聯分析方法在食用菌育種和品種評價研究上的應用尚少，在對肺形側耳多個性狀的綜合評價和分析上應用還未見報道。本研究采用灰色關聯分析法對肺形側耳菌株的多個重要性狀進行綜合評價與分析，以期為科學評價和合理利用肺形側耳種質資源，篩選出適合本地區栽培的優良菌株提供更科學的參考。

1 材料與方法

1.1 供試菌株

肺形側耳供試菌株共16個(表1)，主要引自國內科研單位和主產區栽培企業，由福建省福州市農業科學研究所食用菌研究室保藏。

1.2 栽培出菇

選用17 cm×33 cm聚乙烯塑料袋，按照栽培培養基配方(雜木屑58%、棉籽殼20%、麩皮20%、石灰1%、石膏1%、培養料含水量62%)將培養料拌勻后裝入塑料袋，每袋裝干料約400 g，常壓滅菌、接種，(24±1) ℃培養至菌絲長滿袋。待肺形側耳菌絲長滿菌袋，生理成熟后便移入出菇房統一進行出菇管理，出菇管理均按常規方法進行。測定肺形側耳各菌株的滿袋天數、原基發生天數、子實體性狀、產量等指標。栽培試驗采用隨機區組設計，每個菌株設3次重復，每個重復50袋。

1.3 灰色關聯分析

表2 肺形側耳參考菌株的性狀值與權重系數

1.3.3 計算關聯系數和關聯度 根據下列公式計算供試肺形側耳菌株的關聯系數：

ξi(k)=

根據肺形側耳菌株選育重要性的不同，賦予不同性狀相應的權重系數Wk，計算加權關聯系數。按下式分別計算等權關聯度ri和加權關聯度ri′。

2 結果與分析

2.1 肺形側耳菌株主要農藝性狀比較

通過對肺形側耳菌株的農藝性狀表現進行相關分析，由表3可知，各供試菌株滿袋天數為33.75～38.50 d，其中菌株P1(秀57)菌絲生長速度最快，平均33.75 d滿袋，其次為菌株P16(夏秀)和P4(HC810)，P13(秀845)滿袋天數最長，接種平均38.50 d后菌絲才能長滿菌袋。各菌株原基形成時間為41.08～47.83 d，P13(秀845)最早出現原基，接種41.08 d后開始現蕾；原基形成時間最長的菌株是P5(秀羅源)，平均接種47.83 d后開始現蕾。比較各菌株子實體性狀發現，P5(秀羅源)的菌蓋最厚，為16.27 mm，菌蓋直徑為41.79 mm，單朵重為7.65 g，朵形較大；而P16(夏秀)菌蓋厚度和菌柄直徑分別為6.84 mm和6.67 mm，單朵重僅為3.97 g，朵形偏小，商品性狀差。對各菌株產量分析比較發現，菌株P13(秀珍菇845)產量最高，前三潮袋平均產量為240.56 g，P4(HC810)和P3(秀58)次之，袋平均產量分別為218.33 g和204.44 g；P11(3108)袋平均產量最低，為95.00 g。從表3可以看出，肺形側耳同一菌株的不同農藝性狀表現并不一致，要對這些菌株進行綜合評價，并且進行灰色關聯分析。

表3 肺形側耳供試菌株和參考菌株的農藝性狀比較

2.2 原始數據的無量綱化處理

由于肺形側耳菌株內各性狀的量綱不一致，需將各性狀值按標準化變換方法轉化為無量綱的相對數，即先分別求出各個性狀值序列的平均數和標準差，然后將該序列的各個原始數據減去平均數后再除以標準差后，從而得到一個新的標準化數列(表4)。其量綱為1，均值為0，標準差為1。

2.3 灰色關聯系數和關聯度的計算

表4 肺形側耳菌株性狀值的標準化變換

表5 供試菌株與參考菌株的關聯系數

按肺形側耳菌株選育的不同性狀指標的相對重要性不同賦予不同權重系數Wk(表6)。將已求得的關聯系數值和權重系數值Wk分別代入公式，計算得到各供試菌株與參考菌株的關聯度，其排序結果列于表6。

2.4 灰色關聯結果分析

由于參考菌株的各性狀是最優性狀的組合，根據關聯度大小及排序結果，可對供試菌株進行綜合評價。按照灰色系統理論關聯分析原則，加權關聯度越大，排序越靠前，說明供試菌株與參考菌株越接近，其綜合性狀越好。

表6 供試菌株與參考菌株關聯度及排序

根據關聯度排序結果，結合肺形側耳菌株農藝性狀的觀察，篩選出菌株P5(秀羅源)、P13(秀珍菇845)、P3(秀58)和P4(HC810)等4個綜合性狀優良的菌株。菌株P5(秀羅源)菌蓋肉厚，單朵重為7.65 g，商品性狀好，產量也較高；P13(秀珍菇845)產量高、轉潮快、朵形中等。而菌株P16(夏秀)雖然產量也比較高，但由于其菌蓋厚度和菌柄直徑等子實體性狀的指標值也都比較低，單朵重最小，導致其與參考菌株的關聯度最小。

3 討論

目前，對食用菌品種的評價，通常是常采用經驗直觀分析或是基于產量等某單一性狀的方差分析來進行評價篩選[19]，易忽略其他性狀對品種整體水平的影響，造成評價結果的偏差。灰色關聯度分析法已被廣泛應用于農作物品種的綜合評價中，利用該方法可對品種的各項性狀指標進行綜合定量評價，克服了僅以產量對品種進行評價分析的片面性，使品種的評價更全面、科學和符合實際[20-21]。灰色關聯分析已在香菇[14]、杏鮑菇[22]和木耳[23]等食用菌雜交后代的綜合描述和量化評估工作上成功應用，提高了育種的選擇效果。

試驗中肺形側耳菌株等權關聯度、加權關聯度排序和產量排序不一致，但與各菌株綜合農藝性狀實際表現較為吻合，因此應用灰色關聯分析對肺形側耳菌株進行綜合評價是可行的，此結果與鄒永紅[24]、韓永亮[25]等的研究結果較一致。采用加權關聯度分析法進行菌株的綜合評價，由于不同的育種目標所考察的農藝性狀指標不一定相同，權重系數也不相同，不同的權重確定方法對結果都有一定的影響。試驗根據育種目標、生產實際等確定肺形側耳菌株各農藝性狀的權重系數，等權關聯度和加權關聯度的Spearman秩相關系數rs=0.962，達到極顯著水平，表明等權和加權關聯度排序高度相關，說明試驗確定的各農藝性狀權重系數差異并未對綜合評價結果造成顯著影響，雙重檢驗保證了綜合評價結果的可靠性。

本研究根據不同的育種目標、生產實際等確定參考菌株農藝性狀值和權重系數，應用灰色關聯分析進行肺形側耳菌株的綜合評價，對肺形側耳優良品種的選育對篩選具有實際的指導意義。試驗結果表明，P5(秀羅源)、P13(秀珍菇845)、P3(秀58)和P4(HC810)等4個菌株綜合性狀較好，菌株P16(夏秀)的綜合性狀表現最差。這與栽培試驗中各菌株的實際表現相吻合，說明采用灰色關聯分析法對肺形側耳菌株進行綜合評價是可行的，且采用此方法可根據育種目標和各性狀的重要性，賦予不同的權重，使篩選出的肺形側耳菌株更符合實際需要。