DTOPSIS法对云蔗05型甘蔗品系的综合评价

姚丽，陈学宽，赵培方，赵俊，吴才文，夏红明，杨昆，刘家勇

（云南省甘蔗遗传改良重点实验室/云南省农业科学院甘蔗研究所,开远661600）

DTOPSIS法对云蔗05型甘蔗品系的综合评价

姚丽，陈学宽，赵培方，赵俊，吴才文，夏红明，杨昆，刘家勇

（云南省甘蔗遗传改良重点实验室/云南省农业科学院甘蔗研究所,开远661600）

采用DTOPSIS法对云蔗05型9个甘蔗品系品比试验进行综合评价。评价结果表明：品系云蔗05-49、云蔗05-51综合性状优于双对照，云蔗05-39及云蔗05-211优于ROC16（CK2），次于ROC22（CK1）。上述4个品系应重点试验和评价，其余综合性状次于双对照的品系，仍需作进一步观察试验或直接淘汰。

甘蔗；05型；DTOPSIS法；综合评价

甘蔗品比试验是甘蔗育种中的重要环节之一。通过品比试验可较系统、集中地比较经过多年试验筛选后的优良品系,进一步了解其蔗茎产量、蔗糖分、空蒲心、脱叶性及病虫害等种性,为今后的试验及推广奠定基础。

目前甘蔗品种（品系）的评价方法主要有：DTOPSIS综合评价法[1-6]、灰色关联法[7-8]、主成分分析法[9]、因子及聚类分析法[10]等。DTOPSIS法比其它评价方法原理简单、编程容易、操作简便及结果比较容易,且能同时对多个性状进行评价,并能解决目标间的不可公度性和目标间的矛盾性[11],因此已成功应用于甘蔗[1-6]、水稻[12-13]、玉米[14-15]及小麦[16-17]等作物。笔者采用DTOPSIS法对云蔗05型9个甘蔗品系及2个对照品比试验的11个性状指标进行综合测评,为今后的试验及推广应用提供重要参考依据。

1 材料与方法

1.1试验材料与方法

参试的9个05型新品系及两个对照ROC22（CK1）、ROC16（CK2）皆种植在云南省农业科学院甘蔗研究所第二科研基地。试验采用随机区组设计,2次重复,4行区,行长6m,行距1.1m,小区面积26.4m2。11月至次年2月每月进行一次常规检糖,12月进行收获调查（详见表1）。

1.2分析方法

分析方法采用姚兴涛提出的DTOPSIS综合评价法[18],以1年宿根的11个性状的试验数据均值作为综合评价指标（详见表1）。

表1 11个参试品系（种）的11个性状值

1.2.1 原始数据无量纲化的计算将难于直接比较的11个性状原始数据无量纲化处理。首先,将选育过程中数值越大越好的单茎重、有效茎、蔗糖分、出汁率及重力纯度5个性状作为正向指标,其最优解取参试品系（品种）中该性状的最大值；其次,将指标以适中为宜的株高、茎径、纤维分3个性状作为中性指标,其最优解取参试品系（品种）中该性状的最适值（根据生产实际决定）；最后,将选育过程中数值越小越好的还原糖分、脱叶性及黑穗病3个性状作为负向指标,其最优解取参试品系（品种）中该性状的最小值。

正向指标、中性指标及负向指标无量纲化计算公式分别为：Zij={Yij/YiMax,YiMax=Max（Yij）},Zij={Yjo/[Yjo+ Abs（Yjo-Yij）］},Zij={YiMin/Yij,YiMin=Min（Yij）}。其中Zij表示Z中第i个品系（品种）第j个性状的对应值（下同）；Yij代表Y中第i个品系（品种）的第j个性状值,i=1,2,3……11代表材料编号（下同）,j=1,2,3……11代表性状编号（下同）,Max代表最大值；Yjo代表第j个性状的目标值,Abs代表绝对值；Min代表最小值。11个性状原始数据的无量纲化计算结果见表2。

表2 11个参试品系（种）无量纲化计算结果及权重

1.2.2 11个性状的权重赋值及决策矩阵R的计算根据甘蔗育种目标,分别给11个性状赋值（详见表2）,其中Wj∈（0,1）,,即11个性状权重之和等于1。

决策矩阵R可根据公式Rij=Wj×Zij计算出（详见表3）,Rij为R中第i个品系（品种）的第j个性状的相应值（下同）。

表3 DTOPSIS法对11个参试品系（种）的决策矩阵

1.2.3 构建正理想解与负理想解数列正（负）理想解数列由表3中11个性状数值的最大（小）值构成。各个性状正理想解Xj+=Maxi（Rij）,负理想解Xj-=Mini（Rij）。

1.2.4 每个品系（品种）与正（负）理想解的距离S的计算根据欧几里德范数作为距离的测度计算各品系（品种）与正（负）理想解的距离Si+（Si-）,计算公式如下：

表4 DTOPSIS法Ci值分析

1.2.5 每个品系（品种）与正理想解相对接近程度值Ci的计算Ci值越大,说明这个品系（品种）的综合性状越好,反之则越差（结果详见表4）。计算公式为：Ci=Si-/（Si++Si-）,Ci∈[0,1]。

2 结果与分析

根据DTOPSIS法原理,若某个品系（品种）的Ci值越大,则其综合性状越好,反之则越差。由表4可看出,云蔗05-49（0.7126）、云蔗05-51（0.6351）综合性状超过ROC22（0.5942）；而云蔗05-39（0.5792）、云蔗05-211（0.5791）的综合性状优于ROC16（0.5791）,仅次于ROC22。上述4个品系可作为今后下一步试验及推广应用的备选品系,而剩余品系的Ci值均小于ROC16及ROC22,表明其综合性状也较它们差,可根据实际情况决定是再留下试验观察,还是直接淘汰。

3 讨论

甘蔗品系（品种）选育过程,即是一个对没有统一量度标准的多个性状筛选的过程,且如茎径与有效茎、产量与糖分等某些性状之间却呈负相关,因此很难找到各个性状都达到理想值的品系（品种）。DTOPSIS法可以克服大部分统计设计方法（如方差分析、回归分析等）可以评价性状少及综合评价功能低的缺陷,对多个性状量化后作整体的、客观的、合理的评价。如本文中云蔗05-39虽然含糖量排第七,但是其蔗茎产量较高、蔗糖分较高、出汁率较高、重力纯度高及田间不发生黑穗病,故其综合评价较好,排名第四；而云蔗05-181虽然含糖量排第五,但是有效茎较少、出汁率偏低及纤维分较高,故其综合评价较差,排名第七。

DTOPSIS法综合评价过程中,权重系数的赋值是该法的核心关键,但存在较大人为因素,因此应结合育种目标慎重考虑。高产高糖是甘蔗良种必备的条件,二者相辅相成、缺一不可,但高产低糖的品种不利于提高制糖出糖率,而低产高糖的品种又不利于增加蔗农经济收入[19]。因此,本文根据生产实际需要,将蔗茎产量构成性状（单茎重、有效茎、株高、茎径）及甘蔗糖分赋予相同的权重,分别占总权重的30%,工艺性状（出汁率、重力纯度、纤维分及还原糖）占总权重的28%,其它性状（脱叶性、黑穗病）占总权重的12%。

总之,综合评价结果与品系实际表现基本相同。在近些年试验中表现较好的云蔗05-49及云蔗05-51,其Ci值皆大于双对照,分别排名第一及第二,现已分别推荐参加国家第九轮及第八轮区域化试验（以下简称区试）,特别是云蔗05-51因在区试中表现突出,已参加生产示范；而Ci值介于双对照之间的云蔗05-211,则已推荐参加云南省第十二轮区试。

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Evaluation on Sugarcane Lines Yunzhe 05 Series by DTOPSIS

YAO Li,CHEN Xue-kuan,ZHAO Pei-fang,ZHAO Jun,WU Cai-wen,XIA Hong-ming,
YANG Kun,LIU Jia-yong
(Yunnan Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement/Sugarcane Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Kaiyuan 661600,China)

The performance of nine sugarcane lines of Yunzhe 05 Series were evaluated by method of DTOPSIS. The result showed that the synthetic traits of the lines Yunzhe05-49 and Yunzhe05-51 were better than that of ROC16(CK2)and ROC22(CK1);Yunzhe05-39 and Yunzhe05-211 were better than CK2but worse than CK1,so the 4 lines can be further tested,and the others were worse than both CK1and CK2and should be further observed or eliminated.

sugarcane;Yunzhe 05 Series;DTOPSIS;integrated evaluation

S566.103

：A

1007-2624（2013）02-0037-03

2013-01-17

高产高糖强宿根甘蔗新品种选育及产业化开发（2012BB014）；云南省重点新产品开发计划（2011BB005）。

姚丽（1984-）,女,云南省金平县人,硕士,研究实习员,主要从事甘蔗遗传育种研究。

刘家勇,云南省建水县人,副研究员,主要从事甘蔗遗传育种研究。E-mail：lljjyy1976@163.com