云南野生甘蔗血缘杂交组合的模糊综合评判

郎荣斌，边 芯，孙有芳，董立华，桃联安，安汝东，杨李和，周清明，经艳芬

(云南省农业科学院甘蔗研究所瑞丽育种站，云南 瑞丽 678600)

云南野生甘蔗血缘杂交组合的模糊综合评判

郎荣斌，边 芯，孙有芳，董立华，桃联安，安汝东，杨李和，周清明，经艳芬*

(云南省农业科学院甘蔗研究所瑞丽育种站，云南 瑞丽 678600)

本研究以含有云南野生甘蔗亲本的31个杂交组合为研究对象，选择影响甘蔗杂交组合品质最大的4个因素(锤度、株高、茎径、丛有效茎) 进行调查分析。采用模糊综合评判方法，研究四个因素相互作用对31个甘蔗杂交组合的影响，从中筛选出属优的甘蔗杂交组合1个(云瑞10-509×德蔗03-68)，较优的6个(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×粤糖91-976，云瑞10-979×云瑞06-2416，) 在今后的育种中可以重点利用。

甘蔗；杂交组合；模糊综合评判；筛选

甘蔗杂交育种历史悠久，1887年Soltwedel在爪哇以及Harrison和Bovell在巴巴多斯看到甘蔗产生种子可以萌芽成幼苗，这一发现揭开了甘蔗有性杂交育种史的序幕。可经过研究发现，甘蔗性细胞减数分裂很不规则，它的遗传行为并不同于孟德尔遗传定律。甘蔗属高度异质性异源多倍体植物，甘蔗杂交育种具有不可预测性和偶然性，因此极大影响甘蔗的育种效率。杂交亲本、组合的优劣是决定能否育出优良品种的关键，正确选择杂交亲本，合理选配杂交组合，是甘蔗有性杂交育种的关键环节[1]。配制杂交组合是甘蔗有性杂交育种的首要任务，组合配制的优劣直接影响甘蔗后代的品质[2]。

科学准确评价甘蔗杂交组合的优劣，是配制和利用优秀杂交组合的有效途径，不少甘蔗育种专家为此都做了不同的研究与分析，如吴才文等应用配合力分析评价亲本和组合[3],陆鑫等应用灰色关联分析法评价与分析斑茅杂交组合[4]，王丽萍等对甘蔗细茎野生种远缘杂交组合的灰色评判[5]等。模糊综合评判法在评价甘蔗品种有一定的应用，如关中秀等对甘蔗品种的综合评判[6]，刘家勇等进行甘蔗品种模糊综合评判[7]，刘少谋对斑茅杂种甘蔗BC1品系的模糊综合评判[8]等等。相对而言，采用模糊综合评判来评价甘蔗杂交组合的并不多，周鸿凯(2007)[9]首先采用模糊综合评判法评价甘蔗杂交，之后黎焕光(2007)[10]、谭芳(2012)[11]，也做了相应的研究，皆表明应用模糊综合评判法对甘蔗杂交组合的特性作综合性的评价，可以把各性状相互影响牵制依存的复杂关系，用一个明确的数字显示出来，成为清晰的概念，便于人们直观地对甘蔗杂交组合进行筛选及评价。文章以含有云南野生亲本杂交组合为研究对象进行调查，评价云瑞系列亲本的育种价值和潜力；筛选出产量和糖分遗传力高、适应性好、抗旱性强的种质，为生产性亲本或新品种选育提供特异性的育种材料。

表1 所选因素评定标准

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

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验以2013年云南甘蔗研究所瑞丽育种站甘蔗实生苗种植为基础，以含有云瑞10系列亲本的31个杂交组合为研究对象，组合的编号和父母本详见表3，每个组合的杂交后代中选取 30丛，测定每丛平均株高、茎径、锤度及其丛有效茎，同时统计31个组合进入选种圃的入选率。

1.2 试验方法

于2013年3月16日进行杂交花穗种子播种，4月18日假植，5月28日定植大田。大田随机区组排列，每个组合随机选取60株进行种植，分3次重复，间距30 cm，行长6 m，行距1.1 m。试验地田间管理同大田生产，每公顷施(N∶P2O5∶K2O =10∶9∶6)复合肥 600 kg 作基肥，2 次培土各追施同样比例的复合肥 600 kg/hm2，尿素 300 kg/hm2，适时进行病、虫、草害防治。

1.3 模糊综合分析

参照周鸿凯(2000)[12]模糊综合评判在甘蔗杂交组合评价的应用中的方法。

1.3.1 模糊综合评判的数学模型 对象集X= {x1，x2，x3，…,x31}= { 组合1，组合2，组合3,…,组合31}；

因素集U={U1，U2，U3，U4} ={ 锤度，茎径，株高，丛茎数}；

因素的权重分配子集:A= {a1，a2，a3，a4}；

集V= {v1，v2，v3，v4，v5=} { 优级，较优级，一般级，较差级，差级}；

评价子集B={b1，b2，b3，b4，b5}。

根据甘蔗实生苗的生长实际情况及选育种目标要求，制订甘蔗杂交组合的因素评定标准(表1)。

1.3.2 隶属度函数及模糊评价矩阵 杂交组合对各因素不同评判等级的隶属度:rij=xij/n=样本中对应于某因素某级别的个体数/样本的个体数(i=1,2,3,4；j=1,2,3,4,5)，通过计算得优集的综合隶属度矩阵如表2所示。

U2

U3

U4

1.3.3 各因素权重 根据各因素对甘蔗优劣(育种目标) 影响的重要程度和各因素获得优级的难易程度来确定各因素的权重系数。

设A= (锤度，茎径，株高，丛茎数)=(0.3，0.2，0.2 ，0.3)。

1.3.4 模糊综合评价B=AoR取M(. +)算子,

B={a1，a2，a3，a4}oR= (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)。

评语：综合优集b1≥0.200，评语“优”；综合优集0.200>b1≥0.150，评语“较优”；综合优集0.150>b1≥0.100，评语“一般”；综合优集0.100>b1≥0.05，评语“较差”；综合优集b1<0.05，评语“差”。

表2 优集b1中各性状的隶属度

1.4 数据统计分析

应用DPS软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 优组合

从表3可看出被评价为优的组合只有476，其综合优集b1值最高，为0.207。从各性状优集隶属度来看，476锤度r11为0.200，说明这一组合 20 %被调查的丛数平均锤度大于22，适宜作为高糖杂交组合利用；476的茎径r21为 0.200，说明20 %被调查的丛数中平均茎径皆大于2.6，476r31为0.333，说明33.3 %被调查组合丛株高平均数皆大于215 cm。476丛有效茎r41为0.133，在所有参试组合中r41达到最高，说明其后代分蘖好，成茎率高，有13.3 %的被调查丛数有效茎数达到6个或6个以上。由此可见，从476组合的杂交后代中，选育出同时具备锤度、株高、茎径、丛茎数均优的甘蔗品系是有可能的，选育高产高糖品种的可能性则更大。476组合已经入选到2014年选种圃。

2.2 较优组合

综合优集0.200

表3 甘蔗组合优劣评价结果

表4 组合入选情况

2.3 一般组合和较差组合

被评为一般组合的有9个，其中103组合和549组合的r11较理想，但丛有效茎数均为0.000，说明这2个组合虽然高糖但是成茎率与分蘖比较少。474组合茎径r21较高，锤度r21与丛有效茎r41较低。476组合和486组合株高r31值较理想，均超过0.300，说明超过30 %被调查丛数的株高均超过215 cm，可锤度r21与丛有效茎r41不理想。组合341和480的r41值均超过0.200，比较理想，说明超20 %被调查丛数有效茎超过6个，分蘖强，成茎率高。一般组合中大多数组合的 4个评价因素中只有个别因素达到较高，而其他因素却很低，这就直接影响优集b1的值。一般组合中537、549、498组合入选2014年杂种圃。

较差组合有 14个，主要是锤度低，有8个组合的锤度r11为0.000，有效茎也少，丛有效茎数r41很低，整体表现不佳，这样的组合建议在育种实践中不用或少用，较差组合中有487、493、454组合入选2014年选种圃。

2.4 综合评价

绝大多数甘蔗组合的甘蔗实生苗各性状间表现为正相关(连锁遗传)或无相关(独立遗传)[11]，甘蔗育种选择的品系须是综合性状表现优秀的，要想在F1代实生苗丛性中选出同时具备高糖、大茎、高株、茎多的甘蔗优质品系(假设4个性状是独立遗传的)，其4个性状优级同时出现的概率应是各性状在优级出现的概率的积(r11×r21×r31×r41) ，积最大的是优组合476(0.18 %)，表明同时出现锤度大于等于22oBx、茎径大于等于 2.6 cm、株高大于等于215 cm、丛茎数大于等于 6条的机率为0.18 %，积较优组合分别是263(0.05 %)、504(0.12 %)、 500(0.08 %)、486(0.06 %)、475(0.05 %)和505(0.02 %)，一般组合和较差组合的积大多为0或接近0，这说明按优集大小筛选甘蔗丛性综合性状高的甘蔗优良组合的方法是可靠的。

2.5 入选情况

优集(100 %)，即该集组合全部入选；较优集(50 %)，即该集组合中有一半组合入选；一般集(33.3 %)，即该集组合中有33.3 %入选；较差集(21.4 %)，差集(0)。如表4所示，即按优集b1大小筛选甘蔗丛性综合性状高的甘蔗优良组合的方法是可靠的。

2.6 云瑞10系列亲本评价

亲本云瑞10-509作父本时其株高r31均超过30 %，说明30 %的被调查丛数平均株高均超过215 cm，其b1值也都比较靠前，比较适合做母本。云瑞10-550作父本时其茎径r21均比较低，在配制大茎种杂交组合中不适合用其做父本。云瑞10-979作母本时，其茎r21和锤度r11均比较理想，综合优集b1值均比较靠前，而做父本时，茎径r21和锤度r11，均为0，说明其在做配制高糖大茎种杂交组合中适合做母本。云瑞10-554作母本时，其锤度r11的值均为0，即在配制高糖品种杂交组合中不宜做母本。云瑞10-913中作父本时其锤度r11值均为0，即在配制高糖组合亲本中不适合做父本。

3 讨 论

在甘蔗育种实践中，除了考虑甘蔗的主要经济性状(锤度、株高、茎径、丛有效茎)外，还需要考虑甘蔗的工艺、农艺性状(株型、脱叶性、水裂、空心、蒲心、开花、孕穗、气根、病虫、倒伏等)众多因素，所以本试验中有些被评为较优的组合没入选，而被评为一般组合的反而入选。因此，以后的研究加入工艺、农艺性状综合评价会更加准确。

本研究降低了各性状的评定界限，是因为充分考虑到在杂种圃选种时放宽了各性状的入选标准的实际情况，甘蔗育种者应该依据育种目标，实践经验，专业知识和育种的具体情况，科学的选用评价的性状和划定性状评语的界限，否则会直接影响杂交组合的模糊综合评判效果。

[1]李杨瑞.现代甘蔗学[M].北京:中国农业出版社,2010:117.

[2]安汝东，朱建荣，周清明，等.云瑞系列甘蔗亲本的遗传力和配合力分析[J].南方农业学报,2014,45(1):1-6.

[3]吴才文,赵 俊,赵培方,等.几个新台糖甘蔗品种杂交育种潜力研究[J].西南农业学报,2010,32(5):1413-1417.

[4]陆 鑫,蔡 青,王丽萍,等.灰色关联分析法评价与分析斑茅杂交组合[J].西南农业学报,2007, 20(1):103-106.

[5]王丽萍,蔡 青,陆 鑫,等.甘蔗细茎野生种(S.spontaneum)远缘杂交组合的灰色评判[J].中国糖料, 2007(1): 21-24.

[6]关中秀,黄中兴,林 宇,等.甘蔗品种的模糊综合评判[J].甘蔗糖业,2003(3):10-13.

[7]刘家勇,陈学宽,范源洪,等.甘蔗品种模糊综合评判[J].亚热带农业研究,2005(2):5-7.

[8]刘少谋,符 成,黄中兴,等.斑茅杂种甘蔗BC1品系的模糊综合评判[J].广东农业科学,2008(8):16-21.

[9]周鸿凯.模糊综合评判在甘蔗杂交组合评价的作用[J].湛江海洋大学学报,2000,20(4):55-60.

[10]黎焕光,杨荣仲,谭 芳,等.甘蔗杂交组合的模糊综合评判与后代选育效果[J].中国糖料,2007(3):1-6.

[11]谭 芳,黎焕光,王岳伦,等.用模糊综合评判方法筛选甘蔗优良杂交组合[J].西南农业学报,2012,25(2):396-400.

[12]黎焕光,杨荣仲,谭 芳,等.139个甘蔗杂交组合的模糊综合评判及筛选[A].中国作物学会甘蔗专业委员会第十一次学术讲座会论文集[C],2004:23-32.

(责任编辑 王家银)

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

云南省重点基金(2015FA034)；云南省甘蔗遗传改良重点实验室开放课题基金(2015DG015-05)；云南省重点新产品开发计划(2012BB014)；国家基金项目(31360358)；国家现代农业产业技术体系专项资金(CARS-20-1-1)；云南省农业科学院专项资金(YAAS2014ZY012)

郎荣斌(1988-)，男，云南瑞丽人，研究实习员，主要从事甘蔗遗传育种研究，E-mail:lrbtx220070152@163.com，*为通讯作者，E-mail:rljyf@126.com。

S566.1

A