DTOPSIS法在苹婆不同品系综合评价中的应用

李文砚 黄丽君 卢美瑛 蒋娟娟 韦优 罗培四 赵静 孔方南 卓福昌 杨志强 周婧

摘要：【目的】综合评价苹婆种质资源的树形和产量性状、种子品质性状及抗性性状等，筛选出综合性状表现优良的品系，为苹婆种质资源保护、新品种选育及生产开发利用提供参考。【方法】以21份苹婆品系为试材，应用逼近理想解的排序法（DTOPSIS法）对苹婆植株的株高、冠幅、平均单株产量、蓇突果荚皮厚、可食率、种子淀粉含量、种子可溶性糖含量、种子可溶性蛋白含量和果荚虫害率等9个性状指标进行综合评价。【结果】供试的21份苹婆品系中，应用DTOPSIS法计算出的各理想解的相对接近度（Ci）差异明显，最高值为0.7629、0.6980、0.6948，对应的品系分别为SK-7、XD-3和SK-8，表现出树形适中、单株产量高、可食率高及种子淀粉、可溶性糖和可溶性蛋白含量高或抗虫性好等优良特性，且田间实际观察结果与其优良性状相符。Ci值较低的品系分别为SJ-1（0.1735）、NY-1（0.2263）、SK-2（0.2439）、LH-1（0.2634），表现出单株产量低、可食率低、种子主要内含物含量低或抗虫性较差等，亦符合其田间观察结果。【结论】应用DTOPSIS法筛选出SK-7、XD-3和SK-83 3个综合表现优良的苹婆品系，适于广西区内及环境条件相似的地区推广种植。

关键词： 苹婆;种质资源;DTOPSIS法;综合评价;品系筛选

0 引言

【研究意义】苹婆（Sterculia nobilis Smith）属梧桐科（Sterculiaceae）蘋婆属（Sterculia Linn.）常绿果树，原产华南地区，在我国已有1000年的栽培历史（冯文星等，2007;任惠等，2013）。苹婆又名凤眼果、九层皮等，其种子具有较强的抗氧化作用，味道与板栗相似，可做菜肴，同时也是优良的经济林木，具有很高的食用、保健和经济价值，是具有开发潜力的木本粮用果树资源（冯文星等，2007;李一伟等，2012;赵明等，2012）。因此，收集苹婆种质资源并进行综合评价，对促进我国苹婆优异种质的选育种研究及创新利用具有重要意义。【前人研究进展】目前国内对苹婆的研究及开发利用不多。赵明等（2012）利用苹婆成熟种子经杀菌处理后播种，取得较高的发芽率;任惠等（2013）研究发现，苹婆种子富含多种营养成分，且抗氧化能力较强;吴嘉琳等（2016）研究得出干旱胁迫下苹婆苗抗旱能力稍高于假苹婆苗，假苹婆育苗初期需保持充足土壤水分;杨志强等（2016）研究发现，用苹婆顶芽作切穗切接后嫁接苗成活率最高，抽芽时间最短;周袁慧子等（2016）研究表明约50%的透光率更适宜苹婆生长;黄丽君等（2017）研究发现假苹婆更适合作砧木，可解决苹婆种质资源缺乏、育苗费用高的困难。目前我国苹婆大多呈野生、半野生状态，为无规模化的果用栽培，因此需综合筛选或选育出适宜规模化栽培的果用优良树种。经连续6年的苹婆种质资源收集、嫁接、移栽保存后，目前广西南亚热带农业科学研究所共保存有30个品系。农作物品种多性状综合评价是现代育种的关键步骤（王美珍等，2012），品种多性状的综合展示决定品种优劣（杨昆等，2015）。逼近理想解的排序法（DTOPSIS法）作为一种综合评价方法，已被广泛应用于水稻（Oryza sativa L.）（龙腾芳等，2004;胡其明等，2013）、小麦（Triticum aestivum L.）（吴志会等，2005;郭伟等，2008）、玉米（Zea mays L.）（周新仁和孔祥丽，2005）、棉花（Gossypium hirsutum L.）（马辉等，2015;燕飞等，2017）、甘蔗（Saccharum officinarum L.）（俞华先等，2013;孙玉勇等，2016）、烟草（Nicotiana tabacum）（孙焕等，2012;周勇等，2012）、油菜（Brassica campestris L.）（王瑞等，2003）、番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）（严海欧和鲁富宽，2011）、草莓（Fragaria×ananassa Duch.）（李文砚等，2018）等作物的综合评价中，并均取得了满意的结果。【本研究切入点】目前有关应用DTOPSIS法综合评价苹婆不同品系的研究尚未见报道。【拟解决的关键问题】应用DTOPSIS法首次对苹婆种质资源进行综合评价，以期筛选出综合性状表现优良的苹婆品系，并观察其与田间表现的一致性，以解决我国目前优良苹婆品系欠缺的现状，也为今后进一步开展苹婆育种研究及创新利用提供可靠资源及技术支撑。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

试验材料为3年生苹婆嫁接苗，课题组于2013年6月开始广泛收集广西区内外生长健壮且无病虫害半木质化苹婆芽条并进行嫁接，砧木统一为2年生假苹婆（S. lanceolata Cav.）实生苗，并于2015年2—3月移栽至广西南亚热带农业科学研究所苹婆种质资源圃，截至2018年共成功保存30个品系。以收集地点名称首字母命名，分别为NY-1、LZ-1、XJS-1、LH-1、LH-2、LH-3、LH-4、SJ-1、XD-1、XD-2、XD-3、XD-4、XD-5、SK-1、SK-2、SK-3、SK-4、SK-5、SK-6、SK-7、SK-8、SK-9、SK-10、BJ-1、BJ-2、BJ-3、BJ-4、BJ-5、BJ-6和BJ-7，其中，XJS-1、LH-4、XD-2、SK-3、SK-4、SK-9、SK-10、BJ-5和BJ-7共9个品系均无产量，故不作评价、筛选。

1. 2 试验方法

1. 2. 1 试验设计 采用各品系随机排列的定植方式，每品系6株，株行距4 m×5 m;按照田间常规管理，各品系的水肥管理一致。

1. 2. 2 指标测定及方法 于2018年6月22日—7月9日对苹婆各品系产量及品质等进行测量和测定，包括株高、冠幅、单株产量、蓇突果荚皮厚、可食率、种子淀粉含量、种子可溶性糖含量、种子可溶性蛋白含量及果荚虫害率共9个性状指标，其中，株高、冠幅和单株产量均为各品系6株的均值;蓇突果荚皮厚、可食率为随机选取5个果荚（种子）进行测定、计算，重复6次;种子的淀粉、可溶性糖和可溶性蛋白含量为随机选取10粒种子进行测定，重复3次;果荚虫害率为各品系6株果荚虫害率的均值。苹婆抗病性强，各品系鲜少有病害发生，故未将抗病性列入综合评价的性状指标中。苹婆种子淀粉和可溶性糖含量采用苯酚法进行测定、可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250染色法进行测定（邹琦，2000），其他测定方法均为试验常规方法。根据苹婆生产实际需求及专家意见，赋予产量最高权重值，9个性状指标株高、冠幅、单株产量、蓇突果荚皮厚、可食率、种子淀粉含量、种子可溶性糖含量、种子可溶性蛋白含量和果荚虫害率相应权重依次为0.0200、0.0200、0.3000、0.1400、0.2500、0.0600、0.0400、0.0200和0.1500。

1. 3 统计分析

苹婆各品系间不同性状指标的差异显著性分析使用SPSS 17.0进行;DTOPSIS法各运算步骤采用Excel 2010进行计算分析。

2 结果与分析

2. 1 苹婆各品系主要性状指标的测定结果分析

如表1所示，21个苹婆品系的9个性状指标中，株高为2.35～3.33 m，以BJ-4株高最高、LH-1最矮;冠幅为1.99～3.78 m，SK-8、BJ-2、SK-1、XD-3和XD-1等5个品系显著高于其他品系（P<0.05，下同）;单株产量为1.70～16.38 kg，LH-2、SK-2、LH-1、LH-2和NY-1等5个品系产量最低，为1.70～2.70 kg，XD-3产量最高，显著高于其他品系;果荚皮厚为2.64～4.15 mm，BJ-1果荚皮最薄，显著低于其他品系;可食率为24.83%～47.32%，BJ-4、XD-3和SK-8等3个品系可食率最高，均显著高于除BJ-1外的其他品系;种子淀粉含量为41.64%～65.90%，SJ-1含量最高，显著高于除XD-3外的其他品系;种子可溶性糖含量为20.61%～30.87%，以XD-1种子含量最高，显著高于除LH-1外的其他品系;种子可溶性蛋白含量为7.05～12.31 mg/g，以BJ-3、SK-1和SK-8種子含量最高，均显著高于除SK-6外的其他品系;果荚虫害率为3.55%～35.65%，SK-7虫害率最低，显著低于其他品系。

2. 2 指标无量纲化

将性状指标分类：（1）正向指标，包括株高、冠幅、平均单株产量、可食率、种子淀粉含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量，以21份样本中最大值作为分母，分别除各样本该指标的数值;（2）逆向指标，包括蓇突果荚皮厚和果荚虫害率，以21个样本中最小值为分子，除以各样本该指标的数值。计算得到无量纲化矩阵（表2）。

2. 3 建立决策矩阵

将试验方法中确定的9个性状指标的权重值依次乘以矩阵的对应列数值，得到决策矩阵（表3）。

2. 4 各品系理想解相对接近度（Ci）的计算

3 讨论

有关苹婆不同品系应用DTOPSIS法进行综合评价的研究目前未见相关报道，但DTOPSIS法已广泛应用到多种作物的综合性状评价中，并取得满意结果，相较灰色关联度法，其评价结果更为客观、准确（严海欧和鲁富宽，2011;李彦平等，2012;杨昆等，2015;昝凯等，2018）。DTOPSIS法统一了各性状间的度量标准，客观全面地评价多个性状对品种（系）优劣产生的影响，评价结果科学合理。

本研究首次应用DTOPSIS法对苹婆各品系进行综合评价，将植株的株高、冠幅、单株产量、蓇突果荚皮厚、可食率、种子淀粉含量、种子可溶性糖含量、种子可溶性蛋白含量及果荚虫害率共9个性状列入评价指标中，其中将植株株高、冠幅、单株产量、可食率及种子的淀粉、可溶性糖和可溶性蛋白含量共7个指标设定为正向指标，而余本勋等（2010）将水稻的株高定为中性指标，本研究认为因目前苹婆各品系均处于旺盛生长期，故将苹婆株高、冠幅定为正向指标更为合理。通过计算各品系理想解的相对接近度（Ci），筛选出的SK-7、XD-3、SK-8具有植株株型适中，平均单株产量、可食率和种子淀粉含量高，抗虫性强等特点，且3个品系的田间实际观察结果与其优良性状相符。SJ-1、NF-1、SK-2和LH-1综合表现较差，亦符合其田间观察结果。

应用DTOPSIS法评价苹婆品系各性状的权重直接关系到综合评价结果，因此在确定各性状权重时，需结合生产实际需求及品种评价的目的并参考育种家的意见（姜永平等，2010），本研究为筛选出单产高、可食率高、抗虫性好的优良品系，综合上述因素，赋予苹婆单株产量的权重值最高，为0.3000，可食率权重值次之，为0.2500，果荚虫害率权重值为0.1500，最终筛选出3个优良品系，即SK-7、XD-3和SK-8。

4 结论

本研究应用DTOPSIS法首次对苹婆21个品系、9个均有显著性差异的性状指标进行综合评价，最终筛选出3个优良品系，即SK-7、XD-3和SK-8，其表现出树形适中、单株产量高、可食率高及种子淀粉、可溶性糖和可溶性蛋白含量高或抗性好等优良特性，与其田间表现一致，适于广西区内种植。

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（責任编辑 邓慧灵）