DTOPSIS法综合评价甘蔗创新种质

陆鑫，毛钧，苏火生，马丽，刘新龙，刘洪博，蔡青，2

（1.云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室，开远661600；2.云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所，昆明650223）

DTOPSIS法综合评价甘蔗创新种质

陆鑫1，毛钧1，苏火生1，马丽1，刘新龙1，刘洪博1，蔡青1，2

（1.云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室，开远661600；2.云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所，昆明650223）

运用DTOPSIS法对17份甘蔗创新种质及两份对照种进行综合评价。结果表明,云野07-58、云野06-34、云野06-28、云野07-129、云野06-464、云野07-99、云野06-141、云野07-133八份材料的综合性状优于双对照,云野07-124、云野06-185、云野07-98、云野07-114、云野07-10、云野06-216、云野07-100、云野06-168优于ROC10,次于ROC22,该组材料可作进一步试验观察,云野06-207次于双对照种,予以淘汰。

甘蔗；创新种质；综合评价

甘蔗种质创新是甘蔗育种的源头工作。对杂交创制的后代材料进行科学的综合评价、筛选和杂交再利用直接关系到甘蔗育种工作的成败。DTOPSIS法是近年来应用较多的一种综合评价方法，因其算法简便、结果可靠，已在小麦[1-2]、大豆[3]、棉花[4]、玉米[5]、甘蔗[6-7]上成功应用。本文采用DTOPSIS法对云南甘蔗研究所杂交创制的17份创新种质及两份对照种的13个性状指标进行综合评价，为创新种质的评价筛选及后续利用提供参考。

1 材料与方法

1.1供试材料

本试验在云南甘蔗研究所进行。参试材料由云南甘蔗研究所创制的17份创新种质和2份对照种ROC10、ROC22构成，创新种质亲本组合中涉及到的商业品种均由国家种质开远甘蔗圃提供，详见表1。

1.2试验方法

试验采用随机区组排列，3重复，4行区，行长6m，行距1.2m，下芽量8000芽/667m2，田间管理同一般大田生产。苗期对出苗和分蘖进行调查，11月至次年1月每月进行一次糖分检测，1月进行收获调查。调查测评指标分别为出苗率、分蘖率、有效茎、糖分、单茎重、蔗产量、含糖量、出汁率、重力纯度、纤维分、茎径、株高、还原糖，共13个性状指标，试验结果见表2。

表1 参试材料亲本组合

表2 参试材料试验调查结果

1.3统计方法

计算方法参照赵培方[8]的研究方法进行。具体步骤：（1）对各性状进行无量纲化处理；（2）确定各性状的权重，求出决策矩阵；（3）组建正理想解与负理想解数列；（4）计算各参试材料与正理想解的相对接近度，并依据该程度值进行排序。

2 结果与分析

2.1数据无量纲化处理

首先将出苗率、分蘖率、有效茎、糖分、单茎重、含糖量、出汁率、重力纯度划分为正向指标，这些性状指标在选育过程中数值越大越好；纤维分、茎径、株高划为中性指标，甘蔗纤维分含量高可提高其抗倒伏性和抗风折性，但同时又会使其压榨性能降低，不利于糖厂进行原料加工，因此纤维分值应适中为宜；茎径与分蘖率呈负相关[9]，一般细茎种分蘖率较强，成茎率也较高，其次为中茎种，大茎种最弱[10]，因此在选育中茎径指标应适中为宜；甘蔗株高过高易倒伏，过矮则影响产量，因此该指标也应适中为宜；中性指标选择适宜的某一材料性状值作为最优解；还原糖划为负向指标，还原糖过高，不利于甘蔗砍收和存储，造成甘蔗出糖率下降，因此还原糖值应尽可能偏低。无量纲化计算公式如下：

Zij={Yij/Yimax，Yimax=max（Yij）}，正向指标计算公式；Zij=｛Yjo/[Yjo+abs（Yjo-Yij）］｝，中性指标计算公式；Zij=｛Yimin/Yij，Yimin=min（Yij）｝，负向指标计算公式。

其中i=1，2，3，…，19（下同）；j=1，2，3，…，13（下同）；max表示最大值；min表示最小值；abs表示绝对值；Yjo表示第j个性状的目标值。

依照该公式可计算出无量纲化矩阵Z（表3）。

表3 无量纲化处理结果（矩阵Z）

2.2确定性状权重，构建决策矩阵R

根据种质创新选育目标，对13个性状按表1顺序分别赋予不同的权重，Wj={0.05，0.05，0.06，0.12，0.05，0.12，0.20，0.06，0.10，0.05，0.05，0.05，0.04}，Wj∈（0，1），13个性状权重值之和为1。根据决策矩阵计算公式Rij=Wj×Zij可得到决策矩阵R（表4）。

2.3组建正理想解与负理想解数列

正理想解数列由表4各列数值中的最大值构成，而负理想解数列则由表4中各列数值的最小值构成，

2.4计算各参试材料与理想解的相对接近度

首先采用欧几里德范数作为距离测度计算各参试材料与正理想解和负理想解的距离，然后依据距离值计算各参试材料与正理想解的相对接近程度值，并以此值大小进行排序，计算公式如下：

表4 决策矩阵R

依据上述公式可得到各参试材料与正理想解的相对接近程度值（表5）。根据DTOPSIS法分析原则，Ci数值越大，说明材料的综合性状越优良。从表5可以看出，云野07-58、云野06-34、云野06-28、云野07-129、云野06-464、云野07-99、云野06-141、云野07-133八份材料的Ci值大于双对照，说明这八份创新种质综合性状优于双对照种；云野07-124、云野06-185、云野07-98、云野07-114、云野07-10、云野06-216、云野07-100、云野06-168的Ci值介于双对照种之间，该组材料可作进一步试验观察；云野06-207的Ci值低于双对照种，表明其综合性状较差，予以淘汰。

表5 DTOPSIS法计算结果

3 讨论

3.1 在综合评价方法上，灰色关联法[11-12]和主成分分析法[13]已在甘蔗上有较多应用，但其算法略显烦琐。对甘蔗创新种质进行评价筛选，需同时对多个性状进行综合测评，但因各性状单位不同而无法统一度量。DTOPSIS法主要解决多目标间的不可公度性和目标间的矛盾性[14]，因此DTOPSIS法能解决甘蔗创新种质综合评价过程中多性状指标之间呈负相关的矛盾，使综合评价具体量化便于比较，为甘蔗创新种质筛选、杂交利用提供参考。

3.2 DTOPSIS法中在对原始数据进行无量纲化处理时，将性状指标的划分为正向、中性、负向指标，Yjo值的确定，以及在构建决策矩阵R时权重系数的确定均存在较大的人为因素，因此在确定这些指标时需结合实际情况慎重考虑，以免对评价结果造成偏差，但同时该种方法也能较好地反映育种者的理想期望，加大对各性状指标的选择力度。

3.3 参试材料中有8份创新种质综合性状优于双对照，其中云野07-99为割手密越南2号BC2，在所有参试材料中株高、茎径及产量值最高，但糖分、出汁率、重力纯度较低，该份材料可作为高产型亲本重点杂交利用；云野06-464为大茎野生种57NG208 BC2，其出汁率较低，纤维分偏高，需作进一步的品质改良；云野07-129和云野07-133为斑茅海南92-84 BC3，这两份材料应以提高出汁率、降低纤维分和还原糖为改良目标；云野06-34为云南蛮耗割手密BC3，其在糖分、出汁率和重力纯度方面表现较优，可作为高糖型亲本杂交利用。

[1]吴志会，白玉龙，董玉武，等.DTOPSIS法综合评价冀中北冬小麦新品种的初步研究[J].麦类作物学报，2005，25（6）：108-111.

[2]杨春玲，侯军红，宋志均，等.DTOPSIS法综合评价黄淮小麦新品种初探[J].山东农业科技，2010（8）：21-23，30.

[3]杨慧凤，徐淑霞，周青，等.运用DTOPSIS法分析安豆4号在区试中的表现[J].陕西农业科技，2011（2）：20-22.

[4]胡守林，万素梅，王汉全.南疆棉区应用DTOPSIS法综合评价棉花新品种的初步探讨[J].棉花学报，2002，14（1）：41-43.

[5]周新仁，孔祥丽.用DTOPSIS法综合评价玉米区试品种[J].玉米科学，2005，13（增刊）：32-33，36.

[6]昝逢刚，赵培方，杨昆，等.云南省第十套甘蔗区试开远点DTOPSIS法综合评价[J].中国糖料，2011（1）：8-10.

[7]陈政，吕达，王果，等.自育甘蔗新品系的DTOPSIS法综合评估[J].亚热带农业研究，2010，6（2）：73-76.

[8]赵培方，吴才文，陈学宽，等.DTOPSIS法对甘蔗新品系的综合评价[J].中国糖料，2008（1）：43-45.

[9]陆鑫，王丽萍，陈学宽，等.甘蔗品种的因子分析及聚类分析[J].甘蔗糖业，2005（3）：14-18.

[10]刁操铨，苏逛达，薛其清，等.作物栽培学各论[M].北京：中国农业出版社，1994：355-365.

[11]陆鑫，蔡青，王丽萍，等.应用灰色关联分析法评价甘蔗与斑茅杂交组合[J].西南农业学报，2007，20（1）：103-106.

[12]黄家雍，黄海荣，李翔，等.灰色关联分析法对糖能兼用甘蔗新品种的评估试验[J].安徽农业科学，2010，38（33）：18711-18713.

[13]陆鑫，蔡青，王丽萍，等.大茎野生种57NG208杂种后代综合评价[J].中国糖料，2008（3）：15-17.

[14]季昌好，杨杰，王瑞.DTOPSIS法在小麦品种综合评估中的应用研究[J].安徽农业科学，2009，27（4）：318-320.

Evaluation of Sugarcane Innovation Germplasm by DTOPSIS

LU Xin1，MAO Jun1，SU Huo-sheng1，MA Li1，LIU Xin-long1，LIU Hong-bo1，CAI Qing1，2
（1.Sugarcane Research Institute，Yunnan Academy of Agricultural Sciences/Yunnan Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement，Kaiyuan 661600，China；2.Biotechnology&Genetic Resources Institute，Yunnan Academy of Agriculture Sciences，Kunming 650223，China）

Seventeen sugarcane innovation germplasms and two CK were evaluated by DTOPSIS.The results showed that the eight of 17 sugarcane innovation germplasms，including the YY07-85，YY06-34，YY06-28，YY07-129，YY06-464，YY07-99，YY06-141，YY07-133 were better than both of CK1and CK2;the YY07-124，YY06-185，YY07-98，YY07-114，YY07-10，YY06-216，YY07-100，YY06-168 were better than the CK1but worse than the CK2;the YY06-207 was worse than both CK1and CK2.

sugarcane;innovation germplasm;comprehensive evaluation

S566.103

：A

1007-2624（2012）01-0033-03

2011-05-27

国家科技支撑计划（2006BAD13B05-2-10）；云南省应用基础研究计划重点项目（2006C0013Z）；云南省重点新产品开发计划项目（2010BB011）；云南省中青年学术技术带头人后备人才培养项目（2009C1059）；国家人事部留学人员科技活动优秀项目；作物种质资源保护项目（NB2011-2130135-18）。

陆鑫（1981-），男，助理研究员，主要从事甘蔗种质资源创新与利用研究。

蔡青