云瑞05系列甘蔗品系的綜合評價及親系分析

周清明，段惠芬，董立華，楊李和，安汝東，桃聯(lián)安，朱建榮，經(jīng)艷芬

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所瑞麗站，瑞麗678600；2.云南甘蔗遺傳育種重點實驗室，開遠661600）

云瑞05系列甘蔗品系的綜合評價及親系分析

周清明1,2，段惠芬1,2，董立華1,2，楊李和1,2，安汝東1,2，桃聯(lián)安1,2，朱建榮1,2，經(jīng)艷芬1,2

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所瑞麗站，瑞麗678600；2.云南甘蔗遺傳育種重點實驗室，開遠661600）

利用DTOPSIS法對云瑞05系列7個甘蔗品系材料兩年新植1年宿根的試驗結(jié)果進行了綜合評價，結(jié)果與生產(chǎn)實際相符，除云瑞05-196外，其余6個參試材料的綜合性狀均優(yōu)于對照粵糖93-159；進入云南省區(qū)試的云瑞05-596、云瑞05-704綜合性狀表現(xiàn)分別位居第一、二位，為最優(yōu)品系；參試材料的綜合表現(xiàn)隨其野生種質(zhì)血緣世代數(shù)升高而逐漸變差；綜合評價及親系分析，支持了“野生種質(zhì)血緣2～4代可重點作為商業(yè)雜交親本利用”的研究結(jié)果。關(guān)鍵詞：甘蔗；云瑞系列；綜合評價；DTOPSIS法

世界甘蔗雜交育種始于20世紀初期，Jeswiet首創(chuàng)“高貴化”育種法，把大莖、高糖、但抗逆性差的高貴種——熱帶種（S.officinarum），與細莖、低糖、產(chǎn)量低、但抗逆性強、生勢好的野生種——割手密（S. spontaneum）雜交、回交，育成了高糖、大莖、抗性、適應(yīng)性優(yōu)良的POJ2878；Venkatraman利用熱帶種、印度種和印度割手密育成了三元雜交種CO281、CO290等，將甘蔗栽培區(qū)域擴大到了更廣泛的熱帶、亞熱帶蔗區(qū)[1]。POJ、CO品種成為了世界甘蔗育種的重要品種和親本。至今，我國育成審定的186個品種全部含有POJ2878及其姊妹系POJ2725的血緣[2]。甘蔗親本親緣關(guān)系相近，野生種質(zhì)血緣含量低，導(dǎo)致育成品種生活力、適應(yīng)性、抗逆性、宿根性普遍下降，這是我國甘蔗育種沒能突破的瓶頸[1]。利用甘蔗野生種創(chuàng)新親本，選育甘蔗新品種，是突破甘蔗育種瓶頸的有效措施。云瑞05系列甘蔗品系材料是云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所瑞麗站利用含云南甘蔗野生種質(zhì)血緣的創(chuàng)新親本材料，與生產(chǎn)品種雜交育成的，其綜合表現(xiàn)從一定程度上，代表了利用云瑞系列甘蔗創(chuàng)新親本進行品種選育研究的前期進展。逼近理想解排序法（DTOPSIS法）是一種多目標決策方法，已廣泛用于甘蔗[3]、水稻[4-5]、大豆[6]、亞麻[7]等農(nóng)作物品種和高世代材料的綜合評價。本研究利用DTOPSIS法，對云瑞05系列品系材料兩年新植1年宿根的主要工農(nóng)藝性狀進行綜合評價分析，期望為利用云瑞系列創(chuàng)新親本選配雜交組合提供有益的參考。

1 材料與方法

1.1材料

參試材料云瑞05-196、云瑞05-261、云瑞05-412、云瑞05-596、云瑞05-606、云瑞05-704、云瑞05-770；對照ROC10（CK1）、粵糖93-159（CK2）共9個。

1.2方法

1.2.1 田間試驗于2008、2009年在本站土壤均勻一致的試驗田內(nèi)，分別布置兩年新植1年宿根的品比試驗，試驗按3重復(fù)的隨機區(qū)組設(shè)計，5行區(qū)，行長6.5～7m，行距1.1m，小區(qū)面積不低于0.33m2，田間管理按常規(guī)。

1.2.2 分析方法參試材料綜合評價，利用DTOPSIS法（dynamic technique for order preference by similarity to ideal solution，逼近理想解排序法），參照文獻[3-7]的方法進行。有效莖數(shù)與莖徑表現(xiàn)負相關(guān)，有效莖數(shù)過多或過少均不利于甘蔗品種的生產(chǎn)應(yīng)用；宿根發(fā)株率對于考察品種宿根性具有重要意義。因此，本試驗在文獻[3]的基礎(chǔ)上稍有改動，一是參試指標的無量綱化處理時，把有效莖數(shù)作為中性指標處理；二是在出苗率、分蘗率和宿根發(fā)株率三指標中，給宿根發(fā)株率賦預(yù)0.05的權(quán)重，因此，三指標的權(quán)重與文獻［3］略有不同。

2 結(jié)果與分析

2.1云瑞05系列甘蔗新品系主要性狀調(diào)查結(jié)果

2008、2009年于甘蔗生長的不同時期，分別調(diào)查05系列品比圃每個材料的出苗率、分蘗率、宿根萌苗率、株高、莖徑、有效莖數(shù)、田間錘度等；于每年的10月至翌年3月甘蔗成熟期，按月采樣分析甘蔗蔗糖分，最終統(tǒng)計匯總兩年新植1年宿根的全部調(diào)查分析資料，以出苗率、宿根萌苗率、分蘗率、單莖重、蔗糖分、蔗莖產(chǎn)量、蔗糖產(chǎn)量、出汁率、重力純度、纖維分、還原糖、枯心率、黑穗病率14個指標，為品系材料綜合評價的依據(jù)。調(diào)查分析結(jié)果詳見表1。

表1 云瑞05系列品比材料兩新1宿主要性狀調(diào)查分析結(jié)果

2.2參試材料14個指標的無量綱化處理

在甘蔗糖料育種實踐中，要求越高越好的發(fā)芽率、宿根萌苗率、分蘗率、單莖重、蔗糖分、蔗莖產(chǎn)量、蔗糖產(chǎn)量、出汁率、重力純度9個性狀按正向指標；要求適中的有效莖數(shù)、纖維分2個性狀按中性指標；要求越低越好的還原糖分、枯心率、黑穗病率3個指標按負向指標，分別進行無量綱化處理，結(jié)果見表2。

表2 參試材料主要性狀無量剛化處理結(jié)果

2.3各參試材料的決策矩陣

根據(jù)糖料育種目標，按表排列順序分別賦預(yù)各參試指標以相應(yīng)的權(quán)重，得Wj={0.04，0.05，0.01，0.05，0.10，0.05，0.10，0.20，0.05，0.10，0.05，0.05，0.05，0.10}，Wj∈（0，1），ΣWj=1以各指標權(quán)重與無量綱化處理結(jié)果的乘積，構(gòu)建參試材料綜合評價決策矩陣，得到各參試材料的決策矩陣見表3。

組建理想解與負理想解數(shù)列：Xj+｛0.040，0.050，0.010，0.050，0.100，0.049，0.100，0.200，0.050，0.100，0.049，0.050，0.050，0.100}，Xj-={0.028，0.025，0.006，0.040，0.092，0.044，0.068，0.139，0.047，0.096，0.046，0.018，0.023，0.100}。

表3 DTOPSIS決策矩陣

2.4計算參試材料與理想解的相對接近度指數(shù)

根據(jù)正理想解、負理想解和決策矩陣Rij，按下式計算各品種與理想解的距離，采用歐幾里德范數(shù)作為距離的測度。

表4 云瑞05系列品系材料親系及其綜合表現(xiàn)分析

從表4可見，綜合性狀優(yōu)于兩對照的品系材料有云瑞05-596、云瑞05-704、云瑞05-770、云瑞05-606四個品系；綜合性狀表現(xiàn)介于兩對照之間的品系材料是云瑞05-261和云瑞05-412；綜合表現(xiàn)不如對照的是云瑞05-196。這個結(jié)果與各品系兩年新植1年宿根蔗糖產(chǎn)量排序結(jié)果基本一致。

3 討論

3.1 從公頃產(chǎn)糖量的排序可以看出，排名前四位的云瑞05-596、云瑞05-704、云瑞05-606、云瑞05-770四個品系材料，就其所含的中國本土野生種質(zhì)血緣而言，前三者均為云南甘蔗細莖野生種的第3代，排第4位的云瑞05-770從血緣關(guān)系上則是云南斑茅的第3代、崖城細莖野生種的第4代；排第6、7位的是崖城斑茅的第4代、云南斑茅的第3代；排第8、9位的云瑞05-196、粵糖93-159則都是野生種質(zhì)血緣的高世代材料。也就是說，在本試驗中，相對于野生種血緣來說，世代數(shù)最高的是粵糖93-159，其余材料均為野生種質(zhì)血緣的3～5代，這個結(jié)果與吳才文[8]的野生種質(zhì)血緣3～5代，可作為經(jīng)濟雜交親本；李茂枝[9]的利用野生血緣的第2、3代與栽培品種雜交的后代，同時具有野生種一定抗性、又具有栽培種豐產(chǎn)、高糖性能的結(jié)果吻合。綜合性狀表現(xiàn)排序與蔗糖產(chǎn)量排序基本一致，亦呈現(xiàn)隨著野生種質(zhì)血緣世代數(shù)的升高，綜合性狀評價結(jié)果與蔗糖產(chǎn)量逐漸下降的趨勢。因此，在利用創(chuàng)新親本作為經(jīng)濟雜交親本選配雜交組合時，應(yīng)考慮創(chuàng)新親本的野生種質(zhì)血緣世代數(shù)。

3.2 本試驗在賦予各參試指標的權(quán)重時，與蔗糖產(chǎn)業(yè)效益密切相關(guān)的蔗糖產(chǎn)量賦予了最高權(quán)重，在出苗率、分蘗率、宿根萌苗率3個指標中，給宿根萌苗率賦予了最高權(quán)重，理論上，綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)良的品系材料，亦具有了較強的宿根性，這對利用甘蔗野生種質(zhì)拓寬甘蔗親本遺傳基礎(chǔ)，突破育成品種宿根性下降的育種瓶頸，具有重要意義。這些品系材料的生產(chǎn)應(yīng)用效益，有待于實踐檢驗。

[1]陳如凱.現(xiàn)代甘蔗育種的理論與實踐[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

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Evaluation of Yunrui05 Series Sugarcane Clones and Their Parents

ZHOUQing-ming1,2,DUAN Hui-fen1,2,DONG Li-hua1,2,YANG Li-he1,2,AN Ru-dong1,2,etal
(1.Ruili Breeding Station,Sugarcane Research Institute of Yunnan Academy of Agricultural Science,Ruili678600,China;2.Yunnan Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement,Kaiyuan 661600,China)

Seven sugarcane clones of Yunrui 05 series for two-year new plants and one-year ratoon were evaluated by using DTOPSISmethods.The result showed that the DTOSISwas consistent with practical reality, the comprehensive character of six sugarcane clones except Yunrui05-196 were better than that of the control variety,Yuetang93-159,the Yunrui05-596 and Yunrui05-704 were the best sugarcane clones in regional sugarcane crop test of Yunnan province.The comprehensive characters of the tested sugarcanes were gradually deteriorative with generation addition of their wild germplasms.Moreover,the result predicated that 2-4 generations ofwild sugarcane germplasms are priority used in commercial cross parents.

sugarcane;Yunrui series;comprehensive evaluation;DTOPSISmethod

S566.103

A

1007-2624（2011）01-0013-03

2010-07-23

農(nóng)林動植物育種工程項目（2006BAD01A06-4-1）；云南省面上基金（2007C236）；農(nóng)業(yè)部行業(yè)專項（nyhyzx07-019）；科技支撐計劃（2007BAD30B02）；國家863計劃（2007AA100701）。

周清明（1965-），男，云南省盈江市人，實驗師，主要從事甘蔗選育種工作，E-mail：RlZqM678965473@163.com

經(jīng)艷芬（1965-），女，云南省麗江市人，副研究員，主要從事甘蔗遺傳育種研究。0692-4142676，E-mail：rljyf@126.com