AHP評價法在大花蕙蘭雜交后代選育中的應用研究

白 為，王 輝，韓菊蘭＊＊，許震寰，劉玉珊，高蘭陽，李 臻

(四川省植物工程研究院蔬菜花卉研究所，四川郫縣611730)

層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP法)是美國運籌學家Saaty教授提出的一種簡便、靈活而又實用的多準則決策方法，是對一些較為復雜、較為模糊的問題可做出決策的簡易方法，它特別適用于那些難以完全定量分析的問題。花卉育種工作中，AHP法已成功運用于對花卉性狀、品種優劣的評價等方面。大花蕙蘭生長至開花周期長，且雜交后代數量眾多，此法以往主要應用在親本的選擇上，在雜交后代選育中未見報道。如能在雜交后代生長初期用AHP法指導選育工作，則可提高效率，節約成本。

1 材料與方法

1.1 材料 選擇四川省植物工程研究院蔬菜花卉研究所雜交授粉的6個大花蕙蘭組合生長周期1年內的小苗作為AHP綜合評價的對象，分別為♀馬州麗卡×♂臺北小姐、♀馬州麗卡×♂浪漫、♀月光維納斯×♂浪漫、♀馬州麗卡×♂紅顏、♀臺北小姐×♂浪漫、♀浪漫×♂黃金薄荷，編號分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。

1.2 評價方法 采用AHP法進行綜合評價。AHP法的基本步驟為:①建立分層結構，畫出分層結構圖;②構造判斷矩陣，求出相應的層次單排序;③計算組合權重，進行層次總排序。

2 結果與分析

2.1 綜合評價層次分析模型的建立 根據對大花蕙蘭特性的綜合分析，篩選出株高、鱗莖大小、根系狀況等8個與其雜種優勢有較密切關系的評價指標，并依其相互關系構成多層次分析模型(圖1)。模型分3層:目標層，即對大花蕙蘭雜交后代的綜合評價;準則層，包括3個方面，即株型、花期、抗病性;指標層，隸屬于上一層次，是對大花蕙蘭雜交后代評價有意義的性狀指標。由于大花蕙蘭品種選育周期較長，且選育初期是整個選育過程中十分重要的階段，故指標的選定多數是與植株形態相關的性狀。根據不同的育種目標，選擇最具代表性的典型性狀作為指標，并采用調查問卷的方法確定不同指標的權重［1］，然后按相應指標及不同育種目標，對每一雜交組合進行賦值，通過計算最終得到總分值，從而評價其相對優劣，由此指導大花蕙蘭選育工作。

圖1 大花蕙蘭雜交后代綜合評價的層次模型

2.2 判斷矩陣的構造及一致性檢驗 評價指標權重的確定是評價的前提。該研究采用1～9比率標度法對以上層次模型構造判斷矩陣。根據對各指標相對重要性程度的判斷決策打分，得出目標層A相對于準則層B1、B2、B3，B1相對于Ii，B2相對于Ii，B3相對于Ii的判斷矩陣，由此計算出各指標的權重值，形成評價基礎。

為保證結論的可靠性、合理性，有必要對判斷矩陣進行一致性檢驗。所謂一致性，即判斷矩陣A具有:

若完全一致，則有λmax=n，其余特征根為0。但實際上不可能達到完全一致，而只要滿足λmax稍大于n，其余特征根趨近于0，即認為達到滿意的一致性。在AHP法中，引用CI作為標度判斷矩陣偏離一致性指標。

以CI與判斷矩陣的平均隨機一致性指標RI的比值CR作為其一致性指標。用隨機地從1～9及其倒數中抽取數字方法構造正互反矩陣，求得最大特征根，重復20000次，計算平均值 λ'max并定義:RI=(λ'max－n)/(n－1)，然后根據不同的n(n=3，4，…，100)，所求得的RI估計值建立經驗方程，得RI=(－ 5.739 303+4.303993n － 1.281 630n2+0.241 633n3)/(1.771 704n －0.540 019n2+0.137 736n3)

計算一致性比例:

若CR＜0.10，則認為判斷矩陣具有滿意的一致性，否則需調整。RI各階對應數值如表1所示。標度表及構造的各判斷矩陣見表2～6。

表1 大花蕙蘭綜合評價的1～7階RI值

表2 大花蕙蘭綜合評價的標度

表3 大花蕙蘭綜合評價的A－Bi判斷矩陣

由以上計算可以得出各評價指標Ci相對于其隸屬準則的權重值，即單排序，在此基礎上，用上面層次的權值加權綜合，即可計算出同一層次對于最高層次相對重要性的排列權值，結果如表7 所示。CI總=0.008 9，RI=1.216 0;CR總=CI總/RI=0.073 6 ＜0.10。故總排序也具有滿意一致性。

表4 大花蕙蘭綜合評價的B1－Ci判斷矩陣

表5 花蕙蘭綜合評價的B2－Ci判斷矩陣

表6 大花蕙蘭綜合評價的B3－Ci判斷矩陣

表7 大花蕙蘭綜合評價的層次總排序

以上結果表明，大花蕙蘭品種選育初期，株高、葉長、葉寬幾個性狀在各個單排序及總排序中權重都比較明顯，權重值均為0.252 3，可認為是評價依據的主要指標。除此之外，在株型選擇中，葉片數的權重也是較大的，可作為輔助指標。在花朵的選擇中，葉片數、鱗莖大小、根系狀況、出芽早晚的權重分別為 0.136 4、0.036 0、0.026 8、0.005 2。在抗病性選擇中，葉片數、鱗莖大小、根系狀況的權重分別為0.136 4、0.036 0、0.026 8。可見，無論是對株型、花期還是抗病性進行初期的篩選，其方向都是一致的。這些結果與實踐相比，具有比較高的一致性，充分說明了該模型的適合度及評價的合理可靠性［2］。

2.3 評分標準的確定 通過以上分析計算，得出了評價8個指標的相對重要性權值，從而量化了各個指標權值，為評價工作提供了一個較為全面、客觀而統一的基礎［3］。為了對每一個大花蕙蘭雜交組合優劣性有一個量化指標，依據上述8個指標給各大花蕙蘭雜交組合打分。在大量查閱文獻并廣泛征集專家意見的基礎上，確定了各種性狀的評分標準(表8)，依此標準對各個雜交組合給予相應的分值，通過計算得出其總分值，比較分析各個雜交組合之間的相對優劣。

表8 大花蕙蘭各性狀評分標準

2.4 綜合評價結果 通過以上3個性狀、8個評價因素的相對重要性權重值計算，再結合具體雜交組合的各個因素的評分值，最終可以算出參評的6個大花蕙蘭雜交組合綜合評價得分(表9)。由表9可知，在選取的6個大花蕙蘭雜交組合中，Ⅵ(♀浪漫×♂黃金薄荷)、Ⅴ(♀臺北小姐×♂浪漫)得分較高，它們的雜交后代株型挺拔，花期適中，抗病性強，與實際情況基本相符，是可以重點關注的研究對象。

通過對這6個雜交組合后代連續3年的觀察記錄，發現Ⅵ植株最健壯，株型最挺拔，開花植株的數量最多;Ⅴ營養生長好，最早開花;Ⅳ(♀馬州麗卡×♂紅顏)株型緊湊，具有獨特的觀賞價值;Ⅱ(♀馬州麗卡×♂浪漫)開花較早，且花期較長;Ⅲ(♀月光維納斯×♂浪漫)后代與其母本“月光維納斯”相比，抗病性明顯增強;Ⅰ(♀馬州麗卡×♂臺北小姐)后代易感病，成活率不足10%。

表9 大花蕙蘭綜合評價分值及排序

3 結論

在大花蕙蘭雜交后代選育初期，運用AHP評價法能夠在株型、花期早晚和抗病性這幾個方面做出比較準確的篩選，可根據選育要求及早選出表現優良的組合，淘汰表現較差的組合，大大節省了成本，提高了育種工作效率。此外，對大花蕙蘭花色、花型、香味等性狀的篩選，還需進一步研究。

［1］錢虹妹，楊學軍，余洪波，等.應用AHP法綜合評價中國百合野生種資源［J］.江蘇農業科學，2006(4):168－172.

［2］陳和明，江南，朱根發，等.層次分析法在大花蕙蘭品種選擇上的應用［J］.亞熱帶植物科學，2009，38(2):30 －32，43.

［3］薛娟，高素萍，楊麗娟，等.AHP對四川盆地引種大花蕙蘭觀賞價值評價研究［J］.北方園藝，2010(13):75－77.