應用灰色關聯分析法篩選優良草莓新品種(系)

楊 雷,李 莉,董 輝,季文章,楊 莉楊莉。

(河北省農林科學院 石家莊果樹研究所，河北 石家莊 050061)

中國是世界上的重要草莓生產國,2015年草莓栽培面積達到了15萬hm2,總產量超過了400萬t[1]。但我國草莓生產中的主栽品種主要還是從國外引進的品種[2],雖然近幾年國產自育品種栽培面積在逐漸擴大,但國產品種在生產中的比重還是較低,因此加快評價篩選國內自育優良草莓品種任務艱巨。草莓品種(系)的綜合評價是草莓育種工作的重要環節,一個好的評價方法能準確評價篩選出綜合性狀優良的草莓新品種。

與傳統方法相比，灰色關聯分析法[3]具有理論簡單、計算方便等優點，人們將該方法用于作物種質資源的評價、新品種的篩選、作物產量品質影響因素的探討以及作物抗性生理研究中,取得了滿意的效果[4-11]。綜合評價并篩選綜合性狀優良的草莓新品種,一直是草莓育種者探索的重要課題。因此，我們應用灰色關聯系統中的關聯度分析法對36份草莓品種(系)進行了綜合評價,旨在找出綜合性狀優良的草莓新品系,為品種審定和雜交親本材料的選擇提供參考。

1 材料和方法

1．1 試驗材料

試驗材料為河北省農林科學院石家莊果樹研究所露地雜交育出的優系35份，以及法國育出的對照品種達賽萊克特。35份優系的雜交親本、雜交年份情況見表1。

1.2 試驗方法

用電子天平稱重法測定草莓1、2級果的平均果重;用手持測糖儀測定果實可溶性固形物含量;用日本產FM-1型果實硬度計測定果實硬度;用數顯游標卡尺測定果實縱徑和橫徑;用稱重法測定30株成熟期草莓的果實產量，統計平均株產量。

1.3 參考品種

虛擬一個理想的參考品種,其8個主要性狀值是根據育種目標和經驗設計出來的,是所有參試品種和當前主栽品種對應性狀的最佳值。根據草莓近期育種目標及石家莊市的實際情況確定草莓主要性狀的理想值,組成“參考品種”。

表1 自育的35份草莓雜交優系情況

1.4 分析方法

灰色系統理論是20世紀80年代初由華中理工大學鄧聚龍教授創立的。其中灰色關聯法是一種因素定量分析方法,其基本思路是根據各因素的統計數據序列計算殘差值，得到關聯度,關聯度越大則兩者關系就越密切?；疑P聯分析的具體步驟如下:

參考品種的各性狀值構成一個參考數列X0(k)={X0(1),X0(2),X0(3),…，X0(m)};第i個參試品種的各性狀值構成一個比較數列Xi(k)={Xi(1),Xi(2),Xi(3),…，Xi(m)},其中k為某個時刻，m是品種的性狀數；i=1，2，3，…，n,n是參試品種的個數。

X0與Xi在第k點的關聯系數由下式計算:

(1)

由于εi(k)數量較多,不便于分析比較,因此將εi(k)求平均值,得各品種的等權關聯度ri(公式2)。而事實上品種的各性狀的重要性并不相同,應根據重要性的不同賦予不同的權重系數ωk,權重系數的大小是根據以往研究的結果、經驗和育種目標而確定的,各性狀的權重系數之和應為1,從而求得加權關聯度ri′(公式3)。由于ri′比ri能更科學、準確地評價各個品種,因此,在評價時以ri′為標準,以ri為參考。

ri=∑εi(k)/m

(2)

ri′=∑ωkεi(k)

(3)

2 結果與分析

因為品種的各個性狀對品種綜合表現的貢獻存在差異,因此,對草莓的各性狀賦予等權具有片面性,其綜合評價結果常常產生偏差。根據育種目標和生態條件,賦予各個性狀的關聯系數以不同權重,從而求出加權關聯度,其現實意義更大。我們認為露地栽培草莓的平均株產量和可溶性固形物含量這兩個指標相對更為重要,所以把這兩個指標的權重值均加大至0.2；其他幾個指標的權重值均設為0.1。經過灰色關聯分析計算，加權和等權關聯度的結果見表2。根據灰色關聯分析的原則,關聯度越大的參試品種數列與參考品種數列越接近,其綜合性能越理想。從表2可以看出,加權關聯度的評價結果與等權關聯度的評價結果有差異。但本研究加權和等權關聯度評價的前6名結果一致,均為675-45、658-16、達賽萊克特、645-43、684-11、642-6。

3 討論

利用灰色關聯度分析法對36個草莓品種(系)的8個指標進行了綜合評價,克服了單一性狀評價的弊端,評價客觀全面,能比較準確地反映品種(系)的實際表現,評價結果與筆者在實際育種過程中觀察到的結果一致。

表2 草莓品種(系)各性狀測定結果及灰色關聯度排序

影響灰色關聯分析結果準確性的主要因素是原始數據的真實性、“理想品種”指標的確定、參與分析性狀的選取和各性狀權重系數的確定。由于參與灰色關聯分析的數據多為算術平均值,不能通過方差分析消除試驗誤差,因而原始數據的真實性和準確性是分析結果可靠與否的首要關鍵;再就是“理想品種”指標的確定,由于灰色關聯度分析是以各性狀的相似程度來判斷關聯程度,因此,“理想品種”指標的確定至關重要,它在很大程度上決定著關聯分析結果的可靠性。

劉錄祥[12]認為應以育種目標作為確定“理想品種”指標的依據,這是有一定道理的,但是在育種的品種比較試驗中育種目標值的確定是有一定困難的。范士杰[13]認為,“理想品種”的各性狀值應稍高于所有參試品種相應的性狀值,這樣能保證關聯度的正向性。此外，為了準確地評估某個新品系,其“參考品種”及其各性狀的權重系數可由專家結合各地具體生產實際及育種目標評議而確定[14]。

灰色關聯分析是對一個發展變化系統進行發展態勢的量化比較,不同的時間、不同的生態環境都會影響評價的結果,因此以后還應增加不同氣候類型條件下的草莓試驗數據,加強研究的系統性和實用性,使研究結果更加準確。