DTOPSIS法在蘋婆不同品系綜合評價中的應用

李文硯 黃麗君 盧美瑛 蔣娟娟 韋優 羅培四 趙靜 孔方南 卓福昌 楊志強 周婧

摘要：【目的】綜合評價蘋婆種質資源的樹形和產量性狀、種子品質性狀及抗性性狀等，篩選出綜合性狀表現優良的品系，為蘋婆種質資源保護、新品種選育及生產開發利用提供參考?！痉椒ā恳?1份蘋婆品系為試材，應用逼近理想解的排序法（DTOPSIS法）對蘋婆植株的株高、冠幅、平均單株產量、蓇突果莢皮厚、可食率、種子淀粉含量、種子可溶性糖含量、種子可溶性蛋白含量和果莢蟲害率等9個性狀指標進行綜合評價。【結果】供試的21份蘋婆品系中，應用DTOPSIS法計算出的各理想解的相對接近度（Ci）差異明顯，最高值為0.7629、0.6980、0.6948，對應的品系分別為SK-7、XD-3和SK-8，表現出樹形適中、單株產量高、可食率高及種子淀粉、可溶性糖和可溶性蛋白含量高或抗蟲性好等優良特性，且田間實際觀察結果與其優良性狀相符。Ci值較低的品系分別為SJ-1（0.1735）、NY-1（0.2263）、SK-2（0.2439）、LH-1（0.2634），表現出單株產量低、可食率低、種子主要內含物含量低或抗蟲性較差等，亦符合其田間觀察結果?！窘Y論】應用DTOPSIS法篩選出SK-7、XD-3和SK-83 3個綜合表現優良的蘋婆品系，適于廣西區內及環境條件相似的地區推廣種植。

關鍵詞： 蘋婆;種質資源;DTOPSIS法;綜合評價;品系篩選

0 引言

【研究意義】蘋婆（Sterculia nobilis Smith）屬梧桐科（Sterculiaceae）蘋婆屬（Sterculia Linn.）常綠果樹，原產華南地區，在我國已有1000年的栽培歷史（馮文星等，2007;任惠等，2013）。蘋婆又名鳳眼果、九層皮等，其種子具有較強的抗氧化作用，味道與板栗相似，可做菜肴，同時也是優良的經濟林木，具有很高的食用、保健和經濟價值，是具有開發潛力的木本糧用果樹資源（馮文星等，2007;李一偉等，2012;趙明等，2012）。因此，收集蘋婆種質資源并進行綜合評價，對促進我國蘋婆優異種質的選育種研究及創新利用具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】目前國內對蘋婆的研究及開發利用不多。趙明等（2012）利用蘋婆成熟種子經殺菌處理后播種，取得較高的發芽率;任惠等（2013）研究發現，蘋婆種子富含多種營養成分，且抗氧化能力較強;吳嘉琳等（2016）研究得出干旱脅迫下蘋婆苗抗旱能力稍高于假蘋婆苗，假蘋婆育苗初期需保持充足土壤水分;楊志強等（2016）研究發現，用蘋婆頂芽作切穗切接后嫁接苗成活率最高，抽芽時間最短;周袁慧子等（2016）研究表明約50%的透光率更適宜蘋婆生長;黃麗君等（2017）研究發現假蘋婆更適合作砧木，可解決蘋婆種質資源缺乏、育苗費用高的困難。目前我國蘋婆大多呈野生、半野生狀態，為無規模化的果用栽培，因此需綜合篩選或選育出適宜規?；耘嗟墓脙灹紭浞N。經連續6年的蘋婆種質資源收集、嫁接、移栽保存后，目前廣西南亞熱帶農業科學研究所共保存有30個品系。農作物品種多性狀綜合評價是現代育種的關鍵步驟（王美珍等，2012），品種多性狀的綜合展示決定品種優劣（楊昆等，2015）。逼近理想解的排序法（DTOPSIS法）作為一種綜合評價方法，已被廣泛應用于水稻（Oryza sativa L.）（龍騰芳等，2004;胡其明等，2013）、小麥（Triticum aestivum L.）（吳志會等，2005;郭偉等，2008）、玉米（Zea mays L.）（周新仁和孔祥麗，2005）、棉花（Gossypium hirsutum L.）（馬輝等，2015;燕飛等，2017）、甘蔗（Saccharum officinarum L.）（俞華先等，2013;孫玉勇等，2016）、煙草（Nicotiana tabacum）（孫煥等，2012;周勇等，2012）、油菜（Brassica campestris L.）（王瑞等，2003）、番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）（嚴海歐和魯富寬，2011）、草莓（Fragaria×ananassa Duch.）（李文硯等，2018）等作物的綜合評價中，并均取得了滿意的結果。【本研究切入點】目前有關應用DTOPSIS法綜合評價蘋婆不同品系的研究尚未見報道?！緮M解決的關鍵問題】應用DTOPSIS法首次對蘋婆種質資源進行綜合評價，以期篩選出綜合性狀表現優良的蘋婆品系，并觀察其與田間表現的一致性，以解決我國目前優良蘋婆品系欠缺的現狀，也為今后進一步開展蘋婆育種研究及創新利用提供可靠資源及技術支撐。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

試驗材料為3年生蘋婆嫁接苗，課題組于2013年6月開始廣泛收集廣西區內外生長健壯且無病蟲害半木質化蘋婆芽條并進行嫁接，砧木統一為2年生假蘋婆（S. lanceolata Cav.）實生苗，并于2015年2—3月移栽至廣西南亞熱帶農業科學研究所蘋婆種質資源圃，截至2018年共成功保存30個品系。以收集地點名稱首字母命名，分別為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個品系均無產量，故不作評價、篩選。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 試驗設計 采用各品系隨機排列的定植方式，每品系6株，株行距4 m×5 m;按照田間常規管理，各品系的水肥管理一致。

1. 2. 2 指標測定及方法 于2018年6月22日—7月9日對蘋婆各品系產量及品質等進行測量和測定，包括株高、冠幅、單株產量、蓇突果莢皮厚、可食率、種子淀粉含量、種子可溶性糖含量、種子可溶性蛋白含量及果莢蟲害率共9個性狀指標，其中，株高、冠幅和單株產量均為各品系6株的均值;蓇突果莢皮厚、可食率為隨機選取5個果莢（種子）進行測定、計算，重復6次;種子的淀粉、可溶性糖和可溶性蛋白含量為隨機選取10粒種子進行測定，重復3次;果莢蟲害率為各品系6株果莢蟲害率的均值。蘋婆抗病性強，各品系鮮少有病害發生，故未將抗病性列入綜合評價的性狀指標中。蘋婆種子淀粉和可溶性糖含量采用苯酚法進行測定、可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250染色法進行測定（鄒琦，2000），其他測定方法均為試驗常規方法。根據蘋婆生產實際需求及專家意見，賦予產量最高權重值，9個性狀指標株高、冠幅、單株產量、蓇突果莢皮厚、可食率、種子淀粉含量、種子可溶性糖含量、種子可溶性蛋白含量和果莢蟲害率相應權重依次為0.0200、0.0200、0.3000、0.1400、0.2500、0.0600、0.0400、0.0200和0.1500。

1. 3 統計分析

蘋婆各品系間不同性狀指標的差異顯著性分析使用SPSS 17.0進行;DTOPSIS法各運算步驟采用Excel 2010進行計算分析。

2 結果與分析

2. 1 蘋婆各品系主要性狀指標的測定結果分析

如表1所示，21個蘋婆品系的9個性狀指標中，株高為2.35～3.33 m，以BJ-4株高最高、LH-1最矮;冠幅為1.99～3.78 m，SK-8、BJ-2、SK-1、XD-3和XD-1等5個品系顯著高于其他品系（P<0.05，下同）;單株產量為1.70～16.38 kg，LH-2、SK-2、LH-1、LH-2和NY-1等5個品系產量最低，為1.70～2.70 kg，XD-3產量最高，顯著高于其他品系;果莢皮厚為2.64～4.15 mm，BJ-1果莢皮最薄，顯著低于其他品系;可食率為24.83%～47.32%，BJ-4、XD-3和SK-8等3個品系可食率最高，均顯著高于除BJ-1外的其他品系;種子淀粉含量為41.64%～65.90%，SJ-1含量最高，顯著高于除XD-3外的其他品系;種子可溶性糖含量為20.61%～30.87%，以XD-1種子含量最高，顯著高于除LH-1外的其他品系;種子可溶性蛋白含量為7.05～12.31 mg/g，以BJ-3、SK-1和SK-8種子含量最高，均顯著高于除SK-6外的其他品系;果莢蟲害率為3.55%～35.65%，SK-7蟲害率最低，顯著低于其他品系。

2. 2 指標無量綱化

將性狀指標分類：（1）正向指標，包括株高、冠幅、平均單株產量、可食率、種子淀粉含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量，以21份樣本中最大值作為分母，分別除各樣本該指標的數值;（2）逆向指標，包括蓇突果莢皮厚和果莢蟲害率，以21個樣本中最小值為分子，除以各樣本該指標的數值。計算得到無量綱化矩陣（表2）。

2. 3 建立決策矩陣

將試驗方法中確定的9個性狀指標的權重值依次乘以矩陣的對應列數值，得到決策矩陣（表3）。

2. 4 各品系理想解相對接近度（Ci）的計算

3 討論

有關蘋婆不同品系應用DTOPSIS法進行綜合評價的研究目前未見相關報道，但DTOPSIS法已廣泛應用到多種作物的綜合性狀評價中，并取得滿意結果，相較灰色關聯度法，其評價結果更為客觀、準確（嚴海歐和魯富寬，2011;李彥平等，2012;楊昆等，2015;昝凱等，2018）。DTOPSIS法統一了各性狀間的度量標準，客觀全面地評價多個性狀對品種（系）優劣產生的影響，評價結果科學合理。

本研究首次應用DTOPSIS法對蘋婆各品系進行綜合評價，將植株的株高、冠幅、單株產量、蓇突果莢皮厚、可食率、種子淀粉含量、種子可溶性糖含量、種子可溶性蛋白含量及果莢蟲害率共9個性狀列入評價指標中，其中將植株株高、冠幅、單株產量、可食率及種子的淀粉、可溶性糖和可溶性蛋白含量共7個指標設定為正向指標，而余本勛等（2010）將水稻的株高定為中性指標，本研究認為因目前蘋婆各品系均處于旺盛生長期，故將蘋婆株高、冠幅定為正向指標更為合理。通過計算各品系理想解的相對接近度（Ci），篩選出的SK-7、XD-3、SK-8具有植株株型適中，平均單株產量、可食率和種子淀粉含量高，抗蟲性強等特點，且3個品系的田間實際觀察結果與其優良性狀相符。SJ-1、NF-1、SK-2和LH-1綜合表現較差，亦符合其田間觀察結果。

應用DTOPSIS法評價蘋婆品系各性狀的權重直接關系到綜合評價結果，因此在確定各性狀權重時，需結合生產實際需求及品種評價的目的并參考育種家的意見（姜永平等，2010），本研究為篩選出單產高、可食率高、抗蟲性好的優良品系，綜合上述因素，賦予蘋婆單株產量的權重值最高，為0.3000，可食率權重值次之，為0.2500，果莢蟲害率權重值為0.1500，最終篩選出3個優良品系，即SK-7、XD-3和SK-8。

4 結論

本研究應用DTOPSIS法首次對蘋婆21個品系、9個均有顯著性差異的性狀指標進行綜合評價，最終篩選出3個優良品系，即SK-7、XD-3和SK-8，其表現出樹形適中、單株產量高、可食率高及種子淀粉、可溶性糖和可溶性蛋白含量高或抗性好等優良特性，與其田間表現一致，適于廣西區內種植。

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（責任編輯 鄧慧靈）