广西龙眼果实性状模糊综合评判

广西龙眼果实性状模糊综合评判

龙眼资源综合评价是龙眼育种研究的重要内容，也是龙眼品种合理使用和果实选择的依据和前提。目前,在龙眼种质资源的评价研究中,采用的方法大多限于品种因素(性状)描述以及鉴定与评分相结合法。郭爱民、张水明等已将模糊综合评判法应用于葡萄、石榴等果树品种的分析评价,但试验的权重赋值为专家直接确定,品种等级划分也较简单。本文采用基于AHP的模糊综合评判法和两阶段聚类法,对广西龙眼种质资源果实性状进行综合评价分析,为龙眼品种选育及其开发利用提供科学依据,也为龙眼种质资源的综合评估提供更为客观的方法。1材料和方法1.1果实性状评定供试品种(代号)34个:桂龙早1号(1)、灵龙(2)、桂圆0501(3)、桂圆0502(4)、软枝大乌园(5)、大乌圆8902(6)、冰糖果(7)、大乌圆8213(8)、早熟广眼(9)、桂圆0504(10)、香果(11)、桂圆0503(12)、车站(13)、石硖(14)、大广眼(15)、中秋一号(16)、国庆一号(17)、国宝(18)、油面石硖(19)、细核脆香(20)、茂寿(21)、桂香龙眼(22)、巨乌(23)、中圆(24)、迟白露(25)、早白露(26)、福隆(27)、良庆3号(28)、良庆1号(29)、良庆2号(30)、北流中秋(31)、佳圆1号(32)、桂圆0505(33)、桂明一号(34)。评判果实性状8个:单果重、果肉厚度、果核重、可食率、可溶性固形物、质地、风味和成熟期。试验数据来源于2004-2005年本课题组完成的广西龙眼种质资源调查分析资料。1.2分析1.2.1满足rw0的要求)在综合评价层次结构模型的基础上,构建判断矩阵R,记作R=(rij)m×m。判断矩阵R满足RW0=λmaxW0。求取判断矩阵R的最大特征根λmax对应的特征向量W0,W0=[W01,W02,…,W0i]T,对特征向量W0正规化为:Wi=W0i/∑W0i,所得Wi为各品种(单株)评价准则(性状)的单排序权重,由线性加权法求得品种(单株)性状总体权重W。1.2.2模糊综合指数fcis设品种(单株)集为I={i1,i2,…,in},评价性状集为X={x1,x2,…,xm},评价等级集V={v1,v2,…,vp}。由如下方法确定与之对应的等级界限值:设v1和vp分别为正向指标(逆向指标)的上限值(下限值)及其下限值(上限值),将v1与vp差值平分为p-1等份,每等份xj0=|v1-vp|/(p-1),则v2~vp-1的正向指标(逆向指标)等级界限值为vj=vj-1-/+xj0(j=2,3,…,p-1)。采用极差变换法对各品种(单株)性状与评价等级相应的观察数据进行规一化处理。其正、逆向指标计算公式分别为:xrsj={00＜xrs≤Μi(xrs-vj)/(vj-1-vj)vj＜xrs＜vj-11v1≤xrs≤Μaxrsj={10＜xrs≤Μi(vj-xrs)/(vj-vj-1)vj-1＜xrs＜vj0vp≤xrs≤Μaxrsj=⎧⎩⎨⎪⎪0(xrs−vj)/(vj−1−vj)10＜xrs≤Mivj＜xrs＜vj−1v1≤xrs≤Maxrsj=⎧⎩⎨⎪⎪1(vj−xrs)/(vj−vj−1)00＜xrs≤Mivj−1＜xrs＜vjvp≤xrs≤Ma式中,r=1,2,…,m;s=1,2,…,n;j=1,2,…p;xrs为第s个品种(单株)第r个性状的观测值,xrsj为xrs第j等级的评价标准值;Mi和Ma分别为第s个品种(单株)第r个性状观测数据的下限值和上限值。通过上述规一化公式,由各品种(单株)实测指标矩阵Xm×n,求出其性状属于各等级的标准值,构建品种评价矩阵Rs:Xm×n=[x11x12⋯x1nx21x22⋯x2n⋯⋯⋯⋯xm1xm2⋯xmn]=(xrs)m×nRs=[x1s1x1s2⋯x1spx2s1x2s2⋯x2sp⋯⋯⋯⋯xms1xms2⋯xmsp]=(xrsj)m×p结合评价品种(单株)性状的权重系数(即AHP确定的总体权重)W=(w1,w2,…,wr),可得第s个品种(单株)的综合评价模型Os,由此建立模糊综合指数模型FCIs。Os=W·Rs=(Os1,Os2,…,Osp);FCIs=Os·ST=p·Os1+(p-1)·Os2+,…+1·Osp式中ST为等级标准向量,S=(p,p-1,…,1)。1.2.3基于特征树的聚类分析)分析计算分两个阶段进行。第一阶段对原始记录进行分析,建立类别特征树;第二阶段利用特征树进行系统聚类,根据AIC或BIC大小和类间最短距离的变化情况来确定最优的聚类数。采用对数似然值作为距离测量指标对变量进行处理,类间距离由其合并后的对数似然值的下降程度来表示。2结果与分析2.1判断矩阵的建立建立评价品种(单株)层次模型,分为目标层A、准则层B、性状层C。A={外在品质(B1),内在品质(B2),成熟期(B3)},B1={单果重(C1),果肉厚度(C2),果核重(C3)},B2={可食率(C4),固形物(C5),质地(C6),风味(C7)},B3={成熟期(C8)},采用指数标度法,请园艺专家对评价准则(性状)之间的重要性进行评分,构建A-Bi、B1-Ci、B2-Ci判断矩阵,应用幂法计算出各层次权重,进行层次排序及其一致性检验。结果表明,各判断矩阵CR<0.1,通过一致性检验,说明建立的判断矩阵是合理的。性状层(C)对目标层(A)的总体权重W见表1。2.2fci综合评价根据供试品种(单株)性状的实测范围,分为4级,即评价等级集V={优良(1),较好(2),一般(3),较差(4)},并确定与之对应的等级界限值,对34个品种(单株)作出优劣评价。根据品种(单株)性状观测指标矩阵X8×34,对照等级界限值,采用上述正、逆向指标计算公式,可得品种(单株)评估矩阵R1~R34,如桂明一号(34)评估矩阵为R34。与性状权重集W,即W={单果重,果肉厚度,果核重,可食率,可溶性固形物,质地,风味,成熟期}={0.0927,0.0736,0.0584,0.1797,0.2173,0.1529,0.0599,0.1655}进行复合运算,则得各品种(单株)综合评价向量O1~O34和模糊综合评分值FCI1~FCI34。如桂明一号(34)的综合评价向量O34=W·R34=(0.42,0.44,0.08,0.06),其模糊综合指数FCI14=Os·ST=3.22。各品种(单株)综合评判结果详见表2。X8×34=[14.6810.78⋯13.710.680.39⋯0.602.222.14⋯1.9676.8766.59⋯73.5215.4618.60⋯22.4080.0080.00⋯95.0080.0095.00⋯70.0060.0060.00⋯84.00]R34=[0.140.860.000.000.000.930.070.000.000.240.760.000.530.470.000.000.910.090.000.000.750.250.000.000.000.000.001.000.000.800.200.00]按照FCI分值大小对评判结果进行排序,FCI值越大,品种(单株)综合性状越好。从表2可知,FCI值较高的前9名为桂明一号、中圆、细核脆香、石硖、国庆一号、桂香龙眼、良庆1号、良庆2号、茂寿。2.3tki不同品种单株应用特性根据上述FCI综合评分值,采用两阶段聚类法对品种(单株)性状进行聚类分析,结果见表3。从聚类结果统计值可知,在二类时其BIC值较小,随后逐渐增大;BIC改变值及其改变率分别以2至3类变化较大,分别在-5.71~0.68和1.00~-0.12之间,以后明显稳定下来。从最小类间距比率看,3类时达到6.16,为最高。由此,可将34个龙眼品种(单株)分为3个等级。第一类品种(单株)9个,为桂明一号、中圆、细核脆香、石硖、国庆一号、桂香龙眼、良庆1号、良庆2号、茂寿,占供试材料26.47%。此类品种FCI值大于2.74,平均为2.91。其特征为可溶性固形物含量高、果肉质地干胞爽脆,有的成熟期特迟熟。第二类品种15个,为中秋一号、国宝、桂圆0503、佳圆1号、良庆3号、早熟广眼、桂龙早1号、北流中秋、桂圆0506、巨乌、桂圆0501、大乌圆8902、车站、灵龙、早白露,占44.12%。FCI值为2.36~2.60,平均为2.50。其特征表现为具有一、二个突出优良性状,或果实大,或可食率高,或可溶性固形物含量高,或质地、风味较好。第三类品种10个,为桂圆0504、桂圆0502、冰糖果、软枝大乌园、迟白露、大乌圆8213、福隆、大广眼、油面石硖、桂圆0505,占29.41‰。FCI值小于2.28,平均为2.14。其特征是果实小,或可溶性固形物含量低,或质地、风味差。综合评判结果表明,第一类品种果实的综合性状优良,第二类品种次之,第三类品种则较差。3讨论3.1优良品种评价在FCI综合分值排名的前9个品种(单株)中,石硖为广西龙眼主栽品种;桂明1号则是广西最具发展潜力的大果、优质、迟熟型新株系;桂香已获品种登记;中圆、良庆1号已通过广西果树优良单株决选,良庆2号已通过复选,细核脆香通过了初选。这说明本分析方法能客观地反映评价品种的优劣。尤其在评价品种的数量较多、依据的经济性状较大的情况下