AHP評(píng)價(jià)法在大花蕙蘭雜交后代選育中的應(yīng)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(yùn)籌學(xué)家Saaty教授提出的一種簡便、靈活而又實(shí)用的多準(zhǔn)則決策方法，是對(duì)一些較為復(fù)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(yùn)用于對(duì)花卉性狀、品種優(yōu)劣的評(píng)價(jià)等方面。大花蕙蘭生長至開花周期長，且雜交后代數(shù)量眾多，此法以往主要應(yīng)用在親本的選擇上，在雜交后代選育中未見報(bào)道。如能在雜交后代生長初期用AHP法指導(dǎo)選育工作，則可提高效率，節(jié)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(gè)大花蕙蘭組合生長周期1年內(nèi)的小苗作為AHP綜合評(píng)價(jià)的對(duì)象，分別為♀馬州麗卡×♂臺(tái)北小姐、♀馬州麗卡×♂浪漫、♀月光維納斯×♂浪漫、♀馬州麗卡×♂紅顏、♀臺(tái)北小姐×♂浪漫、♀浪漫×♂黃金薄荷，編號(hào)分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。

1.2 評(píng)價(jià)方法 采用AHP法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。AHP法的基本步驟為:①建立分層結(jié)構(gòu)，畫出分層結(jié)構(gòu)圖;②構(gòu)造判斷矩陣，求出相應(yīng)的層次單排序;③計(jì)算組合權(quán)重，進(jìn)行層次總排序。

2 結(jié)果與分析

2.1 綜合評(píng)價(jià)層次分析模型的建立 根據(jù)對(duì)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(gè)與其雜種優(yōu)勢有較密切關(guān)系的評(píng)價(jià)指標(biāo)，并依其相互關(guān)系構(gòu)成多層次分析模型(圖1)。模型分3層:目標(biāo)層，即對(duì)大花蕙蘭雜交后代的綜合評(píng)價(jià);準(zhǔn)則層，包括3個(gè)方面，即株型、花期、抗病性;指標(biāo)層，隸屬于上一層次，是對(duì)大花蕙蘭雜交后代評(píng)價(jià)有意義的性狀指標(biāo)。由于大花蕙蘭品種選育周期較長，且選育初期是整個(gè)選育過程中十分重要的階段，故指標(biāo)的選定多數(shù)是與植株形態(tài)相關(guān)的性狀。根據(jù)不同的育種目標(biāo)，選擇最具代表性的典型性狀作為指標(biāo)，并采用調(diào)查問卷的方法確定不同指標(biāo)的權(quán)重［1］，然后按相應(yīng)指標(biāo)及不同育種目標(biāo)，對(duì)每一雜交組合進(jìn)行賦值，通過計(jì)算最終得到總分值，從而評(píng)價(jià)其相對(duì)優(yōu)劣，由此指導(dǎo)大花蕙蘭選育工作。

圖1 大花蕙蘭雜交后代綜合評(píng)價(jià)的層次模型

2.2 判斷矩陣的構(gòu)造及一致性檢驗(yàn) 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定是評(píng)價(jià)的前提。該研究采用1～9比率標(biāo)度法對(duì)以上層次模型構(gòu)造判斷矩陣。根據(jù)對(duì)各指標(biāo)相對(duì)重要性程度的判斷決策打分，得出目標(biāo)層A相對(duì)于準(zhǔn)則層B1、B2、B3，B1相對(duì)于Ii，B2相對(duì)于Ii，B3相對(duì)于Ii的判斷矩陣，由此計(jì)算出各指標(biāo)的權(quán)重值，形成評(píng)價(jià)基礎(chǔ)。

為保證結(jié)論的可靠性、合理性，有必要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。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(shí)際上不可能達(dá)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(rèn)為達(dá)到滿意的一致性。在AHP法中，引用CI作為標(biāo)度判斷矩陣偏離一致性指標(biāo)。

以CI與判斷矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI的比值CR作為其一致性指標(biāo)。用隨機(jī)地從1～9及其倒數(shù)中抽取數(shù)字方法構(gòu)造正互反矩陣，求得最大特征根，重復(fù)20000次，計(jì)算平均值 λ'max并定義:RI=(λ'max－n)/(n－1)，然后根據(jù)不同的n(n=3，4，…，100)，所求得的RI估計(jì)值建立經(jīng)驗(yàn)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(jì)算一致性比例:

若CR＜0.10，則認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性，否則需調(diào)整。RI各階對(duì)應(yīng)數(shù)值如表1所示。標(biāo)度表及構(gòu)造的各判斷矩陣見表2～6。

表1 大花蕙蘭綜合評(píng)價(jià)的1～7階RI值

表2 大花蕙蘭綜合評(píng)價(jià)的標(biāo)度

表3 大花蕙蘭綜合評(píng)價(jià)的A－Bi判斷矩陣

由以上計(jì)算可以得出各評(píng)價(jià)指標(biāo)Ci相對(duì)于其隸屬準(zhǔn)則的權(quán)重值，即單排序，在此基礎(chǔ)上，用上面層次的權(quán)值加權(quán)綜合，即可計(jì)算出同一層次對(duì)于最高層次相對(duì)重要性的排列權(quán)值，結(jié)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(píng)價(jià)的B1－Ci判斷矩陣

表5 花蕙蘭綜合評(píng)價(jià)的B2－Ci判斷矩陣

表6 大花蕙蘭綜合評(píng)價(jià)的B3－Ci判斷矩陣

表7 大花蕙蘭綜合評(píng)價(jià)的層次總排序

以上結(jié)果表明，大花蕙蘭品種選育初期，株高、葉長、葉寬幾個(gè)性狀在各個(gè)單排序及總排序中權(quán)重都比較明顯，權(quán)重值均為0.252 3，可認(rèn)為是評(píng)價(jià)依據(jù)的主要指標(biāo)。除此之外，在株型選擇中，葉片數(shù)的權(quán)重也是較大的，可作為輔助指標(biāo)。在花朵的選擇中，葉片數(shù)、鱗莖大小、根系狀況、出芽早晚的權(quán)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(shù)、鱗莖大小、根系狀況的權(quán)重分別為0.136 4、0.036 0、0.026 8?？梢?，無論是對(duì)株型、花期還是抗病性進(jìn)行初期的篩選，其方向都是一致的。這些結(jié)果與實(shí)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(píng)價(jià)的合理可靠性［2］。

2.3 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的確定 通過以上分析計(jì)算，得出了評(píng)價(jià)8個(gè)指標(biāo)的相對(duì)重要性權(quán)值，從而量化了各個(gè)指標(biāo)權(quán)值，為評(píng)價(jià)工作提供了一個(gè)較為全面、客觀而統(tǒng)一的基礎(chǔ)［3］。為了對(duì)每一個(gè)大花蕙蘭雜交組合優(yōu)劣性有一個(gè)量化指標(biāo)，依據(jù)上述8個(gè)指標(biāo)給各大花蕙蘭雜交組合打分。在大量查閱文獻(xiàn)并廣泛征集專家意見的基礎(chǔ)上，確定了各種性狀的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(表8)，依此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各個(gè)雜交組合給予相應(yīng)的分值，通過計(jì)算得出其總分值，比較分析各個(gè)雜交組合之間的相對(duì)優(yōu)劣。

表8 大花蕙蘭各性狀評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2.4 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果 通過以上3個(gè)性狀、8個(gè)評(píng)價(jià)因素的相對(duì)重要性權(quán)重值計(jì)算，再結(jié)合具體雜交組合的各個(gè)因素的評(píng)分值，最終可以算出參評(píng)的6個(gè)大花蕙蘭雜交組合綜合評(píng)價(jià)得分(表9)。由表9可知，在選取的6個(gè)大花蕙蘭雜交組合中，Ⅵ(♀浪漫×♂黃金薄荷)、Ⅴ(♀臺(tái)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(qiáng)，與實(shí)際情況基本相符，是可以重點(diǎn)關(guān)注的研究對(duì)象。

通過對(duì)這6個(gè)雜交組合后代連續(xù)3年的觀察記錄，發(fā)現(xiàn)Ⅵ植株最健壯，株型最挺拔，開花植株的數(shù)量最多;Ⅴ營養(yǎng)生長好，最早開花;Ⅳ(♀馬州麗卡×♂紅顏)株型緊湊，具有獨(dú)特的觀賞價(jià)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(qiáng);Ⅰ(♀馬州麗卡×♂臺(tái)北小姐)后代易感病，成活率不足10%。

表9 大花蕙蘭綜合評(píng)價(jià)分值及排序

3 結(jié)論

在大花蕙蘭雜交后代選育初期，運(yùn)用AHP評(píng)價(jià)法能夠在株型、花期早晚和抗病性這幾個(gè)方面做出比較準(zhǔn)確的篩選，可根據(jù)選育要求及早選出表現(xiàn)優(yōu)良的組合，淘汰表現(xiàn)較差的組合，大大節(jié)省了成本，提高了育種工作效率。此外，對(duì)大花蕙蘭花色、花型、香味等性狀的篩選，還需進(jìn)一步研究。

［1］錢虹妹，楊學(xué)軍，余洪波，等.應(yīng)用AHP法綜合評(píng)價(jià)中國百合野生種資源［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006(4):168－172.

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

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