一种基于多准则决策的甘薯种质资源评价方法技术

本发明专利技术涉及一种基于多准则决策的甘薯种质资源评价方法，通过文献法、调研法和专家咨询法等筛选甘薯农艺和品质相关性状，确定核心性状，即评价指标；再通过综合赋权法结合主观赋权法和客观赋权法计算评价指标的权重值；最后通过多准则决策分析对评价指标数据进行计算，获得参评种质的得分与排名。其优点在于，方法可靠性高、数学背景深厚，适宜大批量样品数据的综合分析处理，可同时分析甘薯种质在不同用途中的价值潜力，能避免甘薯育种工作者因决策疲劳而忽略遗漏某些优良基因型，并极大提高种质评价的效率。采用本发明专利技术的方法，可以有效指导甘薯优良种质筛选、杂交亲本选择和杂交后代筛选等，为专用型甘薯品种创制提供科学高效的评价模型。的评价模型。的评价模型。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多准则决策的甘薯种质资源评价方法


[0001]本专利技术涉及甘薯育种领域，尤其涉及一种基于多准则决策的甘薯种质资源评价方法。

技术介绍

[0002]甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)又名甜薯、红薯、番薯或地瓜等，属旋花科(Convolvulaceae)番薯属(Ipomoea)一年生或多年生蔓生草本植物，是仅次于小麦、水稻、玉米、马铃薯、大麦和木薯的世界第七大粮食作物。甘薯因其产量高、适应性广和抗逆性强等特点，一度成为贫困地区“渡荒救灾”的重要粮食作物。同时，甘薯的营养也十分丰富，其薯块中富含淀粉、可溶性糖、膳食纤维、蛋白质、脂肪、维生素和矿物质等。此外，甘薯还含有对人体有益的多糖、多酚、多萜和糖蛋白等功能性成分。近年来，甘薯已从单一的粮食作物发展成为多元化经济作物，广泛应用于工业加工、食品加工和保健品加工等领域。原有的甘薯品种已然不能满足各个新用途的需求，种质创新成为突破甘薯产业原料供应瓶颈的重要途径。
[0003]目前，甘薯育种仍以传统的杂交方法为主，其子代的筛选一直沿用五圃法，即预选圃、复选圃、鉴定圃、品比预试圃和品系比较圃。在优选甘薯新品系时参评子代数量多、测量性状多、淘汰率高，往往是依靠育种者经验迅速做出决策。实践中，在考虑子代基因型综合性状优劣时，难以做到真正的全面分析，结果仍是根据少数几个关键性状的主观判断。此法容易造成筛选时忽略掉一些有价值的基因型。因此，建立科学的甘薯种质资源评价模型，消减主观因素、提高评价效率，对决策甘薯种质多用途利用的复杂问题起至关重要的辅助作用，同时，也能为甘薯杂交亲本的选择提供指导。
[0004]目前，国内外甘薯种质资源评价大多沿用的传统评价方法，是以依据目标性状直接判断的主观评价法为主，如：唐君等(2012)从76份特用型甘薯材料中筛选到2份短蔓、19份高干率、19份高胡萝卜素、1份高产、44份抗黑斑病、10份抗根腐病和26份抗茎线虫病的材料。Kamalkumaran等(2017)从73份甘薯材料中筛选到2份高产、1份高胡萝卜素的材料。Afuape等(2019)以干物率和β
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胡萝卜素含量2个性状从37个优良基因型中筛选出15个亲本，并以这两个性状评价了17个高产子一代。谢秀梅等(2019)从15个甘薯品种中筛选到3份高产量、3份高商品率、2份适中干物率、3份口感好的品种。Anderson等(2021)从鲜薯产量、腌制后产量、薯形、品质等方面评价了12个品系，分别筛选出2个优良品系和2个优良亲本。姚祝芳等(2021)从201份甘薯地方品种资源中筛选到76份高产资源、29份高干物率资源、5份高产、优质和食味优的资源。这些年来，国内偶尔出现了少数应用数学公式或模型计算的客观评价法，如：中奕等(2007)分别采用灰色关联度分析和模糊综合评判法以产量、蔓长、单株结薯数、单株薯重、晒干率、出粉率、食味评分、薯瘟病抗性、蔓割病抗性等9个性状在10个新品种区试点评价了9个参试品种。李慧峰等(2009)采用灰色关联度多维综合评估法以鲜薯产量、鲜薯产量稳定性、薯干产量、最长蔓长、分枝数、干物率、淀粉率、食味评分等8个性状指标评估了新选育的11个食饲兼用型甘薯新品种。鄢铮等(2014)运用灰色关联度分析
法分析了鲜薯产量、单株蔓重、最长蔓长、单株分枝、单株结薯数、大薯率、中薯率、干物率、出粉率等9个农艺性状与淀粉产量之间的关联度。鄢铮等(2017)采用灰色多维综合分析法以鲜薯产量、茎叶产量、最长蔓长、单株分枝数、大中薯数、结薯数、薯块干物率、花青素含量、蔓割病抗性等9个性状评价了14个紫肉甘薯品种的优劣。辛国胜等(2018)根据经验，以食用品质、烘干率、鲜薯产量、耐贮性、外观、薯肉颜色、大中薯率、抗黑斑病系数、抗茎线虫病系数、抗根腐病系数等10个评价指标建立综合评估方程客观评价了12个甘薯品种。韩俊杰等(2018)运用灰色关联度分析法分析了单株鲜薯重、蔓长、分枝数、单株结薯数、最大薯径、大薯率、中薯率、小薯率等8个性状与鲜薯产量的关联系数大小。李玲等(2020)利用TOPSIS法以硬度、黏附性、内聚性、弹性、胶黏性、咀嚼性等6个块根质地指标对45个甘薯品种进行了综合评价。何文等(2021)应用DTOPSIS法以茎粗、蔓长、地上部分鲜重、平均薯鲜重、单株结薯数、单株薯重、商品薯重、商品薯率、干物率、单产、食味评价等11个指标评价了11个鲜食甘薯品系的推广适应性。综上，在甘薯种质资源评价方面虽有数学方法的引入和应用，但对指标选择、权重赋予等过程未做深入考究，针对甘薯多用途应用同时评价的模型更尚未见报道。
[0005]因此，构建科学合理的甘薯种质资源多用途评价方法，指导专用型甘薯品种的筛选与开发利用，有利于消减由决策疲劳引起的人为误差和提高评价筛选效率，为甘薯种质资源筛选工作的数据化和信息化提供科学的方法基础。

技术实现思路

[0006]一种基于多准则决策的甘薯种质资源评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007](1)搜集与甘薯不同用途价值潜力有关的性状，并对性状的重要性进行评分；筛选出被引频次高、重要性评分高的核心性状作为多准则决策模型的评价指标；
[0008](2)采用随机区组设计进行试验，对筛选出的评价指标在特定的测定时期进行测定，获取指标数据；
[0009](3)建立甘薯评价指标层次结构体系，对不同指标的重要性进行两两对比打分，将两两对比打分值作为行列元素构建成对比较矩阵，对矩阵进行标准化，计算成对比较矩阵的特征值和特征向量，进行一致性评估，获得各评价指标的主观权重值；
[0010]将参评种质的不同指标测定数据作为行列元素构建评价矩阵，将评价矩阵标准化，计算指标的熵和熵权，获得各评价指标的客观权重值；
[0011]采用加和法整合主观权重和客观权重，获得各评价指标的综合权重值；
[0012](4)根据评价指标在不同用途中的特征属性，从所述的评价矩阵中，选取最优指标数值构建不同用途的理想物种，将理想物种和参评种质的各个指标数据同时作为行列元素构建灰色关联矩阵，对灰色关联矩阵进行标准化，计算灰色关联系数和灰色关联度，获得各参评种质与不同用途理想物种之间的关联度值及其排名；
[0013](5)将所述各参评种质与不同用途理想物种之间的关联度值及其排名与传统评价方法中关注的目标性状值相结合，对甘薯种质资源在不同用途中的应用潜力进行评价。
[0014]可选的，所述的评价指标为鲜薯产量、最长蔓长、茎直径、分枝数、单株结薯数和结薯习性6项农艺性状，以及烘干率、商品率、整齐度、淀粉含量和食用品质评分5项品质性状。
[0015]优选的，所述评价指标的测定时期，对最长蔓长、茎直径和分枝数为移栽后90天左
右的薯块盛长期；对鲜薯产量、单株结薯数、结薯习性、商品率和整齐度为收获期；对烘干率、淀粉含量和食用品质评分为收获后7天内。
[0016]可选的，所述对筛选出的评价指标在特定的测定时期进行测定，获取指标数据，包括：
[0017]鲜薯产量，以试验小区储藏根总产量折本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多准则决策的甘薯种质资源评价方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)搜集与甘薯不同用途价值潜力有关的性状，并对性状的重要性进行评分；筛选出被引频次高、重要性评分高的核心性状作为多准则决策模型的评价指标；(2)采用随机区组设计进行试验，对筛选出的评价指标在特定的测定时期进行测定，获取指标数据；(3)建立甘薯评价指标层次结构体系，对不同指标的重要性进行两两对比打分，将两两对比打分值作为行列元素构建成对比较矩阵，对矩阵进行标准化，计算成对比较矩阵的特征值和特征向量，进行一致性评估，获得各评价指标的主观权重值；(4)将参评种质的不同指标测定数据作为行列元素构建评价矩阵，将评价矩阵标准化，计算指标的熵和熵权，获得各评价指标的客观权重值；(5)采用加和法整合主观权重和客观权重，获得各评价指标的综合权重值；(6)根据评价指标在不同用途中的特征属性，从所述的评价矩阵中，选取最优指标数值构建不同用途的理想物种，将理想物种和参评种质的各个指标数据同时作为行列元素构建灰色关联矩阵，对灰色关联矩阵进行标准化，计算灰色关联系数和灰色关联度，获得各参评种质与不同用途理想物种之间的关联度值及其排名；(7)将所述各参评种质与不同用途理想物种之间的关联度值及其排名与传统评价方法中关注的目标性状值相结合，对甘薯种质资源在不同用途中的应用潜力进行评价。2.根据权利要求1所述的一种基于多准则决策的甘薯种质资源评价方法，其特征在于，所述的评价指标为鲜薯产量、最长蔓长、茎直径、分枝数、单株结薯数和结薯习性6项农艺性状，以及烘干率、商品率、整齐度、淀粉含量和食用品质评分5项品质性状。3.根据权利要求1所述的一种基于多准则决策的甘薯种质资源评价方法，其特征在于，所述评价指标的测定时期，对最长蔓长、茎直径和分枝数为移栽后90天左右的薯块盛长期；对鲜薯产量、单株结薯数、结薯习性、商品率和整齐度为收获期；对烘干率、淀粉含量和食用品质评分为收获后7天内。4.根据权利要求2或者3所述的一种基于多准则决策的甘薯种质资源评价方法，其特征在于，所述对筛选出的评价指标在特定的测定时期进行测定，获取指标数据，包括：鲜薯产量，以试验小区储藏根总产量折合成亩产计；最长蔓长，以从地面到最长分枝顶芽的长度计；茎直径，以最长分枝中间的直径计；分枝数，以离地10cm处的枝条数计；单株结薯数，以单株储藏根的数量计；结薯习性，根据储藏根的空间分布，松散计1分，较集中计2分，集中计3分；烘干率，以70℃下烘至恒重后，干重占鲜重的百分比计；商品率，以符合销售标准的储藏根重占总储藏根重的百分率计；整齐度，根据储藏根形状和大小的一致性，不整齐计1分，较整齐计2分，整齐计3分；淀粉含量，以淀粉占储藏根干重的百分比计；食用品质评分，从色泽、香度、甜度、黏(面)度和纤维感5个方面获得综合评分。5.根据权利要求1所述的一种基于多准则决策的甘薯种质资源评价方法，其特征在于，所述甘薯评价指标层次结构体系包括目的层、准则层和方案层，其中目的层为甘薯市场价
值潜力；准则层分一级指标层和二级指标层，一级指标层为农艺性...

【专利技术属性】
技术研发人员：项伟，张超凡，董芳，张亚，张道微，
申请(专利权)人：湖南省作物研究所，
类型：发明
国别省市：