一種快速篩選優質春石斛盆花的方法
2023-04-22 21:23:06
專利名稱：一種快速篩選優質春石斛盆花的方法
技術領域：
本發明屬於園林花卉育種技術領域，具體涉及一種快速篩選優質春石斛盆花的方法。
背景技術：
石斛蘭，蘭科(Orchidaceae)石斛屬(Dendrobium)的多年生草本植物，屬附生蘭類。石斛蘭姿態優美、花色豔麗、莖幹挺拔，花期長達3個月，觀賞價值很高，而且是少有的具有香味的洋蘭，被譽為「世界四大觀賞洋蘭」之一，尤其深受東南亞洲人民的歡迎。石斛蘭依據花期的不同可分為春石斛和秋石斛。秋石斛自然花期在秋季，為頂生花序類，常做切花用。春石斛，為節生花序類，株高30～100cm，葉色蒼翠，直立的假鱗莖呈扁圓柱形，花朵碩大，花色豐富，多分枝，可同時觀花、葉、莖，特別適合作盆花栽培。春石斛自然花期為3～4月，花期調控可提前至春節或情人節開花，近年來逐漸成為市場暢銷的年宵高檔花卉，商業前景大。2004年的年宵花市場上，一盆4株組合，品質優良的春石斛盆花售價達1000元人民幣，在國際市場上的售價更高(葉香娟等，2007)。
石斛屬是蘭科中僅次於石豆蘭屬的第二大屬，該屬植物廣泛分布於亞洲熱帶、亞熱帶至大洋洲地區，總共有1000多個原生種，我國有74種和2變種，其中可作觀賞的石斛蘭有39種1變種。園藝栽培品種眾多，目前已有10700多個石斛蘭雜交種在英國園藝協會(RHS)登錄。大量的春石斛品種，在為其提供豐富的種質資源的同時，增大了選種的難度。由於春石斛的巨大市場潛力，近年來篩選合適的已有品種與選育新品種已成為春石斛的主要研究熱點之一。對其進行科學、準確的全方位品質評價是春石斛育種、選種的基礎。花卉類品質的評價常採用的方法有根據視覺效果直接分級(胡漢升等，2003)，或利用生物統計和感官判斷方法根據組距分級(武春霞等，2006)，或測取其數量性狀，然後對不同指標的權重人工賦值，加權求和，最後根據和分級(周媛等，2006)。但這些方法中人為因素的影響明顯。目前，尚未見利用數學方法簡化指標，確定權重，直接根據春石斛數量性狀篩選優質盆花的方面的文獻報導，無法結合現有的計算機技術建立數位化快速篩選方法，不利於其科學研究和規模化生產。
聚類分析和主成分分析等多元統計方法是一種比較科學的對相似指標聚類，簡化指標，進而確定指標參數的方法。在花卉品種分類，土壤肥力評價，春石斛形態特徵數量分析中已應用(趙凱歌等，2004；隋躍宇等，2007；陳和明，2009)。本發明在前人工作的基礎上，首次創造性地將多元統計的方法應用到了春石斛品質綜合評價中，同時以各指標的得分代替其標準化值，建立了一套完整的快捷、科學的優質品種與植株篩選方法，是建立數位化農業的基礎。
發明內容
本發明的目的在於提供一種快速、準確地篩選春石斛盆花的方法。
本發明的技術方案如下 一種快速篩選優質春石斛盆花的方法，它包括適合作為盆花的春石斛品種的篩選方法A和優質春石斛植株的篩選方法B，如下所示 A快速篩選優質春石斛盆花品種的步驟 (1)以春石斛不同品種三年生開花植株為調查對象，隨機抽取各品種15～25株為樣本，獲得反映春石斛群體性狀的原始數據單元； (2)將各品種的平均值標準化，對各指標間相關性進行聚類分析，通過各主成分的貢獻率與特徵係數計算出各指標的權重，建立綜合評價優質盆花春石斛品種的指標及其權重的評價單元； (3)根據不同品種春石斛群體分布狀態，建立品種間的單因子分級標準體系單元； (4)構建綜合評價方程F＝∑λi*mi，(i＝1，2，3…10)，建立快速篩選適合作為盆花的春石斛品種的等級模型，即F＞3.5，1級；3＜F＜3.5，2級；2.5＜F＜3，3級；2＜F＜2.5，4級；F＜2，5級； (5)篩選得到1級盆花品種V1； B快速篩選V1品種優質植株的步驟 (1)以步驟A(5)中篩選出的1級盆花品種V1為試驗材料，隨機抽取其中85～100株，調查反映該品種植株差異的原始數據； (2)確定綜合評價優質V1品種的指標及其權重； (3)根據V1品種春石斛群體分布狀態，建立品種內的單因子分級標準體系單元； (4)構建V1綜合評價方程F＝∑λi*ni，(i＝1，2，3…10)，求出各植株的觀賞特徵值F值，建立快速篩選優質V1植株的等級模型，即F＞3.5，1級；3＜F＜3.5，2級；2.5＜F＜3，3級；2＜F＜2.5，4級；F＜2，5級。
本發明的優點是 (1)本發明首次將聚類分析、主成分分析等多元統計方法與春石斛品種觀賞價值的綜合評價結合，建立主要以數量性狀指標直接評價春石斛綜合品質的方法，減少主觀因素對春石斛盆花綜合品質評價的影響。
(2)應用聚類分析方法從多項指標中選取有代表性的指標反映品種與植株的性狀，簡化篩選體系，提高本方法的可操作性，利於推廣普及。
(3)通過各主成分的貢獻率pi以及其特徵係數ri，計算出各指標的權重λi＝∑pi*ri，減少因為人為對各指標賦值導致的主觀性。
(4)以各個指標的級別mi，ni代替原標準化數據帶入綜合評價方程F＝∑λi*mi，或F＝∑λi*ni，，簡化計算。
(5)本發明中春石斛V1品種盆花品質評價方法對春石斛其他品種的春石斛盆花的品質評價具有指導意義。
圖1是春石斛不同品種各指標間相關性的聚類分析 其中，x1初花期；x2盛花期長；x3總花期長；x4枝花量；x5總花量；x6單花枝葉數；x7總葉數；x8開花節數；x9此分枝的節數；x10徑粗；x11花枝長；x12假鱗莖高；x13冠幅；x14花徑；x15葉長；x16葉寬；x17花香；x18花色；x19整齊度；x20花節數比；x21花枝長比；x22葉面積；x23單枝花序上小花量；x24分枝數 圖2春石斛V1品種各指標間相關性的聚類分析 其中，x1初花期；x2盛花期長；x3總花期長；x4枝花量；x5總花量；x6單花枝葉數；x7總葉數；x8開花節數；x9此分枝的節數；x10徑粗；x11花枝長；x12假鱗莖高；x13冠幅；x14花徑；x15葉長；x16葉寬；x17花香；x18花色；x19整齊度；x20花節數比；x21花枝長比；x22葉面積；x23單枝花序上小花量；x24分枝數 圖3是春石斛優質盆花品種評選結果示例 其中，1(a)為春石斛V1號品種一分枝植株；5(b)為V5號品種二分枝植株；其餘同
具體實施例方式 實施例1 A快速篩選優質春石斛盆花品種的方法 (1)調查不同品種，獲得反映春石斛栽培品種群體性狀的原始數據。調查對象為即將開花的三年生不同品種，包括大花型、中花型與小花型，單枝、雙枝、三枝成熟假鱗莖，紅色、黃色、白色三色系等各種狀態。各品種隨機選取15～25株，分別調查以下24個性狀指標 初花期x1(測定方法從處理開始到開花率達到10％的時間；單位天)， 盛花期長x2(測定方法從開花率30％到剩餘開花量佔總花量50％的時間；單位天)， 總花期長x3(測定方法從開花率10％到剩餘開花量佔總花量10％的時間；單位天)， 花開整齊度x19(測定方法盛花期長佔總花期長的比例；單位朵)， 單枝花量x4(測定方法各假鱗莖上總花數；單位朵)， 總花量x5(測定方法達到統計要求的假鱗莖上的所有總花數；單位朵)， 花徑x14(測定方法花朵充分展開時兩個側萼頂部的最大長度；單位釐米)， 花香x17(等級無香型，微香型，淡香型，香型，濃香型；分別對應1，2，3，4，5分)， 花色x18(測定方法不同品種間，分為顏色鮮豔明快，顏色較鮮豔，顏色不鮮豔但協調，顏色較淺，有雜色，分別對應1，2，3，4，5分；不同個體間花色，分為完全反映品種花色，基本反映品種花色，不能反映品種花色三類，分別對應1，3，5分)， 單枝花序上小花量x23(測定方法單枝花量與連續開花節數之比；單位朵)， 開花節數x8(測定方法單株假鱗莖上開花節數)， 花節數比x20(測定方法連續開花節數與總節數之比)， 花枝長x11(測定方法從最底部花序基部到最上方花序基部；單位釐米)， 花枝長比x21(測定方法花枝長與假鱗莖高之比)， 冠幅x13(測定方法自然最寬幅度；單位釐米)， 假鱗莖粗x10(測定方法假鱗莖最粗部位的寬度；單位釐米)， 假鱗莖高x12(測定方法從根頸到假鱗莖最高端的長度；單位釐米)， 此分枝的節數x9(測定方法單一假鱗莖的節數)， 總葉數x7(測定方法達到統計要求的假鱗莖上的所有總葉數)， 單花枝葉數x6(測定方法單枝假鱗莖上葉數)， 葉長x15(測定方法最大葉長；單位釐米)， 葉寬x16(測定方法最大葉寬；單位釐米)， 葉面積x22(測定方法最大葉面積；單位平方釐米)， 分枝數x24(測定方法統計花量達到1/3最大花量的分枝)。
(2)確定綜合評價優質盆花春石斛品種的指標及其權重。對以上24個指標的數據進行標準化處理，利用SAS軟體程序進行聚類分析，根據指標間的相關性將指標分為10個組合，保留每個組合中一個指標，去除其餘指標，從而將篩選體系簡化為10個指標。針對不同品種或植株的10個主要性狀進行主成分分析，得到各主成分的貢獻率pi以及各主成分的特徵係數ri，通過計算分別得到10個指標在品質綜合影響中的權重λi＝∑pi*mi(表1)。
表1篩選出的春石斛品種的指標與各指標所佔權重
(3)建立品種間的單因子分級標準體系，劃分春石斛單因子級別。根據《盆栽春石斛產品質量等級》，結合春石斛不同數量性狀指標的分布範圍，將以上10個指標分別分為以下5個等級。實施時，查表2可得到各品種單項指標的等級，分別記作mi。
表2春石斛品種間的單因子分級標準
(4)構建春石斛不同品種的綜合評價方程，求出各植株的觀賞特徵值F值。構建針對不同品種春石斛品質的綜合評價方程，F＝∑λi*mi，(i＝1，2，3…10)，求出春石斛盆花品質的觀賞特徵值F值。
(5)建立春石斛的盆花品質等級模型。根據已得到的F值，將春石斛的盆花品質分為5個等級(表3)。
表3春石斛的盆花品質等級
實施例2 B快速篩選優質春石斛植株的方法 (1)調查春石斛栽培品種V1，獲得反映V1群體性狀的原始數據。隨機選取85～100株三年生V1品種，按A(1)方法分別調查以上24個性狀指標； (2)確定綜合評價V1品種優質盆花的指標及其權重。利用A(2)方法得到10個指標在品質綜合影響中的權重λi＝∑πi*ni(表4)。
表4篩選出的V1號品種的簡化指標與各指標所佔權重
(3)建立V1品種的單因子分級標準體系，劃分春石斛單因子級別。根據V1品種不同數量性狀指標的分布範圍，將以上10個指標分別分為以下5個等級。實施時，查表5可得到各品種單項指標的等級，分別記作ni。
表5春石斛V1號品種的單因子分級標準
(4)構建春石斛V1品種的綜合評價方程，求出各植株的觀賞特徵值F值。構建針對V1的綜合評價方程，F＝∑λi*ni，(i＝1，2，3…10)，求出V1盆花品質的觀賞特徵值F值。
(5)建立V1品種的盆花品質等級模型。根據已得到的F值，將V1品種的盆花品質分為5個等級(表3)。
除上述實施方案外，本發明還有針對除V1號品種以外的其他品種的評價體系，凡採用本技術流程得到的春石斛或者其他盆花的品質評價體系，均落在本發明的要求保護範圍內。
參考文獻金延德等，主成分分析和聚類分析在花卉栽培基質配方選擇中的應用J.土壤通報，2004，35(5)588～591中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志M.北京科學出版社，1999，19671～746葉香娟等.華東地區春石斛花期調控與花期花後管理技術J.現代園藝，2007，318～19胡漢升等.一品紅盆花質量標準的研究J.中南林學院學報，2003，23(5)112～114武春霞等.晚香玉切花質量等級劃分標準的研製J.西南園藝，2006，34(2)20～22周媛等.桂花切花品種篩選J.浙江林學院學報，2006，23(6)660～663趙凱歌等.蠟梅品種的數量分類和主成分分析J.北京林業大學學報，2004，26(增刊)79～83隋躍宇等.黑土肥力評價指標體系P.中國，專利，200510017059.2，2007-2-28陳和明等.春石斛形態特徵數量分析M.張啟翔主編，中國觀賞園藝研究進展.2009.中國園藝學會觀賞園藝專業委員會2009年學術年會，臨安，2009，北京中國林業出版社，200995～100何清正等.商品洋蘭M.廣州廣東科學技術出版社，200534王偉等，觀賞石斛蘭研究進展J.安徽農業科學，2009，37(2)589～591鄭勇平等.LY/T 1736-2008.盆栽春石斛產品質量等級.北京國家林業局，2008
權利要求
1.一種快速篩選春石斛盆花的方法，包括步驟A和步驟B，如下所示
A快速篩選優質春石斛盆花品種的步驟
(1)以春石斛不同品種三年生植株為調查對象，隨機抽取各品種15～25株為樣本，獲得反映春石斛群體性狀的原始數據單元；
(2)將各品種各性狀的平均值標準化，對品種內各指標間相關性進行聚類分析，通過各主成分的貢獻率與特徵係數計算出各指標的權重，建立確定綜合評價優質盆花春石斛品種的指標及其權重的分析單元；
(3)根據春石斛群體分布狀態，建立品種間的單因子分級標準；
(4)構建綜合評價方程，建立快速篩選適合作為盆花的春石斛品種的等級模型，即F＞3.5，1級；3＜F＜3.5，2級；2.5＜F＜3，3級；2＜F＜2.5，4級；F＜2，5級；
(5)篩選得到1級盆花品種V1；
B快速篩選V1品種優質植株的步驟
(1)以步驟A中(5)篩選出的1級盆花品種V1為試驗材料，隨機抽取其中85～100株，調查反映該品種植株差異的原始數據；
(2)確定綜合評價V1品種的指標及其權重；
(3)建立V1品種的單因子分級標準體系；
(4)構建V1品種綜合評價方程F＝∑λi*ri，(i＝1，2，3...10)，求出各植株的觀賞特徵值F值，建立快速篩選質春石斛植株的等級模型，即F＞3.5，1級；3＜F＜3.5，2級；2.5＜F＜3，3級；2＜F＜2.5，4級；F＜2，5級。
全文摘要
本發明屬於園林花卉育種技術領域，具體涉及一種快速篩選優質春石斛盆花的方法。本發明的特徵是，在盆栽春石斛的花期，通過對品種間與品種內反映植株品質的指標的調查、分析與篩選，指標參數值的設定，求出不同品種或同一品種不同植株間的觀賞特徵值F值，根據F值的大小，將春石斛的盆花品質分為5個等級，所得測試優質盆花的結果能準確反映測試的春石斛盆花的品質特性。本發明為春石斛優質盆花的篩選提供了科學準確、簡易實用的指標與方法，是建立數位化農業的基礎。
文檔編號G01N33/00GK101750471SQ200910273279
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月17日 優先權日2009年12月17日
發明者王彩雲, 李麗, 麥榮章, 黃麗莉, 張曉慧 申請人:華中農業大學