摘 要: 本發(fā)明涉及工業(yè)大麻耐澇性綜合評價的方法技術(shù)領(lǐng)域，特別是基于熵值法的工業(yè)大麻耐澇性綜合評價的方法及其應(yīng)用，包括以下步驟：首先，準備工業(yè)大麻材料并進行栽培；在澇害脅迫處理的第9天，測定工業(yè)大麻的形態(tài)指標和生理指標，根據(jù)測定結(jié)果計算各指標的耐澇系數(shù)，并進行相關(guān)性分析以篩選核心指標；對篩選出的核心指標進行數(shù)據(jù)標準化處理，并運用熵值法分析計算各指標權(quán)重；最后，根據(jù)計算得到的指標權(quán)重，計算綜合得分并進行耐澇性評價，雙套盆法為澇害脅迫處理提供了標準化的方法，確保了實驗的可重復(fù)性。耐澇系數(shù)的引入使得不同指標間具有可比性，為后續(xù)分析奠定了基礎(chǔ)，相關(guān)性分析篩選核心指標的步驟有效降低了數(shù)據(jù)維度，避免了信息冗余。
權(quán)利要求書
1.基于熵值法的工業(yè)大麻耐澇性綜合評價的方法，其特征在于，包括以下步驟：
首先，準備工業(yè)大麻材料并進行栽培，待植株生長至快速生長期約70cm高時，采用雙套盆法進行澇害脅迫處理，其中將種植工業(yè)大麻的有孔花盆放入底部無孔的花盆中，每天定時補水使土壤含水量過飽和，并保持水面高出基質(zhì)土表面3cm；
然后，在澇害脅迫處理的第9天，測定工業(yè)大麻的形態(tài)指標和生理指標，其中形態(tài)指標包括株高、莖粗、地上部干重和地下部干重，生理指標包括葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素總含量、類胡蘿卜素含量、超氧化物歧化酶SOD活性、過氧化物酶POD活性、丙二醛MDA含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、相對電導(dǎo)率和根系活力；
接著，根據(jù)測定結(jié)果計算各指標的耐澇系數(shù)，并進行相關(guān)性分析以篩選核心指標；
隨后，對篩選出的核心指標進行數(shù)據(jù)標準化處理，并運用熵值法分析計算各指標權(quán)重；
最后，根據(jù)計算得到的指標權(quán)重，計算綜合得分并進行耐澇性評價。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述耐澇系數(shù)β的計算公式為：
β＝澇害脅迫處理組測定值/對照組測定值
其中，對照組為正常水分處理組，β值越接近1，表示該指標受澇害影響越小，耐澇性越強。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述相關(guān)性分析采用相關(guān)系數(shù)熱圖方法，通過計算各指標間的相關(guān)系數(shù)，選擇與形態(tài)指標相關(guān)性最大的生理指標作為核心指標，具體包括：
計算株高與其他指標的相關(guān)系數(shù)，選擇相關(guān)系數(shù)絕對值最大的生理指標；
計算莖粗與其他指標的相關(guān)系數(shù)，選擇相關(guān)系數(shù)絕對值最大的生理指標；
計算地上部干重與其他指標的相關(guān)系數(shù)，選擇相關(guān)系數(shù)絕對值最大的生理指標；
計算地下部干重與其他指標的相關(guān)系數(shù)，選擇相關(guān)系數(shù)絕對值最大的生理指標。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)標準化處理采用以下公式：
正向指標：
逆向指標：
其中，X為指標原始值，Xmin為指標最小值，Xmax為指標最大值；正向指標指數(shù)值越大越好的指標，逆向指標指數(shù)值越小越好的指標。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述熵值法分析包括以下步驟：
首先，計算第j項指標下第i個樣本值占該指標總和的比重Pij：
其中，Xij為第j項指標下第i個樣本的標準化值；
然后，計算各指標的信息熵ej：
其中，
n為樣本數(shù)；
接著，計算各指標的信息效用值dj：
dj＝1 ej
最后，計算各指標的權(quán)重系數(shù)Wj：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述綜合得分的計算方法為：
將各指標的耐澇系數(shù)與對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)相乘，然后進行累加，得到最終的綜合得分，綜合得分越高，表示該工業(yè)大麻材料的耐澇性越強。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述形態(tài)指標的測定方法包括：
使用卷尺測量以大麻莖稈底部為起點，尖端為終點的株高；
使用游標卡尺測量距土面3cm處的主莖直徑作為莖粗；
將植株地上部分在60℃下烘烤72h后稱重得到地上部干重；
將植株根系洗凈后在60℃下烘烤72h后稱重得到地下部干重。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述生理指標的測定方法包括：
采用乙醇提取法測定葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量和類胡蘿卜素含量；采用氮藍四唑NBT光還原法測定SOD活性；采用愈創(chuàng)木酚顯色法測定POD活性；采用硫代巴比妥酸TBA顯色法測定MDA含量；采用酸性茚三酮法測定脯氨酸含量；采用考馬斯亮藍法測定可溶性蛋白含量；采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量；采用浸泡法測定相對電導(dǎo)率；采用TTC法測定根系活力。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項所述的方法，其特征在于，所述工業(yè)大麻材料包括不同品種的工業(yè)大麻，通過對不同品種進行耐澇性評價，可以篩選出耐澇性較強的工業(yè)大麻品種。
10.權(quán)利要求1 9中任一項所述方法在工業(yè)大麻育種中的應(yīng)用，其特征在于，通過對不同工業(yè)大麻品種或育種材料進行耐澇性評價，篩選出耐澇性強的品種或個體，用于進一步的育種工作。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及工業(yè)大麻耐澇性綜合評價的方法技術(shù)領(lǐng)域，特別是基于熵值法的工業(yè)大麻耐澇性綜合評價的方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)
澇害是影響全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的主要環(huán)境因素之一，對作物生產(chǎn)安全造成嚴重危害。澇害對植物損傷的實質(zhì)在于水分過多而阻礙了植物與大氣間的氣體交換，使周圍氧氣濃度過低形成低氧或無氧狀態(tài)，導(dǎo)致植物受澇組織缺氧，而二氧化碳和乙烯等積累增加，致使植物生長受阻，作物產(chǎn)量降低。
大麻又被稱為漢麻、火麻，隸屬于大麻科大麻屬，是雌雄異株的一年生草本植物。工業(yè)大麻是不具備直接毒品利用價值的大麻品種類型，其植株中的致幻成分四氫大麻酚(THC)的質(zhì)量分數(shù)低于0.3％。目前，工業(yè)大麻在加拿大、美國以及歐洲、非洲、亞洲國家廣泛種植，是多用途、可持續(xù)、低環(huán)境影響的作物，被廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域，如紡織、服裝、食品、飼料、化妝品、建筑、紙張、制藥行業(yè)等。大麻主要適種于溫帶季風(fēng)氣候區(qū)和亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)中的沙質(zhì)土和壤土環(huán)境，雖然需要充足水分才能高產(chǎn)，但工業(yè)大麻耐旱不耐澇。
近年來，隨著全球氣候變暖、冰川融化和極端天氣的頻發(fā)，以及雨季降水集中，多大雨、暴雨和連續(xù)性強降雨的發(fā)生，嚴重影響工業(yè)大麻的生長發(fā)育。而大多數(shù)工業(yè)大麻品種不耐澇，在生長發(fā)育的過程中容易受到澇害，導(dǎo)致產(chǎn)量下降、品質(zhì)降低等問題。澇害對工業(yè)大麻的影響主要表現(xiàn)在生長發(fā)育、生理代謝和抗逆能力等方面上，許多學(xué)者對工業(yè)大麻抗逆方面的研究主要集中在抗旱、鹽脅迫、溫度脅迫等方面，而對工業(yè)大麻耐澇性研究報道較少，特別是涉及工業(yè)大麻耐澇性綜合評價的方法。目前，大多數(shù)評價方法主要采用主成分分析與隸屬函數(shù)法聯(lián)用，過程較為復(fù)雜、繁冗。而本發(fā)明通過計算耐澇系數(shù)，并使用相關(guān)系數(shù)確定核心指標，減少評價指標的數(shù)量，再運用熵值法(Entropy weight method)建立科學(xué)、可靠的工業(yè)大麻耐澇性綜合評價的方法，以此篩選工業(yè)大麻耐澇性種質(zhì)資源。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于耐澇系數(shù)、相關(guān)系數(shù)和熵值法的工業(yè)大麻耐澇性綜合評價的方法及其應(yīng)用，解決了上述背景技術(shù)中提出的大多數(shù)評價方法復(fù)雜且單一的問題。本發(fā)明通過結(jié)合形態(tài)指標和生理指標并計算耐澇系數(shù)和相關(guān)系數(shù)，然后篩選核心指標，減少評價指標的數(shù)量，再運用熵值法分析計算各指標的權(quán)重和各品種的綜合得分，實現(xiàn)對各品種工業(yè)大麻耐澇能力的綜合評價。本發(fā)明采用的熵值法是常用于多指標決策分析的方法，其計算原理基于信息熵理論。該方法可以將不同指標的重要性進行量化，并將其運用于評價和排名等領(lǐng)域，可提高工業(yè)大麻材料耐澇性鑒別的效率和準確率，為鑒定工業(yè)大麻耐澇能力強弱提供一個客觀、可靠的方法。
本發(fā)明提出了基于熵值法的工業(yè)大麻耐澇性綜合評價的方法，1.基于熵值法的工業(yè)大麻耐澇性綜合評價的方法，其特征在于，包括以下步驟：
首先，準備工業(yè)大麻材料并進行栽培，待植株生長至快速生長期約70cm高時，采用雙套盆法進行澇害脅迫處理，其中將種植工業(yè)大麻的有孔花盆放入底部無孔的花盆中，每天定時補水使土壤含水量過飽和，并保持水面高出基質(zhì)土表面3cm；
然后，在澇害脅迫處理的第9天，測定工業(yè)大麻的形態(tài)指標和生理指標，其中形態(tài)指標包括株高、莖粗、地上部干重和地下部干重，生理指標包括葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素總含量、類胡蘿卜素含量、超氧化物歧化酶SOD活性、過氧化物酶POD活性、丙二醛MDA含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、相對電導(dǎo)率和根系活力；
接著，根據(jù)測定結(jié)果計算各指標的耐澇系數(shù)，并進行相關(guān)性分析以篩選核心指標；
隨后，對篩選出的核心指標進行數(shù)據(jù)標準化處理，并運用熵值法分析計算各指標權(quán)重；
最后，根據(jù)計算得到的指標權(quán)重，計算綜合得分并進行耐澇性評價。
優(yōu)選地，所述耐澇系數(shù)β的計算公式為：
β＝澇害脅迫處理組測定值/對照組測定值
其中，對照組為正常水分處理組，β值越接近1，表示該指標受澇害影響越小，耐澇性越強。
優(yōu)選地，所述相關(guān)性分析采用相關(guān)系數(shù)熱圖方法，通過計算各指標間的相關(guān)系數(shù)，選擇與形態(tài)指標相關(guān)性最大的生理指標作為核心指標，具體包括：
計算株高與其他指標的相關(guān)系數(shù)，選擇相關(guān)系數(shù)絕對值最大的生理指標；
計算莖粗與其他指標的相關(guān)系數(shù)，選擇相關(guān)系數(shù)絕對值最大的生理指標；
計算地上部干重與其他指標的相關(guān)系數(shù)，選擇相關(guān)系數(shù)絕對值最大的生理指標；
計算地下部干重與其他指標的相關(guān)系數(shù)，選擇相關(guān)系數(shù)絕對值最大的生理指標。
優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)標準化處理采用以下公式：
正向指標：
逆向指標:
其中，X為指標原始值，Xmin為指標最小值，Xmax為指標最大值；正向指標指數(shù)值越大越好的指標，逆向指標指數(shù)值越小越好的指標。
優(yōu)選地，所述熵值法分析包括以下步驟：
首先，計算第j項指標下第i個樣本值占該指標總和的比重Pij：
其中，Xij為第j項指標下第i個樣本的標準化值；
然后，計算各指標的信息熵ej：
其中，
n為樣本數(shù)；
接著，計算各指標的信息效用值dj：
dj＝1 ej
最后，計算各指標的權(quán)重系數(shù)Wj：
優(yōu)選地，所述綜合得分的計算方法為：
將各指標的耐澇系數(shù)與對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)相乘，然后進行累加，得到最終的綜合得分，綜合得分越高，表示該工業(yè)大麻材料的耐澇性越強。
優(yōu)選地，所述形態(tài)指標的測定方法包括：
使用卷尺測量以大麻莖稈底部為起點，尖端為終點的株高；
使用游標卡尺測量距土面3cm處的主莖直徑作為莖粗；
將植株地上部分在60℃下烘烤72h后稱重得到地上部干重；
將植株根系洗凈后在60℃下烘烤72h后稱重得到地下部干重。
優(yōu)選地，所述生理指標的測定方法包括：
采用乙醇提取法測定葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量和類胡蘿卜素含量；采用氮藍四唑NBT光還原法測定SOD活性；采用愈創(chuàng)木酚顯色法測定POD活性；采用硫代巴比妥酸TBA顯色法測定MDA含量；采用酸性茚三酮法測定脯氨酸含量；采用考馬斯亮藍法測定可溶性蛋白含量；采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量；采用浸泡法測定相對電導(dǎo)率；采用TTC法測定根系活力。
優(yōu)選地，所述工業(yè)大麻材料包括不同品種的工業(yè)大麻，通過對不同品種進行耐澇性評價，可以篩選出耐澇性較強的工業(yè)大麻品種。
所述方法在工業(yè)大麻育種中的應(yīng)用，通過對不同工業(yè)大麻品種或育種材料進行耐澇性評價，篩選出耐澇性強的品種或個體，用于進一步的育種工作。
本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
本發(fā)明的方法巧妙地結(jié)合了多個創(chuàng)新點，形成了一個系統(tǒng)、高效的評價體系。雙套盆法為澇害脅迫處理提供了標準化的方法，確保了實驗的可重復(fù)性。耐澇系數(shù)的引入使得不同指標間具有可比性，為后續(xù)分析奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)性分析篩選核心指標的步驟有效降低了數(shù)據(jù)維度，避免了信息冗余。熵值法的應(yīng)用則解決了指標權(quán)重確定的客觀性問題。這些步驟之間存在著緊密的邏輯關(guān)系和協(xié)同作用，共同構(gòu)成了一個完整、可靠的評價體系。
與其他作物的評價方法不同，本發(fā)明是基于耐澇系數(shù)和相關(guān)系數(shù)，采用熵值法對工業(yè)大麻種質(zhì)資源耐澇性進行綜合評價：首先對工業(yè)大麻的生長生理等多項指標用耐澇系數(shù)進行轉(zhuǎn)化，再通過相關(guān)系數(shù)篩選核心指標，運用熵值法分析計算各指標的權(quán)重，將各指標數(shù)據(jù)與對應(yīng)的權(quán)重相乘后進行累加，即為各材料的“綜合得分”，根據(jù)綜合得分的高低得到各材料的耐澇性排名；本發(fā)明的評價結(jié)果與外部形態(tài)特征觀察基本一致，對于耐澇工業(yè)大麻種質(zhì)的篩選具有指導(dǎo)意義。
此外，現(xiàn)有的耐澇性評價方法大多采用單一指標評價或主成分分析與隸屬函數(shù)法聯(lián)用，存在測定指標過多、流程復(fù)雜、直觀性不夠等缺點；而本發(fā)明提供耐澇性評價的方法，是通過測定各類指標計算出耐澇系數(shù)和相關(guān)系數(shù)，篩選出核心指標，根據(jù)核心指標運用熵值法計算權(quán)重和綜合得分，然后做出是否具有較高耐澇性的評價，與現(xiàn)有技術(shù)相比，方法更加簡單、直觀，具有一定的先進性。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的澇害脅迫下不同工業(yè)大麻品種各指標間的相關(guān)分析熱圖，圖中右上區(qū)域的數(shù)字為各指標間相關(guān)系數(shù)，字體顏色越深，相關(guān)性越強，字體顏色越淺，相關(guān)性越弱；左下區(qū)域的方塊顏色越深，相關(guān)性越強，顏色越淺，相關(guān)性越弱。紅色表示正相關(guān)，藍色表示負相關(guān)。*表示顯著相關(guān)(p＜0.05)，**表示極顯著相關(guān)(p＜0.01)。
圖1
圖2為本發(fā)明實施例對工業(yè)大麻進行耐澇性評價的流程示意圖；
圖2
圖3為本發(fā)明實施例中不同工業(yè)大麻品種澇害脅迫第9d時的整體形態(tài)示意圖。
圖3
注：CK為正常水分處理；WS為澇害脅迫處理。
具體實施方式
為了更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，其具體實施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如下。在下述說明中，不同的“一個實施例”或“另一個實施例”指的不一定是同一實施例。此外，一或多個實施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特點可由任何合適形式組合。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。
參閱圖1 3，本實施例以5個工業(yè)大麻品種作為研究對象，采用“雙套盆法”進行澇害脅迫處理，結(jié)合形態(tài)指標與生理指標，分析其株高、莖粗、地上部干重和地下部干重4個形態(tài)指標及其葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素總含量、類胡蘿卜素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、相對電導(dǎo)率和根系活力(TTC還原強度)12個生理指標的變化，計算耐澇系數(shù)和進行相關(guān)系數(shù)分析，選擇形態(tài)指標以及與各形態(tài)指標相關(guān)性最大的生理指標，應(yīng)用熵值法進行權(quán)重計算和排名，對工業(yè)大麻耐澇性進行綜合評價。
本發(fā)明提供了基于熵值法的工業(yè)大麻耐澇性綜合評價的方法及其應(yīng)用
該方法包括以下步驟：
1.準備工業(yè)大麻材料并進行栽培：
在本發(fā)明的一個實施例中，選用4個云南主要推廣的工業(yè)大麻品種‘云麻1號’?‘云麻7號’?‘云麻8號’?‘云麻10號’和1個廣西主要推廣的工業(yè)大麻品種‘巴馬火麻’為供試材料。在云南大學(xué)資源植物研究院/農(nóng)學(xué)院對以上收集到的5個工業(yè)大麻品種進行澇害脅迫試驗。這些品種代表了目前主要推廣的工業(yè)大麻品種，具有較好的代表性。
2“.雙套盆法”模擬澇害脅迫：
將5種材料的種子分別播種于塑料花盆中，花盆規(guī)格為底部有孔，外口徑、內(nèi)口徑、底徑、高分別為32、27、17和20cm。種植基質(zhì)為泥炭營養(yǎng)土：園土：珍珠巖＝5:4:1(v:v:v)的混合基質(zhì)，質(zhì)量約為泥炭營養(yǎng)土0.8kg、園土3.75kg、珍珠巖0.1kg，且每盆拌10g復(fù)合肥(N+P2O5+K2O≥38.0％)作為基肥，這種配比可以為工業(yè)大麻幼苗提供良好的生長環(huán)境。每個品種種6盆，每盆播種18粒種子，出苗后待幼苗長至3對真葉時進行間苗，每盆定苗6株。這樣可以確保每株植物有足夠的生長空間，避免因植株過密而影響實驗結(jié)果。期間，正常管理，每天上午9點澆水，每盆澆500ml(陰雨天氣視情況而定)，保證基質(zhì)土壤表面潮濕但不積水。在間苗后視大麻情況使用復(fù)合肥或尿素進行追肥。在工業(yè)大麻快速生長期(約70cm高)時，對5個工業(yè)大麻品種進行澇害脅迫處理。
各供試材料被分為正常水分處理組(CK)和澇害脅迫處理組(Waterlogging stress，WS)，CK正常澆水，每天上午9點澆水，每盆澆500ml，WS采用“雙套盆法”，將種植工業(yè)大麻的有孔花盆放入底部無孔的花盆(外口徑、內(nèi)口徑、底徑、高分別為34、29、18和22cm)中進行澇害脅迫處理，每天上午9點和下午6點補水，使土壤含水量過飽和，保持水面高出基質(zhì)土表面3cm。這種處理方法可以確保植物根系始終處于過濕環(huán)境中，從而誘導(dǎo)澇害反應(yīng)。
3.澇害脅迫后取樣時間點的確定：
在澇害脅迫處理的第9天，對工業(yè)大麻的形態(tài)指標和生理指標進行測定。選擇第9天進行測定是因為此時大部分植株已經(jīng)顯現(xiàn)出不同程度的澇害癥狀，如葉片萎蔫或枯黃，但尚未致死。這個時間點可以很好地反映出不同品種對澇害的耐受能力差異。
4.指標測定：
測定各工業(yè)大麻品種的形態(tài)指標和生理指標，在進行指標測定前，隨機選取不同品種不同處理條件下的植株各1盆進行拍照，并選取不同品種不同處理條件下的3株供試植株用于各項形態(tài)指標和生理指標的測定，其中，生理指標在每組中隨機選擇3株大麻的第2～5對展開葉(避開葉脈)或根進行測量，結(jié)果取平均值。
形態(tài)指標包括株高、莖粗、地上部干重、地下部干重。其中，株高用卷尺測量以大麻莖稈底部為起點，尖端為終點的株高；莖粗用游標卡尺(精度0.01cm)測量距土面3cm處的主莖直徑；地上部干重將植株地上部分放入烘箱中，溫度60℃烘烤72h，取出稱重；地下部干重將植株挖出根系，用清水輕輕洗去土壤，濾紙吸干表面水分，放入烘箱中，溫度60℃烘烤72h，取出稱重。這些形態(tài)指標可以直觀地反映出植物在澇害條件下的生長狀況。
生理指標包括葉綠素含量a含量、葉綠素b含量、葉綠素總含量、類胡蘿卜素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、相對電導(dǎo)率、根系活力(TTC還原強度)。其中，葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量、類胡蘿卜素含量采用乙醇提取法測定，SOD活性采用氮藍四唑(NBT)光還原法測定，POD活性釆用愈創(chuàng)木酚顯色法測定，MDA含量采用硫代巴比妥酸(TBA)顯色法測定，脯氨酸含量采用酸性茚三酮法測定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍法測定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，相對電導(dǎo)率采用浸泡法測定，根系活力采用TTC法測定。這些生理指標可以從不同角度反映植物在澇害脅迫下的生理響應(yīng)，為全面評價耐澇性提供了豐富的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
5.耐澇系數(shù)的計算：
對所選的16個形態(tài)指標及生理指標使用Microsoft Excel 2021進行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析，并根據(jù)正常水分處理組(CK)和澇害脅迫處理組(Waterlogging stress，WS)的測定值進行耐澇系數(shù)(β)的計算。
耐澇系數(shù)(β)的計算：
耐澇系數(shù)(β)＝澇害脅迫處理組測定值/對照組測定值。
其中，對照組為正常水分處理組。β值越接近1，表示該指標受澇害影響越小，耐澇性越強。這種處理方法可以將不同指標的數(shù)據(jù)標準化，便于后續(xù)的比較和分析。
表1 各指標的耐澇系數(shù)(β)
6.相關(guān)系數(shù)分析：
利用Origin 2021繪制相關(guān)系數(shù)熱圖。對澇害脅迫下5個工業(yè)大麻品種的16個指標進行相關(guān)分析，篩選與形態(tài)指標相關(guān)系數(shù)較高的生理指標，結(jié)果表明，株高與地下部干重極顯著相關(guān)(p＜0.01，下同)，相關(guān)系數(shù)為0.99，與類胡蘿卜素含量顯著相關(guān)(p＜0.05，下同)，相關(guān)系數(shù)為0.96；莖粗與各生理指標的相關(guān)性均未達顯著水平，但莖粗與脯氨酸含量的相關(guān)系數(shù)最高，為0.77；地上部干重與地下部干重顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.91，與葉綠素b含量極顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為 0.97；地下部干重與葉綠素b和類胡蘿卜素含量顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為 0.88和0.93(圖1)。這種方法可以有效降低指標數(shù)量，避免信息冗余，提高評價的效率和準確性。
綜上所述，除4個形態(tài)指標外，共選取了3個與形態(tài)指標相關(guān)系數(shù)較高的生理指標，分別是類胡蘿卜素含量、脯氨酸含量和葉綠素b含量進行耐澇性綜合評價。
7.耐澇性綜合評價：熵值法分析
以各工業(yè)大麻品種的形態(tài)指標以及相關(guān)系數(shù)分析篩選出的生理指標的耐澇系數(shù)為基礎(chǔ)，運用Excel2021和SPSSAP 在線SPSS分析軟件完成權(quán)重計算，對澇害脅迫下5個工業(yè)大麻品種的4項形態(tài)指標及3項生理指標的耐澇系數(shù)進行熵值法分析。
7.1方向及量綱處理：
正向指標：
逆向指標
其中，正向指標是指數(shù)據(jù)越大越好的指標，逆向指標是指數(shù)據(jù)越小越好的指標；Xmin表示指標最小值，Xmax表示指標最大值。這種處理可以消除不同指標間的量綱差異，使數(shù)據(jù)具有可比性。
7.2熵值法計算公式：
(1)信息熵值e：
①計算第j項指標下第i個樣本值占比重：
②計算各指標的信息熵:
其中，
(2)信息效用值djdj＝1 ej
(3)權(quán)重系數(shù)值Wj：
熵值法的優(yōu)勢在于可以客觀地確定各指標的權(quán)重，避免主觀因素的影響。
由表2可以看出，使用熵值法對株高、莖粗、地上部干重、地下部干重、葉綠素b含量、類胡蘿卜素含量和脯氨酸含量進行權(quán)重計算，其權(quán)重值分別是0.198、0.080、0.167、0.198、0.091、0.160、0.106。并且各指標間的權(quán)重相對較為均勻，均在0.143附近。這些權(quán)重反映了各指標在評價工業(yè)大麻耐澇性中的相對重要性。
表2 熵值法計算權(quán)重結(jié)果匯總
8、計算綜合得分：
綜合得分是熵值法用于最終綜合評價的決定性指標，得到各指標權(quán)重后，將各指標數(shù)據(jù)與對應(yīng)的權(quán)重相乘后進行累加，即為“綜合得分”。綜合得分越高，品種耐澇性越好。
結(jié)果表明，5個工業(yè)大麻品種的耐澇性排名為‘云麻7號’>‘云麻8號’>‘云麻10號’>‘云麻1號’>‘巴馬火麻’,5個品種中,‘云麻7號’的綜合得分最高，為0.812，所以耐澇性最強，‘巴馬火麻’的綜合得分最低，為0.222，耐澇性最弱(表3)。
表3 熵值法計算工業(yè)大麻品種的綜合得分及耐澇性排名
本發(fā)明方法的一個重要應(yīng)用是在工業(yè)大麻育種中篩選耐澇性強的品種或個體。通過對不同工業(yè)大麻品種或育種材料進行耐澇性評價，育種工作者可以快速、準確地識別出具有較強耐澇性的材料，用于進一步的育種工作。這對于提高工業(yè)大麻的抗逆性，特別是在氣候變化背景下提高其適應(yīng)能力具有重要意義。
總的來說，本發(fā)明提供的基于熵值法的工業(yè)大麻耐澇性綜合評價方法具有以下優(yōu)點：首先，它綜合考慮了形態(tài)和生理指標，全面反映了植物的耐澇特性；其次，通過引入耐澇系數(shù)和相關(guān)性分析，有效簡化了評價過程；再次，采用熵值法確定指標權(quán)重，避免了主觀因素的影響；最后，該方法操作簡單，評價結(jié)果直觀，易于在實際育種工作中應(yīng)用。這些特點使得本方法在工業(yè)大麻耐澇性評價和育種領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
需要說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
文章摘自:國家發(fā)明專利，基于熵值法的工業(yè)大麻耐澇性綜合評價的方法及其應(yīng)用，發(fā)明人:杜光輝，王珊珊，陳繼康，湯開磊，歐陽文靜，申請?zhí)?/font>:202411551688.2，申請日:2024.11.01。
