本發(fā)明涉及耐旱性評價，具體為一種甘蔗雜交組合的耐旱性評價方法。

背景技術(shù)：

1、甘蔗育種中，性雜交技術(shù)占據(jù)著核心地位，通過精心選配親本并實施雜交，科研人員能夠充分利用甘蔗復雜遺傳基礎上的有利變異，培育出兼具高產(chǎn)、高糖及優(yōu)異抗逆性的新品種。其中，耐旱性作為甘蔗應對干旱挑戰(zhàn)的關鍵性狀，其研究也取得了顯著進展。通過分子標記輔助育種與轉(zhuǎn)基因技術(shù)，科學家不僅揭示了與耐旱性緊密相關的遺傳基因與生理機制，還成功選育出了一系列在干旱環(huán)境下依然能夠保持優(yōu)良生長與產(chǎn)量的甘蔗新品種，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展注入了強大動力。

2、在申請公布號為cn116359436a的中國發(fā)明專利中，公開了一種園林植物耐旱性的評價方法，所述方法包括如下步驟：選取生長一致的園林植物；對所述園林植物進行水分脅迫處理，并在所述水分脅迫處理結(jié)束后轉(zhuǎn)入正常養(yǎng)護；對經(jīng)過所述水分脅迫處理的園林植物的耐旱性指標進行測定，獲得耐旱性指標測定數(shù)據(jù)；根據(jù)耐旱性指標測定數(shù)據(jù)對所述園林植物進行耐旱性評價；其中：所述耐旱性指標包括形態(tài)評分、葉片性狀參數(shù)、葉片光合氣體交換參數(shù)和葉綠素熒光參數(shù)。對植物耐旱性進行客觀、準確、合理的綜合性評價。

3、結(jié)合以上申請及現(xiàn)有技術(shù)中的內(nèi)容：

4、考慮到甘蔗種植區(qū)域內(nèi)的降雨量通常較低，經(jīng)常處于干旱狀態(tài)，因此甘蔗的耐旱性就顯得尤為重要，而為了提高甘蔗品種的耐旱性，需要對甘蔗進行雜交處理，在獲取的若干種甘蔗苗中選擇出耐旱性最好的品種。

5、但是由于甘蔗的耐旱性狀較多，對甘蔗的耐旱性評價缺乏統(tǒng)一的標準，在選擇高耐旱性甘蔗苗時存在一定的難度，在現(xiàn)有的甘蔗雜交組合的耐旱性評價方法中，通常是在完成雜交試驗后，采集甘蔗苗的若干種耐旱性參數(shù)，依據(jù)耐旱性參數(shù)作為評價，這種評價方式較為直接，能夠在現(xiàn)有的甘蔗苗中篩選出耐旱性較好的部分，但難以依據(jù)耐旱性參數(shù)篩選出甘蔗苗的關鍵耐旱性狀，對提高雜交試驗的成功率起不到有效輔助。

6、為此，本發(fā)明提供了一種甘蔗雜交組合的耐旱性評價方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種甘蔗雜交組合的耐旱性評價方法，通過相似度分析判斷不同組別間甘蔗苗間性狀的相似性并構(gòu)建差異系數(shù)，若差異系數(shù)超過預期，使用訓練后的耐旱性評價模型對甘蔗苗進行耐旱評價，在獲取到各個甘蔗苗的耐旱評分后生成耐旱度，依據(jù)耐旱度在若干個甘蔗雜交組合篩選出目標組合；依據(jù)差異度在若干個耐旱性狀態(tài)內(nèi)篩選出目標性狀，并通過預訓練的遺傳算法對甘蔗的親本進行重新組合，重新獲取若干組甘蔗雜交組合。在若干個甘蔗雜交組合內(nèi)篩選出耐旱效果較好的目標組合，評價結(jié)果可靠性較高，從而解決了背景技術(shù)中提出的技術(shù)問題。

3、(二)技術(shù)方案

4、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種甘蔗雜交組合的耐旱性評價方法，包括，采集目標區(qū)域內(nèi)的干旱數(shù)據(jù)匯總生成區(qū)域干旱數(shù)據(jù)集合，由區(qū)域干旱數(shù)據(jù)集合構(gòu)建干旱系數(shù)ghot，若干旱系數(shù)ghot超過干旱閾值，向外部發(fā)出試驗指令；

5、識別獲取目標區(qū)域內(nèi)的環(huán)境模式并選定甘蔗幼苗后，制定并執(zhí)行相應的甘蔗雜交策略，在甘蔗培育區(qū)域內(nèi)的種植環(huán)境發(fā)生異常時，使用訓練后的條件自動控制模型對環(huán)境條件進行自動控制；

6、依據(jù)干旱系數(shù)ghot對各項指標的記錄頻率進行約束，并在獲取甘蔗苗的性狀數(shù)據(jù)后，通過相似度分析判斷不同組別間甘蔗苗間性狀的相似性并構(gòu)建差異系數(shù)yto，若差異系數(shù)yto超過預期，向外部發(fā)出耐旱評價指令；

7、使用訓練后的耐旱性評價模型對甘蔗苗進行耐旱評價，在獲取到各個甘蔗苗的耐旱評分后生成耐旱度hop，依據(jù)耐旱度hop在若干個甘蔗雜交組合篩選出目標組合；其中，對耐旱評分hy做線性歸一化處理，并將相應的數(shù)據(jù)值映射至區(qū)間[0,1]內(nèi)，再依照如下方式生成耐旱度hop：

8、

9、權(quán)重系數(shù)，0≤α≤1，0≤β≤1，且α+β＝1；hyi為第i個甘蔗苗的耐旱評分，hya為耐旱評分均值，i＝1，2，…k，k為甘蔗苗個數(shù)；

10、分析獲取目標苗與對照品種間耐旱性狀的差異度，依據(jù)差異度在若干個耐旱性狀態(tài)內(nèi)篩選出目標性狀，并通過預訓練的遺傳算法對甘蔗的親本進行重新組合，重新獲取若干組甘蔗雜交組合。

11、進一步的，在目標區(qū)域內(nèi)的干旱數(shù)據(jù)不符預期時，將當前的種植條件確定為干旱場景；在目標區(qū)域處于干旱場景時，獲取產(chǎn)生干旱場景的干旱時間及干旱值，匯總生成區(qū)域干旱數(shù)據(jù)集合；由區(qū)域干旱數(shù)據(jù)集合生成干旱系數(shù)ghot，方式如下：

12、

13、權(quán)重系數(shù)，0≤pi≤1，pi為第i個干旱值的加權(quán)值；k為干旱場景的個數(shù)，ghij是第i次干旱場景與第j次干旱場景間的干旱值差值，gha為干旱值差值的平均值。

14、進一步的，接收到試驗指令后，采集目標區(qū)域內(nèi)的種植環(huán)境數(shù)據(jù)，由標注后的樣本數(shù)據(jù)訓練循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡后，獲取訓練后的種植模式識別模型；

15、使用訓練后的種植模式識別模型對目標區(qū)域內(nèi)的種植環(huán)境數(shù)據(jù)進行識別，獲取相應的環(huán)境模式；以環(huán)境模式作為輸入，由預先構(gòu)建的甘蔗雜交策略庫為目標區(qū)域匹配出相應的甘蔗雜交策略。

16、進一步的，執(zhí)行甘蔗雜交策略時，在甘蔗培育區(qū)域內(nèi)監(jiān)測氣象條件數(shù)據(jù)，匯總后生成種植條件數(shù)據(jù)集合；由種植條件數(shù)據(jù)集合生成條件異常度jtp，若獲取的異常度jtp超出異常閾值，向外部發(fā)出自動控制指令；

17、接收到自動控制指令后，依據(jù)甘蔗雜交策略為各個種植階段設置種植條件數(shù)據(jù)的參考值后，以當前的種植條件數(shù)據(jù)作為輸入，使用訓練后的條件自動控制模型對環(huán)境條件進行自動控制。

18、進一步的，對溫度rt、濕度rh及降水量ry做線性歸一化處理，將對應的數(shù)據(jù)值映射至區(qū)間[0,1]內(nèi)，依據(jù)如下方式生成條件異常度jtp：

19、

20、其中，rti為第i個監(jiān)測節(jié)點上的溫度，rtb為溫度的可接受值，rhi為第i個監(jiān)測節(jié)點上的濕度，rhb為濕度的可接受值，ryi為第i個監(jiān)測節(jié)點上的降水量，ryb為降水量的可接受值，權(quán)重系數(shù)，0≤s1≤1，0≤s2≤1，0≤s3≤1。

21、進一步的，將甘蔗種植階段分割為若干個子階段，獲取各個子階段的歷史干旱數(shù)據(jù)后生成相應的干旱系數(shù)ghot，依據(jù)干旱系數(shù)ghot對各項指標的記錄頻率進行約束，約束方式如下：

22、

23、權(quán)重系數(shù)，0≤α≤1，0≤β≤1；n為數(shù)據(jù)記錄節(jié)點個數(shù)，poij是第i個記錄節(jié)點到第j個記錄節(jié)點的時間間隔，poa為時間間隔平均值；

24、在符合約束條件下的記錄節(jié)點上對甘蔗種植數(shù)據(jù)進行記錄，匯總后生成甘蔗種植性狀數(shù)據(jù)集合。

25、進一步的，獲取各個組別內(nèi)甘蔗苗的性狀數(shù)據(jù)后，對不同甘蔗苗的性狀數(shù)據(jù)做相似度分析，獲取相應的相似度數(shù)據(jù)，由若干組相似度數(shù)據(jù)構(gòu)建差異系數(shù)yto其中，

26、對相似度xy做線性歸一化處理，并將相應的數(shù)據(jù)值映射至區(qū)間[0,1]內(nèi)，依照如下方式：

27、

28、其中，xyi為第i個相似度數(shù)據(jù)，xya為相似度的均值，n為相似度數(shù)據(jù)的個數(shù)，ρ為權(quán)重系數(shù)，0≤ρ≤1。

29、進一步的，采集甘蔗生長性狀數(shù)據(jù)；以甘蔗生長性狀數(shù)據(jù)作為輸入，由訓練后的耐旱性評價模型對甘蔗苗進行耐旱評價，輸出相應的耐旱評分；獲取各個甘蔗苗的耐旱評分后生成耐旱度hop，依據(jù)耐旱度hop對各個甘蔗苗進行排序；

30、以與耐旱度hop最高的甘蔗苗相對應的甘蔗雜交組合作為目標組合，對應的甘蔗苗作為目標苗；分別采集目標組合內(nèi)的親本及對照品種的各項耐旱性狀數(shù)據(jù)，匯總后生成耐旱性狀數(shù)據(jù)集合。

31、進一步的，將目標苗與對照品種間進行差異性分析，在獲取到甘蔗苗的耐旱性狀數(shù)據(jù)后，通過相似性分析獲取兩個同類性狀間的差異度，并以差異度對各個耐旱性狀做標記；

32、使用多重線性回歸分析差異度與耐旱度hop之間的相關性，獲取相應的相關性系數(shù)，依據(jù)相關性系數(shù)對耐旱性狀做排序，計算排序前若干個相關性系數(shù)的集中度jop，方式如下：

33、

34、其中，ρ為權(quán)重系數(shù)，0≤ρ≤1，σ排序內(nèi)為所有相關性系數(shù)的標準差，m為相關性系數(shù)的個數(shù)，ci為排序內(nèi)第i個相關性系數(shù)，ca為m個相關性系數(shù)的均值。

35、進一步的，若在確定m的值后，相應的集中度jop超過預設的集中閾值，將排序前若m個的耐旱性狀作為目標性狀，向外發(fā)出組合優(yōu)化指令；

36、接收到組合優(yōu)化指令后，在獲取到各個甘蔗雜交組合內(nèi)的親本及甘蔗苗的耐旱性狀數(shù)據(jù)后，以增加甘蔗目標性狀的集中度作為優(yōu)化目標，通過預訓練的遺傳算法對甘蔗的親本進行重新組合，重新獲取若干組甘蔗雜交組合。

37、(三)有益效果

38、本發(fā)明提供了一種甘蔗雜交組合的耐旱性評價方法，具備以下有益效果：

39、1、依據(jù)干旱系數(shù)ghot對目標區(qū)域內(nèi)是否適合種植甘蔗進行判斷，對當前甘蔗品種進行優(yōu)化；采集目標區(qū)域內(nèi)的干旱數(shù)據(jù)進行并構(gòu)建干旱系數(shù)ghot，依據(jù)干旱系數(shù)ghot對適合種植的作物進行篩選。

40、2、依據(jù)實際的環(huán)境模式快速為當前的甘蔗雜交培育匹配和構(gòu)建相應的甘蔗雜交策略，可以在雜交培育過程中，使試驗種植環(huán)境和實際的種植環(huán)境更為匹配。

41、3、依據(jù)種植條件數(shù)據(jù)構(gòu)建條件異常度jtp，判斷當前的種植條件是否產(chǎn)生異常，在種植條件產(chǎn)生異常時，實現(xiàn)對試驗條件下的甘蔗種植環(huán)境進行自動化調(diào)整和精確化調(diào)整，使甘蔗苗的生長狀態(tài)能夠滿足預期。

42、4、對記錄甘蔗苗各項數(shù)據(jù)的頻率和時間節(jié)點進行約束，依據(jù)干旱系數(shù)ghot對甘蔗苗生長狀態(tài)的關注程度進行調(diào)節(jié)，在干旱場景在產(chǎn)生變化時對數(shù)據(jù)采集頻率就進行調(diào)整，避免甘蔗苗的生長數(shù)據(jù)未能及時采集的情況。

43、5、對若干個甘蔗苗的多樣性進行評價和判斷，在不同組別內(nèi)的甘蔗苗進行差異分析，實現(xiàn)對耐旱性甘蔗苗的篩選；對不同的甘蔗苗的耐旱能力進行綜合評價，在若干個雜交后的甘蔗苗內(nèi)篩選出耐旱性能較高的甘蔗苗，使雜交評價實際綜合性更好。

44、6、對每個組別內(nèi)甘蔗苗的耐旱性能進行評估，對不同組別的甘蔗苗進行耐旱試驗后，在若干個甘蔗雜交組合內(nèi)篩選出耐旱效果較好的目標組合，完成對甘蔗雜交組合的耐旱性評價，評價結(jié)果與實際甘蔗種植條件相符合，可靠性較高。

45、7、獲取到不同差異度，在進行甘蔗雜交之后確定其中的關鍵耐旱性狀，并將其作為目標性狀；依據(jù)集中度jop篩選出若干個關鍵的耐旱性狀，在后續(xù)的甘蔗雜交時可以針對性進行培養(yǎng)，提高甘蔗雜交時的針對性；通過遺傳算法對甘蔗的親本進行重新組合并再次獲取若干個甘蔗雜交組合，進行雜交試驗時可以提高雜交試驗的成功率。