[发明专利]一种作物育种材料筛选方法和系统

摘要

本发明提供了一种作物育种材料筛选方法和系统，该方法包括：步骤S1，对涉及作物育种材料的多个候选性状进行聚类；步骤S2，从根据聚类得到的每一类候选性状中各选择至少一个性状参数将其作为育种材料的评价指标；步骤S3，确定步骤S2中选择的每个评价指标对应的权重值；步骤S4，根据步骤S3中得到的权重值对各个育种材料相应的指标值进行运算，得到各个育种材料的综合评分；步骤S5，根据步骤S4中得到的综合评分进行作物育种材料的筛选。使用本发明提供的作物育种材料筛选方法和系统，能够提高筛选的效率和准确性；同时，能够使选取的用于系统综合评价的作物性状指标更加科学合理。

主权项

一种作物育种材料筛选方法，其特征在于，包括：步骤S1，对涉及作物育种材料的多个候选性状参数进行聚类；步骤S2，对聚类得到的每一类候选性状参数进行关联度分析，根据聚类结果并结合关联分析结果，从聚类得到的每一类候选性状参数中各选择若干个大于一定阈值的性状参数将其作为育种材料的评价指标；步骤S3，确定步骤S2中选择的各个评价指标对应的权重值；步骤S4，根据步骤S3中得到的权重值对各个育种材料相应的评价指标值进行运算，得到各个育种材料的综合评分；步骤S5，根据步骤S4中得到的综合评分进行作物育种材料的筛选；其中，步骤S3中的权重值为：$w_i=\frac{{\mathrm{\α}}_j\×{\mathrm{\β}}_j}{\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\α}}_j\×{\mathrm{\β}}_j},j=1,2,...,n$其中,α_j和β_j分别为利用AHP和熵值法确定的第j个指标的权重,w_j为第j个指标的权重，从而得到权重矩阵W＝(W₁,W₂,…,W_n)，其中W_j＝(0,...,0,w_j,...,0)^T；其中，所述步骤S1具体包括：步骤S11，逐个计算任意两个候选性状之间的距离，其中候选性状x_i和候选性状x_j间的距离其中，i＝1,2,…,n，j＝i+1,i+2,…,n，p为x_i和x_j维数，n为候选性状的个数；步骤S12，确定类与类之间的距离，计算方法如下：令G表示类，x₁,x₂,…,x_m表示G中的元素，m为G中的指标数，定义G的重心为指标散布阵为指标协方差阵为G的直径为令D_p，D_q分别表示类G_p和类G_q的直径，令D_p+q表示大类G_p+q的直径，则其中，N_p，N_q分别为类G_p和类G_q中个的指标数；从而，类G_p和类G_q之间的距离平方为：步骤S13，确定类的个数；步骤S14，对各个候选性状参数进行分类；步骤S15，对聚类后的每类指标进行K‑W检验，判断同类候选性状参数在数值特征上是否存在显著差异，若是，则判定聚类结果合理；否则，改变类的个数，并重新执行步骤S14‑S15；其中，所述步骤S2包括：步骤S21，将每一类候选性状参数中的各个候选性状值消除量纲，转换为可比较的数据序列；步骤S22，确定母序列{X₀(t)}与子序列{X_i(t)}；其中，t＝1,2,…,n，i＝1,2,…,m，n为各序列的长度即数据个数，m为因素的个数；步骤S23，根据如下公式计算灰色关联系数L_0i(k)：其中，Δ_0i(k)＝|x₀(k)‑x_i(k)|，1≤i≤m,Δ_max和Δ_min分别表示所有子序列各个材料绝对差中的最大值和最小值，ρ为预设分辨系数，且ρ∈(0,1)；步骤S24，根据如下公式计算子序列i与母序列的关联度r_0i：$r_{0i}=\frac{1}{N}\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{L}_{0i}\left(k\right);$步骤S25，将m个子序列对同一母序列的关联度按由大到小顺序排列起来，组成关联序{X}；步骤S26，依次计算母序列{Y₁},{Y₂},…,{Y_n}与子序列{X₁},{X₂},…,{X_m}的关联度，得到关联度矩阵R：其中，r_ab为第b个子序列对第a个母序列的关联度，n为母序列{Y₁},{Y₂},…,{Y_n}的个数及m为子序列{X₁},{X₂},…,{X_m}的个数，其中，n≠2，m≠1；步骤S27，计算矩阵R每一行的均值并将按大小进行排序，选择均值大于预设阈值的候选性状参数作为需要选用的评价指标；其中，所述步骤S5具体包括：步骤S51，建立育种材料样本数据的评价矩阵Z；其中，z_ij表示第i个材料的第j个性状指标的原始值；步骤S52，根据评价指标所对应性状参数的含义不同，将所有评价指标分为正向指标、逆向指标和适度指标三种类型，并对各个类型的指标进行无量纲化处理，得到规范化矩阵Y，其中，

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