基于近紅外光譜分析的培養(yǎng)基中蔗糖含量的無(wú)菌檢測(cè)及應(yīng)用.pdf

1、植物組織培養(yǎng)中，蔗糖作為標(biāo)準(zhǔn)碳源與培養(yǎng)物的生長(zhǎng)速度和生長(zhǎng)量密切相關(guān)，是影響植物組織培養(yǎng)成功與否的關(guān)鍵因素。植物組織培養(yǎng)是在無(wú)菌，半封閉環(huán)境下進(jìn)行的，而傳統(tǒng)的蔗糖測(cè)定方法無(wú)法在保持無(wú)菌環(huán)境下對(duì)培養(yǎng)基中的蔗糖進(jìn)行測(cè)定。近紅外光譜分析技術(shù)是一種快速、無(wú)損的分析檢測(cè)技術(shù)，樣品幾乎不需要任何前處理的特點(diǎn)使無(wú)損檢測(cè)培養(yǎng)基中蔗糖含量成為可能。本研究嘗試用近紅外光譜分析技術(shù)對(duì)植物組培培養(yǎng)基中的蔗糖含量進(jìn)行定量分析，并對(duì)其在組培中的應(yīng)用進(jìn)行初步的探討。<

2、br>　　 為觀(guān)察組培玻璃瓶裝樣對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的影響，實(shí)驗(yàn)根據(jù)組培培養(yǎng)基中蔗糖濃度的范圍，配備了組培錐形瓶裝樣，帶均質(zhì)玻璃蓋的玻璃培養(yǎng)皿裝樣和不帶蓋的裸露的玻璃培養(yǎng)皿裝樣三組培養(yǎng)基樣品，在相同狀態(tài)下采集其光譜。每組樣品77個(gè)，其中57個(gè)樣品作為校正集，20個(gè)作為驗(yàn)證集。實(shí)驗(yàn)首先對(duì)三組光譜原始數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，顯示組培瓶裝樣對(duì)模型的預(yù)測(cè)精度產(chǎn)生很大的影響；實(shí)驗(yàn)結(jié)合PLS對(duì)常規(guī)的預(yù)處理方法(平滑，一階和二階導(dǎo)數(shù)，多元散射校正等)進(jìn)行分析比較，同時(shí)

3、采用相關(guān)系數(shù)法和遺傳算法對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行篩選優(yōu)化。基于組培瓶裝樣及樣品本身易造成的非線(xiàn)性，實(shí)驗(yàn)引入PLS+ANN的建模方法并和PLS進(jìn)行分析比較，對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果顯示，PLS+ANN的建模效果要普遍優(yōu)于PLS，而經(jīng)過(guò)預(yù)處理及優(yōu)選波長(zhǎng)后最終的模型，組培瓶裝樣組的預(yù)測(cè)均方根誤差和相對(duì)誤差分別為2.083和6.367％，相關(guān)系數(shù)為0.988，逼近裸露組的1.7336和5.636％，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。用此模型對(duì)移栽植物后的培養(yǎng)基進(jìn)行驗(yàn)證，預(yù)測(cè)

4、均方根誤差和相對(duì)平均誤差分別2.6239和8.7622％，相關(guān)系數(shù)為0.966，得到了比較好的檢驗(yàn)效果。
　　 分別利用近紅外光譜分析技術(shù)和圖像處理法對(duì)組培過(guò)程中培養(yǎng)基蔗糖含量和組培苗的質(zhì)量進(jìn)行無(wú)菌動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，把組培苗生長(zhǎng)的質(zhì)量和對(duì)培養(yǎng)基中蔗糖的消耗結(jié)合起來(lái)對(duì)組培苗的生長(zhǎng)狀況進(jìn)行分析。結(jié)果顯示：在接種后初期生長(zhǎng)階段，植物量小的組培苗對(duì)蔗糖的平均消耗速率在15％-30％之間，要明顯大于植物量大的組培苗(4％-7％)，暗示著組培中植物