秈稻直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量的快速活體定標(biāo)研究.pdf

1、水稻是我國(guó)種植面積大、分布廣、單產(chǎn)高的糧食作物。隨著人民生活水平的提高，對(duì)稻米品質(zhì)的要求也越來越高。直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量的高低是影響稻米蒸煮、食用品質(zhì)的主要因素。在育種實(shí)踐中，從育成穩(wěn)定的自交系到雜交組合配制，每個(gè)環(huán)節(jié)都需要對(duì)大量的材料進(jìn)行篩選；低世代育種材料處于遺傳分離狀態(tài)，希望經(jīng)過篩選操作后的優(yōu)良作物籽粒還能保持完好的活力用于繼續(xù)繁殖。而常規(guī)育種方法需要對(duì)這些性狀進(jìn)行連續(xù)多代篩選，且每代采用化學(xué)方法高成本、低效率，更嚴(yán)重的是破壞了檢

2、測(cè)樣品，因此使育種家難以對(duì)重要性狀進(jìn)行有效的選擇。育種家亟需一種快速、簡(jiǎn)便、高效、無損壞的活體檢測(cè)技術(shù)。 近紅外光譜技術(shù)是近年來發(fā)展最快的測(cè)定技術(shù)之一，特別適合農(nóng)作物品質(zhì)性狀的測(cè)定和分析，具有無損、快速、高效、方便等優(yōu)點(diǎn)，為當(dāng)前品質(zhì)育種提供了一種新的、有效的檢測(cè)技術(shù)手段，對(duì)于縮小育種規(guī)模，縮短育種年限，提高育種效率有著重要的意義。但對(duì)于不同的樣品種類和狀態(tài)、不同的分析內(nèi)容以及不同的地區(qū)等，NITS分析技術(shù)要求建立相應(yīng)的定標(biāo)模型，

3、才能發(fā)揮其優(yōu)越性。本文采用近紅外透射光譜技術(shù)與化學(xué)計(jì)量學(xué)測(cè)定方法相結(jié)合，建立了適宜重慶地區(qū)夏季高溫伏旱特殊氣候的水稻直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量的定量分析預(yù)測(cè)模型。 1.為了建立具有適用性和代表性的重慶地區(qū)預(yù)測(cè)模型，本文收集了大量的樣品材料，包括用于定標(biāo)建模的雜交稻(雜交F1和重慶市區(qū)試品種)和常規(guī)稻(育種選擇的恢復(fù)系和保持系)，以及用于外部驗(yàn)證的雜交稻常規(guī)稻，共計(jì)樣品數(shù)612份。利用Tecator Infratec 1255型近紅外谷

4、物/飼料分析儀對(duì)收集的材料進(jìn)行光學(xué)掃描，得到了近紅外光譜數(shù)據(jù)。 2.采用化學(xué)計(jì)量學(xué)測(cè)定方法(標(biāo)準(zhǔn)碘比色法和凱氏定氮法)，分別對(duì)直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量進(jìn)行了常規(guī)化學(xué)測(cè)定，得到了基于化學(xué)測(cè)定方法的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。直鏈淀粉含量在2.011％～27.763％之間，蛋白質(zhì)含量在7.270％～15.434％之間，其含量范圍覆蓋面大，完全滿足一般稻米的檢測(cè)要求，具有很強(qiáng)的適用性和代表性。 3.本文結(jié)合近紅外透射光譜數(shù)據(jù)與化學(xué)計(jì)量分析測(cè)定的結(jié)果

5、，采用趨勢(shì)變換、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量轉(zhuǎn)換和乘性散射校正等方法，進(jìn)行了光譜數(shù)據(jù)的預(yù)處理分析研究；運(yùn)用主成分分析、最小二乘法和偏最小二乘法等同歸方法，進(jìn)行了擬合效果的比較分析研究；本文通過比較以上方法的處理效果，最終選用標(biāo)準(zhǔn)止態(tài)變量轉(zhuǎn)換法(SNV)和趨勢(shì)變換法(D)，數(shù)學(xué)處理采用1. 4，4，1組合方式，進(jìn)行光譜的散射校正：回門分析方法采用改進(jìn)的偏最小二乘法(MPLS)進(jìn)行近紅外光譜的定標(biāo)建模分析。 4.本文首次提出了分開單獨(dú)建模的思想，并

6、分別建立了適合重慶地區(qū)的常規(guī)稻和雜交稻的糙米、精米直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量的定量分析預(yù)測(cè)模型，并對(duì)其進(jìn)行了內(nèi)部和外部驗(yàn)證。雜交稻糙米及精米直鏈淀粉含量模型的定標(biāo)相關(guān)系數(shù)(RSO)，分別為0.873和0.922，蛋白質(zhì)含量模型的RSQ分別為0.963和0.978：常規(guī)稻糙米及精米直鏈淀粉含量模型的RSQ則分別為0.924和0.939，蛋白質(zhì)含量模型的RSQ分別為0.953和0.946：直鏈淀粉含量模型的定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)偏差(SEC)分別為1.100、

7、0.956、1.537、1.547，蛋白質(zhì)含量模型的SEC分別為0.202、0.155、0.252、0.247；直鏈淀粉含量模型內(nèi)部交叉驗(yàn)證預(yù)測(cè)值和真值之間的RSQ分別為0.866、0.901、0.892和0.921，蛋白質(zhì)含量模型內(nèi)部交叉驗(yàn)證預(yù)測(cè)值和真值之間的RSQ分別為0.965、0.951、0.980和0.941；直鏈淀粉含量模型外部驗(yàn)證的決定系數(shù)R2分別為0.951、0.935、0.912、0.918，蛋白質(zhì)含量模型外部驗(yàn)證的R