[發明專利]快速無損檢測小麥種子生活力的方法

有效

• 申請號: 201510849640.4
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN105445333B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 辛霞;尹廣鹍;陳曉玲;張金梅;趙婧;盧新雄
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院作物科學研究所
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

本發明提供一種快速無損檢測小麥種子生活力的方法，所述方法是基于電子鼻原理，采用金屬氧化物傳感器陣列檢測種子產生的揮發氣體的成分，將揮發氣體的化學信號轉變為電信號，根據電信號圖譜區分不同生活力的種子，結合BP神經網絡對采集的電信號進行建模，實現對未知小麥種子樣品的生活力檢測。利用本方法，不同生活力種子區分效率高于95％，預測準確度在98％以上。本發明所用小麥種子無需經過任何處理，檢測過程不直接接觸種子，且每次檢測耗時僅1分鐘，可實現小麥種子生活力的無破壞性和快速檢測。采用本方法檢測后，小麥種子可以繼續保存、播種或其它用途。

技術領域

本發明涉及種子生活力的測定，具體地說，涉及一種快速無損檢測小麥種子生活力的方法。

背景技術

種子生活力是指種子的生命力，指種子能夠萌發長成幼苗的能力。參照中華人民共和國國家標準《農作物種子檢驗規程》和《國際種子檢驗規程》(International SeedTesting Association.International Rules for Seed Testing.2009)，常用的種子生活力檢測方法包括：常規發芽法和四唑染色法。常規發芽方法是最準確，也是最經典、最常用的方法，但是非常耗時。小麥種子發芽檢測需要7天左右，而且每次檢測要損耗100～400粒種子。根據美國種子檢驗協會發布的“四唑染色手冊”(AOSA/SCST Tetrazolium TestingHandbook,2010)規定，小麥種子TZ染色前需要先在20-25℃條件下吸脹4小時乃至18小時，再于1.0％TZ溶液中染色3個小時，每次檢測同樣需要消耗100～400粒種子。由于經過染色，TZ檢測后種子無法進行任何他用。同樣，發芽檢測后種子已經變成幼苗，除了可以繼續培養成植株外，也無法進行他用。

隨著技術發展，對種子生活力檢測的準確度、速度和無破壞性的要求越來越高。科研人員進行了很多嘗試，研發了相關技術，例如氧分子流速檢測方法(Xin X,Wan YL,WangWJ,Yin GK,McLamore ES,Lu XX.A real-time,non-invasive,micro-optrode techniquefor detecting seed viability by using oxygen influx.Scientific Reports,2013,3:3507)，該方法確實加快了檢測速度，但是需要將干種子于檢測液中浸泡3小時左右，因此對種子產生相當的破壞，檢測后的種子只能丟棄，或繼續培養成植株，而不能繼續保存或用于其它用途。另外，常規檢測方法耗時耗力，嚴重限制了檢測效率，因此亟需研發一種無破壞性、快速的種子生活力檢測方法。

正常條件下，植物通過次生代謝途徑產生多種揮發氣體，包括：醇類、酸類、醛類、酮類、酯類、烷烴類、含氮化合物和硫化物等。揮發氣體的種類和各成分間的比例，因物種、器官、健康度、活性等而不同。在種子生活力降低過程中，細胞內的化學反應發生變化，導致揮發氣體產物發生改變(Zhang M,Liu Y,Torii I,Sasaki H,Esashi Y.1993.Evolutionof volatile compounds by seeds during storage periods.Seed Science andTechnology 21,359–373.)。分析揮發氣體成分，不必對種子進行任何處理，包括短時吸脹等，且分析過程不直接接觸種子，對種子沒有任何損害。因此若能夠通過檢測揮發氣體成分差異而判斷種子生活力，則可研制真正無破壞性、快速的檢測方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種完全無破壞性、快速檢測小麥種子生活力的方法。

為了實現本發明目的，本發明的一種快速無損檢測小麥種子生活力的方法，所述方法是基于電子鼻原理，采用金屬氧化物傳感器陣列檢測小麥種子產生的揮發氣體的成分(種類和濃度)，將揮發氣體的化學信號轉變為電信號，根據電信號圖譜(即根據其氣味“指紋”)區分不同生活力的種子，結合BP神經網絡對采集的電信號進行建模，實現對未知小麥種子樣品的生活力檢測。