[發明專利]灌漿期玉米籽粒醇溶蛋白質含量變化快速檢測方法

有效

• 申請號: 202111322966.3
• 申請日: 2021-11-10
• 公開（公告）號: CN114018864B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 王雪;馬鐵民;陳蕊;劉金明;衣淑娟
• 申請（專利權）人: 黑龍江八一農墾大學
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;G01N21/3563
• 代理公司: 大慶市遠東專利商標事務所(普通合伙) 23202
• 代理人: 周英華

本發明的灌漿期玉米籽粒醇溶蛋白質含量變化快速檢測方法，基于隨機森林特征重要性和區間偏最小二乘法相結合的算法進行玉米籽粒醇溶蛋白的特征波長篩選先根據隨機森林特征重要性進行特征波長的初步篩選，然后使用區間偏最小二乘法對特征波長子集進行波長二次篩選，進一步剔除因隨機森林的隨機性問題造成的相關性較弱的波長點，同時能夠將離散的特征波長點聯合起來，提升預測精度。該方法具有檢測速度快、精度高的特點，能夠解決檢測中普遍存在速度慢、損害種子、需要大量的樣品集等問題，實現了玉米灌漿期間籽粒醇溶蛋白的快速檢測，有效解決了玉米育種過程中檢測醇溶蛋白技術耗時長、工作強度大的問題。

技術領域

本發明屬于玉米考種技術領域，主要涉及一種玉米灌漿期的醇溶蛋白質含量變化的近紅外光譜快速檢測方法。

背景技術

我國玉米種植現在及未來將面向規范化、機械化和自動化種植方向發展。玉米籽粒的硬度是否適合機械粒收的判定將是推動玉米種植機械化發展的方向之一，也是在玉米加工、管理、儲藏等環節使用的重要指標。適宜密植和機械化作業的玉米品種的最直接的特征是機收籽粒的破碎率在8%以下，損失率在5%以下，雜質率在1.5%以下，符合我國目前的機械收獲的損失率標準，而籽粒破碎率與玉米籽粒的醇溶蛋白呈顯著相關。所以在玉米育種中，培育適宜密植和機械化作業的新品種的關鍵之一是對玉米灌漿期籽粒的蛋白質含量中的醇溶蛋白進行準確快速的測量。

另一方面，玉米種子的質量會直接影響到玉米的播種質量和產量，玉米生物育種是保證優質玉米種子的重要環節，玉米品質也是保證玉米機械化收獲的重要保障。每年的玉米生物育種量可達幾萬甚至幾十萬份，全自動的玉米考種生產線是必要的，蛋白質的檢測是生產線上非常重要且需要精密處理的環節。種子及其親本，尤其是自交粒每穗籽粒數量較少，有時會少至幾十甚至十幾粒，非常珍貴。傳統的蛋白質含量的測定需要大量的玉米考種樣本、設備及人工操作時間。而在玉米育種時，由于受繁育新品種的種植面積，每平方米可以種植的玉米植株數目，有效試驗穗數量等客觀條件的制約，灌漿期玉米籽粒含水率測量時樣本的取樣數量、取樣成本等受到一定限制。

發明內容

本發明旨在于克服現有技術的不足，針對現有玉米灌漿期間籽粒醇溶蛋白檢測中普遍存在速度慢、損害種子、需要大量的樣品集等問題，結合適宜機收玉米育種考種過程中醇溶蛋白的快速檢測需求，本發明提出一種灌漿期玉米籽粒醇溶蛋白質含量變化快速檢測方法，不僅能夠改善近紅外光譜的定量分析模型的建模速率，擴展近紅外光譜分析方法應用領域；減少在玉米育種過程中的采樣數量，節約玉米育種中的親本，為玉米育種、品種改良等方面提供醇溶蛋白檢測技術支持；有助于提高玉米種子育種的大規模自動化的快速發展，促進玉米機械化進程的推進。

本發明的灌漿期玉米籽粒醇溶蛋白質含量變化快速檢測方法，是通過下列步驟實現的：

1）樣品采集與制備

采集不同產地適宜種植的玉米品種，從玉米進入灌漿期開始，每7天進行一次采樣，采集5～7次，每次每個品種采樣不少于50穗，按照3：2的比例進行分配，其中3份用來收集光譜數據和進行蛋白質的測定，2份作為保留樣本放在陰涼干燥處；

2）近紅外光譜采集

采用布魯克傅立葉變換Tango-R型近紅外光譜儀采集光譜數據，光譜采集波長范圍1104～2495nm，分辨率為16 cm-1；光譜采集時分為兩次采集，第一次對玉米籽粒進行光譜采集，獲得不少于120份樣本的玉米籽粒平均光譜；第二次將上述玉米籽粒研磨成化學測定所需要的粉末，裝進相同的樣本池，并同時完成玉米粉末光譜的采集；

3）樣本醇溶蛋白化學值的測定

對步驟2得到的玉米粉末，采用國標方法進行蛋白質測試；

4）樣品集劃分及光譜數據預處理

將步驟2）得到的玉米籽粒光譜樣本和玉米粉末的光譜樣本按照70%建模集和30%預測集的比例進行隨機劃分，并利用標準歸一化處理方法對原始光譜數據進行預處理；