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基于近红外光谱油分检测的玉米单倍体鉴别方法研究

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光谱学与光谱分析 2018年第4期38卷 1089-1094页

作者：李浩光于云华逄燕沈学锋中国石油大学胜利学院山东东营257061 中国石油大学信息与控制工程学院山东东营257061

目前,在单倍体育种技术中,可先使用低场核磁共振方法定量测得玉米单倍体与二倍体的油分,再依据二者油分差异鉴别单倍体,该方法在实际育种工作中已取得初步应用,但核磁共振鉴别单倍体方法存在速度慢、价格贵、维护难等缺点,难以获得大范... 详细信息

目前,在单倍体育种技术中,可先使用低场核磁共振方法定量测得玉米单倍体与二倍体的油分,再依据二者油分差异鉴别单倍体,该方法在实际育种工作中已取得初步应用,但核磁共振鉴别单倍体方法存在速度慢、价格贵、维护难等缺点,难以获得大范围应用。近红外光谱技术有诸多优点并在各领域取得广泛应用,相关研究也表明该技术可用于玉米单倍体的定性鉴别,但是目前该方法用于鉴别单倍体实验研究时涉及的玉米品种相对较少,对于某些品种识别效果较差,且内部机理类似于黑盒,难以指明单倍体、二倍体两类种子是依据何种物质的差别进行区分,有时难以获得农业领域专家认可。根据花粉直感效应的原理,玉米单倍体与二倍体存在明显的油分区别,通过油分鉴别单倍体原理直观明白,易于被业内专家接受。因此,提出了一种先定量得到油分,再依据定量分析所得油分进行分类的方法,即首先使用玉米单籽粒的近红外光谱定量回归分析得到各籽粒的油分含量,再利用定量分析所得的油分值,并使用最小平方误差方法对单倍体、二倍体混合籽粒进行定性分类。实验结果表明近红外定量分析方法的识别精度与核磁共振方法相当,与几种定性分析方法比较,在训练集规模相同时,近红外定量分析方法所得识别率优于几种定性分析方法,进一步表明近红外定量分析方法鉴别单倍体具有一定优势,可满足育种行业精度要求,能够为尽快实现单倍体工程化育种提供保障。

关键词：油分单倍体近红外光谱定量分类

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近红外单籽粒玉米油分无损测定仪器研制

光谱学与光谱分析 2005年第11期25卷 1807-1809页

作者：崔志立谢锦春王南潘玲玲宋同明张晔晖徐晓洁中国农业大学信电学院北京100094 北京农学院基础科学系北京102206

用发光二极管作为光源,在短波近红外区选择6个波长的滤光片作为分光器件,研制了单籽粒玉米油分无损测定仪。该仪器各项技术指标均达到设计要求,结构简单、性能稳定;测定单籽粒玉米油分的相关系数为0.968 8,标准差为0.72,平均相对误差为0... 详细信息

用发光二极管作为光源,在短波近红外区选择6个波长的滤光片作为分光器件,研制了单籽粒玉米油分无损测定仪。该仪器各项技术指标均达到设计要求,结构简单、性能稳定;测定单籽粒玉米油分的相关系数为0.968 8,标准差为0.72,平均相对误差为0.062。完全符合高油玉米育种工作的需要。

关键词：近红外光谱仪器滤光片玉米油分

秸秆还田替代化学钾肥对棉麦轮作中棉仁油分累积的效应

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作物学报 2015年第10期41卷 1548-1556页

作者：宋光雷睢宁余超然张凡孟亚利陈兵林赵文青王友华南京农业大学农学院/农业部南方作物生理生态重点开放实验室江苏南京210095

为研究棉田化学钾肥的秸秆替代施入对棉仁含油量的影响及其生理生化基础,2012—2013年于江苏省农业科学院试验站进行麦棉两熟周年秸秆还田定位试验,在棉花季设置小麦秸秆不还田(0,W0)、半量还田(4500 kg hm–2,W1)和全量还田(9000 kg hm... 详细信息

为研究棉田化学钾肥的秸秆替代施入对棉仁含油量的影响及其生理生化基础,2012—2013年于江苏省农业科学院试验站进行麦棉两熟周年秸秆还田定位试验,在棉花季设置小麦秸秆不还田(0,W0)、半量还田(4500 kg hm–2,W1)和全量还田(9000 kg hm–2,W2),在小麦季设置棉花秸秆不还田(0,C0)、半量还田(3750 kg hm–2,C1)和全量还田(7500 kg hm–2,C2),两种作物秸秆不同还田量组合后共9个秸秆还田处理,另根据秸秆折合钾肥量,于2012年棉花季开始增设2个钾肥用量处理,即150 kg K2O hm–2和300 kg K2O hm–2(K1和K2)。研究显示,在适宜氮肥(300 kg N hm–2)、磷肥(150 kg P2O5 hm–2)水平下,随着逐年秸秆还田与施钾,土壤速效氮、有效磷年际间差异均不显著,但土壤速效钾含量年际间存在显著差异;花后17 d、24 d是不同处理条件下棉仁含油量差异形成的关键时期;相较于6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC),花后17 d、24 d的磷脂酸磷酸酯酶(PPase)的活性对棉仁油分的通径系数更大。结果表明,短期秸秆还田与单施化学钾肥均主要影响棉田土壤速效钾含量;从棉仁油分累积角度来看,秸秆还田可在很大程度上替代化学钾的施入;花后17 d、24 d棉仁钾含量是影响棉仁含油量的关键因子;秸秆还田替代化学钾肥条件下,PPase较G6PDH、PEPC对棉仁油分的影响更为关键。

关键词：棉仁油分秸秆还田钾肥

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棉籽蛋白质和油分含量预测的生态模型

生态学杂志 2011年第11期30卷 2653-2658页

作者：李文峰孟亚利王友华陈兵林周治国云南农业大学云南省高校农业信息技术重点实验室昆明650201 南京农业大学农业部南方作物生理生态重点开放实验室南京210095

为研究棉籽蛋白质和油分含量与环境因子间的定量关系,选择不同熟性棉花品种在长江流域下游棉区和黄河流域黄淮棉区各2个地点进行分期播种和施氮量试验,分析了品种、主要气象条件和施氮量对棉籽蛋白质和油分含量的影响。结果表明:棉籽蛋... 详细信息

为研究棉籽蛋白质和油分含量与环境因子间的定量关系,选择不同熟性棉花品种在长江流域下游棉区和黄河流域黄淮棉区各2个地点进行分期播种和施氮量试验,分析了品种、主要气象条件和施氮量对棉籽蛋白质和油分含量的影响。结果表明:棉籽蛋白质和油分含量的主要影响因子除品种外依次为铃期平均温度、太阳辐射量和施氮量;棉籽蛋白质和油分形成的最适宜铃期日均温分别为26.1℃和25.7℃;充足的光照不利于棉籽蛋白质和油分含量的提高;增加施氮量提高了棉籽蛋白质含量,降低了油分含量。建立了棉籽蛋白质含量与油分含量的生态模型,模型以品种、铃期平均温度、铃期日均太阳辐射量和施氮量为模型输入,简便易行。模型对棉籽蛋白质含量和油分含量预测的根均方差(RMSE)分别为2.03%和2.54%,具有较好的预测性。

关键词：棉花(Gossypium hirsutum) 棉籽品质蛋白质油分生态模型

大豆品种蛋白质、油分含量在杂种后代的优势表现及分离变异

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作物学报 1994年第5期20卷 542-547页

作者：宋启建盖钧镒马育华南京农业大学大豆研究所江苏南京210095

利用大豆不同杂交类型的23个组合,研究了亲子代及F_1、F_2和F_3代间遗传变异的相互关系.结果显示,高含量亲本对后代表现有部分显性作用.多边组合蛋白质含量、油分含量在F_1、F_2和F_3世代的平均数介于两亲之间,偏高和偏低组合几乎各占一... 详细信息

利用大豆不同杂交类型的23个组合,研究了亲子代及F_1、F_2和F_3代间遗传变异的相互关系.结果显示,高含量亲本对后代表现有部分显性作用.多边组合蛋白质含量、油分含量在F_1、F_2和F_3世代的平均数介于两亲之间,偏高和偏低组合几乎各占一半,优势强度在组合间有一定差异,故合理选择亲本有可能获得比两亲表现更优良的组合.两亲差异大小与后代的分离幅度和各类型的分离比例大小有关.差异大时,各世代的变异也相对较大,介于两亲的比例较高,差异小的各世代的变异也相对较小,介于两亲比例较小.正、反交对后代的蛋白质含量的平均变异度和分离无影响,但对少数组合的油分含量的分离有一定的影响.二性状在F_2代的平均遗传力较低,变异幅度较大,但F_3以株行为单位的遗传力较高.

关键词：大豆杂种优势蛋白质油分分离

长江下游夏大豆地方品种群体中改进蛋白质含量油分含量和产量的选择指数

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南京农业大学学报 1990年第1期13卷 18-24页

作者：游明安盖钧镒马育华南京农业大学大豆研究所

以长江下游夏大豆地方品种群体为基础,对蛋白质含量、油分含量和产量的单一和多目标性状的非限制性和限制性选择指数进行了研究。结果表明:指数选择具有比直接选择稍高的效率;若旨在提高产量,其选择指数以多目标性状优于单一目标性状;... 详细信息

以长江下游夏大豆地方品种群体为基础,对蛋白质含量、油分含量和产量的单一和多目标性状的非限制性和限制性选择指数进行了研究。结果表明:指数选择具有比直接选择稍高的效率;若旨在提高产量,其选择指数以多目标性状优于单一目标性状;若旨在提高蛋白质含量,则以单一目标性状选择指数为宜。限制蛋白质含量不变,对产量以及对蛋白质、油分、产量三者的选择指数,可以控制蛋白质含量下降。限制油分不变,对蛋白质含量的选择指数则可以控制油分含量的下降。此种限制性选择指数的选择效率略低于非限制性选择指数的效率。

关键词：大豆蛋白油分产量选择指数

普通玉米蛋白质、淀粉和油分含量的遗传效应分析

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中国农业科学 2008年第11期41卷 3845-3850页

作者：魏良明戴景瑞刘占先鄂立柱中国农业大学国家玉米改良中心河南省农业科学院粮食作物研究所

【目的】研究玉米蛋白质、淀粉和油分含量的遗传主效应及基因型×环境互作效应。【方法】采用谷物种子性状遗传模型和统计方法,分析10个自交系及90个F1、F2杂交组合在两个种植地点的试验数据。【结果】蛋白质、淀粉、油分含量的遗传主... 详细信息

【目的】研究玉米蛋白质、淀粉和油分含量的遗传主效应及基因型×环境互作效应。【方法】采用谷物种子性状遗传模型和统计方法,分析10个自交系及90个F1、F2杂交组合在两个种植地点的试验数据。【结果】蛋白质、淀粉、油分含量的遗传主效应方差(VG)和基因型×环境互作方差(VGE)分别占各性状总遗传方差(VG+VGE)的38.5%和61.5%、48.2%和51.8%、48.2%和51.8%。在遗传主效应中,蛋白质、油分含量同时受控于种子和母体效应;淀粉含量以母体效应为主,种子(胚乳)效应次之;细胞质效应相对较小。在基因型×环境互作效应中,3个品质性状均以种子、母体×环境互作为主,未发现细胞质×环境互作。蛋白质含量以互作遗传力(h2GE)为主;淀粉、油分含量以普通遗传力(h2G)为主。【结论】3个品质性状都不同程度地存在种子(胚乳或胚)、母体植株和细胞质等3套遗传体系的遗传主效应及基因型×环境互作。其中,蛋白质含量主要受基因型×环境互作效应影响;淀粉、油分含量同时受遗传主效应和基因型×环境互作效应的作用。

关键词：玉米蛋白质淀粉油分遗传主效应基因型×环境互作

基于近红外光谱的棉花毛籽蛋白质和油分含量快速检测

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棉花学报 2023年第3期35卷 211-219页

作者：马怡婷李鲁侨石钇琦尹红赵天伦陈进红祝水金浙江大学农业与生物技术学院/浙江省作物种质资源重点实验室杭州310058

【目的】建立棉花毛籽蛋白质和油分含量的近红外检测校正模型。【方法】检测样本的蛋白质含量和油分含量,根据光谱-理化值共生距离算法(sample set partitioning based on joint X-Y distance sampling,SPXY)按照3∶1的比例将426个样本... 详细信息

【目的】建立棉花毛籽蛋白质和油分含量的近红外检测校正模型。【方法】检测样本的蛋白质含量和油分含量,根据光谱-理化值共生距离算法(sample set partitioning based on joint X-Y distance sampling,SPXY)按照3∶1的比例将426个样本划分为包含320个样本的校正集和106个样本的预测集,结合多元散射校正和一阶导数等光谱预处理方法对模型进行优化,并采用线性偏最小二乘法(partial least square method,PLS)、支持向量机(support vector machine,SVM)和随机森林(random forest,RF)3种方法对比分析建立棉花毛籽蛋白质和油分含量的近红外快速测定模型,以决定系数、均方根误差和剩余预测偏差作为模型的评价指标。【结果】SVM模型和PLS模型在校正集的拟合效果较好,决定系数均大于0.8,但对预测集的拟合决定系数不到0.8,说明模型均存在过拟合现象;而RF模型在校正集和预测集的拟合效果都非常好,决定系数均大于0.9,其中蛋白质含量预测模型的决定系数、预测均方根误差和剩余预测偏差分别为0.9459、0.9352和4.5391,油分含量预测模型的决定系数、预测均方根误差和剩余预测偏差分别为0.9097、0.7704和3.4891。【结论】基于RF方法建立的预测模型能较好地应用于基于近红外光谱的棉花毛籽的蛋白质含量和油分含量检测,并可代替化学测定方法。研究结果不仅为棉花种子品质育种、棉籽加工生产和销售中棉籽营养品质的快速、无损评价奠定了基础,并可为其他作物种子的无损分析提供技术借鉴。

关键词：近红外光谱棉花毛籽蛋白质油分随机森林模型

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油分的恒能量差同步荧光分析

光谱学与光谱分析 1993年第6期13卷 117-120页

作者：李耀群黄贤智厦门大学化学系厦门361005

采用恒能量差同步荧光法对柴油、机油、重油和液压油进行分析比较,并将该法用于一港口避风坞淤泥及海水油污的测定。结果表明该法对油分的分析比常用的荧光光谱法具有光谱分辨率好和测定灵敏度高的优点。

关键词：荧光光谱恒能量差油分石油产品