近红外光谱分析在玉米单籽粒品种真实性鉴定中的影响因素

赵怡锟， 于燕波， 申兵辉， 杨勇琴， 艾俊民， 严衍禄， 康定明*

1. 中国农业大学农学院， 北京 100094 2. 中国农业大学理学院， 北京 100094 3. 中国农业大学信息与电气工程学院， 北京 100094

引 言

作物品种真实性的鉴定， 传统上多用表型鉴定和当下广为应用的DNA或蛋白质分子鉴定。 然而， 这两种方法不仅耗时费力， 对环境也有污染[1-3]。 而近红外光谱检测具有快速、 无损样品、 环境友好的特点， 已应用于多种作物种子的品种真实性鉴定， 以及种子营养成分含量的检测[4-6]。 杨传得等利用近红外反射光谱检测花生种子含水量， 模型决定系数(R2)为0.936 2[7]。 王传梁等用近红外漫反射光谱分析大米籽粒的脂肪含量， 决定系数为0.988 9[8]。 张初等基于反向传播神经网络进行了近红外光谱对于西瓜种子品种真实性的鉴定[9]。 但近红外光谱检测因易受过程处理和环境的影响， 光谱信号波动大， 检测结果的可重复性和稳定性较差， 在归类判别类型的定性检测中应用受到极大限制。 同一种子批随着时间的推移， 其光谱会产生变化， 因此某一时间建立的模型对其他时间所采集的光谱的鉴别率会下降， 最终导致模型的稳定性下降； 但目前我国对近红外光谱分析模型稳定性的研究不多， 影响该项技术的实际应用。

玉米是主要粮食作物之一， 玉米种子真实性的检测鉴定， 在良种培育、 种子生产和经营中需要频繁进行。 目前玉米自交系和杂交种子的真实性鉴定， 种子生产和经营中常采用特征同工酶聚丙烯酰胺蛋白电泳凝胶谱带技术[10]， 以及通过DNA特征位点的PCR扩增来鉴定识别品种真实性[11-12]， 但上述方法技术复杂， 成本较高， 耗时长， 不能进行实时在线分析。……