近紅外分析技術(shù)在水稻蒸煮和營養(yǎng)品質(zhì)育種中的應用.pdf

1、稻米是我國主要的糧食作物之一,目前水稻育種工作的重點在產(chǎn)量的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)向品質(zhì)育種。稻米蒸煮品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)包括直鏈淀粉含量、膠稠度、蛋白質(zhì)含量等性狀。已有研究為NIR技術(shù)在水稻品質(zhì)育種中的應用打下了一定的基礎(chǔ)。但尚存在著不少問題,如樣品來源較為單一、大多為單年份的試驗材料、定標集樣本數(shù)目偏少、所構(gòu)建的模型實際適用性還不夠理想,且目前定標模型分析所需要樣品量較大,不適合于單株樣品量很少的育種中間材料選擇。更重要的是,絕大部分用于構(gòu)建分析研究模

2、型的樣品為穩(wěn)定的品種或品系,這與育種中間材料常處于分離狀態(tài)不相符合,而樣品狀態(tài)對于NIRS分析是非常重要的。本研究選用蒸煮品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)差異較大、生育期基本一致的9個水稻品種(Z03-423、輻137、浙輻0515、G04-44、浙508、浙南3號B、浙農(nóng)大104、曬酥和浙農(nóng)952)作親本,于2005～2008年期間獲得育種品系的種子構(gòu)成近紅外反射光譜(NIR)分析原始群體。利用Foss NIRSystems5000-C近紅外分析儀對稻

3、米直鏈淀粉含量、膠稠度和蛋白質(zhì)含量等蒸煮品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)性狀進行測定和定標研究,試圖為水稻育種的品種資源鑒定、早代育種中間材料的篩選尋找一種準確、簡便和有效的測定方法,為加快育種進程、遺傳研究與應用提供參考。主要研究結(jié)果如下:1.通過CENTER程序界定群體,經(jīng)SELECT程序篩選出1176個蒸煮品質(zhì)及364個蛋白質(zhì)含量樣品作為定標樣品集,建立了可用于稻米直鏈淀粉含量、膠稠度、蛋白質(zhì)含量品質(zhì)性狀測定的NIR分析模型。研究結(jié)果表明,在測定化

4、學組分時,可以采用主成分分析(PCA)的方法來選擇樣本,選擇適當鄰居距離(NH)值的樣品組成校正集以減少化學分析的工作量。在不同的樣品中應用時需根據(jù)所用樣品的實際情況加以比較選擇。2.不同光譜預處理對相關(guān)組分近紅外校正模型創(chuàng)建的效果有明顯的差異。在稻米直鏈淀粉含量和膠稠度2種蒸煮品質(zhì)性狀的近紅外校正模型中,利用聯(lián)合光譜散射校正共同進行樣品近紅外光譜預處理以1階導數(shù)處理效果最好;其次為2階導數(shù)的方法。3.整個光譜范圍(1100～2500n

5、m)內(nèi)直鏈淀粉含量和膠稠度的光譜相關(guān)性均呈負相關(guān),這說明了兩個性狀是由相同的化學成分共同控制。其中有六個波長點對膠稠度呈很高的相關(guān)性,分別為1510nm、1700nm、2100nm、2226nm、2276nm和2378nm,基團在2096-2106nm波長點處有合頻吸收。4.糙米和精米的NIR分析效果優(yōu)于谷粒,可用來分析上述品質(zhì)性狀;谷粒則可用于直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量的分析。3g和0.5g糙米的光譜建模均以直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量的建