应用近红外光谱技术分析稻米蛋白质含量

以稻谷、米粒、米粉3种形态的样品，应用近红外光谱技术(NIRS)和偏最小二阶乘法(PLS)，建立了6个稻米蛋白质含量近红外光谱数学模型，并对模型预测结果的准确性进行了评价。结果表明，糙米蛋白质含量的稻谷、糙米粒和糙米粉近红外光谱预测模型校正决定系数(R_C²)分别为0.893、0.971和0.987，校正标准差(RMSEC)分别为0.507、0.259和0.183；精米蛋白质含量的稻谷、精米粒和精米粉近红外光谱预测模型R_C²分别为0.897、0.984和0.986，RMSEC分别为0.497、0.186和0.190。模型内部交叉验证分析表明，预测糙米蛋白含量的稻谷、糙米粒和糙米粉模型内部交叉验证决定系数(R_CV²)分别为0.865、0.962和0.984，内部验证标准差(RMSECV)分别为0.557、0.290和0.205；预测精米蛋白含量的稻谷、精米粒和精米粉的模型R_CV²分别为0.845、0.951和0.979，RMSECV分别为0.594、0.316和0.233。模型外部验证分析表明，预测糙米蛋白含量的稻谷、糙米粒和糙米粉近红外光谱模型外部验证决定系数(R_V²)分别为0.683、0.801和0.939，外部验证标准差(RMSEV)为0.962、0.799和0.434；预测精米蛋白含量的稻谷、精米粒和精米粉近红外光谱的模型R_V²分别为0.673、0.921和0.959，RMSEV为0.976、0.513和0.344。用米粉建立的近红外光谱预模型准确性最高，米粒次之，基于稻谷的预测模型准确性相对较低；内部交叉验证和外部验证表明，近红外光谱分析技术与化学分析方法一致性较好，且能保证样品的完整性，在水稻优质育种和稻米品质分析中具有广泛的应用价值。     

天然牧草营养成分的近红外光谱定量分析

为探讨近红外光谱技术(NIRS)定量分析天然牧草营养成分的可行性,采集高寒草甸类高山嵩草草地天然牧草样品210份,用修正偏最小二乘法(MPLS),建立天然牧草中粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、粗脂肪(EE)的近红外定量分析模型。结果表明：CP、NDF模型的交叉验证决定系数(1-VR)分别为0.9886、0.9554,交叉验证标准误差(SECV)分别为0.4393、1.7169,交叉验证相对分析误差(RPDCV)分别为9.3355、4.7194;EE模型的SECV、1-VR分别为0.6264、0.668,模型有待于进一步优化。试验初步建立了河南县高山嵩草草地天然牧草CP、NDF、EE定量分析模型,为青海省各地区天然牧草营养价值数据库的建立提供了基础数据。     

玉米直链淀粉近红外模型的建立

为提高玉米直链淀粉含量育种效率,加速育种进程,本研究使用210份玉米材料,利用近红外谷物分析仪,建立玉米直链淀粉含量快速检测模型。结果表明:采用改进偏最小二乘法回归分析技术(MPLS),同时采用"SNV+Dtrend"的散射处理,加"1.4.4.1"的参数处理所得的结果最好,其定标标准偏差(SEC)是0.388,交叉检验误差是(SECV)是1.465,定标决定系数(RSQ)是0.963。验证结果表明:利用该模型的近红外检验结果和化学测定结果绝对误差均在1%以内,表明所建立的定标模型预测能力良好,可用于玉米材料直链淀粉含量的快速测定。     

近红外光谱法非破坏性测定玉米子粒粗淀粉含量的研究

采用偏最小二乘回归法,对近红外光谱法测定玉米完整子粒粗淀粉含量的可行性进行研究。结果表明,定标集和检验集的预测值与化学测定值间均达极显著正相关,相关系数分别为0.9610和0.9820,并具有较小的定标标准差和预测标准差,分别为0.707和0.666。所建立的校正模型具有较高的预测精度。     

近红外分析技术在玉米种质资源品质分析中应用

近红外分析技术具有快速、简便、准确、非破坏性的优点,为玉米品质育种提供了一个新的技术手段。利用FOSS公司1255型近红外透射光谱分析仪,对2000 年～2001年的686份玉米自交系和2001年～2002年的1438份杂交组合的籽粒品质成分进行测定。结果表明,玉米籽粒3种品质成分在不同材料间存在显著差异,粗脂肪和蛋白质变异幅度和变异系数都较大,粗淀粉含量变异幅度和变异系数都较小,年份之间有差异。自交系中粗脂肪平均含量分别为4.24%和4.27%,蛋白质平均含量分别为11.75%和12.17%,粗淀粉平均含量分别为71.04%和71.10%,玉米杂交组合粗脂肪平均含量分别为4.53%和4.86%,蛋白质平均含量分别为9.93%和10.05%,粗淀粉平均含量分别为72.56%和72.74%。     

近红外光谱法测定玉米秸秆纤维素和半纤维素含量

为了解玉米秸秆资源可转化碳水化合物物质基础,建立了玉米秸秆中纤维素及半纤维素近红外分析模型。利用傅里叶变换近红外漫反射光谱(NIRS)技术和化学计量学软件,结合偏最小二乘法(PLS),通过光谱采集,进行了近红外光谱模型预测及验证。探讨了不同预处理方法对玉米秸秆纤维素和半纤维素含量的NIRS模型影响,获得理想分析模型,相关系数(R)≥0.909。实验结果表明模型对纤维素、半纤维素含量预测平均相对误差为2.34%和2.13%,预测值与化学值误差较小。说明该模型可准确、快速并大量检测玉米秸秆中纤维素和半纤维素含量,提高秸秆生物质资源利用率,促进生物质转化工艺过程。     

我国几种小麦的主要营养成份及蛋白质的品质

对24个来自不同地区和不同品种的小麦粗蛋白质、粗脂肪、淀粉的含量进行了测定。粗蛋白质的含量范围11.46—21.00%,总平均值为15.45±2.07%。粗脂肪的含量范围1.38—2.33%,总平均值为1.99±0.25%。淀粉的含量范围68.35—74.74%,总平均值为70.29±2.26%。用氨基酸自动分析仪分析了19个小麦样品的氨基酸组成,并和玉米、糙米做了比较。用必需氨基酸指标(EAAI)和化学得分(Chem.Score)对小麦的蛋白质品质进行了评价。     

基于高光谱成像技术的牛肉大理石花纹的评估

利用高光谱扫描成像技术评估牛肉大理石花纹。组建了高光谱线扫描成像系统,采集牛肉样品在400~1100nm波段的高光谱反射图像。通过牛肉脂肪和瘦肉在各个波段处反射值比的最大值,确定530nm为特征波段。提取特征波段处大理石花纹的3个特征参数(大颗粒脂肪密度、中等颗粒脂肪密度和小颗粒脂肪密度),使用特征参数分别建立多元线性回归模型(MLR)和正则判定函数模型,对大理石花纹分级和等级预测,用全交叉验证方法验证模型的准确性。MLR模型对大理石花纹等级的预测决定系数R2=0.92,预测标准差为SECV=0.45;总的分级准确率是84.8%;正则判定函数对大理石花纹等级判定准确性较低,为78.8%。研究表明,将高光谱成像技术应用于牛肉大理石花纹等级评定是可行的。     

近红外光谱法测定大米中的淀粉含量

用化学方法测定64个大米样品中的淀粉含量,利用近红外谷物分析仪采集样品的近红外光谱,选择合适的光谱区间和光谱预处理方法。50个定标集样品的近红外光谱经二阶导数及标准多元离散校正(Standard MSC)预处理,结合偏最小二乘法(PLS)建立了大米中的淀粉含量测定的定标模型,其相关系数为0.8780。14个验证集样品用于外部检验,大米中的淀粉含量的模型预测值与化学值之间的相关系数为0.9498。     

甘肃省近年来玉米品种主要性状的演化及育种方向分析

2000-2018年共搜集整理了309份甘肃省审定玉米品种信息,并选取其中245份普通玉米品种综合分析了其19个相关性状的变化情况及彼此间的关联性,以期为进一步了解品种更替对玉米品种相应性状的影响及为未来玉米育种方向提供参考。结果表明:(1)随年份更替,审定品种的株高、种植密度、千粒重、产量、粗淀粉积累量呈显著升高,其年均分别升高1.7 cm、772.5株/hm^2、1.92 g、232.2 kg/hm^2、1.35 g;穗位高、粗淀粉含量、粗脂肪积累量呈缓慢升高趋势;穗行数和行粒数基本维持不变,其年均分别为16.6行和39.78粒;穗长、穗粗、出籽率、粗蛋白含量呈显著降低,其年均分别降低0.21 cm、0.02 cm、0.13%、0.11%;生育期、粗脂肪、赖氨酸含量、粗蛋白及赖氨酸积累量呈缓慢降低趋势。(2)相关及热图聚类分析表明,玉米品种的这19个相关性状间彼此紧密关联,彼此间协同或抑制作用共同形成了品种的DUS特性。(3) PCA分析筛选出了对总体方差累计贡献率达72.565%的6个主成分,其中株高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、千粒重、赖氨酸含量及粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉和赖氨酸积累量等是造成这些品种间差异的主要因素。(4)从审定品种的亲本间筛选出了20份适用于今后进行遗传改良的优良自交系。(5)今后在玉米理想株型育种方面,应适当降低其株高、以便进一步增加其种植密度、抗倒伏性及耐旱性;穗行数和千粒重是影响玉米高产最为重要的因素,在高产育种上应进一步改良增加其穗行数和千粒重;籽粒中粗淀粉含量和积累量较为快速的提高可能对其粗蛋白、粗脂肪及赖氨酸等品质性状的含量和积累量造成"碳稀释效应",更好地协调玉米籽粒中各品质组分间关系是培育优质粮饲兼用或青贮玉米新品种的重要策略。     

不同来源玉米自交系籽粒品质性状研究

为提供玉米育种品质改良的依据,研究了不同来源的211份玉米自交系籽粒品质性状间的差异及相关性。采用近红外光谱分析仪测定籽粒粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉、赖氨酸含量4个籽粒品质性状,并在系统聚类分析的基础上进行了类群间各性状变异分析。结果表明,各性状不同自交系间、年份间、地点间、年份×自交系、自交系×年份×地点均存在显著或极显著差异;不同自交系间粗蛋白、粗脂肪和赖氨酸的含量存在明显差异,赖氨酸含量变异系数最大（22.77%）,粗淀粉含量变异系数相对较小（1.89%）;各品质间的相关性分析显示粗脂肪和粗蛋白、赖氨酸和粗蛋白、赖氨酸和粗脂肪含量间呈显著正相关,粗淀粉和粗蛋白、粗脂肪、赖氨酸含量间呈负相关;供试自交系可分为9类,其中类群G1~G5包含205个自交系,占97.16%,品质性状优良的自交系以类群G1、G2、G4和G5最多,与‘郑单958’和‘先玉335’两大杂交种的4个亲本自交系比较,本研究共选出32份籽粒品质优良自交系,为玉米自交系籽粒品质性状的改良提供参考。     

不同熟期玉米品种春夏套作对全株饲用营养价值的影响

试验采用早熟品种鲁原单14（LD14）、中熟品种掖单22（YD22）、晚熟品种掖单13（YD13）为代表品种进行春夏玉米套作，研究其对全株饲用生物产量及粗蛋白、粗纤维、粗脂肪产量的影响，旨在筛选全年优质高产的套作品种组合。研究结果表明，套作对春玉米生物产量和营养价值影响不显著,但对夏玉米的影响显著。当夏玉米同一品种与     

Analysis of protein, starch and oil content of single intact kernels by near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) in maize (Zea mays L.)

Maize samples (n = 309) containing 3090 single intact kernels from a broad variety of breeding materials were scanned by Near Infrared Reflectance Spectroscopy (NIRS) to develop non-destructive determination calibrations for crude protein, starch and oil content in kernels. Calibration equations of single kernels were developed by partial least square regression (PLS). Regression parameters between the chemical values, determined by reference methods, and the predicted values, determined by Near Infrared Reflectance Spectroscopy, were verified by cross validation and external validation. It was found that embryo position had a significant influence on the effect of calibrations. Reliable calibrations were developed for the prediction of protein and starch contents with the embryo upwards, whereas the oil content required the embryo to be downwards. The cross validation and external validation coefficients for protein were 0.91 and 0.94, for starch 0.90 and 0.89 and for oil 0.94 and 0.95, respectively. The data suggested that NIRS could be successfully used in breeding programmes, as an accurate and non-destructive tool to predict protein, starch and oil contents at the level of single kernels.     

基于冠层光谱的早籼稻籽粒粗蛋白含量估测

利用2019年长江中下游早籼稻早中熟组种质资源为材料,分析主要生育期冠层光谱反射率与籽粒粗蛋白含量的关系,筛选出可用于早籼稻籽粒粗蛋白含量预测的敏感生育期和敏感波长,建立了基于敏感波长和光谱参数的籽粒粗蛋白的一元线性、多元线性、指数和多项式预测模型,用决定系数（R ²）、均方根误差（RMSE）和相对误差（RE）对模型精度进行评价,以期找到估测早籼稻籽粒粗蛋白含量的最适模型。研究发现,在孕穗期514、580、638和695nm波长处冠层一阶微分光谱反射率与籽粒粗蛋白含量相关性达到极显著水平;在基于敏感波长的估测模型中,四元线性模型估测效果最佳,其建模集R ²、RMSE和RE分别为0.566、0.342%和2.874%,验证集R ²、RMSE和RE分别为0.518、0.154%和1.303%;在基于光谱参数构建的估测模型中,DSI(R′₅₁₄和R′₆₃₈)为自变量构建的多项式模型估测效果较优,其建模集R ²、RMSE和RE分别为0.638、0.312%和2.639%,验证集R ²、RMSE和RE分别为0.581、0.230%和2.307%。     

新单系列玉米品种的遗传基础解析以及品质和产量性状变化趋势分析

为探索新单系列玉米品种籽粒品质性状之间的关系以及产量性状的变化趋势,以新乡市农科院2003年以来审定的玉米品种为材料,研究了它们的遗传基础、杂优模式、品质性状以及群体、个体生产力。结果表明：13个玉米品种利用的杂优模式主要有2种,9个品种杂优模式为改良Reid×唐四平头,4个品种为外来种质×唐四平头。品质分析中,‘新单28’、‘新单38’、‘新单66’粗淀粉含量高,‘新单61’、‘新单65’和‘新单68’的粗蛋白和赖氨酸含量高。粗脂肪含量和粗淀粉含量之间呈显著负相关,相关系数为0.610,粗蛋白含量和赖氨酸含量之间呈显著正相关,相关系数为0.491。产量分析表明,‘新单22’单株生产力最大,‘新单33’单株生产力最小,‘新单58’的群体生产力最大,‘新单28’的群体生产力最小。群体生产力随密度增加呈现上升趋势,其中密度为75000株/hm²时的群体生产力较45000株/hm²高62.9%,平均每公顷增加7500株产量增益为12.97%。单株生产力随密度增加开始呈下降趋势,增至60000株/hm²后逐渐平缓,低密度时单株生产力较高密度高5.5%。外来种质×唐四平头杂优模式选育的玉米新品种在品质上优于改良Reid×唐四平头模式选育的品种,且耐密性也显著增加,群体生产力也不断上升。     

播期对糯玉米籽粒产量及品质的影响

为满足农户对糯玉米种植的不同需求,探讨山西中晚熟地区播期对糯玉米产量与品质的影响。以晋糯18和晋糯20为试验材料,4月26日-7月5日,设置6个播期处理,研究其对产量、穗长、百粒重、穗粒重及籽粒蛋白质、淀粉、粗纤维素及赖氨酸相对含量的影响。结果表明,播期与品种对糯玉米产量及品质都有显著影响。其中B3播期（5月24日）处理下2个糯玉米品种产量、穗长、百粒重及穗粒重都高于其他播期处理,说明糯玉米适宜在小满前后播种。提前播期有利于籽粒蛋白质、赖氨酸相对含量的提高,而推迟播期降低籽粒粗纤维素、赖氨酸相对含量。B1与B6播期下籽粒淀粉相对含量低于其他播期,且B4、B5播期下籽粒淀粉相对含量高于其他播期。说明适当推迟播期有利于籽粒淀粉相对含量的提高,但过早或过迟播种均显著降低籽粒淀粉含量。糯玉米籽粒中粗纤维素含量与品种遗传背景密切相关,且推迟播种后品种差异对籽粒淀粉含量的影响降低。通过相关性分析发现积温、降水量与产量、穗粒重以及赖氨酸相对含量均达到极显著正相关关系,与穗长、百粒重均达到显著正相关关系,说明播期对产量性状及籽粒赖氨酸相对含量有显著影响。在山西中晚熟地区糯玉米在小满前后播种时产量最高,适当提前有利于籽粒蛋白质、赖氨酸含量的提高,适当推迟有利于籽粒粗纤维素、淀粉含量的提高。     

基于SSR标记的胡麻粗脂肪及脂肪酸组分的关联分析

为了深入了解胡麻种质粗脂肪及脂肪酸组分的遗传变异,以230份胡麻种质为研究对象,利用广义线性模型（GLM）进行关联分析,结果表明,粗脂肪和5种脂肪酸含量的变异系数为7.39%~22.67%,遗传多样性指数为2.66~2.80;粗脂肪和亚麻酸含量的相关系数（0.669）最大;筛选出了30对SSR引物,共扩增出365个条带,有效等位基因数在1.2168~1.8320,引物多态性含量为0.2489~0.6257;在群体结构K=4时,230份胡麻资源可分为4个类群;5种脂肪酸显著关联的SSR位点22个,粗脂肪含量相关的SSR位点4个,说明230份胡麻种质的遗传多样性丰富,5种脂肪酸和粗脂肪含量与SSR标记显著关联。     

种植密度对不同类型玉米青贮产量和营养价值的影响

为明确不同类型青贮玉米在临沂地区最佳种植密度,设置了4个密度梯度（60 000、75 000、90 000、105 000株/hm ²）,研究种植密度对专用型青贮玉米雅玉8号和粮饲兼用型玉米登海605饲用产量和营养价值的影响。结果表明：密度对不同类型青贮玉米鲜草、干草产量影响显著,密度增加,青贮玉米鲜草产量和干草产量均先增加后减少,在密度75 000株/hm ²时均获得最高鲜草、干草产量。密度对不同类型青贮玉米粗脂肪、粗灰分、酸性洗涤纤维含量和子粒产量、粗蛋白产量、粗脂肪产量、可消化干物质、相对饲喂价值、无氮浸出物含量和总能量影响显著,密度增加,雅玉8号粗蛋白、粗脂肪含量和可消化干物质、干物质采食量、相对饲喂价值和无氮浸出物含量下降,粗灰分、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量呈上升趋势,子粒产量、粗蛋白、粗脂肪产量和总能量先增加后减少,在密度75 000株/hm ²均获得最高子粒、粗蛋白、粗脂肪产量。从饲料总能量来说,专用型青贮玉米雅玉8号和粮饲兼用型玉米登海605在山东临沂地区饲用的最佳种植密度均为75 000株/hm ²。