玉米子粒颜色对近红外模型预测其淀粉含量的影响

以我国黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、山西、广西等省区368份玉米样品为材料,分别采用近红外透射光谱(NITS)和实验室常规分析(LAB)测定其淀粉含量,通过校正样品集建立样品吸收光谱与化学成分间的关系模型,校正并优化原有神经网络模型。经检验,校正模型Ⅰ(黄色样品)、校正模型Ⅱ(橙红色样品)和校正模型Ⅲ(总样品)的预测平均残差(Bias)依次为0.15、0.05和1.04;均方误差(RMSE)依次为1.06、1.07和1.12。预测效果相比较,模型Ⅰ和模型Ⅱ预测值与常规分析值的残差和均方误差均低于模型Ⅲ,因此对玉米整子粒淀粉近红外分析,按样品外观颜色分类定标(校正)更有利于提高模型的预测性能。     

大豆主要脂肪酸含量近红外模型的建立

为提高大豆脂肪酸品种的育种进程,使用气相色谱法测量289份大豆籽粒样品的脂肪酸含量,并用近红外谷物品质分析仪NIRFIEX N-500采集大豆样品近红外光谱值,采用主成分回归法将化学试验测定的数值与采集的光谱曲线对应拟合整理分析建立定标模型。每种脂肪酸建立11个定标标准,选取决定系数定标Q值中最高的数值为定标模型。结果显示5种脂肪酸定标模型的适宜Q值分别为:棕榈酸0.823 5、硬脂酸0.854 1、油酸0.819 6、亚油酸0.829 1、亚麻酸0.836 3。最后验证结果表明,近红外法测量值与化学试验测定值误差均在1.5%误差范围之内,证明所建立模型质量较好,具有使用价值,可用于大豆育种材料脂肪酸含量的快速测量。     

马铃薯块茎钾含量近红外模型的建立

为了快速测定马铃薯块茎中的钾含量这一品质性状,从而缩短育种时间,本研究使用InfraXact Lab型近红外分析仪测定马铃薯样品的近红外光谱值,并用常规化学分析方法测定马铃薯样品的含钾量,将这二者拟合建立定标模型。结果表明:钾含量定标方程的SECV值为0.072,而1-VR值为0.881,较接近1,钾含量的验证参数SEP(C)值为0.080,RSQ值为0.866,证明定标的预测能力较好,可以用其进行马铃薯育种材料钾含量的粗略测定。     

用近红外反射光谱技术测定精米粉样品表观直链淀粉含量的研究

 以约3 g精米粉为测试样品,研究了用近红外反射光谱（NIRS）技术测定稻米表观直链淀粉含量（AAC）的效果及影响校正的一些因素。对3种不同回归统计分析方法校正效果的差异比较表明,用修正的部分最小平方法（MPLS）、部分最小平方法（PLS）和主成分回归法（PCR）进行AAC校正时,校正标准误（SEC）、交叉检验标准误（SECV）和检验工作标准误［SEP（C）］均呈上升趋势,分别为0.83、1.75和1.09 (MPLS);1.73、1.98和1.74 (PLS)以及2.29、2.56和1.72 (PCR);相反,校正决定系数[WTBX]R[WTBZ]2和检验决定系数RSQ呈下降趋势,分别为0.983和0.91 (MLPS);0.927和0.84 (PLS)以及0.870和0.84 (PCR)。由此可见,用MPLS技术建立AAC回归方程效果最佳。而从两种校正群体选定方法对校正效果的结果看,用软件程序SELECT根据样品光谱特征选定的校正群体和用AAC测定值按比例选定的校正群体,在建立AAC回归方程时,前者的SEC、SECV和SEP（C）均比后者要小,而[WTBX]R[WTBZ]2和RSQ相仿,表明根据光谱特征选定校正群体效果略好。     

水旱条件下近红外发射光谱预报水稻直链淀粉含量与粗蛋白含量的QTL分析

以水稻珍汕97B和旱稻IRAT109杂交F9代重组自交系群体为材料,分别在水旱两种处理条件下,用近红外光谱回归模型预测群体的直链淀粉含量及粗蛋白含量。分析结果表明,两种处理条件下直链淀粉含量无显著差异,水分胁迫处理条件下粗蛋白含量显著降低。利用QTLMapper共检测到22个主效QTL和66对显著互作位点与直链淀粉含量和粗蛋白含量有关。主效QTL对直链淀粉和蛋白质含量的联合贡献率在非胁迫条件下为35.34%和37.33%,在胁迫条件下分别为53.40%和58.10％;互作位点对直链淀粉和蛋白质含量的联合贡献率在正常水分条件下分别为66.74%和57.49%,在胁迫条件下分别为48.65%和36.59%。     

小麦籽粒淀粉和直链淀粉含量的近红外漫反射光谱法快速检测

为寻找一种简便易行的小麦籽粒淀粉和直链淀粉含量测定方法,以91个普通小麦品种及高代稳定品系为材料,采用偏最小二乘（PLS）回归法,对利用近红外漫反射光谱（NIRS）法测定小麦完整籽粒淀粉及直链淀粉含量进行了研究。结果表明,采用一阶导数+减去一条直线、矢量归一化光谱预处理,分析谱区为7 501.9~5 450 cm-1、7 501.9～4 597.6 cm-1,分别建立淀粉、直链淀粉含量的校正模型,校正和预测效果最佳。模型的校正决定系数(R2cal）分别为0.894 8和0.920 6,交叉验证决定系数（R2cv）分别为0.690 2和0.827 6,外部验证决定系数（R2val）分别为0.815 1和0.806 7;各项误差为1.479~1.080。表明利用NIRS分析法测定完整小麦籽粒的淀粉和直链淀粉含量是完全可行的。     

单粒活体稻谷种子直链淀粉含量的近红外透射光谱分析

利用FOSS Tecator公司的Infratec 1255型带单粒定标器的近红外谷物分析仪,对222粒单粒稻谷进行扫描并测定了直链淀粉含量的参比数据。借助于功能强大的近红外定标器软件(WinISI),采用多种计量数学处理方法和不同的回归统计方法进行定标曲线的开发和比较,优化得到了单粒水稻种子直链淀粉含量测定的近红外定标方程。其定标标准偏差（SEC）、交叉检验标准误差（SECV）、检验工作标准误差（SEP）和定标相关系数（RSQ）分别为2.828、3.088、2.792、0.848。     

近红外分析技术辅助水稻直链淀粉含量育种方法研究

本文分析了近红外分析仪两种方法测定水稻种子直链淀粉含量的结果,并与标准碘蓝比色法测定结果进行印证,实验结果表明：近红外分析仪对单粒水稻种子直链淀粉含量的测定误差较大,对混合样品的测定结果较准确。讨论了如何在育种中有效地利用近红外分析结果。     

近红外反射光谱测定玉米完整子粒蛋白质和淀粉含量的校正模型

以玉米完整子粒为实验材料,采用偏最小二乘回归法建立近红外反射光谱测定其蛋白质和淀粉含量的数学模型,光谱预处理结果表明采用矢量归一化和一阶导数+多元散射校正分别建立蛋白质含量和淀粉含量的校正模型效果最佳,外部验证结果证明校正后模型预测结果与化学值之间的相关系数分别达到0.946 9和0.924 0。     

半粒玉米胚乳直链淀粉含量测定方法的研究

淀粉是玉米作为工业原料最主要的产品,其中直链淀粉在工业上用途更为广泛。玉米直链淀粉含量直接影响玉米淀粉品质,也是高直链淀粉玉米选育的重要指标。测定半粒玉米直链淀粉含量对玉米品质育种早代材料的筛选尤为重要。本实验对半粒玉米样品的前处理及其直链淀粉含量的碘比色测定法进行了研究,提出了半粒玉米样品的直链淀粉含量测定方法。该方法简便有效,可以减少早期选种的盲目性,加快育种进程。     

玉米淀粉含量和性状的关联度分析

用灰色关联度分析方法,分析了玉米淀粉含量和性状的关系,并排出顺序:穗粗>穗长>百粒重>株高>产量>容重>生育期>穗位高,以期为普通玉米育种和高淀粉玉米育种提供理论依据。     

钾素对玉米子粒淀粉形成及产量的影响

2018-2019年在宁夏银川平吉堡开展田间试验,设6个(0、60、120、180、240和300 kg/hm²)钾肥用量,研究钾素用量对玉米子粒中淀粉合成酶活性、淀粉含量及产量的调控机理。结果表明,施钾显著提高玉米子粒淀粉含量及淀粉合成酶活性,降低直链淀粉与支链淀粉的比值,各处理中以施钾量为180 kg/hm²时子粒淀粉含量、酶活性和产量最高。子粒中淀粉酶活性于开花后35 d达最大值,180 kg/hm²钾肥处理比不施钾肥,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGP)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGP)、淀粉分支酶(SBE)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性分别提高38.97%、22.63%、27.64%、36.19%和28.23%。成熟期180 kg/hm²处理比不施钾肥处理,总淀粉含量提高29.82%,直链淀粉与支链淀粉的比值降低11.36%,产量增加18.14%。综合考虑玉米淀粉合成酶活性、淀粉含量及淀粉组分和产量等因素,宁夏旱区滴灌条件下的适宜施钾量为180 kg/h...     

玉米高淀粉含量育种进步与遗传效应研究

针对2021年国家玉米品种区域试验及2019、2020、2021年内蒙古自治区生产试验淀粉含量≥75%的品种或组合进行分析,对PH6WC×PH4CV、PH6WC×B20、PH6WC×D1279及亲本淀粉含量差异进行分析,对PH6WC×D1279组建6世代群体(P₁、P₂、F₁、B₁、B₂、F₂),运用主-多基因混合模型遗传分析方法对淀粉含量遗传进行分析。结果表明,我国玉米高淀粉含量育种水平进步显著,实现了高产、高淀粉含量、广适性的良好结合。F1淀粉含量显著或极显著高于亲本,F₁超高亲优势为1.72%～2.54%。淀粉含量遗传模型为2对主基因加、显、上模型,主基因显性效应>上位性效应>加性效应,遗传率为80.58%～82.68%。     

种植密度与施氮水平对高淀粉玉米郑单18淀粉含量的影响

在四种种植密度和四种氮肥水平下研究了种植密度和氮肥对高淀粉玉米品种郑单18子粒淀粉含量的影响.随种植密度增加,玉米(郑单18)子粒淀粉含量增加;随施氮量增加,玉米子粒淀粉含量的变化不显著;不同种植密度条件下,玉米子粒淀粉含量与单株产量、千粒重均呈显著负相关,与子粒蛋白质含量、脂肪含量亦均呈显著负相关.     

玉米淀粉QTL定位分析

试验以5M017和5D07为父、母本杂交组配的110株F_2代分离群体为试材,筛选68对多态性较好的SSR引物构建遗传图谱,覆盖1 607.7 cM,平均遗传距离23.64 cM。用完备复合区间作图法(ICIM)对玉米淀粉(总淀粉、直链淀粉、支链淀粉)含量进行QTL分析。结果表明,共检测到17个与玉米淀粉含量有关的QTL,其中,10个与总淀粉含量有关,分布在除第4以外的染色体上,有8个位点加性效应为负值,总淀粉含量增效基因主要来自父本;与直链淀粉含量有关的QTL有5个,分别位于第2、3、6、8、10染色体上,4个位点加性效应为正值直链淀粉增效基因多数来自母本;与支链淀粉含量有关的QTL有2个,位于第3、10染色体上,均表现遗传负效应。位于第10染色体标记区间phi059-umc1432检测到3种淀粉含量相关QTL。     

硫磺、硫酸锌、硼砂施用量与玉米淀粉含量关系的研究

采用二次回归通用旋转组合试验设计,分析硫磺、硫酸锌、硼砂不同施用量对高淀粉玉米淀粉含量的影响。结果表明：硫磺、硫酸锌与玉米淀粉含量的关系符合二次曲线,硼砂与淀粉含量为正的线性关系;单独施用时,硫磺和硫酸锌降低淀粉含量,硼砂增加淀粉含量;硫磺与硫酸锌存在正向互作,与硼砂存在负向互作;硫酸锌与硼砂不存在互作。淀粉含量高于76.39%的施肥方案是硫磺、硫酸锌、硼砂用量分别为6.39～31.56、8.2～32.0、22.4～28.5 kg/hm2。     

磷肥对玉米子粒淀粉粒度分布特性与黏度参数的影响

以玉米品种中单909为材料,设置2个氮素水平、3个磷素水平,分析玉米子粒的淀粉粒度分布特征和黏度参数的变化及之间的关系。结果表明,玉米子粒淀粉粒体积、表面积分布基本呈双峰曲线,数目分布呈单峰曲线;玉米子粒胚乳中绝大多数为小型淀粉粒。在不同施氮条件下,施磷60～120 kg/hm~2范围内,随着磷水平增加,玉米子粒中、小型淀粉粒体积百分比显著降低,大型淀粉粒体积百分比增加,说明磷素有利于大型淀粉粒体积所占比例的提升。随着施磷水平提高,玉米淀粉峰值黏度、低谷黏度与最终黏度显著提高。相关分析表明,玉米淀粉峰值黏度、低谷黏度与最终黏度等黏度参数与大型淀粉粒体积百分比呈显著正相关,与中、小型淀粉呈显著负相关。磷素通过影响胚乳淀粉粒度分布,即增加大型淀粉粒比例,进而提高了玉米淀粉峰值黏度等黏度参数。     

玉米质体型淀粉磷酸化酶抗体的制备

通过同源基因基因克隆、原核表达载体构建、GST融合蛋白诱导表达与纯化、新西兰大白兔免疫、抗血清分离和纯化制备了SPI多克隆抗体,并进行了玉米体内蛋白Western blot验证。结果表明,成功构建的PGEX-6T-1-SPI-C表达载体在大肠杆菌中表达并纯化了GST-SPI-C融合蛋白,通过免疫新西兰大白兔制备并纯化了SPI多克隆抗体。制备的SPI多克隆抗体不但能识别GST-SPI-C融合蛋白,而且能识别玉米体内全长SPI蛋白(112 kD),并具有较好的特异性。玉米子粒和胚乳的Western blot检测表明,SPI蛋白主要积累在胚乳中,与mRNA定量结果一致。