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。     

基于近红外光谱的玉米秸秆捆包青贮饲料的品质测定研究

以112个玉米秸秆整杆捆包方式青贮的饲料为试验材料,利用近红外漫反射光谱技术,结合偏最小二乘法,对捆包青贮饲料的pH值、粗蛋白（CP）、粗灰分（CA）、干物质（DM）和可溶性碳水化合物（WSC）含量进行测定和分析。结果表明,pH值、CP、CA和DM的校正模型决定系数（R^2）以及外部验证决定系数R2V均大于0.85,且pH值、CA和CP的相对分析误差RPD（SD/SECV）均大于2.5。WSC的RPD大于2,外部验证决定系数RV^2为0.72。近红外漫反射法可以很好地测定捆包青贮样品的pH值、CA和CP含量。测定DM含量时,需进一步扩大样品含量变异范围。该方法也可对WSC含量进行粗略估测,但精度有待提高。     

近红外光谱技术在土壤成分检测中的研究进展

近红外光谱技术是一种快速的例行分析方法,在土壤科学领域内具有广阔的应用前景。评述近红外光谱分析技术在检测土壤成分(有机质、总氮、水分、矿质组分、质地、pH)中的应用现状,并指出了其在土壤领域内的发展方向。     

一种国产近红外仪分析油菜籽三种主要品质参数研究

利用中国农业科学院油料作物研究所研制的NYDL-3000智能型多参数粮油品质速测仪分析了油菜籽含油量、硫甙和芥酸含量,测定结果与传统化学方法进行了比较,其中含油量结果与PC-120核磁共振仪和MATRIX-I傅立叶变换近红外光谱仪做验证。内部交叉验证结果显示：含油量、硫甙和芥酸含量的决定系数R2分别为0.954 3、0.985 3和0.982 3,均方差分别为0.0469 、0.419 8和0.160 4,T检验显示三种品质参数交叉验证集的近红外光谱法（NYDL-3000）预测值和化学值差异均不显著。外部检验结果表明：硫甙含量、含油量两种方法测定值的相关系数分别为0.837 6和0.951 7,平均绝对误差分别为7.54％和0.02％,均在平均绝对误差允许的范围之内;成对数据双尾t检验表明,近红外光谱法和化学法两者结果差异不显著。芥酸分析中,NYDL-3000将342份样品中3份低芥酸材料判定为高芥酸,近红外光谱法和化学法两者结果符合率达99.12%。含油量的测定结果显示：NYDL-3000和PC-120、MATRIX-I结果的相关系数分别为0.956 6和0.901 5,平均绝对误差分别为0.78％和3.06％。研究结果表明,利用NYDL-3000智能型多参数粮油品质速测仪所建立的品质模型可以满足油菜育种对早代材料芥酸、硫甙含量和含油量的快速测定要求。     

高油酸、中果型花生新材料的创制与鉴定

【目的】种质资源是作物育种的基础,创制具有多种表型特征的高油酸花生新材料,对高油酸花生育种具有重要意义。【方法】以常规品种白沙1016和高油酸花生品系CTWE为材料,通过对2个亲本ahFAD2A和ahFAD2B ORF的扩增与序列分析,确定其突变类型;利用等位基因特异性PCR（allele-specific PCR,AS-PCR）对两亲本油酸性状基因型进行确认;采用单粒近红外光谱技术（near infrared reflectance spectroscopy,NIRS）结合气相色谱（gas chromatographic,GC）分析对各世代单株的油酸及亚油酸含量进行测定;利用产量性状及油酸含量双重选择压力对F_2:3家系及F₄种子进行筛选,并对筛选得到的新材料进行表型鉴定及AS-PCR鉴定。【结果】ahFAD2A和ahFAD2B ORF区域扩增与序列测定结果表明,CTWE与突变体F435的突变位点完全一致,即ahFAD2A在448 bp处发生G-A碱基替换,同时ahFAD2B 在442 bp处发生碱基A的插入。白沙1016在这2个位点保持野生型状态。借助AS-PCR反应确定两亲本油酸性状基因型,结果表明,CTWE为ol₁ol₁ol₂ol₂,白沙1016为OL₁OL₁OL₂OL₂,两亲本存在2对差异基因。该结果与测序结果相一致。通过设立产量性状和油酸性状双重选择压力对241个F_2:3家系进行选择,单株荚果重高于对照冀花2号30%的家系共20个,对20个高产家系均随机抽取5个单粒进行NIRS检测,淘汰13个低油酸家系。对至少含有1粒高油酸类型的7个家系内的所有单株进行AS-PCR检测,共检测到4种基因型的个体。通过对F_2:3家系和F₄单株的室内外考种及GC值的测定,筛选出具有不同表型特征、产量高出对照冀花2号30%的纯合高油酸材料4个,百仁重介于54.00-75.29 g,均属中果类型,油酸GC值介于81.10%-82.71%,油亚比介于28.66-41.19。11-3和13-2的株型均为匍匐3型,均有轻微果嘴和轻微网纹。11-3为蜂腰形荚果,轻微果腰。13-2为普通形荚果,无果腰。15-2株型为直立型、普通形荚果、无果腰、无果嘴和中等明显程度网纹。16-1株型为匍匐2型、普通形荚果、无果腰、轻微果嘴和轻微网纹。【结论】借助AS-PCR辅助选择的方法创制了具有不同表型特征的中果型高油酸新材料4份。     

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。     

基于近红外光谱技术的白茶总黄酮含量快速测定

本文依靠近红外光谱技术对白茶进行总黄酮含量的快速判别。对 91 份来自不同厂家、不同年份和不同等级的白茶进行总黄酮含量的测定,并采集白茶近红外光谱图,运用 TQ analyst 8.0 软件进行分析,比较了不同光谱预处理方法,最终采用偏最小二乘法建立白茶总黄酮含量的定量模型。研究结果表明,所建立的总黄酮定量模型的相关系数为0.999 77,校正均方根差为 0.043 5,验证均方根差为 0.180,验证集平均相对误差为 2.89%。该模型预测结果较好,能够准确、快速、无损地对白茶总黄酮含量进行定量分析。     

近红外透反射光谱测定单粒稻种的蛋白质含量

为探索NIR光谱技术在水稻种子蛋白质含量分析中的应用,本研究细致分析了单粒稻种在不同光谱采集方式下的近红外光谱(NIRS)特征,并利用离子束诱变育种得到的水稻9311突变体库的种子,建立准确性较好的单粒糙米和单粒稻种的蛋白质定量模型。结果表明,与漫反射光谱采集方式下的单粒糙米蛋白质模型相比,透反射和透射光谱采集方式下能得到相关性较好的糙米蛋白质模型,其中单粒糙米蛋白质最优定量模型的决定系数(R²)为0.97,预测均方根误差(RMSEP)为0.27%。在单粒稻种中,由于种壳的反射作用,漫反射光谱采集方式下依然无法建立准确性高的蛋白质模型,透反射光谱采集方式下能够建立具有一定预测能力的蛋白质定量模型(RMSEP=0.81%),透射光谱采集方式下能够建立准确性高的蛋白质定量模型(R²=0.96,RMSEP=0.24%)。本研究结果为无损快速分析单粒稻种提供了一种解决方法。     

Evaluation of prediction of barley digestible nutrient content with near-infrared reflectance spectroscopy (NIRS)

Near-infrared reflectance spectroscopy (NIRS) was evaluated as a tool to predict the contents (ileal digestible) of protein (IDP), lysine (IDLys), cystine (IDCys), methionine (IDMet) and the contents (faecal digestible) of organic (DOM) and dry matter (DDM) in barley samples for pig diets. Twenty barley samples, which had previously been tested for in vivo and in vitro nutrient digestibility in pigs, were scanned. A number of NIRS calibrations were developed using the in vitro digestibility data of fifteen barley samples as a reference. Validation using the five remaining barley samples was used to select the best equations. The robustness of the calibrations was further tested by validating them with the in vivo digestibility data. Despite the limited number of samples used in the calibration, NIRS was able to accurately predict the content of IDP, IDLys, IDMet and DOM. On the other hand, DDM and IDCys contents could not be accurately predicted. Although, larger sample sets will be required to generate calibrations, which could be applied in the feed industry, these results show that NIRS is a potentially good tool to evaluate the digestible nutrient content of barley.     

精料补充料中肉骨粉含量的近红外光谱检测

为了保证饲料安全,精料补充料中肉骨粉的检测是十分必要的。该文探讨了精料补充料中肉骨粉含量的近红外光谱分析方法,123个样品作为校正集,采用偏最小二乘法(PLS),分别对光谱进行散射校正和卷积平滑、一阶微分、二阶微分预处理建立校正模型,以最大的决定系数(R²)和最小的标准差(RMSEC)为选择依据,通过比较,以多元散射校正和卷积平滑处理与二阶微分相结合的处理效果最好,其预测值与测量值的决定系数(R²)和标准差(RMSEC)分别为0.9751和0.437。34个样品作为检验集进行外部验证,决定系数(r²)和标准差(RMSEP)分别为0.9749和0.420,平均绝对误差和相对误差分别为0.326和13.89％。结果表明,利用近红外分析技术可以检测精料补充料中肉骨粉的含量。