基于PLS-DA和LS-SVM的可见/短波近红外光谱鉴定港种四九、十月红和九月鲜菜心种子的可行性研究

目前市面上菜心的品种复杂,不同菜心种子的品质与发芽率不同,但菜心种子单从外观上差别不大,因此区分菜心种子的类别成为了一大难题。为了实现菜心种子类别的快速区分,探究了基于可见/短波近红外光谱分析菜心种子类别的可行性。从南昌市种子交易场所购买了港种四九、十月红和九月鲜三个品种的菜心种子,从中挑选出品相较好且大小适中的子粒,将每种菜心种子均匀分为30份,按照2∶1划分为建模集和预测集,所有样本共计90份。通过近红外光谱仪获取采样间隔为1 nm的菜心种子的光谱反射率,波长覆盖范围325~1075 nm,将原始光谱数据采用多元散射校正(MSC)、卷积平滑(S-G)和标准正态变换(SNV)三种预处理方法进行预处理,预处理后的光谱变量建立偏最小二乘回归(PLSR)模型,确定了SNV是最佳预处理方法。采用主成分分析(PCA)对菜心种子进行了聚类分析,从前三个主成分因子(PCs)得分图可知三种菜心种子存在光谱特征差异。将原始光谱变量、前三个PCs(累计贡献97.15%)和基于随机蛙跳(RF)算法挑选的13个特征波长作为偏最小二乘判别(PLS-DA)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型的输入变量,从模型结果可知:三种输入变量中,采用RF筛选特征波长作为模型输入变量时,模型预测效果最好,PCs建立的模型最差,相比于PCA分析,采用RF筛选出的特征波长更能够反映原始光谱信息。比较不同模型预测效果,LS-SVM模型比PLS-DA模型得到的预测精度更好,其中RF-LS-SVM模型是所有模型中最佳的预测模型,建模集和预测集均为100%。采用可见/短波近红外光谱研究菜心种子的类别可行,并且能够获得很好地预测效果,为菜心种子的快速区分提供了理论依据。

农作物种子检验机构室内检验程序及质量控制

种子是农业生产中的重要因素,种子质量的优劣直接影响农业产出和生产效益。种子检验的作用体现在种子生产、流通及农作物生产的各个环节。种子检验工作所涉及的各项法律、法规、技术标准保障了检验工作的独立性、科学性、客观性。农作物种子检验机构制定完善的工作制度,设计合理的工作流程并严格执行质量监督、质量控制程序是检验工作的质量保障。

作物种子活力无损检测技术研究进展

作物种子是农业的基础,对延续物种十分重要,无损、高效地筛选出健康的种子对农业生产至关重要。传统种子活力检测方法如发芽实验、TTC染色法等,具有破坏性且耗时费力,无法满足现代农业的需求。近年来,随着检测技术研究的深入,多种无损检测技术方法得到发展,并被引入到种子活力检测中,这些技术具有无损、高通量等优势。本文针对种子所含物质的分子振动效应和贮藏过程中活力代谢的挥发,从光学和电化学两个角度综述了包括近红外光谱、多光谱、高光谱、拉曼光谱以及以电子鼻为代表的电化学技术在种子活力检测中的应用,重点表述了这些技术方法在不同研究对象、技术研发、模型算法开发等方面内容,分析了人工智能在种子活力检测领域的发展前景,提出将高光谱检测技术和电化学检测技术相结合构建多模态信息融合数据集,配合人工智能算法进行分析作为种子活力检测的新方向,期望在单一作物种类及跨种类的种子活力预测中取得更准确的结果。

X射线显微CT技术无损检测检疫性杂草种子

为了探索检疫性杂草种子无损检测技术,建立全新的检疫对象鉴定模式,本研究使用X射线显微CT检测系统专用的三维快速重建以及可视化建模软件,通过数据采集、图像重建和三维重组,对检疫性杂草种子样品进行高分辨率内部断层扫描和整体三维成像。本研究实现了检疫性杂草苍耳属(非中国种)种子样品的层析三维成像以及内部二维信息的可视化。X射线显微CT技术可为口岸截获检疫性杂草的无损检测提供技术服务和支持。

番茄花叶病毒种传机制研究及干热处理效果评价

番茄花叶病毒(tomato mosaic virus,ToMV)是世界性分布的病毒,寄主范围广泛,番茄是其主要寄主,严重影响番茄生产。本研究以带毒的番茄种子为材料,通过逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测病毒在番茄种子内的定位,采用干热方法处理种子后检测番茄种子的萌发率及ToMV的钝化率,旨在筛选出一个既可以有效钝化病毒,又不影响番茄种子萌发的处理条件,从源头上控制该病害的发生和流行。结果发现,ToMV定位于番茄种子的种皮,胚乳及胚中没有检测到该病毒的存在。对番茄种子进行干热处理,与未处理的番茄种子相比,75℃处理48 h和70℃处理96 h均会显著影响番茄种子的萌发,80℃处理24 h和65℃处理120 h对番茄种子的发芽率均没有显著影响。4个温度的恒温处理均可以有效降低种子携带ToMV的数量,但通过荧光定量PCR仍均能检测到ToMV。80℃处理24 h对ToMV的清除效果最好,且不影响番茄种子的发芽率。

利用SSR标记技术检测玉米杂交种纯度

对玉米子粒DNA提取、SSR扩增片段检测方法等进行了研究,并以4个利用常规种子贮藏蛋白质电泳技术难以鉴定纯度的玉米杂交种及相应自交系和9对玉米SSR位点引物为材料,分别筛选出适合这些不同杂交种纯度鉴定的SSR位点引物,建立了一套利用SSR标记进行玉米杂交种纯度鉴定的技术规程。该程序包括从粉碎干种子提取DNA和利用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离SSR扩增片段,对仪器设备要求较低、简单、快速,易于推广。

国内外农作物种子质量标准体系比较

【目的】中国种业面临严峻的挑战,其中农作物种子质量标准体系的建立健全是种业技术的关键问题之一。本研究通过对中国主要农作物种子质量标准与发达国家同类标准的比较,探索中国农作物种子质量标准新体系构建方案。【方法】对世界上重要国际组织和发达国家122个农作物种子质量标准与中国相应13个农作物现行标准进行比较,分析两者的异同点,根据中国种业发展的情况,提出中国农作物种子质量标准新体系的构建意见。【结果】(1)中国现行农作物种子质量标准与发达国家相比,主要存在两方面差异:一是质量标准的种子等级系统不一致。发达国家质量标准的种子一致地相应于种子生产四级程序,在育种家种子基础上分为三级,而中国现行的粮、棉、油及薯类作物种子质量标准中种子等级程序多样化,有两级,有三级,甚至四级,不一致。二是质量标准的指标系统不健全。发达国家的粮、棉、油作物都基本包括净种子、杂质、其它作物种子总量、其它品种、其它类型、杂草种子、有毒(有害)杂草种子、发芽率和种子含水量等;在薯类作物中,主要突出了应有的病害指标。而在中国的标准中,仅有纯度、净度、发芽率和水分四个指标;薯类仅显示纯度、薯块整齐度和不完善薯块率三个指标,缺少当地必要的病害指标。(2)归纳出制定农作物种子质量标准两原则:一是标准体系中种子生产等级系统的合理性,应体现以育种家种子为种源,通过重复繁殖和限代繁殖,有效保持优良品种的种性;二是体系中指标系统的健全程度,既要体现中国现代种子生产要求,又能与国际接轨,以保证生产出优质种子,建立种子商品在国内外的品牌。(3)根据中国种业发展实情提出了构建中国主要农作物四级种子(包括育种家种子)质量标准新体系的探索方案。【结论】中国农作物种子质量标准须兼具统一的"四级种子等级系统"和健全的"八项质量指标系统",薯类还应突出应有的薯块病害指标,为建立中国商品种子的国内外品牌奠定基础。

甘蓝型油菜种子真伪及纯度鉴定的研究进展

甘蓝型油菜是我国最主要的栽培品种,其种子真伪及纯度鉴定是确保种质资源优质的必要保障。本文简要阐述了形态学鉴定、生化鉴定和分子标记鉴定在甘蓝型油菜种子真伪辨别和纯度鉴定中的研究进展,同时评述了这几种方法各自的优缺点和应用现状。针对甘蓝型油菜种子真伪及纯度鉴定的发展,对几种鉴定技术进行了小结与讨论,对建立在分子生物学、遗传学和基因组测序技术上的分子标记鉴定的应用前景进行了展望。

基于近红外光谱的杂交水稻种子发芽率测试研究

现阶段水稻种子发芽率测试仍然按照传统的农作物种子发芽技术规定进行发芽试验,此方法存在试验周期长、成本高、专业性要求高等缺点,本研究提出一种基于近红外光谱技术的快速、无损测试杂交水稻种子发芽率的新方法。采用人工老化方法在温度45℃、湿度100%的条件下分别老化处理2个品种杂交水稻种子0,24,48,72,96,120,144h;用近红外光谱仪分别采集2个品种不同老化时间段杂交水稻种子光谱数据共280份,随机分成校正集(168份)和检验集(112份);测试不同老化时间段的水稻种子发芽率;以偏最小二乘算法(PLS)建立了回归模型,分析不同光谱波段和比较不同光谱预处理方法对模型精度的影响。2个品种的水稻种子光谱数据采用全波段和标准化+正交信号校正预处理时模型最优,模型校正集决定系数(RC)与验证集相关系数(RP)分别为0.965和0.931,校正标准误差(SEC)与预测标准误差(SEP)分别为1.929和2.899,验证集预测值与真实值之间的相对误差在4.2%以内。研究结果表明利用近红外光谱分析技术进行杂交水稻种子发芽率的快速无损检测是可行的。

35个粳稻品种SSR指纹图谱的构建及遗传相似性分析

用68对SSR引物扩增了35个粳稻品种（系）的基因组DNA，结果有46对引物在35个品种间具有稳定多态性。有6个品种可用单一特异的SSR标记加以识别，其余29个品种则需要不同的SSR指纹组合才能识别。用12对核心引物构建的SSR指纹图谱能将35个粳稻品种逐一区别开来。35个粳稻品种间遗传相似系数的变异范围为0．27～0．98。采用类平均法进行聚类分析，在相似系数0．82处，可将35个粳稻品种分为4类。聚类分析结果基本上反映了依据系谱分析的品种问亲缘关系。

机器视觉技术在种子纯度检验中的应用

随着图像处理技术和机器视觉技术在农业生产中的广泛应用 ,利用机器视觉技术和图像处理技术进行种子纯度检验和对种子质量进行最终评判已成为可能。本文分析了种子纯度检验技术现状和存在的问题 ,概述了国内外对种子纯度自动化检验技术研究的最新进展 ,并对今后种子纯度检验技术发展进行了展望。

应用分子标记进行蔬菜品种和种子纯度鉴定的研究进展

蔬菜生产在农业中的地位日益增加,传统的形态鉴定、化学鉴定等方法难以满足蔬菜品种鉴定在精确度方面的要求。因此,以DNA为基础的分子标记作为一种新的鉴定手段开始被广泛应用。本文介绍了目前几种常用的分子标记的原理及特点,综述了国内外主要蔬菜品种和种子纯度鉴定上应用分子标记的研究进展。

RAPD标记鉴定南瓜种子纯度的研究

采用RAPD技术,对南瓜新品种锦栗、红栗的杂交种纯度开展了分子鉴定研究。采用优化的RAPD反应程序筛选出2条随机引物,结果表明,N481在锦栗南瓜亲本及杂交种间扩增出品种特异性条带,N31在红栗南瓜亲本及杂交种间扩增出品种特异性条带,且F1带型呈双亲互补,非常适合在室内快速准确地进行锦栗、红栗南瓜杂交种的纯度鉴定,RAPD鉴定结果与大田鉴定结果吻合率高。

种子动态图像自动分割与标记技术研究

根据系统实时检测要求 ,研究了基于自动阈值选取的种子图像分割技术 ,采取固定阈值分割与基于迭代方式的最优阈值选取相结合的方法对图像进行分割处理。根据区域内部像素具有灰度相似性 ,将不同的区域赋予不同的标记 ,达到了种子识别的目的 ,同时识别出系统标记与种子目标 ,并进行了定位参数计算。给出的理论分析与计算方法 ,经过大量试验验证 ,已应用于检测试验台中 ,粒距检测误差小于± 2 m m,满足系统实时检测技术要求。

应用SSR标记技术鉴定马铃薯杂交实生种子的纯度

以昆明市农科所提供的2003年收获的B16、B19、B20及其亲本CIP004(♂)、CIP008(B16♀)、CIP009(B19♀)、CIP010(B20♀)为材料,利用9对SSR引物对其进行分析,筛选出适合用于马铃薯杂交实生种子纯度鉴定的SSR位点引物并初步测定其纯度。分析结果表明,STM002和STM009引物的扩增产物呈现双亲互补的特征谱带,易于区分杂交种和亲本自交系,并初步确定B、B和B纯度分别为86%、90%和85%。

基于计算机视觉的新疆棉种颜色分选系统设计

设计了一套基于机器视觉的脱绒棉种在线分选系统,采用种子平抛和气吹分离的方式实现了新疆地区红棕色棉种与黑色棉种的自动分选。研究了无序状态下的种子图像采集方法,并通过区域细分的方式解决了无序种子与气流喷嘴的对应关系。提出了种子位置跟踪和分离算法,实现了对棉种图像处理结果的延时分离操作。实验结果表明:在传送带速度为0.50 m/s时,分选精度为88.6%,选出率为80.7%。

穿心莲种子发芽试验标准化研究

通过发芽试验来探讨温度、光照及发芽床等因素对穿心莲（Andrographis paniculata（Burm.f.）Nees）种子萌发的影响。设25.0、27.5、30.0、32.5、35.0℃共5种恒温温度处理,设纸上（TP）和砂上（TS）2种发芽床处理,光照设0（全黑暗）和500 lx 2个处理。试验结果表明：穿心莲种子发芽最适温度为25~30℃,发芽床可选择纸上（TP）法,对光照敏感,初次计数时间为发芽后第2天,末次计数时间为发芽后第7天。幼苗生长发育类型为子叶出土的双子叶农作物种子,幼苗鉴定只考虑初生根的发育状况。

基于能值-生命力指数的城市生态系统健康集对分析

综合考虑城市的生命体特征及物质能量代谢层面因素,依托城市生命力指数框架,结合能值指标,构建城市能值-生命力指数,以全面反映城市生态系统健康状况.引入集对分析这种不确定理论与方法,比较城市生态系统相对健康状况.采用基于集对分析的城市能值-生命力指数综合评价模型及信息熵权重,比较北京、上海、武汉、广州等16个城市的生态系统相对健康状况,结果表明,厦门、青岛、杭州、上海、北京健康水平相对较高,而乌鲁木齐、成都、哈尔滨健康水平相对较低,其他城市则为中等水平。

酯酶同工酶谱分析鉴定杂交水稻种子纯度技术初探

本文对长江中下游地区目前常用的水稻杂交种子及其亲本进行了酯酶同工酶电泳测定，通过对不同生长时期材料的选择，以及电泳图谱中标记酶带的分析，将杂交稻的酶话类型归为3种：互补类型、编亲类型、杂合类型，其中的互补酶类型为杂交水稻纯度的鉴定提供了一个可靠的依据。

RAPD技术鉴定番茄一代杂种粤星种子纯度的研究

应用 RAPD标记技术对番茄杂种一代粤星种子纯度的鉴定进行研究的结果表明 :在 15 9个随机引物的 RAPD反应中 ,有 11个引物使亲本间具有多态性 ;分别用母本特异引物 OPJ- 11和父本特异引物 OPF- 0 9就可以对番茄一代杂种粤星种子纯度进行RAPD鉴定 。