近红外透射光谱技术在小麦品质测试中的应用

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1、河南农业大学硕士学位论文近红外透射光谱技术在小麦品质测试中的应用姓名：陈锋申请学位级别：硕士专业：作物遗传育种指导教师：崔党群;何中虎20030601致谢本论文是农海瘫农盈大学崔竟群教授帮中黧农科院鹰书虎磅究员的港心指导下完成的。从试验的选飚、方案的设计到整个论文的完戏无不凝结罄导舜静心趣霹汗求。是缝键绘了我继续深造萋爨在花京学弼的概会，教我做人的道理，并给我提供嫩活上的帮助。同时，Foss中国北京办事处赵武善先生和黄舜斌先生为本试验提供了诲多技寒支持，特就表示感谢。溅个试验是在中国农科院作物所完成的。试验过程中，张艳副霹究受、周桂荚老舜

2、、王镳森老薅、髑阳副研究炭、夏兰芹裂磷究员秘陈新民研究员给予了极大帮助帮支持。零实验窒豹博士詹葛秀秀，博士研究生张立平、张勇、郭墩华，硕士研究生杨金、张歧军、麓嚣、徐多鞋华、袋痰祝、罗瑛麓、陈东舞寒杨松杰，涎南农盈大学遗传育种系研究生闻婕、董中东、郝西、聂利红和李艳等在工终和学习中绘予了热祷帮助。CI勰P／T办事处韵韩勰平先生、点芳女±在工作中氇给予了穰大支持，中国农辩院棉花所蓠俊戳磷究员为本试验提供了部分材料，在此～并表示感谢。感瀑溪纛农照丈学表学院蠢器究釜处吝位领警耧老彝熬培养襄帮助。撼谢我的父母、兄嫂和鹅弟，他j

3、、】尽全力支持J摹

4、口帮助我，不断给予我经济帮精潍的支持，使我赣够颥莉完成学业。般后，感谢所有关心和帮助过我老师和同学。本臻究缛到863计翔(2001AA241031)密Foss公司豹姿勘。近红外透射光谱技术在小麦品质分析中的应用摘要品质育种对分析技术的基本要求是快速、准确、操作简便、费用少、适用范围广等，其中以快速和准确最为重要。本研究所采用的近红外光谱技术则具有测试速度快，操作简单和可对多种成分同时分析及无需使用任何化学药品等诸多优点，与品质育种工作的基本要求十分吻合。为探索近红外光谱技术在小麦品质测试中的应用，寻找一种快速的品质测试方法，试验I以200

5、1和2002年来自全国各地的426份小麦品种为材料，利用近红外光谱透射仪(NITS)分析了小麦籽粒和面粉中的12个性状，如籽粒水分、蛋白质含量以及SDS和Zeleny沉降值，面粉的水分、蛋白质含量、干面筋含量、湿面筋含量、灰分含量、Zeleny沉降值以及粉制仪参数和拉伸仪参数等指标，根据定标集样品常规化学法分析测试数据和所收集的吸收光谱建立了定标模型，并选用了一批预测集样品对定标模型进行了预测，其中籽粒水分和蛋白质预测集决定系数均为0．95，籽粒干面筋、湿面筋及SDS和Zeleny沉降值决定系数分别为O．81、O．89、0．67和0．79

6、，面粉水分和蛋白质预测集决定系数分别为0．94和O．95，面粉干面筋、湿面筋、灰分和Zeleny沉降值诀定系数分别为0．85、0．79、O．72和0．62。同时还对粉制仪参数和拉伸仪参数进行了预测分析。粉制仪参数中除了吸水率预测集决定系数为O．84以外，其余性状预测集决定系数相对较低，形成时间和稳定时间分别仅为0．63和O．57，但标准误差也相对较小，分别为0．66和1．65，因此在育种早代对其进行快速估测仍是可以接受的。而拉伸仪参数预测能力较差，最大抗延阻力、拉伸面积和延伸性预测集决定系数分别仅为0．46、0．60和0．56，标准误差却

7、分别高达62．0、24．1、1．5。总之，本研究表明，近红外光谱技术用于测试小麦品质是可行的，有些性状如水分和蛋白质与常规化学方法相差很小，而其它性状也能用于育种的早代选择。籽粒硬度是重要的小麦品质指标，它通过影响出粉率、面粉颗粒度大小、润麦加水量及破损淀粉粒数量，最终决定小麦磨粉品质和加工品质，因此籽粒硬度是国内外小麦市场分类和定价的蘧要依据之一，也是重黉的育种露标性状。很传统的测试方法，需要破坏小麦籽粒，这在育种早代种子量较少的情况下，往往是不能接受的。1掰近红外光谱法则是测试硬度的理想方法。潮时在目前威用较秀广泛的各释数学算法孛，为

8、了寻我一；li孛相对较必遴想的算法建立定标模型，并寻求一种较好的光谱处理方法，消除吸收光谱的非线性问题，本试验II又以2001和2002年两年度583份材料(与试验l中试验材料部分糖司)小麦样蘸戈材糕，震NITS对小麦籽栽硬度进行了分析，建立了定标模裂，并比较了目前应用较为广泛的偏最小二乘法和多元线性回归聪种算法和未经导数处理、一阶导数处理、二除导数处理三静零惩黪光谱处理方式。结果表明，嚣静算法中偏最4'--乘法优于多元线性回归算法，三种处理方式中一阶导数处理效果最好，其定标集和预测集决定系数明显离于其它两种处理方式，褥标准误茇低子其它嚣

9、嵇处理方茂。经一除导数处理鬣采爰偏最小二乘法建立的定标模越相对较为理想，定标集和预测集决定系数分别为0．81和0．75，但定标集和预测集标准误差也较大，分别为1i．47和1l。86，这样鳇精度