种子的非线性化学振荡指纹图谱及模式识别方法研究

发布时间：2020-10-28 10:50

　　 中国耕地面积广大,农民人口众多,是一个具有悠久农耕文明的国家。种植农作物是农民重要的生存手段与经济来源。对于一些需要每年周期性播种种植的农作物而言,种子质量的好坏与品种的优劣直接影响到作物从生长到收获的每一个重要环节,从而进一步影响到粮食产量与农民收入。因此,作物品种与种子质量问题是农民关注的热点问题。而如今种子市场作物品种繁多,种子质量良莠不齐,更有假种子新闻不时见于报道。因此,实现对种子品种快速、便捷、精确、可靠的鉴定对种子市场管理有着重要的现实意义。非线性化学振荡指纹图谱法是一种利用B-Z振荡反应体系与生物样品中复杂氧化还原性组分相互作用而产生特征性谱图的分析方法,能够在未完全掌握复杂生物样品成分的情况下间接的反映出生物样品的整体化学特征,从而实现对样品分析鉴定的目的。研究了10个不同品种大豆种子的非线性化学振荡指纹图谱,利用软件提取出较为独立的特征参数,并用主成分分析及聚类分析的模式识别方法对其进行了鉴定。结果表明,不同品种的大豆种子,其化学指纹图谱的特征参数差异较大,在聚类分析及主成分分析中均能被准确分离鉴定;而属同一品种下的不同批次的大豆种子,其图谱特征参数差异较小(最大相对标准差为3.3%),在聚类分析及主成分分析中均被成功归为一类。非线性化学指纹图谱技术是一种新型有效地鉴定大豆品种的分析方法。利用非线性化学振荡指纹图谱及模式识别的方法对不同品种的水稻种子进行了鉴定,同时对杂交水稻种、传统水稻种及杂交水稻的子代种进行了化学振荡指纹图谱鉴定,并对鉴定的反应温度、样品添加量、图谱重现性等进行了讨论。结果表明,不同品种的水稻种子,其化学振荡指纹图谱具有明显的特征性,且杂交水稻子代种子的图谱特征与初代种子的图谱有较大差异。在45 OC的反应条件下,振荡图谱的特征参数稳定性良好,绝大多数水稻品种的鉴定可以在15分钟内完成。利用非线性化学振荡指纹图谱技术对17个常见的玉米品种进行了分析鉴定,并探讨了不同生产批次的玉米种子之间的差异性。结果表明,利用非线性化学指纹图谱结合模式识别的方法能够很好的提取并呈现出各玉米种子的整体化学特征。树状聚类分析图与主成分分析图把大量的数据信息直接转化为易于观察的可视信息,提供了一种简单有效的分析方法。本文通过评估与研究非线性化学指纹图谱在大豆、水稻、玉米三种作物品种及种子真伪等方面的方法研究,建立了对种子品种的快速有效的鉴别新方法,充实了非线性化学振荡指纹图谱的应用与研究范围。
【学位单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S339.31
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 种子非线性化学振荡指纹图谱的研究背景与意义
    1.2 指纹图谱法在种子鉴定中的研究进展
        1.2.1 近红外光谱法的研究进展
        1.2.2 电泳图谱法的研究进展
        1.2.3 DNA指纹图谱法的研究进展
        1.2.4 模式识别技术在图谱法中的应用
    1.3 非线性化学振荡指纹图谱的研究进展
        1.3.1 非线性化学振荡反应的发现及其机理研究
        1.3.3 非线性化学振荡指纹图谱的发展与应用
    1.4 本论文的主要研究内容及意义
第2章 大豆种子的非线性化学振荡指纹图谱及模式识别方法研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 仪器、试剂和材料
        2.2.2 样品预处理及实验操作
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 大豆非线性化学振荡指纹图谱的鉴定原理
        2.3.2 大豆非线性化学振荡指纹图谱的特征参数
        2.3.3 大豆样品添加量对化学振荡指纹图谱的影响
        2.3.4 不同生产批次大豆间图谱的差异性
        2.3.5 大豆种子的聚类分析
        2.3.6 大豆种子的主成分分析
    2.4 本章小结
第3章 水稻种子的非线性化学振荡指纹图谱及模式识别方法研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 样品、试剂及实验仪器
        3.2.2 样品预处理及实验操作
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 样品用量对水稻非线性化学振荡指纹图谱的影响
        3.3.2 温度对水稻化学振荡指纹图谱的影响
        3.3.3 水稻非线性化学振荡指纹图谱的重现性
        3.3.4 水稻非线性化学振荡指纹图谱的特征多样性
        3.3.5 杂交水稻的子代种子与初代种子的差异性
        3.3.6 杂交水稻化学指纹图谱的主成分分析
        3.3.7 杂交水稻化学指纹图谱的聚类分析
    3.4 本章小结
第4章 玉米种子的非线性化学振荡指纹图谱及模式识别方法研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 样品、试剂及实验仪器
        4.2.2 样品预处理及实验操作
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 样品添加量对化学振荡指纹图谱的影响
        4.3.2 玉米种子化学振荡指纹图谱的重现性
        4.3.3 玉米非线性化学振荡指纹图谱的特征多样性
        4.3.4 玉米种子化学指纹图谱的主成分分析
        4.3.5 玉米种子化学指纹图谱的聚类分析
    4.4 本章小结
参考文献
已发表的期刊论文
致谢

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本文编号：2859990