一种基于回归模型快速测定玉米籽粒脱水速率的方法及应用技术

本发明专利技术属于作物育种领域，涉及一种基于回归模型快速测定玉米籽粒脱水速率的方法及应用。建立玉米籽粒水分含量yn的回归模型，计算玉米籽粒的脱水速率V=（yn‑y1）/n，玉米籽粒水分含量yn的回归模型，通过SPSS软件分析水分测定仪读数与烘箱法测定含水量之间的相关性，绘制散点图，建立回归模型：y=95.709‑2.29x+0.02x2，其中x为水分测定仪对玉米籽粒+苞叶的读数，y为玉米籽粒的水分含量。本发明专利技术所提供的快速评估玉米脱水速率的方法，具有较为重要的育种价值，特别是在机械化收获已然成为玉米产业发展主要趋势的今天，本发明专利技术的重要性亦将日益凸显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于作物育种领域，涉及一种基于回归模型快速测定玉米籽粒脱水速率的方法及应用。
技术介绍
随着玉米机械化收获进程的不断推进，玉米产业的发展亟需脱水快、收获时含水量低的玉米品种。机械化收获对玉米籽粒水分的要求是20％-24％之间，而我国大部分玉米在生理成熟期的籽粒水分含量在30％左右，导致机收籽粒破碎率高达13％-17％。不但造成产量损失，降低品质等级，还大幅度抬高了由于晾晒所带来的生产成本。但籽粒脱水速度和收获时含水量的改良并不是简单的问题，以往脱水速率的测量多依赖于传统取样烘干法，一是操作比较麻烦，特别是在玉米授粉早期，籽粒难于完整剥离；二是具有破坏性，脱水速率的测定需要多次重复，对于早代育种材料而言，这样的实验是不现实的；另外，脱水速率的变化是一个连贯而且持续的过程，不同的植株间不可避免的存在差异，这些都会对最终的结果产生影响。而对于便携针插式水分测定仪的研究始于Kang等(1975)，利用电流强度的等级评价籽粒水分。几十年来，相关的研究一直没有停止，目前已有专门用于测量玉米的水分测定仪。虽然准确度还有待改进，但与传统烘干法相结合，建立数据模型进行校正，也不失为一种可取的大田实验快速评价方法。关于玉米脱水速率的研究，国内外不乏相关研究，但主要基于传统烘干法，而利用水分测定仪衡量脱水速率的相关研究较少。
技术实现思路
本专利技术为解决筛选高脱水速率的优良玉米种子的技术难题，提供了一种基于回归模型快速测定玉米籽粒脱水速率的方法及应用。为解决上述技术难题，本专利技术采用以下技术方案：一种基于回归模型快速测定玉米籽粒脱水速率的方法，建立玉米籽粒水分含量yn的回归模型，计算玉米籽粒的脱水速率V＝(yn-y1)/n，其中V为脱水速率，yn为第n天玉米籽粒的含水量，y1为第一天玉米籽粒的含水量，n为检测天数；所述玉米籽粒水分含量yn的回归模型，利用水分测定仪对玉米籽粒+苞叶及玉米籽粒的水分测定，通过SPSS软件分析水分测定仪读数与烘箱法测定含水量之间的相关性，绘制散点图，建立回归模型：y＝95.709-2.29x+0.02x2，其中x为水分测定仪对玉米籽粒+苞叶的读数，y为玉米籽粒的水分含量。所述玉米籽粒+苞叶的水分测定为将探针通过苞叶插入籽粒，此时测定的水分读数为玉米苞叶+籽粒的含水量。一种基于回归模型快速测定玉米籽粒脱水速率的方法，用于预测活体玉米果穗籽粒含水量这一农艺性状，筛选脱水速率快的优良材料，作为玉米育种的应用。本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术通过所建立的水分测定标准模型，计算活体果穗籽粒含水量，记录同一果穗的籽粒含水量动态变化过程，作为评价、筛选快速脱水玉米的方法，并利用本专利技术所建立标准模型，对近300份玉米中期组合材料进行了果穗含水量评估，从中筛选出脱水速率快的优良材料，用于玉米育种。2.本专利技术所提供的快速评估玉米脱水速率的方法，具有较为重要的育种价值，特别是在机械化收获已然成为玉米产业发展主要趋势的今天，本专利技术的重要性亦将日益凸显。附图说明图1为籽粒含水量对籽粒+苞叶水分读数二次项曲线模型。图2为授粉后不同时期籽粒、苞叶、穗轴含水量变化。具体实施方式1材料与方法1.1试验材料和田间设计本试验于2014年选取桥玉8号、浚单20、郑单958作为测试品种，并于2015年增加德美亚3号、农华101两个品种。在鹤壁市农业科学院园区试验田内种植试验材料，采用随机区组设计，3次重复，双行区，行长5米，株距22cm，行距60cm。管理标准与普通玉米生产田相同。1.2脱水速率的测定每小区在雌穗未吐丝前，选择生长一致的植株进行人工套雌穗,待花丝抽出后，一次性去除所套雌穗袋,使之统一接受外界授粉,并挂牌标记授粉日期。自授粉后30d左右开始调查取样，每个小区随机取3-4个统一授粉穗，每5天调查1次，至授粉后65天左右结束，共计8次田间取样。1.2.1仪器测定据以往研究结果(NelsonandLawrence,1991)表明，果穗中部为最佳测定部位，故选择果穗中部进行测定。利用深圳艾格瑞SH-2型水分测定仪插入果穗中部进行测量，每个果穗重复测量2次，记录后立即对果穗进行编号、取样、装袋，并带回室内准备烘干测定。本专利技术所用水分测定仪探针长约1cm，对于多数果穗而言，通常仅能插入籽粒，未及穗轴，不能测量全穗含水量。籽粒+苞叶水分测定：将探针插入苞叶及籽粒，此时测定的水分读数为：苞叶+籽粒。籽粒水分测量：剥除苞叶后将探针插入籽粒，此时测定的仅为玉米籽粒水分读数。1.2.2传统烘干法测定籽粒含水量及脱水速率测定：每穗取中部约3cm长，环剥玉米籽粒，称取鲜重(W鲜)，装入纱网袋中，置于85℃烘箱中烘干7天至恒重，称取干重(W干)。苞叶、穗轴含水量及脱水速率：称取苞叶鲜重(W鲜)，环剥籽粒后，称取约3cm长果穗中部穗轴鲜重(W鲜)，装入纱网袋，先于105℃杀青30min，85℃烘干7天至恒重，称取干重(W干)。根据连续2次取样水分含量，计算籽粒、苞叶、穗轴日脱水速率。含水量(％)＝(W鲜-W干)/W鲜×100；脱水速率V＝(yn-y1)/n，其中yn为第n天玉米籽粒的含水量，y1为第一天玉米籽粒的含水量，n为检测天数；脱水速率取平均数即得到平均脱水速率。1.3回归模型建立利用SPSS分析水分测定仪读数与烘箱法测定含水量之间的相关性，绘制散点图，建立回归模型。1.4田间自交系收获期含水量测量待收获期，利用水分测定仪对田间近200份自交系材料进行水分测定，记录测量值，并利用所建立模型进行计算。1.5收获期含水量与SSR标记关联分析采用磁珠法提取167份2015年田间自交系叶片DNA，根据刘显君等(2010)研究结果，选取4对SSR引物进行电泳检测，并将检测结果与收获期水分测定仪测定结果、生理成熟后自然脱水速率相结合，利用Tassel2.0的GLM功能进行关联分析。2结果与分析2.1读数法及烘箱法测定含水量的相关性分析本研究利用水分测定仪对籽粒水分读数和籽粒+苞叶水分读数进行测定，并利用烘箱法对籽粒、苞叶、穗轴含水量进行测定。各个性状指标汇总连续两年的数据，利用SPSSStatistics19对其相关性进行分析，发现穗轴含水量与其它性状指标相关系数均很低，而籽粒含水量与苞叶含水量相关系数最高。表1水分测定仪读数与烘箱测定水分含量的相关系数2.2籽粒+苞叶读数与籽粒含水量的回归模型建立利用IBMSPSSStatistics对5个单交种的籽粒+苞叶水分读数与籽粒含水量进行曲线估计，并建立了回归模型，发现虽供试材料有别，但二次项模型的拟合度均为最高。综合两年来的所有试验数据，建立回归模型：y＝95.709-2.29x+0.02x2，R2为0.774。但当籽粒+穗轴读数低于60％，既真实籽粒含水量低30％时，用本模型预测籽粒含水量却逆势上扬，如图1所示，存在一定偏差。究其原因，一是生理生熟期至收获期时间较短，所采集实验数据相对较少；其二，后期品种间存在不同程度的早衰，导致部分果穗籽粒疏松，也在一定程度上影响了仪器测定的准确性。表25个单交种籽粒+苞叶水分读数和籽粒含水量的回归模型2.3苞叶含水量及其对籽粒含水量的影响Kang(1977)等分析了苞叶含水量与籽粒含水量的关系，发现两者是正相关(P＝0.05)。本研究综合两年的实验结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于回归模型快速测定玉米籽粒脱水速率的方法，其特征在于：建立玉米籽粒水分含量yn的回归模型，计算玉米籽粒的脱水速率V=（yn‑y1）/n，其中V为脱水速率，yn为第n天玉米籽粒的含水量，y1为第一天玉米籽粒的含水量，n为检测天数；所述玉米籽粒水分含量yn的回归模型，利用水分测定仪对玉米籽粒+苞叶及玉米籽粒的水分测定，通过SPSS软件分析水分测定仪读数与烘箱法测定含水量之间的相关性，绘制散点图，建立回归模型：y=95.709‑2.29x+0.02x2，其中x为水分测定仪对玉米籽粒+苞叶的读数，y为玉米籽粒的水分含量。

【技术特征摘要】
1.一种基于回归模型快速测定玉米籽粒脱水速率的方法，其特征在于：建立玉米籽粒水分含量yn的回归模型，计算玉米籽粒的脱水速率V=（yn-y1）/n，其中V为脱水速率，yn为第n天玉米籽粒的含水量，y1为第一天玉米籽粒的含水量，n为检测天数；所述玉米籽粒水分含量yn的回归模型，利用水分测定仪对玉米籽粒+苞叶及玉米籽粒的水分测定，通过SPSS软件分析水分测定仪读数与烘箱法测定含水量之间的相关性，绘制散点图，建立回归模型：y=...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭华，王帮太，王静，王志红，杨美丽，靳海蕾，王要闯，申亚飞，王瑞英，
申请(专利权)人：鹤壁市农业科学院，
类型：发明
国别省市：河南;41