一种转基因水稻种子及其亲本的快速检测方法及其专用装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种转基因水稻种子及其亲本的快速检测方法及专用装置，该方法包括以下步骤：采用拉曼光谱装置获取转基因水稻种子及其亲本在200-3400cm-1波数范围内的拉曼光谱散射特征曲线，采用核主成分分析法获取核主成分，将核主成分作为大间隔最近邻居算法的输入变量，在核空间中实现转基因水稻种子样本的鉴定。本发明专利技术方法与现有主流的基于细胞学方法及DNA化学检测方法相比，其显著优势在于其检测过程简单，检测效率高，不会造成环境污染，大大降低了检测成本。建立的转基因水稻种子及其亲本的快速检测模型识别精度达到86%，识别精度高，因此具有良好的应用前景和可观的市场价值。

【技术实现步骤摘要】
一种转基因水稻种子及其亲本的快速检测方法及其专用装 CP3
本专利技术属于转基因产品检测领域，具体涉及一种转基因水稻种子及其亲本的快速 检测方法及其专用装置。
技术介绍
水稻是世界三大主要粮食作物之一，中国作为世界上最大的水稻生产地，有75% 的水稻受水稻螟虫虫害影响，每年对水稻生产造成巨大危害。因此，培育抗螟虫水稻品种， 对于提高水稻稳产性和保护生态环境都具有十分重要的意义。种植转Bt基因的抗螟虫水 稻可以使水稻产量增加8%并减少80%的杀虫剂用量，使1. 1亿水稻种植户直接受益，带来 每年40亿美元的收益。综合各国的检测方法目前转基因产品的检测方法主要有两大类：蛋 白质检测和DNA检测，包括聚合酶链式反应（polymerasechainreaction,PCR)，核酸印记 法（southernblot)，气相质谱法（gaschromatographyandmassspectrometry,GC/MS), 酶联免疫吸附法（enzymelinkedimmunosorbentassay,ELISA)，蛋白质印记法（Western blot),生物传感器（Biosensor)等。但是这些理化学分析法存在实验操作复杂耗时长、检 测成本高以及易于造成环境污染等缺点，难以满足目前流通市场上大样本快速鉴别的需 要。因此，建立关于转基因水稻产品快速、低成本的检测方法显得尤为重要。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决现有转基因产品检测技术存在的实验操作复杂耗时长、检测 成本高以及易于造成环境污染等等的一系列的问题，本专利技术提供一种转基因水稻种子及其 亲本快速检测方法，克服常规物理化学检测方法的缺点，实现对转基因水稻种子及其亲本 低成本快速检测，本专利技术的另一名地是提供一种上述转基因水稻种子及其亲本快速检测方 法的专用装置。 技术方案：为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为： -种转基因水稻种子及其亲本的快速检测方法，包括如下步骤： 步骤1，将转基因水稻种子及其亲本样本固定在载物台上，采用全固态半导体激光 器产生辐射源，通过显微拉曼探测装置获取转基因水稻及其亲本的拉曼光谱信息；建立转 基因水稻及其亲本拉曼光谱数据库； 步骤2,对采集到的原始转基因水稻种子及其亲本的拉曼波谱信息进行归一化和 中心化处理； 步骤3,运用核主成分分析方法计算步骤2处理后的转基因水稻种子及其亲本拉 曼波谱信息的核主成分； 步骤4,运用大间隔最近邻分析方法将步骤3提取到的核主成分映射到高维特征 空间中，在核空间中获得转基因水稻及其亲本样本空间分布属性； 步骤5,对于待测转基因水稻及其亲本种子样本，依次通过步骤1-4,将待测样本 的拉曼波谱映射到先验高维特征空间中，在高维特征空间中运用K最近邻分析方法，根据 待测样本与数据库样本核空间的相对空间度量来估测转基因水稻种子样本的类别。 步骤2中，通过归一化处理，把数据映射到[_1，1]范围内处理，归一化处理算法 为：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转基因水稻种子及其亲本的快速检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将转基因水稻种子及其亲本样本固定在载物台上，采用全固态半导体激光器产生辐射源，通过显微拉曼探测装置获取转基因水稻及其亲本的拉曼光谱信息；建立转基因水稻及其亲本拉曼光谱数据库；步骤2，对采集到的原始转基因水稻种子及其亲本的拉曼波谱信息进行归一化和中心化处理；步骤3，运用核主成分分析方法计算步骤2处理后的转基因水稻种子及其亲本拉曼波谱信息的核主成分；步骤4，运用大间隔最近邻分析方法将步骤3提取到的核主成分映射到高维特征空间中，在核空间中获得转基因水稻及其亲本样本空间分布属性；步骤5，对于待测转基因水稻及其亲本种子样本，依次通过步骤1‑4，将待测样本的拉曼波谱映射到先验高维特征空间中，在高维特征空间中运用K最近邻分析方法，根据待测样本与数据库样本核空间的相对空间度量来估测转基因水稻种子样本的类别。

【技术特征摘要】
1. 一种转基因水稻种子及其亲本的快速检测方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1，将转基因水稻种子及其亲本样本固定在载物台上，采用全固态半导体激光器产 生辐射源，通过显微拉曼探测装置获取转基因水稻及其亲本的拉曼光谱信息；建立转基因 水稻及其亲本拉曼光谱数据库； 步骤2,对采集到的原始转基因水稻种子及其亲本的拉曼波谱信息进行归一化和中心 化处理； 步骤3,运用核主成分分析方法计算步骤2处理后的转基因水稻种子及其亲本拉曼波 谱信息的核主成分； 步骤4,运用大间隔最近邻分析方法将步骤3提取到的核主成分映射到高维特征空间 中，在核空间中获得转基因水稻及其亲本样本空间分布属性； 步骤5,对于待测转基因水稻及其亲本种子样本，依次通过步骤1-4,将待测样本的拉 曼波谱映射到先验高维特征空间中，在高维特征空间中运用K最近邻分析方法，根据待测 样本与数据库样本核空间的相对空间度量来估测转基因水稻种子样本的类别。2. 根据权利要求1所述的转基因水稻种子及其亲本的快速检测方法，其特征在于，步 骤2中，通过归一化处理，把数据映射到[-1，1]范围内处理，归一化处理算法为：其中，Xi表示第i列待归一化特征向量，Xmin表示列向量中最小值，Xmax表示列向量中最 大值，戈表示第i行归一化后的列向量。如果列向量中最大值等于最小值Xmax =Xmin，则列 向量值不变毛=A。3. 根据权利要求1所述的转基因水稻种子及其亲本的快速检测方法，其特征在于，步 骤2,中心化处理，是指变量减去其数学期望值，对于样本数据，是指将样本变量的每个观测 值（元）M去该夺量的样本的平抝侑，县休算法如下：其中，i对应样本序号，j对应变量序号，M表示样本总数。4. 根据权利要求1所述的转基因水稻种子及其亲本的快速检测方法，其特征在于，步 骤3中，运用核主成分分析算法通过引入Gaussian核函数把非线性转基因水稻种子及其 亲本拉曼波谱数据映射到高维核空间实现拉曼波谱变量线性化，在核空间利用主成分分析 技术提取转基因水稻种子及其亲本拉曼波谱特征信息，利用累计方差达到98%置信率和 K-...

【专利技术属性】
技术研发人员：林萍，陈永明，胡国文，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32