基于近红外快速检测技术的谷子淀粉多样性分析及模型构建

文献类型： 中文期刊

第一作者： 王若楠

作者： 王若楠;张颖星;于筱菡;刘少雄;王跃;薛亚鹏;辛旭霞;张莉;刘敏轩

作者机构：

关键词： 谷子;不同生态区;近红外光谱;直链淀粉;支链淀粉

期刊名称： 作物学报

ISSN： 0496-3490

年卷期： 2025 年 51 卷 007 期

页码： 1757-1768

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 建立谷子种质资源品质性状的快速、高效检测对挖掘具有优异品质性状的资源具有重要意义。本研究选取来自于国内外不同生态区谷子种质资源657份,采用双波长法测定种子的直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量,在此基础上选择550份种质用Unscrambler X 10.4化学计量软件构建直链淀粉、支链淀粉和总淀粉的近红外模型,利用标准正常化结合散射处理（SNV and Detrend）和一阶导数处理参数对原始光谱进行预处理,用偏最小二乘法（PLS）构建光谱模型。试验结果表明,657份谷子种质的直链淀粉含量为2.99%～22.40%,平均值为16.25%;支链淀粉含量为52.77%～76.09%,平均值为59.56%;总淀粉含量为62.53%～83.31%,平均值为75.81%;直支比为0.04～0.40,平均值为0.28。国外种质的直链淀粉和总淀粉的变异系数最高,分别为30.08%、5.07%;与国内种质相比,国外种质的平均总淀粉含量最低,平均值为75.19%,幅度范围为64.65%～82.38%。国内5个生态区谷子种质的淀粉含量差异明显,内蒙古高原区直链淀粉、总淀粉和直支比的变异系数最高,分别为29.40%、4.07%、30.77%;东北春谷区种质的支链淀粉的变异系数最高,为6.00%;南方谷子栽培区种质的直链淀粉、支链淀粉、总淀粉和直支比的变异系数最低,分别为8.21%、4.40%、2.97%和10.71%。本研究筛选出的高直支比和高支链淀粉含量在前5名的材料均来自于华北夏谷区、黄土高原区和东北春谷区,其中黄土高原区二毛尖的直支比和直链淀粉最高（0.40、22.40%）,华北夏谷区半芒红谷的支链淀粉含量最高（76.09%）。直链淀粉、支链淀粉和总淀粉的近红外预测模型校正相关系数(Rcal2)分别为0.910、0.848和0.717,交叉验证决定系数(Rcv2)分别为0.902、0.830和0.675,外部验证决定系数(Rval2)分别为0.903、0.826和0.702,定标标准误差（SEC）分别为1.156、1.234和1.367,交叉检验标准误差（RMSECV）分别为1.208、1.288和1.471,验证标准偏差（RMSEP）分别为1.130、1.260和1.649,外部验证相对分析误差（RPD）分别为3.415、2.539和1.765,最佳因子分别为9、10、10。研究表明,国内外不同生态区的谷子种质在淀粉含量上呈显著多样性,且本研究开发的近红外光谱（NIRS）模型可用于预测谷子的直链淀粉和支链淀粉含量,总淀粉含量虽然可以粗略预测,但仍需进一步的调整和优化以提高准确性。

分类号： S515

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