專利名稱：一種油菜葉片異亮氨酸含量快速檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油菜檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種油菜葉片異亮氨酸含量快速檢測方法。
背景技術(shù)：
油菜是我國主要的油料作物和蜜源作物之一，油菜的種植面積占全國油料作物總 面積的40%以上，產(chǎn)量占全國食用植物油總產(chǎn)量的60%以上，居世界首位。油菜不同時(shí)期 的生長狀況關(guān)系到油菜籽的產(chǎn)量和質(zhì)量。油菜葉片中的氨基酸含量是油菜生長過程中一項(xiàng) 非常重要的生理指標(biāo)，對油菜葉片生理和有機(jī)物積累等生理過程有重要意義。因此可以通 過檢測油菜葉片中的氨基酸含量，得到油菜的生長狀況。近年來，由于農(nóng)村勞動力的減少， 油菜種植中使用了大量的除草劑。有些除草劑是一種生長抑制劑，例如丙酯草醚，可以阻止 直鏈氨基酸的生物合成，具有對油菜安全、殺草譜較廣、除草活性高、持效期長，且低毒、低 殘留，與環(huán)境相容等特點(diǎn)。對油菜葉片中異亮氨酸含量的檢測，可以反映出某些除草劑對油 菜生理和有機(jī)物積累的影響，對實(shí)現(xiàn)油菜生長狀況的大田檢測和連續(xù)監(jiān)測，提高油菜籽的 產(chǎn)量和質(zhì)量有重要意義。傳統(tǒng)的檢測方法是根據(jù)GB/T5009. 124-2003，采用萬分之一天平準(zhǔn)確稱取粉樣 0.05g置于10ml體積的安培瓶中，加入5ml 6M HCL，用循環(huán)真空泵抽真空并在酒精噴燈上 封口后置于110°C烘箱中消解24h ；將冷卻后的消解液完全轉(zhuǎn)移到50ml容量瓶中定容、搖 勻；吸取5ml上清液置于圓底磨口錐形瓶中，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上(60 70°C)抽真空15min左 右蒸干鹽酸；重新加入0.02M HC1 (pH 2. 2) 10ml，超聲波充分溶解后用一次性針筒吸出，經(jīng) 0. 22i!m的一次性濾頭過濾至氨基酸分析專用樣品瓶中，4°C黑暗保存，用日立L-8900自動 氨基酸分析儀(日本)分析測定異亮氨酸含量。該方法樣本預(yù)處理過程和測量過程費(fèi)時(shí)、 費(fèi)力、化學(xué)消耗品昂貴，且對環(huán)境造成一定污染。因此，急需研究一種簡單、快速、無損的油 菜葉片異亮氨酸含量檢測方法和技術(shù)?？梢?近紅外光譜可以反映物質(zhì)內(nèi)部的有機(jī)成分，特別是C-H、0-H、N-H等基團(tuán)的 倍頻和合頻吸收，可用于定量測定物質(zhì)有機(jī)物質(zhì)的含量。光譜技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、食 品、石油化工、制藥、飼料等行業(yè)。在植物生命信息快速檢測研究中具有廣泛的應(yīng)用潛力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種油菜葉片異亮氨酸含量快速檢測方法，解決了現(xiàn)有檢測方法費(fèi) 時(shí)、費(fèi)力、操作復(fù)雜、成本高、污染環(huán)境等問題。一種油菜葉片異亮氨酸含量快速檢測方法，包括以下步驟(1)將油菜葉片殺青、烘干后粉碎，得到葉片粉末；(2)分別采集波長 1424nm、1498nm、1670nm、1700nm、1528nm、1590nm、1190nm、 1450nm、1914nm、2292nm、1106nm、2366nm、1776nm、1890nm 和 1944nm 光波所對應(yīng)的油菜葉片
粉末的反射率；(3)將各反射率分別代入多元線性回歸方程y = 170. 332 A「103. 957 A 2-134. 65
37 入 3+110. 488 入 4+103. 523 入 5+111. 354 入 6_131. 597 入「124. 505 入 8_61. 061 入 9_18. 281 入 10+ 60. 688 入 n+16. 575 入 12_87. 693 入 13+67. 211 入 14+22. 686 入 15+0. 08403，計(jì)算得到油菜葉片異
亮氨酸含量；方程中y為油菜葉片異亮氨酸含量，單位為mg/100mg DW ； X : 入15分別為波長 1424nm、1498nm、1670nm、1700nm、1528nm、1590nm、1190nm、1450nm、1914nm、2292nm、1106nm、 2366nm、1776nm、1890nm和1944nm光波所對應(yīng)的油菜葉片粉末樣本的反射率。步驟(1)中，葉片粉末為40 80目，殺青溫度為95 115°C，殺青時(shí)間為20 40min。該殺青溫度和殺青時(shí)間適宜，有利于油菜葉片中主成分的保留，特別是異亮氨酸。步 驟(1)中，烘干溫度為70 90°C，將葉片烘干至恒重，該烘干溫度適宜，不會烤焦葉片。因?yàn)橛筒巳~片粉末樣本是非透明介質(zhì)，當(dāng)光波照射在其表面時(shí)，除部分被吸收外， 其余均發(fā)生反射，而光波吸收的多少(或者反射率)是跟油菜葉片內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)含量是相 關(guān)的，而針對異亮氨酸含量這類具體物質(zhì)僅僅跟少數(shù)某些特征波長光波的反射率相關(guān)。應(yīng)用連續(xù)投影算法在1100 2500nm波長范圍內(nèi)進(jìn)行特征波長的選取，得到這些 特征波長分別為 1424nm、1498nm、1670nm、1700nm、1528nm、1590nm、1190nm、1450nm、1914nm、 2292nm、1106nm、2366nm、1776nm、1890nm和1944nm。將上述波長的反射率值作為多元線性 回歸模型的輸入變量，實(shí)際測量的異亮氨酸含量作為輸出變量，計(jì)算得到上述多元線性回 歸方程。本發(fā)明通過少數(shù)特征波長進(jìn)行多元線性回歸分析，快速準(zhǔn)確檢測油菜葉片中異亮 氨酸含量，大大縮短了檢測的時(shí)間，減少了環(huán)境污染，降低了檢測成本。


圖1為本發(fā)明建模集樣本預(yù)測結(jié)果散點(diǎn)分布圖；圖2為本發(fā)明預(yù)測集樣本預(yù)測結(jié)果散點(diǎn)分布圖。
具體實(shí)施例方式隨機(jī)收集248片油菜葉片，為使所采集的油菜葉片樣本更具有代表性和多樣性， 所采集的248片葉片中不僅包括正常生長狀態(tài)下的油菜葉片(共62片)，還包括噴施過不 同濃度(100，500，1000mg/L)丙酯草醚除草劑的油菜葉片186片(100，500，1000mg/L每個(gè) 濃度梯度采集油菜葉片62片)，噴灑時(shí)間為五葉一心期，噴灑方式為葉面噴施。丙酯草醚除 草劑是一種異亮氨酸抑制劑，對油菜葉片異亮氨酸具有抑制作用，可以使油菜葉片中的異 亮氨酸含量具有更大的范圍，使得所建模型具有更好的適應(yīng)性和魯棒性。將248片油菜葉片放在105°C烘箱中殺青30分鐘后于80°C下烘干至恒重，再用 研缽將烘干后的油菜葉片樣品磨成粉末，并過60目篩，在室溫下測定油菜葉片粉末樣本 在波長 1424nm、1498nm、1670nm、1700nm、1528nm、1590nm、1190nm、1450nm、1914nm、2292nm、 1106nm、2366nm、1776nm、1890nm 和 1944nm 處的反射率值(Foss NIR Systems 5000)，同時(shí) 利用背景技術(shù)所提及的傳統(tǒng)方法測量所有葉片的異亮氨酸含量。然后隨機(jī)選擇186個(gè)樣本 作為建模集樣本，其余62個(gè)作為預(yù)測集樣本，以建模集樣本186片油菜葉片的各特征波長 的反射率值作為輸入變量，以相應(yīng)的測量的異亮氨酸含量作為輸出變量，利用多元線性回 歸法(Multiple linearregression，MLR)得到如下多元線性回歸方程
y = 170. 332 入「103. 957 入 2_134. 657 入 3+110. 488 入 4+103. 523 入 5+111. 354 入 6_13 1. 597 入 7-124. 505 入 8_61. 061 入 9_18. 281 入 10+60. 688 入 n+16. 575 入 12_87. 693 入 13+67. 211 入 u+22. 686 A 15+0. 08403，計(jì)算得到油菜葉片異亮氨酸含量。方程中y為油菜葉片異亮氨酸含量，單位為mg/100mg DW ； X : X 15分別為波長 1424nm、1498nm、1670nm、1700nm、1528nm、1590nm、1190nm、1450nm、1914nm、2292nm、1106nm、 2366nm、1776nm、1890nm和1944nm光波所對應(yīng)的油菜葉片粉末樣本的反射率。然后利用上述多元線性回歸方程對建模集和預(yù)測集油菜葉片樣本的異亮氨酸含 量進(jìn)行預(yù)測，并對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行評價(jià)。評價(jià)指標(biāo)中相關(guān)系數(shù)和斜率越接近于1，均方根誤 差、偏差的絕對值和截距的絕對值越小，說明模型預(yù)測性能越好。預(yù)測值評價(jià)結(jié)果如下表所 示 對建模集和預(yù)測集進(jìn)行預(yù)測，油菜葉片異亮氨酸含量的預(yù)測值與真實(shí)化學(xué)方法測 量值之間的相關(guān)系數(shù)均大于0. 95，獲得了滿意的預(yù)測精度。對建模集和預(yù)測集樣本預(yù)測結(jié) 果的散點(diǎn)分布圖如圖1和圖2所示，圖中樣本靠近分布于回歸直線兩側(cè)，具有很好的線性預(yù) 測效果。上述結(jié)果說明應(yīng)用本發(fā)明的方法能夠快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)油菜葉片異亮氨酸含量的檢 測。
權(quán)利要求
一種油菜葉片異亮氨酸含量快速檢測方法，包括以下步驟(1)將油菜葉片殺青、烘干后粉碎，得到葉片粉末；(2)分別采集波長1424nm、1498nm、1670nm、1700nm、1528nm、1590nm、1190nm、1450nm、1914nm、2292nm、1106nm、2366nm、1776nm、1890nm和1944nm光波所對應(yīng)的油菜葉片粉末的反射率；(3)將各反射率分別代入多元線性回歸方程y＝170.332λ1 103.957λ2 134.657λ3+110.488λ4+103.523λ5+111.354λ6 131.597λ7 124.505λ8 61.061λ9 18.281λ10+60.688λ11+16.575λ12 87.693λ13+67.211λ14+22.686λ15+0.08403，計(jì)算得到油菜葉片異亮氨酸含量；方程中y為油菜葉片異亮氨酸含量；λ1～λ15分別為波長1424nm、1498nm、1670nm、1700nm、1528nm、1590nm、1190nm、1450nm、1914nm、2292nm、1106nm、2366nm、1776nm、1890nm和1944nm光波所對應(yīng)的油菜葉片粉末樣本的反射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油菜葉片異亮氨酸含量快速檢測方法，其特征在于所述的 葉片粉末為40 80目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油菜葉片異亮氨酸含量快速檢測方法，其特征在于步驟(1) 中，殺青溫度為95 115°C，殺青時(shí)間為20 40min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油菜葉片異亮氨酸含量快速檢測方法，其特征在于步驟(1) 中，烘干溫度為70 90°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種油菜葉片異亮氨酸含量快速檢測方法，包括以下步驟將油菜葉片殺青、烘干后粉碎，得到葉片粉末；分別采集波長1424、1498、1670、1700、1528、1590、1190、1450、1914、2292、1106、2366、1776、1890和1944nm光波所對應(yīng)的油菜葉片粉末的反射率；將各反射率分別代入多元線性回歸方程，計(jì)算得到油菜葉片異亮氨酸含量。本發(fā)明通過少數(shù)特征波長進(jìn)行多元線性回歸分析，快速準(zhǔn)確檢測油菜葉片中異亮氨酸含量，大大縮短了檢測的時(shí)間，減少了環(huán)境污染，降低了檢測成本。
文檔編號G01N21/55GK101893566SQ201010219018
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月5日
發(fā)明者何勇, 劉飛, 孔汶汶 申請人:浙江大學(xué)