[发明专利]基于近红外光谱鉴别转基因水稻和非转基因水稻的方法

说明书

技术领域

本发明属于转基因植物的检测领域，尤其涉及基于近红外光谱鉴别转基因水稻和非转基因水稻的方法。

背景技术

水稻是我国第一大粮食作物，年产量约占粮食总产量的38％，其生产关系着国家的粮食安全。转基因技术突破了水稻传统育种的限制，为保障我国的粮食安全提供了新的途径。随着水稻基因工程技术的飞速发展，转基因水稻的研究成果斐然。近20年来，利用转基因技术已成功研发出抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆境和高产优质的转基因水稻，获得了大量目标性状遗传和表达稳定、农艺性状优良的转基因水稻株系。

随着大量转基因作物逐步走向市场，转基因作物和转基因作物加工的食物的安全性问题也开始受人们的关注。从本质上讲，转基因作物和常规育成的作物品种没有差别。常规育种一般是通过有性杂交来实现，而植物基因工程则是用农杆菌、基因枪、电激、微注射等技术将外源重组DNA导入植物基因组中，尽管从理论上讲，转基因的遗传特性及表型应该可以更加精确地预测，在应用上更为安全，但对转基因作物进行安全性仍然很有必要。

转基因成分检测方法，可分为定性检测法和定量检测法。目前常用的转基因作物检测方法有PCR检测法、化学组织检测法、酶联免疫吸附法、外源基因整合鉴定法、Westren杂交法、生物测定检测法等。常规的一些转基因植物的检测方法已经不能满足目前快速、准确检测的需要，这些方法有的需要转膜、杂交，操作繁琐、费用高，有的不适合批量样本的检测，严重限制了其应用。转基因检测技术的发展趋势是操作简便、费用较低、适用性强。

申请公布号为CN 102081075A的发明专利申请公开了一种鉴别转基因水稻和非转基因水稻的方法，包括：(1)分别测定非转基因水稻C418和待检测水稻限定条件下人工培养生长6周叶中莽草酸和半乳糖醛酸的含量；(2)如果待检测水稻的莽草酸和半乳糖醛酸的含量相比非转基因水稻的莽草酸和半乳糖醛酸的含量有显著性下降，则待检测水稻是转基因水稻；由于莽草酸和半乳糖醛酸的检测方法较为复杂，致使此发明操作步骤繁琐，耗时长。

发明内容

本发明提供了基于近红外光谱鉴别转基因水稻和非转基因水稻的方法，该方法能够快速、无损、简便的鉴别转基因水稻和非转基因水稻。

一种基于近红外光谱鉴别转基因水稻和非转基因水稻的方法，包括以下步骤：

(1)向水稻种子样本发射波数范围为4000～10000cm^-1的近红外光谱，并采集所有水稻种子样本的漫反射光谱信息；

(2)分别对所有的水稻种子样本的漫反射光谱信息进行预处理，利用主成分分析法提取特征光谱区段中的光谱特征信息，选取主成分，并获取各个主成分的得分；

(3)以所有水稻种子样本光谱信息对应的各个主成分得分作为输入，以水稻种子样本对应的水稻种子类型设定值作为输出，建立模型；

(4)按照步骤(1)～(2)的操作获取待测水稻种子光谱的各个主成分得分，将其带入(3)中所述模型，获得待测水稻种子类型。

漫反射光是近红外光进入待测样品内部后，经过多次反射、折射、衍射、吸收，与待测样品内部分子发生了相互作用后返回至检测器的光，因此漫反射光谱信息负载了待测样品的结构和组成信息。由于转基因水稻种子和非转基因水稻种子内部的结构和组成有所差别，结合光谱信息处理技术，可提取出差别信息，并通过有效的数据处理方法将光谱图像信息间的细小差异进一步突出显示，转变为可识别的信号，用于转基因水稻与非转基因水稻的鉴别。

步骤(1)中，所述水稻种子样本为转基因水稻种子样本和非转基因水稻种子样本，转基因水稻为转蛋白基因水稻或转调控基因水稻。

步骤(2)中，为了去除高频随机噪声、基线漂移、样本不均匀等因素的影响，需要对光谱进行预处理。

光谱预处理方法的选取影响着预处理效果以及光谱有效信息的提取，通过比较分析，预处理方法优选为标准正态变换法。

所述特征光谱区段是指转基因水稻种子和非转基因水稻种子光谱信息中存在较为明显区别的区段，通过对光谱区段光谱信息进行数字化处理，可实现转基因水稻种子和非转基因水稻种子的鉴别；本发明中所述特征光谱区段优选为波数范围为4000～10000cm^-1或4000～8000cm^-1的光谱区段。