[发明专利]一种利用近红外光谱仪快速鉴定小麦抗旱性的技术方法

说明书

技术领域

本发明属于植物生物学领域，具体涉及一种利用近红外光谱仪快速鉴定小麦抗旱性的技术方法。 

背景技术

干旱是全球普遍存在的自然灾害。我国干旱面积约占耕地面积的47%，干旱灾害是我国最严重的气象灾害之一。由于气候的全球性恶性变化,导致了干旱发生的周期缩短、程度加重，对粮食生产构成了严重的威胁。中国地域辽阔，各地降水量相差悬殊，因此干旱程度也差异很大。中国南方年均降水量达850~1800mm，少数地区达2000mm以上，北方除长白山地区年降水量达1000mm左右，其它地区年均降水量一般都在850mm以下，中国北部和西部的内蒙、宁夏、青海、新疆、甘肃、西藏的大部分地区年均降水量不足400mm。而我国冬小麦在长城以南青藏高原以东地区种植广泛，集中在秦岭淮河以北，黄河中下游的河南、河北、山东、陕西、山西五省，其次是长江中下游的安徽四川江苏等省份，是我国最大的小麦生产区，播种面积和产量均占全国的2/3以上，有我国麦仓之称。而干旱又是我国小麦生产区的重要环境胁迫，是小麦生产发展的重要限制因素。节水抗旱是目前以及将来小麦生产中不得不面对的难题。提高小麦的抗旱性，首先有赖于对小麦抗旱性科学而准确的评价，即要完善小麦抗旱性能的鉴定和分析方法。因此科学、准确地鉴定评价小麦品种及种质资源的抗旱性，是一项重要的基础性工作。 

小麦的抗旱性是一项复杂的生物性状，它反映在一系列生理和形态变化上,以及生长发育的节奏与农业气候因素变化相配合的程度，并最终对产量产生一定影响。因此，给抗旱性鉴定工作带来了一定的难度。多年来，国内外学者在抗旱鉴定方面作了大量工作，并从不同角度提出了许多鉴定方法和指标，2008年由中国农科院景蕊莲研究员牵头，洛阳农林科学院张灿军研究员起草的小麦抗旱性鉴定评价技术形成了《GB/T 21127-2007小麦抗旱性鉴定评价技术规范》（以下简称国标）。本标准规定了小麦抗旱性的鉴定方法及判定规则，确定了该标准适用于小麦抗旱性检测。本标准小麦抗旱性鉴定时期分为种子萌发期、苗期、全生育期和水分临界期。种子萌发期抗旱性鉴定采用高渗溶液法进行，以种子发芽率为鉴定指标；苗期抗旱性鉴定采用两次干旱胁迫-复水法进行，以幼苗干旱存活率为鉴定指标；水分临界期抗旱性鉴定法在旱棚或田间进行，以小区籽粒产量计算抗旱指数；全生育期抗旱性鉴定采用旱棚鉴定法，以抗旱指数为鉴定指标。 

它是目前农业部承认的唯一的小麦抗旱性鉴定技术规范。该方法不受降雨影响，且与大田生产条件接近，结果准确可靠，重演性好，年度间可比性好，便于控制水分胁迫程度和时期。洛阳农林科学院是作为农业部国家农作物品种审定委员会唯一指定的国家小麦品种抗旱性鉴定单位。由此方法得到的抗旱级别最为直观、最为可靠、最接近生产实际、最适宜于抗旱育种和区试工作采用的综合性评价指标，现已广泛用于小麦品种的抗旱性鉴定。 

由上所述，现行的国标抗旱性鉴定技术规范受旱棚面积的限制，每年鉴定的数量有限，而对于大量小麦抗旱育种资源鉴定和早代材料选择较为不适宜，仍存在较大的局限。因此建立简便、有效、快速的评价技术仍是学者们非常关注的问题。 

近红外区域是指波长在780-2526nm范围的电磁波，是人类最早发现的非可见光区域，距今已有近200年的历史。在近红外光谱区产生吸收的官能团主要是含氢基团，包括：C-H（甲基、亚甲基、甲氧基，羧基、芳基等），羟基O-H，巯基S-H，氨基N-H（伯胺、仲胺、叔胺和铵盐）等。其他官能团，如羧基碳与氧原子的伸缩振动、C-N伸缩振动、C-C伸缩振动在近红外区域也能够产生多级倍频吸收。几乎所有有机物的主要结构和组成都可以在它们的近红外光谱中找到信号，且谱图稳定。 

1978年美国和加拿大就采用近红外法作为分析小麦蛋白质的标准方法，1998年美国材料试验学会制订了近红外光谱测定多元醇（聚亚安酯原材料）中羟值含量的ASTM D6342标准方法。2003年，在我国也正式实施了近红外光谱方法测定饲料中水分、粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪、赖氨酸、蛋氨酸的国家标准GB/T 18868-2002。近红外光谱分析技术在农业和食品工业中的应用几乎遍及到了每一个角落，它为农业生产和食品加工提供了一种简单、快速、准确的质量控制手段，大大地提高了经济效益。