[发明专利]快速无损检测大豆种子生活力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及种子生活力的测定，具体地说，涉及一种快速无损检 测大豆种子生活力的方法。

背景技术

种子生活力是指种子的生命力，指种子能够萌发长成幼苗的能 力。参照中华人民共和国国家标准《农作物种子检验规程》和《国际 种子检验规程》(InternationalSeedTestingAssociation.International RulesforSeedTesting.2009)，常用的种子生活力检测方法包括：常规 发芽法和四唑染色法。常规发芽方法是最准确，也是最经典、最常用 的方法，但是非常耗时。大豆种子发芽检测需要8天左右，而且每次 检测要损耗100～400粒种子。根据美国种子检验协会发布的“四唑染 色手册”(AOSA/SCSTTetrazoliumTestingHandbook,2010)规定，大 豆种子TZ染色前需要先在20-25℃条件下吸胀4小时乃至过夜，用刀片 纵切整个种子和胚轴后，再于0.5-1.0％TZ溶液中染色1-2个小时，每 次检测同样需要消耗100～400粒种子。由于种子经过纵切和染色，TZ 检测后种子无法进行任何他用。同样，发芽检测后种子已经变成幼苗， 除了可以继续培养成植株外，也无法进行他用。

随着技术发展，对种子生活力检测的准确度、速度和无破坏性的 要求越来越高。科研人员进行了很多尝试，研发了相关技术，例如氧 分子流速检测方法(XinX,WanYL,WangWJ,YinGK,McLamoreES, LuXX.Areal-time,non-invasive,micro-optrodetechniquefordetecting seedviabilitybyusingoxygeninflux.ScientificReports,2013,3:3507)， 该方法确实加快了检测速度，但是需要将干种子于检测液中浸泡3小 时左右，因此对种子产生相当的破坏，检测后的种子只能丢弃，或继 续培养成植株，而不能继续保存或用于其它用途。耿立格等(2013) 尝试构建了近红外光谱法无损检测大豆种子生活力的方法，该方法采 用傅立叶变换近红外漫反射光谱技术，实现了对78份黄色种皮大豆种 子生活力的无损检测(耿立格,宋春风,王丽娜,安雪松,孙娟.近红 外光谱无损测定大豆种子生活力方法研究.植物遗传资源学报,2013, 14(6):1208-1212)。该方法采集漫反射光谱，不需要对种子进行处理， 检测过程对种子也无伤害，但是该技术只适用于浅色种皮的大豆种 子，对于棕色乃至黑色大豆种子的适用性较差。对于一些珍稀的种子、 用做长期贮藏等目的的种子，由于种子数量有限，研发无破坏性检测 技术意义重大。另外，常规检测方法耗时耗力，严重限制了检测效率， 因此亟需研发一种无破坏性、快速的种子生活力检测方法。

正常条件下，植物通过次生代谢途径产生多种挥发气体，包括： 醇类、酸类、醛类、酮类、酯类、烷烃类、含氮化合物和硫化物等。 挥发气体的种类和各成分间的比例，因物种、器官、健康度、活性等 而不同。在种子生活力降低过程中，细胞内的化学反应发生变化，导 致挥发气体产物发生改变(ZhangM,LiuY,ToriiI,SasakiH,EsashiY. 1993.Evolutionofvolatilecompoundsbyseedsduringstorageperiods. SeedScienceandTechnology21,359–373.)。分析挥发气体成分，不必 对种子进行任何处理，包括短时吸胀、染色等，且分析过程不直接接 触种子，对种子没有任何损害。因此若能够通过检测挥发气体成分差 异而判断种子生活力，则可研制真正无破坏性、快速的检测方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种完全无破坏性、快速检测大豆种子生活 力的方法。

为了实现本发明目的，本发明的一种快速无损检测大豆种子生活 力的方法，所述方法是基于电子鼻原理，采用金属氧化物传感器阵列 检测大豆种子产生的挥发气体的成分(种类和浓度)，将挥发气体的 化学信号转变为电信号，根据电信号图谱(即根据其气味“指纹”)区 分不同活力的种子，结合BP神经网络对采集的电信号进行建模，实 现对未知大豆种子样品的活力检测。

其中，所述金属氧化物传感器阵列是对氮氧化合物、有机硫化物、 无机硫化物、羰基类/醇类和甲烷类物质敏感的5个金属氧化物传感器 组成的传感器阵列。