[发明专利]快速无损检测小麦种子生活力的方法

说明书

本发明提供一种快速无损检测小麦种子生活力的方法，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种子产生的挥发气体的成分，将挥发气体的化学信号转变为电信号，根据电信号图谱区分不同生活力的种子，结合BP神经网络对采集的电信号进行建模，实现对未知小麦种子样品的生活力检测。利用本方法，不同生活力种子区分效率高于95％，预测准确度在98％以上。本发明所用小麦种子无需经过任何处理，检测过程不直接接触种子，且每次检测耗时仅1分钟，可实现小麦种子生活力的无破坏性和快速检测。采用本方法检测后，小麦种子可以继续保存、播种或其它用途。

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小麦种子生活力的方法。

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》(International SeedTesting Association.International Rules for Seed Testing.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。小麦种子发芽检测需要7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/SCST Tetrazolium TestingHandbook,2010)规定，小麦种子TZ染色前需要先在20-25℃条件下吸胀4小时乃至18小时，再于1.0％TZ溶液中染色3个小时，每次检测同样需要消耗100～400粒种子。由于经过染色，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(Xin X,Wan YL,WangWJ,Yin GK,McLamore ES,Lu XX.A real-time,non-invasive,micro-optrode techniquefor detecting seed viability by using oxygen influx.Scientific Reports,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。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(Zhang M,Liu Y,Torii I,Sasaki H,Esashi Y.1993.Evolutionof volatile compounds by seeds during storage periods.Seed Science andTechnology 21,359–373.)。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、快速检测小麦种子生活力的方法。

为了实现本发明目的，本发明的一种快速无损检测小麦种子生活力的方法，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小麦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”)区分不同生活力的种子，结合BP神经网络对采集的电信号进行建模，实现对未知小麦种子样品的生活力检测。