發(fā)布時(shí)間：2019-03-14 08:36

【摘要】：種子的篩選和鑒別是農(nóng)業(yè)育種過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該文基于近紅外高光譜成像技術(shù)(874~1 734 nm)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法以及圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)雜交稻種的品系鑒別及可視化預(yù)測(cè)。采集了3類(lèi)不同品系共2 700粒雜交水稻的高光譜圖像,用SPXY算法,按照2∶1的比例劃分建模集和預(yù)測(cè)集�；谒緲颖镜墓庾V特征,采用主成分分析(PCA)方法初步探究3類(lèi)樣本的可分性。采用連續(xù)投影算法(SPA),提取出7個(gè)特征波長(zhǎng):985.08、1 106、1 203.55、1 399.04、1 463.19、1 601.81、1 645.82 nm�；谔卣鞑ㄩL(zhǎng)和全波段光譜,建立了偏最小二乘判別分析(PLS-DA)和支持向量機(jī)(SVM)模型。試驗(yàn)結(jié)果表明,所建模型判別效果較好,識(shí)別正確率均達(dá)到了90%以上,其中,SVM模型的判別效果優(yōu)于PLS-DA模型,基于全譜的判別分析模型結(jié)果優(yōu)于基于特征波長(zhǎng)的判別模型。結(jié)合SPA-SVM校正模型和圖像處理技術(shù),生成樣本預(yù)測(cè)偽彩圖,可以直觀的鑒別不同品系的水稻種子。結(jié)果表明,近紅外高光譜成像技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)雜交稻的品系識(shí)別及可視化預(yù)測(cè),為農(nóng)業(yè)育種過(guò)程中種子的快速篩選及鑒定提供了新思路。
[Abstract]:Seed selection and identification is the key link in the process of agricultural breeding. In this paper, the method of near infrared hyperspectral imaging (874x1734 nm) combined with chemometrics and image processing technique was used to realize line identification and visual prediction of hybrid rice varieties. The hyperspectral images of 2 700 hybrid rice varieties of three different lines were collected, and the model sets and prediction sets were divided according to the ratio of 2:1 by SPXY algorithm. Based on the spectral characteristics of rice samples, principal component analysis (PCA) was used to explore the separability of three types of samples. Seven characteristic wavelengths were extracted by continuous projection algorithm (SPA),: 985.08, 1,106, 1,203.5, 1,399.04, 1463.19, 1,601.81,1 645.82 nm. The partial least squares discriminant analysis (PLS-DA) and support vector machine (SVM) (SVM) model are established based on the characteristic wavelength and full-band spectrum. The experimental results show that the model has a good discriminant effect, and the correct rate of recognition is over 90%. Among them, the discriminant effect of SVM model is better than that of PLS-DA model. The discriminant analysis model based on full spectrum is better than the discriminant model based on characteristic wavelength. Combined with SPA-SVM correction model and image processing technology, sample prediction pseudo-color map can be generated, which can directly identify rice seeds of different lines. The results showed that the near infrared hyperspectral imaging technique could realize the line identification and visual prediction of hybrid rice, which provided a new idea for the rapid selection and identification of seeds in the process of agricultural breeding.
【作者單位】： 浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院;
【基金】：國(guó)家重大儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專(zhuān)項(xiàng)(2014YQ470377) 國(guó)家十三五重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFD0200603)
【分類(lèi)號(hào)】：S511;TP391.41

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