近期，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所研究員吳躍進(jìn)課題組在作物單粒近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)方面取得新進(jìn)展。相關(guān)工作已經(jīng)被光譜學(xué)期刊Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 接受在線發(fā)表。

單粒近紅外檢測(cè)技術(shù)（SKNIRS）是指在單粒作物水平上采用近紅外光譜技術(shù)檢測(cè)作物成分。該技術(shù)因?yàn)槠淇焖?、無(wú)損的優(yōu)點(diǎn)，有望應(yīng)用于育種行業(yè)，以提高作物育種效率、縮短育種周期。然而由于作物穎殼存在光譜吸收、單粒作物顆粒形態(tài)和成分分布不均勻以及單粒水平的化學(xué)檢驗(yàn)方法精度低的缺點(diǎn)，影響到SKNIRS分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，限制了該技術(shù)在育種上的應(yīng)用。

為此，吳躍進(jìn)課題組科研人員提出了一種基于模型轉(zhuǎn)移的優(yōu)化方法的單粒近紅外檢測(cè)技術(shù)，并以單粒水稻的蛋白質(zhì)含量檢測(cè)為例探索了該方法的應(yīng)用。模型轉(zhuǎn)移通常應(yīng)用于不同儀器間的光譜校正，在該研究中被創(chuàng)新地應(yīng)用于解決單粒檢測(cè)問(wèn)題。

采用SST算法可以使水稻三種形態(tài)（單粒水稻、單粒糙米、米粉）的近紅外漫透射光譜相互轉(zhuǎn)移

課題組通過(guò)一種模型轉(zhuǎn)移算法——光譜空間轉(zhuǎn)換（SST），將單粒水稻光譜轉(zhuǎn)移成單粒糙米、米粉的光譜形態(tài)，并使用單粒糙米、米粉模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。經(jīng)過(guò)SST算法轉(zhuǎn)移后的光譜和真實(shí)光譜形態(tài)相似，預(yù)測(cè)結(jié)果和轉(zhuǎn)移之前接近甚至更好。因而在單粒作物的近紅外光譜分析時(shí)遇到的困難，有望通過(guò)該方法轉(zhuǎn)移成該作物其他形態(tài)的光譜來(lái)克服。該方法豐富了單粒作物光譜檢測(cè)手段，有望在更多的單粒作物的成分檢測(cè)上獲得推廣應(yīng)用。

該工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金等的支持。

來(lái)源：合肥物質(zhì)科學(xué)研究院

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