首页 > 论文 > 光谱学与光谱分析 > 35卷 > 9期(pp:2510-2515)

玉米自交系籽粒的遗传距离与其近红外光谱距离和品种鉴别模型性能的关系研究

A Study of the Relationship Among Genetic Distances, NIR Spectra Distances, and NIR-Based Identification Model Performance of the Seeds of Maize Iinbred Lines

  • 摘要
  • 论文信息
  • 参考文献
  • 被引情况
  • PDF全文
分享:

摘要

从玉米自交系种子的遗传距离、 近红外光谱距离、 品种鉴别模型性能三方面进行分析, 探索三者间的关系。 采用三组(共15对)遗传关系远近不同的玉米自交系种子作为实验材料, 通过简单重复序列(simple sequence repeats, SSR)标记计算自交系种子间的遗传距离; 种子的近红外光谱经预处理后降维到主成分分析(principal component analysis, PCA)空间中, 计算各个自交系种子样本中心点之间的欧氏距离, 作为对应的近红外光谱距离; 使用仿生模式识别方法建立鉴别模型, 用模型的鉴别正确率评价模型的性能。 分析结果表明, 自交系种子间遗传距离与近红外光谱距离相关性为0.986 8, 与模型鉴别正确率的相关性为0.911 0, 相关性显著。 说明近红外光谱可以反映出玉米自交系种子之间的遗传关系, 遗传关系的远近影响品种鉴别模型的性能, 遗传距离越小, 近红外光谱距离越小, 模型鉴别能力也越差。 实际应用中有望利用近红外光谱技术分析玉米自交系的遗传关系, 对遗传育种、 品种识别、 纯度分选等具有重要意义; 且建立品种鉴别模型时, 应充分考虑遗传关系较近的玉米自交系对模型性能的影响。

Abstract

This paper explored the relationship among genetic distances, NIR spectra distances and NIR-based identification model performance of the seeds of maize inbred lines. Using 3 groups (total 15 pairs) of maize inbred lines whose genetic distaches are different as experimental materials, we calculates the genetic distance between these seeds with SSR markers and uses Euclidean distance between distributed center points of maize NIR spectrum in the PCA space as the distances of NIR spectrum. BPR method is used to build identification model of inbred lines andthe identification accuracy is used as a measure of model identification performance. The results showed that the correlation of genetic distance and spectra distancesis 0.986 8, and it has a correlation of 0.911 0 with the identification accuracy, which is highly correlated. This means near-Infrared spectrum of seedscan reflect genetic relationship of maize inbred lines. The smaller the genetic distance, the smaller the distance of spectrum, the poorer ability of model to identify. In practical application, near infrared spectrum analysis technology has the potential to be used to analyze maize inbred genetic relations, contributing much to genetic breeding, identification of species, purity sorting and so on. What’s more, when creating a NIR-based identification model, the impact of the maize inbred lines which have closer genetic relationship should be fully considered.

Newport宣传-MKS新实验室计划
补充资料

中图分类号:O657.3;S123

DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2015)09-2510-06

基金项目:国家公益性行业科研专项项目(201203052), 北京市科技计划项目(D131100000413002)和中国农业大学教育基金会“大北农教育基金”项目(1081-2413001)资助

收稿日期:2014-05-16

修改稿日期:2014-08-21

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

刘旭:中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083
贾仕强:中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083
王春英:北京金色农华种业科技有限公司, 北京100080
刘哲:中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083
顾建成:北京金色农华种业科技有限公司, 北京100080
翟伟:北京金色农华种业科技有限公司, 北京100080
李绍明:中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083
张晓东:中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083
朱德海:中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083
黄华军:中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083
安冬:中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083

联系人作者:刘旭(liuxucau@163.com)

备注:刘旭, 1990年生, 中国农业大学信息与电气工程学院硕士研究生.

【1】WANG Feng-ge, ZHAO Jiu-ran, GUO Jing-lun, et al(王凤格, 赵久然, 郭景伦, 等). Chinese Bulletin of Botany(植物学通报), 2005, 1: 121.

【2】DUAN Yun-ping, CHEN Wei-guo, LI Ming-shun, et al(段运平, 陈卫国, 李明顺, 等). Scientia Agricultura Sinica(中国农业科学), 2006, 39(6): 1102.

【3】WU Cheng-lai, ZHANG Qian-qian, DONG Bing-xue, et al(吴承来, 张倩倩, 董炳雪, 等). Acta Agronomica Sinica(作物学报), 2010, 36(11): 1820.

【4】LI Xin-hai, YUAN Li-xing, LI Xiao-hui, et al(李新海, 袁力行, 李晓辉, 等). Scientia Agricultura Sinica(中国农业科学), 2003, 36(6): 622.

【5】YAN Yan-lu, ZHAO Long-lian, HAN Dong-hai, et al(严衍禄, 赵龙莲, 韩东海, 等). Foundation and Application of Near-Infrared Spectroscopy Analysis(近红外光谱分析基础与应用). Beijing: China Light Industry Press(北京: 中国轻工业出版社), 2005.

【6】ZHOU Guang-hua, ZHU Da-zhou, WANG Cheng(周光华, 朱大洲, 王成). Journal of Anhui Agricultural Sciences(安徽农业科学), 2010, 38: 15475.

【7】JIA Shi-qiang, LIU Zhe, LI Shao-ming, et al(贾仕强, 刘哲, 李绍明, 等). Spectroscopy and Spectral Analysis(光谱学与光谱分析), 2013, 33(10): 2847.

【8】WAN Ding-rong, JIANG Yan, CHEN Ke-li(万定荣, 江燕, 陈科力). Journal of Chinese Medicine(中华中医药杂志), 2008, 11: 967.

【9】Saleh B. Journal of Plant Biology Research, 2012, 1(1): 1.

【10】JIANG Cai-hong, WANG Yuan-ying, SUN Yu-he(蒋彩虹, 王元英, 孙玉合). Chinese Tobacco Science(中国烟草科学), 2007, 2: 1.

【11】LIU Zhi-zhai, WU Xun, LIU Hai-li, et al(刘志斋, 吴迅, 刘海利, 等). Scientia Agricultura Sinica(中国农业科学), 2012, 45(11): 2107.

【12】WANG Shou-jue(王守觉). Acta Electronica Sinica(电子学报), 2002, 10: 1417.

【13】AN Dong, WANG Ku, WANG Shou-jue(安冬, 王库, 王守觉). Acta Electronica Sinica(电子学报), 2006, 34(2): 277.

【14】YUAN Hong-fu, CHU Xiao-li, LU Wan-zhen, et al(袁洪福, 褚小立, 陆婉珍, 等). Chinese Journal of Analytical Chemistry(分析化学), 2004, 32(2): 255.

引用该论文

LIU Xu1,JIA Shi-qiang1,WANG Chun-ying2,LIU Zhe1,GU Jian-cheng2,ZHAI Wei2,LI Shao-ming1,ZHANG Xiao-dong1,ZHU De-hai1,HUANG Hua-jun1,AN Dong. A Study of the Relationship Among Genetic Distances, NIR Spectra Distances, and NIR-Based Identification Model Performance of the Seeds of Maize Iinbred Lines[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2015, 35(9): 2510-2515

刘旭,贾仕强,王春英,刘哲,顾建成,翟伟,李绍明,张晓东,朱德海,黄华军,安冬. 玉米自交系籽粒的遗传距离与其近红外光谱距离和品种鉴别模型性能的关系研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2015, 35(9): 2510-2515

您的浏览器不支持PDF插件,请使用最新的(Chrome/Fire Fox等)浏览器.或者您还可以点击此处下载该论文PDF