摘要
棉花是我国重要的经济作物，棉籽是棉花生产中的主要副产品。棉籽中富含大量的蛋白质(27.83～45.60％)和脂肪(28.24～44.05％)，棉籽蛋白是重要植物性蛋白源，棉籽油是最重要的食用油之一。然而棉籽中的抗营养因子植酸的存在，影响其综合利用的价值。筛选出低植酸棉花新品种对于提高棉副产品的综合利用具有重要意义。本文建立了棉籽无损植酸含量近红外校正模型，并用该技术研究了棉籽中植酸含量的基因型、地点和年份互作效应，为棉籽低植酸育种和综合利用提供方法和依据。主要研究结果如下: (1)棉籽植酸含量的近红外校正模型的建立 选取2014年和2015年种植于长江流域六省市11个试验点的不同品种的棉籽共456份样品为材料，采用离子色谱法对棉籽植酸含量进行测定分析，利用傅里叶变换近红外光谱仪对整粒棉籽进行光谱数据采集，采用Savitzky-Golay平滑和一阶微分等方法对原始光谱进行预处理，采用线性的偏最小二乘(PLS)法、非线性的最小二乘支持向量机(LS-SVM)法、加权最小二乘支持向量机(WLS-SVM)法和迭代加权最小二乘支持向量机(RWLS-SVM)法，构建棉籽无损植酸含量的近红外校正模型。结果表明，SG平滑+SNV+一阶微分法为最佳的光谱预处理方法。试验获得的最优整粒棉籽植酸含量的近红外校正模型为WLS-SVM模型，其预测决定系数(R2)和剩余预测偏差（RPD）值最大，交叉验证均方根误差(RMSECV)和预测均方根误差（RMSEP）值最小，分别为g2=0.9768，RPD=6.5902，RMSECV=0.0851和RMSEP=0.0801。该模型具有较好的预测性能和快速、便捷、无损、环保等优点，其R2＞0.9且RPD＞3，可以完全替代传统测定植酸含量的方法。 (2)棉籽植酸含量的基因型与环境互作效应 以2014年和2015年种植于长江流域10个试验点（湖南澧县、湖南岳阳、湖南武陵、浙江江山、浙江金华、安徽合肥、安徽芜湖、江苏盐城、江苏南京和江西九江）的11个不同棉花品种（浙大1号、浙大2号、浙大3号、浙大4号、浙大5号、浙大6号、浙大7号、浙大8号、浙大9号、浙大10号和浙大11号）的棉籽为材料，采用本研究研制的棉籽植酸含量近红外无损分析方法，研究了棉籽植酸含量的基因型、地点、年份及其互作效应。结果表明，11个棉花品种间的植酸含量平均为1.31％，变幅为1.04～1.53％，其中浙大8号为1.04％，浙大3号为1.53％。地点间植酸含量在1.06～1.67％之间变化，湖南澧县的植酸含量最低，其次是江苏南京。2014年和2015年植酸含量分别为1.26％和1.38％。方差分析结果表明，棉籽植酸含量的基因型、地点、年份、基因型×地点、基因型×年份、地点×年份以及三因素之间的互作均达到极显著水平。效应分析结果表明，棉籽植酸含量变异的地点×年份互作效应最大，其次是地点效应和年份效应。棉籽植酸含量的基因型效应较小，说明棉籽植酸含量的遗传改良难度较大。
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