开题报告初稿-高通量玉米考种生产线

《开题报告初稿-高通量玉米考种生产线》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、开题报告研究背景和意义：玉米作为中国第一大粮食作物，如何在不断变化的环境气候下,培育出高产、抗性好、环境适应性强、营养利用率高的优质玉米,最大限度的挖掘玉米产量潜力始终是育种学家热门研究领域。为了实现优质增产这一最终目的，在全生育期玉米栽培和冇种研究中,玉米生长性状和发育性状测量对优质育种研究具有极其重要的作用。考种是农作物遗传育种过程中的一个重要的环节，考种的项目、种类繁多且涉及不同的品种，玉米表型性状，按研究表型特性对象不同大体可分为物理表型参数和生理牛化表型参数两类山，主要包括产量相关性状参数、株型性状参数、穗型性状参数、叶片性状参数、生物量、叶片颜色信息、植

2、株叶片温度、植株水分含量、根系牛物量、根系性状参数等。而隶属于物理表型参数的玉米产量相关性状参数，也即谷粒性状参数，由于和粮食产量和品质直接相关，是表型参数中最重要也是最直接反映玉米育种水平的指标。按关联度分析原则，穗长、穗行数、穗重、行粒数与产量关联度较高，说明对产量影响较大，在选择穗型时应着重考虑穗长、穗行数、穗重、行粒数和穗粗，而对于轴长、轴垂、轴粗可适当放宽要求⑵。在整个玉米考种过程需测量单个玉米穗的穗长、穗粗、行数、行粒数、单穗粒数、轴重及穗重，同时还需测量单穗玉米籽粒的籽粒重、籽粒长、籽粒宽、粒型、百粒重、籽粒厚、籽粒容积、容重、水分含量及出籽率。繁多的

3、分析种类产生大量的有关玉米性状的数据，这些性状数据需要收集、整理、记录、统计、分析、存储。如何从众多的考种的数据中，筛选出需要的品种，对提高玉米育种工作效率是极为重要的。随着自动化行业、光学技术和计算机技术的快速发展，将各种光学技术在谷粒研究中的应用越来越多，自动数字化测量成为一种趋势。为改善农业科技人员的工作条件,突破传统表型测量手段制约，提高考种的工效和质量，研制了玉米白动考种流水线。国内外研究现状：传统考种中相关性状参数测量主要是人工测量，以穗长、穗宽等数据以游标卡尺为测量工具三次测量取平均值。穗行数和行粒数直接的人工计数，千粒重测定，采用100粒子粒称重三次

4、，取其较为接近的二次平均，换算成千粒重⑶。传统的测量人工手段无论是子粒数量测量，粒长粒宽测量，还是千粒重测量操作都非常繁重，不仅耗费大量人力，而且容易引入主观误差。因此，采用客观的自动数字化测量技术将会是有效的解决途径之一。在子粒计数上除了传统的人工计数，粒数测量主要通过数粒仪来完成。数粒仪的主要结构由光电发射和接收二极管、以及计数器组成。测量前提是必须让谷粒一粒一粒依次通过检测区域，通过对落下谷粒遮挡光电二极管的发射光而产生的脉冲计数达到对种子计数的S的。成型数粒仪产品中比较有代表性的数粒仪为美国SEEDBURO设备公司生产的Count-A-Pak型种子数粒仪。在

5、国内较早岀现的数粒仪为东南大学研制的DS型多用数粒仪，核心结构仍然为光电发射和接收二极管，该仪器测量误差不大于4%。,测量效率为3分钟/1000粒叫国家农业信息化工程技术研究屮心利用面阵相机拍摄静态谷粒，通过图像处理和分析计算出图像中的谷粒总粒数,解决了其他相关数粒仪对种子大小有要求的弊端，实际试验结果准确性相当高，误差小于2%。⑸。在产量相关性状参数自动测量技术上，加拿大马尼托巴湖大学生物系统工程的Jayas团队，在谷粒品质鉴定和分类研究方向取得很多突破，通过将谷粒散落在小型输送线上传输，分别利用面阵彩色相机和线阵列彩色相机采集图像心引，该研究不仅可应用于谷粒分类

6、，述可以应用于区分正常谷粒和非正常谷粒（破损的、霜冻过的、带黑点的、霉变的、破损的、烧过的）不同类型谷粒分类，准确率均在90%以上旳人该团队还在后续的研究中陆续采取红外热成像技术、近红外成像技术、以及二氧化碳传感检测技术分别应用于实时检测病虫害、谷粒识别分类和谷粒品质检测。但是这些装置和成像技术无法自动区分饱粒和空瘪粒,R系统没有实现性状实时处理和分析，无法同时获取多种谷粒产量相关性状参数,且局限应用于谷粒品质测量和分级”该研究目前仅停留于实验室研发阶段，自动化程度不够，离仪器化推广述有较长距离。华中科技大学武汉光电国家实验室、生物医学光子学研究中心与华中农业大学作

7、物遗传改良国家重点实验室于2007年开始在水稻全生育期表型参数自动测量和分析平台展开合作”并于2010年研发出基于双模式成像技术（彩色线阵列相机扫描技术和X射线线阵列扫描技术）的水稻考种机样机，利用两种不同的光学测量技术分别得到谷粒图像和米粒图像，通过对二者进行比较,区分饱粒和空瘪粒并分别进行计数［⑵。此外，该仪器还可测量粒长和粒宽。但由于系统采用X射线线阵列扫描技术，且需要和彩色线阵列相机扫描图像进行匹配,所以采集速度不高;并且系统输送带必须采取布质材料以减弱其对X射线的吸收，因此很难应用于工业环境，且容易造成谷粒残留，造成谷粒混杂,而这在突变体等水稻种子管理