一種轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的快速檢測方法及其專用裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的快速檢測方法及專用裝置，該方法包括以下步驟：采用拉曼光譜裝置獲取轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本在200-3400cm-1波數(shù)范圍內(nèi)的拉曼光譜散射特征曲線，采用核主成分分析法獲取核主成分，將核主成分作為大間隔最近鄰居算法的輸入變量，在核空間中實現(xiàn)轉(zhuǎn)基因水稻種子樣本的鑒定。本發(fā)明專利技術(shù)方法與現(xiàn)有主流的基于細(xì)胞學(xué)方法及DNA化學(xué)檢測方法相比，其顯著優(yōu)勢在于其檢測過程簡單，檢測效率高，不會造成環(huán)境污染，大大降低了檢測成本。建立的轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的快速檢測模型識別精度達(dá)到86%，識別精度高，因此具有良好的應(yīng)用前景和可觀的市場價值。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的快速檢測方法及其專用裝 CP3
本專利技術(shù)屬于轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品檢測領(lǐng)域，具體涉及一種轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的快速 檢測方法及其專用裝置。
技術(shù)介紹
水稻是世界三大主要糧食作物之一，中國作為世界上最大的水稻生產(chǎn)地，有75% 的水稻受水稻螟蟲蟲害影響，每年對水稻生產(chǎn)造成巨大危害。因此，培育抗螟蟲水稻品種， 對于提高水稻穩(wěn)產(chǎn)性和保護(hù)生態(tài)環(huán)境都具有十分重要的意義。種植轉(zhuǎn)Bt基因的抗螟蟲水 稻可以使水稻產(chǎn)量增加8%并減少80%的殺蟲劑用量，使1. 1億水稻種植戶直接受益，帶來 每年40億美元的收益。綜合各國的檢測方法目前轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的檢測方法主要有兩大類：蛋 白質(zhì)檢測和DNA檢測，包括聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerasechainreaction,PCR)，核酸印記 法（southernblot)，氣相質(zhì)譜法（gaschromatographyandmassspectrometry,GC/MS), 酶聯(lián)免疫吸附法（enzymelinkedimmunosorbentassay,ELISA)，蛋白質(zhì)印記法（Western blot),生物傳感器（Biosensor)等。但是這些理化學(xué)分析法存在實驗操作復(fù)雜耗時長、檢 測成本高以及易于造成環(huán)境污染等缺點，難以滿足目前流通市場上大樣本快速鑒別的需 要。因此，建立關(guān)于轉(zhuǎn)基因水稻產(chǎn)品快速、低成本的檢測方法顯得尤為重要。
技術(shù)實現(xiàn)思路
專利技術(shù)目的：為了解決現(xiàn)有轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品檢測技術(shù)存在的實驗操作復(fù)雜耗時長、檢測 成本高以及易于造成環(huán)境污染等等的一系列的問題，本專利技術(shù)提供一種轉(zhuǎn)基因水稻種子及其 親本快速檢測方法，克服常規(guī)物理化學(xué)檢測方法的缺點，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本 低成本快速檢測，本專利技術(shù)的另一名地是提供一種上述轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本快速檢測方 法的專用裝置。 技術(shù)方案：為了實現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為： -種轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的快速檢測方法，包括如下步驟： 步驟1，將轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本樣本固定在載物臺上，采用全固態(tài)半導(dǎo)體激光 器產(chǎn)生輻射源，通過顯微拉曼探測裝置獲取轉(zhuǎn)基因水稻及其親本的拉曼光譜信息；建立轉(zhuǎn) 基因水稻及其親本拉曼光譜數(shù)據(jù)庫； 步驟2,對采集到的原始轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的拉曼波譜信息進(jìn)行歸一化和 中心化處理； 步驟3,運用核主成分分析方法計算步驟2處理后的轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本拉 曼波譜信息的核主成分； 步驟4,運用大間隔最近鄰分析方法將步驟3提取到的核主成分映射到高維特征 空間中，在核空間中獲得轉(zhuǎn)基因水稻及其親本樣本空間分布屬性； 步驟5,對于待測轉(zhuǎn)基因水稻及其親本種子樣本，依次通過步驟1-4,將待測樣本 的拉曼波譜映射到先驗高維特征空間中，在高維特征空間中運用K最近鄰分析方法，根據(jù) 待測樣本與數(shù)據(jù)庫樣本核空間的相對空間度量來估測轉(zhuǎn)基因水稻種子樣本的類別。 步驟2中，通過歸一化處理，把數(shù)據(jù)映射到[_1，1]范圍內(nèi)處理，歸一化處理算法 為：本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的快速檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1，將轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本樣本固定在載物臺上，采用全固態(tài)半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生輻射源，通過顯微拉曼探測裝置獲取轉(zhuǎn)基因水稻及其親本的拉曼光譜信息；建立轉(zhuǎn)基因水稻及其親本拉曼光譜數(shù)據(jù)庫；步驟2，對采集到的原始轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的拉曼波譜信息進(jìn)行歸一化和中心化處理；步驟3，運用核主成分分析方法計算步驟2處理后的轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本拉曼波譜信息的核主成分；步驟4，運用大間隔最近鄰分析方法將步驟3提取到的核主成分映射到高維特征空間中，在核空間中獲得轉(zhuǎn)基因水稻及其親本樣本空間分布屬性；步驟5，對于待測轉(zhuǎn)基因水稻及其親本種子樣本，依次通過步驟1?4，將待測樣本的拉曼波譜映射到先驗高維特征空間中，在高維特征空間中運用K最近鄰分析方法，根據(jù)待測樣本與數(shù)據(jù)庫樣本核空間的相對空間度量來估測轉(zhuǎn)基因水稻種子樣本的類別。

【技術(shù)特征摘要】
1. 一種轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的快速檢測方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟1，將轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本樣本固定在載物臺上，采用全固態(tài)半導(dǎo)體激光器產(chǎn) 生輻射源，通過顯微拉曼探測裝置獲取轉(zhuǎn)基因水稻及其親本的拉曼光譜信息；建立轉(zhuǎn)基因 水稻及其親本拉曼光譜數(shù)據(jù)庫； 步驟2,對采集到的原始轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的拉曼波譜信息進(jìn)行歸一化和中心 化處理； 步驟3,運用核主成分分析方法計算步驟2處理后的轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本拉曼波 譜信息的核主成分； 步驟4,運用大間隔最近鄰分析方法將步驟3提取到的核主成分映射到高維特征空間 中，在核空間中獲得轉(zhuǎn)基因水稻及其親本樣本空間分布屬性； 步驟5,對于待測轉(zhuǎn)基因水稻及其親本種子樣本，依次通過步驟1-4,將待測樣本的拉 曼波譜映射到先驗高維特征空間中，在高維特征空間中運用K最近鄰分析方法，根據(jù)待測 樣本與數(shù)據(jù)庫樣本核空間的相對空間度量來估測轉(zhuǎn)基因水稻種子樣本的類別。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的快速檢測方法，其特征在于，步 驟2中，通過歸一化處理，把數(shù)據(jù)映射到[-1，1]范圍內(nèi)處理，歸一化處理算法為：其中，Xi表示第i列待歸一化特征向量，Xmin表示列向量中最小值，Xmax表示列向量中最 大值，戈表示第i行歸一化后的列向量。如果列向量中最大值等于最小值Xmax =Xmin，則列 向量值不變毛=A。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的快速檢測方法，其特征在于，步 驟2,中心化處理，是指變量減去其數(shù)學(xué)期望值，對于樣本數(shù)據(jù)，是指將樣本變量的每個觀測 值（元）M去該奪量的樣本的平抝侑，縣休算法如下：其中，i對應(yīng)樣本序號，j對應(yīng)變量序號，M表示樣本總數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的快速檢測方法，其特征在于，步 驟3中，運用核主成分分析算法通過引入Gaussian核函數(shù)把非線性轉(zhuǎn)基因水稻種子及其 親本拉曼波譜數(shù)據(jù)映射到高維核空間實現(xiàn)拉曼波譜變量線性化，在核空間利用主成分分析 技術(shù)提取轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本拉曼波譜特征信息，利用累計方差達(dá)到98%置信率和 K-...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林萍，陳永明，胡國文，
申請(專利權(quán))人：鹽城工學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32