[发明专利]一种快速识别南瓜种子身份的方法

说明书

本发明公开了一种快速识别南瓜种子身份的方法，属于作物育种中表型获取技术领域，包括：将所有品种的南瓜种子保存，控制室内温度湿度恒定；采用太赫兹脉冲采集南瓜样本的太赫兹图像信号，导出原始太赫兹光谱时域变换谱线，记为X，样本中南瓜所属品种记为Y；根据原始太赫兹光谱时域变换谱线X，找出南瓜对应的特征频域值；在X中提取出与南瓜特征频域值对应的太赫兹光谱折射率数据，记为X1，将所得数据(X1，Y)划分为建模集和预测集；分别以建模集中的X1作为输入，Y作为输出，构建南瓜品种与对应太赫兹时域变换谱线的折射率的卷积神经网络的多分类模型；将预测集中南瓜的光谱折射率X1带入卷积神经网络多分类模型中，得到待测南瓜的对应品种。

技术领域

本发明涉及作物育种中表型获取技术领域，具体地说，涉及一种快速识别南瓜种子身份的方法。

背景技术

南瓜是一种具有较高营养价值的保健蔬菜，有很高的开发利用价值和潜力。南瓜的营养保健价值很高，而南瓜种子也含有丰富的脂肪酸、氨基酸、甾醇、蛋白质、维生素以及其它微量元素等，具有润肺、化痰、消痛以及利尿等功效，可以抗氧化，防治前列腺疾病，降低胆固醇，缓解高血压，预防和缓解心血管疾病，且其提取物具有驱虫作用，也被用在临床治疗中腹痛胀满及寄生虫病等，是一种具有保健功能的食品。

随着杂交育种的发展，需要对基因信息进行更深的挖掘，使得基因领域有了巨大的突破，但杂交育种中作物表型的传统获取方法无法满足高通量测序技术的发展。因此，需要一种高通量的表型获取方法可以实现南瓜杂交育种中表型信息的快速测定。

其中太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)是通过宽频带太赫兹脉冲携带介质信息，对材料内部信息进行提取的一种光谱检测方法，常被用于材料的无损检测领域。是检测研究中新兴的光谱检测技术之一，在检测作物表型方面得到了广泛关注，因其以非接触无损的方式获取检测样本的生理和形态信息，能实时获取作物的表型信息，为检测筛选南瓜杂交育种提供了有力的技术支持。

公布号为CN106841054A的中国专利文献公开了一种种子品种识别方法，包括以下步骤：获取测试集中每个样本种子在P个波段下的P个高光谱图像；针对每个样本种子，根据P个高光谱图像获取特征参数；将特征参数输入分类模型，得到每个样本种子的预测品种；根据预测品种从测试集中选取出预定样本种子，并根据预定样本种子更新分类模型；利用更新后的分类模型识别出测试集中样本种子的品种。

以上方法进行种子品种识别时简历的分类模型不稳定，无法达到快速识别的目的。

发明内容

本发明的目的为提供一种快速识别南瓜种子身份的方法，可实现杂交育种中南瓜品种表型信息的获取和快速识别。

为了实现上述目的，本发明提供的快速识别南瓜种子身份的方法，包括以下步骤：

1)将所有品种的南瓜种子保存在室内，控制室内温度湿度恒定；

2)采用太赫兹脉冲采集南瓜样本的太赫兹图像信号，导出原始太赫兹光谱时域变换谱线，记为X，样本中南瓜所属品种记为Y；

3)根据原始太赫兹光谱时域变换谱线X，找出南瓜对应的特征频域值；

4)在X中提取出与步骤3)中南瓜特征频域值对应的太赫兹光谱折射率数据，记为X1，将所得数据(X1，Y)按比例划分为建模集和预测集；

5)分别以建模集中的X1作为输入，Y作为输出，构建南瓜品种与对应太赫兹时域变换谱线的折射率的卷积神经网络的多分类模型；

6)将预测集中南瓜的光谱折射率X1带入卷积神经网络多分类模型中，得到待测南瓜的对应品种。

上述技术方案中，实现了南瓜种子品种身份的快速识别，具有操作简单，检测成本低，高通量获取，准确度高等特点，有效克服了育种中表型信息传统获取和检测方法复杂，成本较高，对样品破坏大等缺点。