基于CIELAB色空间的水稻种子生活力定量检测分析方法

本发明涉及水稻种子检测领域，尤其涉及到一种基于cielab色空间的水稻种子生活力定量检测分析方法。

背景技术：

1、种子质量包括纯度、发芽率、生活力、水分等。其中，种子生活力是种子质量中最重要的指标之一，它与田间出苗密切相关，是最终产量和质量的基础。目前，种子生活力的检测方法包括标准发芽实验、电导率测定、2,3,5-三苯基氯化四氮唑（triphenyltetrazoliumchloride, ttc）染色实验等。其中，ttc染色是一种用于种子生活力快速检测的方法。国际种子协会（international seed testing association, ista）和中国农作物检验规程建议将ttc染色法列为种子生活力测定的方法之一。通常情况下，种子活力高，其生活力也高。ttc染色法由于其具有快速、便捷、灵敏等优点，成为种子生活力评判的重要依据。

2、在种子质量检测中，准确、客观的评价种子活力情况，对于农作物的机械化生产、保障粮食安全等具有重要的意义。然而，目前ttc染色鉴定种子生活力主要依靠专业分析人员的肉眼观察，主观性较强，并且不同的分析人员之间分析结果存在一定的误差，易导致准确率、重复性下降的问题。

3、因此，如何提供一种准确率高的水稻种子生活力检测方法，是一个亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种基于cielab色空间的水稻种子生活力定量检测分析方法，旨在解决目前ttc染色鉴定种子生活力主要依靠专业分析人员的肉眼观察，主观性较强，并且不同的分析人员之间分析结果存在一定的误差，易导致准确率、重复性下降的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于cielab色空间的水稻种子生活力定量检测分析方法，所述方法包括以下步骤：

3、s1：去除水稻种子表面的颖壳，将去掉颖壳的水稻种子进行浸种吸胀，使用ttc染色液进行染色，将水稻种子沿胚纵切；

4、s2：使用体视镜采集水稻种子纵切面图像；

5、s3：将水稻种子纵切面图像从rgb色空间转换为cielab色空间，计算水稻胚部单位面积的l值、a值、b值作为单位面积的染色强度；

6、s4：根据预先建立的染色强度与水稻种子生活力分数的转换模型，将所述染色强度转换为水稻种子生活力分数。

7、可选的，将去掉颖壳的水稻种子进行浸种吸胀，具体包括：将去掉颖壳后的水稻种子置于灭菌玻璃瓶中，加入无菌水使种子完全浸泡在水中，置于25℃培养箱内浸种16h左右，使种子充分吸胀。

8、可选的，使用ttc染色液进行染色，具体包括：浸种结束后，用滤纸吸干种子表面水分，使用浓度为1%的 ttc染色液在30℃黑暗条件下染色3h，再用ph7.0-7.4的pbs溶液清洗2-3次。

9、可选的，将水稻种子沿胚纵切，具体包括：用手术刀或解剖刀将种子沿胚纵切，选择具有完整的胚和胚乳胚的水稻种子纵切块进行纵切面图像采集。

10、可选的，使用体视镜采集水稻种子纵切面图像之前，所述方法还包括：对体视镜进行设备校准和参数设定；其中，所述参数设定包括色彩模式选择、曝光时间设定、拍摄模式选择、放大倍数选择以及顶部光与底座光设定。

11、可选的，将水稻种子纵切面图像从rgb色空间转换为cielab色空间，计算水稻胚部单位面积的l值、a值、b值作为单位面积的染色强度，具体包括：

12、提取水稻种子纵切面图像中的rgb颜色值；

13、将rgb颜色值与对应cielab值建立最小二乘多项式回归关系，将图像rgb色空间值转换到cielab色空间值；

14、基于水稻种子纵切面图像，确定水稻胚部的面积；

15、根据水稻种子纵切面图像的cielab值和水稻胚部的面积，计算单位面积的l值、a值、b值作为单位面积的染色强度。

16、可选的，所述方法还包括，具体包括：

17、将不同批次水稻种子中的每一批次水稻种子划分为检测组和实验组；

18、将实验组的水稻种子进行标准发芽实验，根据标准发芽实验结果，确定该批次水稻种子的水稻种子生活力分数；

19、将检测组的水稻种子进行沿胚纵切、纵切面图像采集和单位面积的染色强度的计算；

20、基于检测组中若干组单位面积的染色强度对应的l值、a值、b值，拟合获得染色强度对应的l值、a值、b值与水稻种子生活力分数的表达关系式。

21、可选的，所述不同批次水稻种子被配置为水稻种子生活力分数均匀分布且范围区间满足宽度要求。

22、可选的，所述水稻种子生活力分数为同一批次的实验组水稻种子的发芽率。

23、本发明的有益效果在于：提出了一种基于cielab色空间的水稻种子生活力定量检测分析方法，所述方法包括去除水稻种子表面的颖壳，将去掉颖壳的水稻种子进行浸种吸胀，使用ttc染色液进行染色，将水稻种子沿胚纵切；使用体视镜采集水稻种子纵切面图像；将水稻种子纵切面图像从rgb色空间转换为cielab色空间，计算水稻胚部单位面积的l值、a值、b值作为单位面积的染色强度；根据预先建立的染色强度与水稻种子生活力分数的转换模型，将所述染色强度转换为水稻种子生活力分数。本发明通过将ttc染色液染色后的水稻种子图像从rgb色空间转换为设备独立的cielab色空间，利用水稻胚部单位面积的l值、a值、b值作为单位面积的染色强度，以此衡量水稻种子的生活力，可为种子生活力快速、准确、客观的评价提供参考结果。

技术特征：

1.基于cielab色空间的水稻种子生活力定量检测分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述基于cielab色空间的水稻种子生活力定量检测分析方法，其特征在于，将去掉颖壳的水稻种子进行浸种吸胀，具体包括：将去掉颖壳后的水稻种子置于灭菌玻璃瓶中，加入无菌水使种子完全浸泡在水中，置于25℃培养箱内浸种16h左右，使种子充分吸胀。

3. 如权利要求2所述基于cielab色空间的水稻种子生活力定量检测分析方法，其特征在于，使用ttc染色液进行染色，具体包括：浸种结束后，用滤纸吸干种子表面水分，使用浓度为1%的 ttc染色液在30℃黑暗条件下染色3h，再用ph7.0-7.4的pbs溶液清洗2-3次。

4.如权利要求1所述基于cielab色空间的水稻种子生活力定量检测分析方法，其特征在于，将水稻种子沿胚纵切，具体包括：用手术刀或解剖刀将种子沿胚纵切，选择具有完整的胚和胚乳胚的水稻种子纵切块进行纵切面图像采集。

5.如权利要求1所述基于cielab色空间的水稻种子生活力定量检测分析方法，其特征在于，使用体视镜采集水稻种子纵切面图像之前，所述方法还包括：对体视镜进行设备校准和参数设定；其中，所述参数设定包括色彩模式选择、曝光时间设定、拍摄模式选择、放大倍数选择以及顶部光与底座光设定。

6.如权利要求1所述基于cielab色空间的水稻种子生活力定量检测分析方法，其特征在于，将水稻种子纵切面图像从rgb色空间转换为cielab色空间，计算水稻胚部单位面积的l值、a值、b值作为单位面积的染色强度，具体包括：

7.如权利要求6所述基于cielab色空间的水稻种子生活力定量检测分析方法，其特征在于，所述方法还包括，具体包括：

8.如权利要求7所述基于cielab色空间的水稻种子生活力定量检测分析方法，其特征在于，所述不同批次水稻种子被配置为水稻种子生活力分数均匀分布且范围区间满足宽度要求。

9.如权利要求7所述基于cielab色空间的水稻种子生活力定量检测分析方法，其特征在于，所述水稻种子生活力分数为同一批次的实验组水稻种子的发芽率。

技术总结
本发明公开了一种基于CIELAB色空间的水稻种子生活力定量检测分析方法，所述方法包括去除水稻种子表面的颖壳，将去掉颖壳的水稻种子进行浸种吸胀，使用TTC染色液进行染色，将水稻种子沿胚纵切；使用体视镜采集水稻种子纵切面图像；将水稻种子纵切面图像从RGB色空间转换为CIELAB色空间，计算水稻胚部单位面积的L值、a值、b值作为单位面积的染色强度；根据预先建立的染色强度与水稻种子生活力分数的转换模型，将所述染色强度转换为水稻种子生活力分数。本发明通过将TTC染色液染色后的水稻种子图像从RGB色空间转换为设备独立的CIELAB色空间，利用水稻胚部单位面积的L值、a值、b值作为单位面积的染色强度，可为种子生活力快速、准确、客观的评价提供参考结果。

技术研发人员：刘艳芳,乔菊香,杨晓洪
受保护的技术使用者：云南省农业科学院质量标准与检测技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15