多元线性回归模型在水稻紫米花色素与相关物质分析中的.pdf
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1、收稿日期:2009-08-10作者简介:韩磊(1969?),女,山东寒亭人,潍坊职业学院副教授,博士。主要研究方向:植物遗传育种研究。多元线性回归模型在水稻紫米花色素与相关物质分析中的应用韩磊1,汪旭东2,吴先军2(1.潍坊职业学院,山东?潍坊?261031;2.四川农业大学水稻研究所,四川?温江?611130)摘?要:在水稻紫米发育过程中,对花色素、类黄酮、多酚、苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶进行提取和测定,并对测定的结果进行统计分析。分析结果表明:总酚和苯丙氨酸解氨酶的活性对花色素的偏回归系数不显著;类黄酮对花色素的偏回归系数达显著水平,多酚氧化酶的活性对花色素的偏回归系数达极显著水平,建立了
2、最优二元回归方程。用标准偏回归系数测得类黄酮对花色素的相对影响占0.5723,多酚氧化酶活性对花色素的相对影响占 0.5725。花色素与类黄酮和多酚氧化酶活性的复相关达极显著水平;类黄酮与多酚氧化酶活性的偏相关系数不显著。关键词:花色素;类黄酮;多酚;苯丙氨酸解氨酶活性;多酚氧化酶活性;线性回归?中图分类号:S511文献标识码:A引 言黑米多为长粒形,米粒表皮呈黑色、紫色及褐色。黑米色素属于黄酮类花色素。目前,黑米可供直接食用、熬粥、制糕、做饼、酿酒以及用于食疗、药疗,也可从中提取自然色素用于食品工业。根据 本草纲目!记载,黑米具有滋阴补肾、健脾胃、明目活血之功效。黑米中的功能因子黄酮类花色素
3、,具有维持血管正常渗透压;减轻血管脆性;防止血管破裂和止血作用;能够降低血压;改善心肌营养;降低心肌耗氧量;对先天性过敏皮炎很有效果;黑米还有接骨生肌的功效;对头晕、贫血、白发也有疗效;还有延缓衰老、改善缺铁性贫血、抗应激反应以及免疫调节;抑制癌细胞和抗癌作用等 1。苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine Ammonia Lyase,简称PAL)是莽草酸途径中的关键酶,它催化由苯丙氨酸到各种酚类物质的第一步反应,为多种酚类及黄酮类终产物提供前体物质。多酚氧化酶(PolyphenolOxidase,简称 PPO)是催化酚类物质氧化聚合形成色素的重要酶类。类黄酮代表了一大类植物次生代谢产物,其
4、中包括花青苷、黄酮醇、黄烷酮和异黄酮等,有些类黄酮物质是花色素生物合成途径的中间产物和底物。本文通过统计分析的方法,研究它们之间的关系,希望能为花色素的实验室合成提供理论基础,从而能够人工生产这些花色素。1材料与方法1.1供试材料紫米纯系黑珍米。1.2方法1.2.1发育过程中糙米花色素、类黄酮及多酚的提取和测定参考刘敬兰与 Antonia Procissi etc.2,3的方法稍加修改。将处于不同发育时期糙米的果皮和种皮小心完整地剥下,放入 1.5mL离心管,每管只放一粒种子的果皮和种皮。用尖镊子沿管壁将皮磨碎,加入 0.9mL 甲醇,滴 2滴2N 盐酸(酸化甲醇作对照)。放入 65 水浴箱暗
5、保温 1h。10,000rpm离心 2m in,取 100?L上清液,按照糙米色由浅至深的顺序用 BECKMAN DU800分光光度计测 280nm(总酚)、325nm(类黄酮)、530nm(花色素)、600nm 下的吸光度。以#OD530-OD600=0.1作为花色素的单位 4。1.2.2多酚氧化酶的提取和活力测定参考胡桂兵等5的方法稍加改动。取一粒种子的果皮与种皮,放入 1.5mL的离心管,加 3滴磷酸缓冲液(pH5.5),在 4 冰箱中研磨,补足磷酸缓冲液至 1mL,保温30m in;加 0.4mL 0.1mol/L邻苯二酚(对照用磷酸缓冲液,无邻苯二酚),混匀,35 水浴 15m in
6、,10000rpm离心 2m in;取 100?L上清,用 BECKMAN DU800测 325nm下吸光度,以磷酸缓冲液为对照。隔 15m in再测一次。酶活力以每15nin光密度变化 0.01为一个活性单位。1.2.3苯丙氨酸解氨酶的提取和活力测定参考叶小利等6的方法稍加改动。取一粒种子的果皮与种皮,放入 1.5mL的离心管,加 3滴硼酸缓冲液(pH 8.7),在 4 冰箱研磨,保温 30min,补足硼酸缓冲液至 1mL,加0.4mL 0.02mol/L苯丙氨酸(对照用硼酸缓冲液,无苯丙氨酸),混匀,30 水浴 30m in,加 0.25mL 5mol/L HCL停止反应,10000rpm
7、离心 2min,取 100?L 上清液,用 BECKMAN DU80055第 5卷第 3期潍坊高等职业教育Vo.l 5 No.32009年 9月W eifang H igherVocationalEducationSep.2009测 290nm下吸光度。隔 15min再测一次。酶活力以每 15min光密度变化 0.01为一个活性单位。1.3数据处理数据处理及统计方法参照荣廷昭等7的方法。为了方便统计,用 x1代表总酚;x2:类黄酮;x3:苯丙氨酸解氨酶活性;x4:多酚氧化酶活性;y:花色素;n=10:重复次数;m=4:因变量个数。2结果与统计分析2.1一级数据%x1=23.7246,%x2=3
8、.1937,%x3=0.121%x4=0.1208,%y=4.5198%x21=56.71470788,%x22=1.0672494%x23=1.0672494,%x24=0.00157116%y2=3.53648584,%x1x2=7.69140555%x1x3=0.31130642,%x1x4=0.28985086%x2x3=0.04666169,%x2x4=0.03915344%x3x4=0.00171769,%x1y=11.35829793%x2y=1.63665528,%x3y=0.09330255%x4y=0.064215142.2二级数据SSx=%x2-(%x)2n?SSy=%y
9、2-(%y)2nSPxy=%xy-%x%ynx?=%xn?y?=%ynSS1=0.429043364,SS2=0.047277441SS3=0.00239748,SS4=0.000111896SSy=1.493626636,SP12=0.114480048SP13=0.02423876,SP14=0.003257692SP23=0.00801792,SP24=0.000573544SP34=0.00025601,SP1y=0.635253222SP2y=0.193166754,SP3y=0.03861297SP4y=0.009615956,x?1=2.37246x?2=0.31937,x?3=
10、0.0121,x?4=0.01208,y?=0.451982.3多元线性回归2.3.1四元线性回归方程的确立及测验由二级数据得正规方程组SS1b1+SP12b2+SP13b3+SP14b4=SP1ySP21b1+SS2b2+SP23b3+SP24b4=SP2ySP31b1+SP32b2+SS3b3+SP34b4=SP3ySP41b1+SP42b2+SP43b3+SS4b4=SP4y将上述方程组的系数组成系数矩阵 A,常数组成常数项矩阵 K,矩阵 B是未知数。A=0.429043364?0.114480048?0.02423876?0.0032576920.114480048?0.0472774
11、41?0.00801792?0.0005735440.02423876?0.00801792?0.00239748?0.000256010.003257692?0.000573544?0.00025601?0.000111896K=0.6352532220.1931667540.038612970.009615956?B=b1b2b3b4求 A矩阵的逆矩阵 A-1得(Cij)4&4A-1=(Cij)4&4=8.708644132?-15.77035881?-23.32648069?-112.2207576-15.77035881?79.620431?-145.3890845?360.77635
12、58-23.32648069?-145.3890845?1293.571129?-1443.553715-112.2207576?360.7763558?-1443.553715?12842.23591解出 B矩阵得 biB=b1b2b3b4=A-1 K=0.5060706573.217154167-6.83508534666.15187889?=y?+b1x?1+b2x?2+b3x?3+b4x?4得 y依 x1,x2,x3和 x4的四元线性回归方程:y=-2.492525081+0.506070657x1+3.217154167x2-6.835085346x3+66.15187889x4四元
13、回归关系的假设检验(表 1)表 1?四元线性回归的方差分析表Table 1 VariableAnalysis ofQuaternary Linear Regression变异原因DFSSMSFF0.05,(4,5)四元回归41.3151208540.3287802149.209231499*5.19离回归50.1785057820.035701156总 和91.493626636?F F0.05,(4,5),所以四元线性回归为显著。偏回归系数的测验(表 2)经过测验只有 x4对 y的偏回归系数达显著水平。所以先剔除 Upi最小且不显著的自变量 x1,然后作三元回归分析。2.3.2三元线性回归方
14、程的确立与测验b i=bi-b1Ci1/C11(i(1)?C ij=Cij-Ci 1C1 j/C11?a=y?+b 2x?2+b 3x?3+b 4x?4得三元回归方程 y=3.721396504+4.133590265x2-5.479553161x3+72.67317333x4三元线性回归关系的测验(表 3)56?潍坊高等职业教育2009年 9月?表 2?偏回归系数的测验表Table 2 Test ofBiasedRegression Coefficient变异来源DFSS=UpiMSFF0.05F0.01因 x1的偏回归10.0294084250.0294084250.8237387336.
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