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1、第33卷第1期2062017年1月農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering、，01．33No．1Jan．2017應(yīng)用激光拉曼光譜判別油菜葉片核盤菌早期侵染趙艷茹1，余克強(qiáng)2，李曉麗1，何勇1※(1．浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，杭州310058；2．西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院，楊凌712100)摘要：病原物核盤菌侵染油菜植株所引發(fā)的油菜菌核病嚴(yán)重制約著油菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，及早診斷核盤菌的侵染有助于油菜菌核病的早期防治。病原物一般由侵入點(diǎn)向植物寄主四周擴(kuò)散形
2、成病斑，而與病原物侵染點(diǎn)不同距離的組織區(qū)域可代表病害的不同嚴(yán)重程度。該研究采用激光共聚焦顯微拉曼光譜儀在800～2000cm。1范圍內(nèi)獲取健康和染病油菜葉片的拉曼光譜曲線，接著采用小波變換(wavelettransform，WT)進(jìn)行拉曼光譜的預(yù)處理以去除熒光背景的干擾，然后選擇主成分因子(principalcomponents，PC．1和PC一2)以及特征參量(1006，1156和1522cm。1)進(jìn)行樣本間的聚類分析，最后分別基于主成分因子和拉曼特征參量建立最小二乘支持向量機(jī)(1eastsquaressupportvectormachine，L
3、S—SVM)進(jìn)行菌核病侵染油菜葉片不同階段的判別分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用基于PC．1主成分，1156和1522cm‘1處的拉曼強(qiáng)度建立的LS．SVM判別模型可以得到100％的識(shí)別率。研究結(jié)果表明，通過判別分析油菜葉片菌核病病斑不同區(qū)域處的拉曼光譜可以實(shí)現(xiàn)核盤菌侵染油菜葉片的早期判別，這為后續(xù)探究植物病害的早期監(jiān)測(cè)以及研發(fā)油菜葉片菌核病早期診斷拉曼便攜儀提供理論參考。關(guān)鍵詞：拉曼光譜學(xué)；病原物；主成分分析；油菜葉片；菌核?。惶卣鲄⒘?；化學(xué)計(jì)量學(xué)方法doi：10．11975巧．issn．1002—6819．2017．01．028中圖分類號(hào)：TP391．41：
4、Q945．8文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002—6819(2017)一0卜0206—06趙艷茹，余克強(qiáng)，李曉麗，何勇．應(yīng)用激光拉曼光譜判別油菜葉片核盤菌早期侵染[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2017，33(1)：206—211．doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2017．01．028http：llwww．tcsae．orgZhaoYanru，YuKeqiang，LiXiaoli，HeYong．ApplicationofRamanspectroscopyforearlydetectionofrapesclerotiniaonrapes
5、eedleaves[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2017，33(1)：206--211．(inChinesewithEnglishabstractldoi：10．11975，j．issn．1002—6819．2017．01．028http：／／www．tcsae．org0引言油菜菌核病是由核盤菌(sclerotiniasclerotiorum(Lib．1deBary)引起的植物組織壞死性病害，是一種真菌性病害，菌
6、核病的爆發(fā)嚴(yán)重制約著油菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。菌核病不僅可以發(fā)生于油菜各個(gè)生長(zhǎng)期，而且可危害油菜植株的不同器官(例如花、葉、莖和果實(shí)等)[1-21。核盤菌首先會(huì)通過侵染釘透過葉片表皮角質(zhì)層侵入油菜葉片，當(dāng)菌絲通過表皮進(jìn)入寄主細(xì)胞時(shí)，會(huì)分泌大量的水解酶及毒素進(jìn)行植物組織(細(xì)胞壁、葉綠體等)的瓦解，而葉表皮在菌絲進(jìn)入植物組織時(shí)會(huì)發(fā)生解離【31。葉片組織的潰爛會(huì)通過病斑來反映。油菜葉片菌核病發(fā)病時(shí)，病斑初為水漬狀，暗青色，后擴(kuò)大成圓形或不規(guī)則形，中間部分成為黃褐色。隨著時(shí)問的推移，病斑迅速擴(kuò)大，并長(zhǎng)出大量菌絲，葉片也隨之腐爛。早期診斷核盤菌侵染對(duì)防治油菜菌核病具有
7、重要意義。收稿日期：2016-05．27修訂日期：2016．10．12基金項(xiàng)目：高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金(20130101110104)；國家自然科學(xué)基金(31471417，31402318)作者簡(jiǎn)介：趙艷茹，女，博士生，研究方向?yàn)閿?shù)字農(nóng)業(yè)信息獲取與檢測(cè)技術(shù)的研究。杭州浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，310058。Email．．xiaorul9863804@sina．com．※通信作者：何勇，男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)閿?shù)字農(nóng)業(yè)，3S技術(shù)與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方面研究。杭州浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，310058。Emaihyhe@zj
8、u．edu．cn酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)(enzyme．1inkedimmunosorbnentassay，ELISA)和聚合酶聯(lián)
