大白菜根肿病是白菜生长中的“癌症”,近年来在我国大面积发生,造成巨大经济损失.现有技术不能满足生产中对根肿病检测的需求,迫切需要一种快速、简便的大白菜根肿病定量化测评及检测技术.本研究利用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)结合荧光定量PCR(Real-time PCR)技术,进行大白菜根肿病的定量测评技术研究.通过分析芸薹根肿菌、大白菜发病肿根和健康根的FTIR光谱,选择了1 105,1 145和1 228 cm-1三个根肿菌检测的特异性谱带,利用这三个谱带的峰面积值,建立了芸薹根肿菌的FTIR定量测评模型y=34.17+12.24x1－9.81x2－6.05x3,相关系数r=0.98(p<0.05).为了验证模型的有效性,田间随机选取10株大白菜根肿病样本,根据建立的大白菜根肿病FTIR光谱定量测评模型,计算大白菜根肿菌Ct值,结果显示平均预测误差为1.60%.说明试验构建的线性模型测定效果良好,可以根据大白菜根部样本的红外光谱,判断芸薹根肿菌的含量.本研究为十字花科蔬菜根肿病的定量、快速检测提供新的手段,为田间根肿菌的预测预防奠定基础。

应用傅里叶变换红外光谱技术对还未表现症状的大白菜根肿病病样进行早期快速检测。 结果表明, 健康与染病的根部样品谱图存在一定差异, 染病的根部样品在红外光谱图中的1　227, 1　143和1　105　cm-1有很强的吸收峰, 而健康根部样品的谱图没有, 结合吸收峰的峰面积值变化, 可以对大白菜根肿病进行早期快速检测。 同时, 以聚合酶链式反应(PCR)进行检测加以佐证。 二者在接种5天后均可以检测到大白菜根部组织中的根肿菌。 这表明傅里叶变换红外光谱具有灵敏性高、 方便、 快速等优点, 可以在病害未显症时进行早期快速检测, 为植物病害的早期诊断提供了新的思路及方法。

利用傅里叶变换红外光谱技术对黄瓜叶片进行褐斑病菌还未在叶片表面形成症状时病害的早期检测, 确定了1 735, 1 545和1 240 cm-1三个识别黄瓜褐斑病的敏感谱带, 结合敏感谱带的峰面积值和系统聚类分析, 可以把正常黄瓜叶片和褐斑病叶片区分开来。 结果表明傅里叶变换红外光谱在鉴别病害黄瓜叶片方面具有方便、 快速等优点, 可以在病症还未表现时进行检测, 为病害的早期诊断提供了新的途径。

应用FTIR-ATR光谱技术与多元统计分析相结合的方法对镰刀菌、 立枯丝核菌、 核盘菌、 瓜果腐霉菌和辣椒疫霉菌等重要的土传致病真菌进行鉴别。 对测得的FTIR光谱进行了归一化和二阶求导处理, 选择了适合于真菌分类识别的14个光谱特征波段。 在此基础上, 采用典型判别分析和系统聚类分析对不同菌株进行了识别。 结果表明, 不同菌种间识别准确率达到100%, 而镰刀菌种内不同菌株间识别准确率为95.56%, 说明傅里叶变换红外光谱技术在植物病原真菌分类识别方面具有较大的应用潜能。

傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(FTIR-ATR)应用于微生物的快速鉴定及分类是近几年发展起来的一门新型技术。 该文应用FTIR-ATR光谱法与聚类分析方法相结合对重要的植物病原真菌进行鉴别。 在PDA玻璃纸平板上培养了来自14个属的17株真菌, 用FTIR-ATR光谱法测其红外光谱, 获得了分辨率高、 重现性好的真菌红外谱图, 分析主要吸收峰的归属, 确定了1 800～1 485, 1 485～1 185与1 185～900 cm-1三个分析灵敏区, 并在此基础上进行了系统聚类分析, 使所有测试菌株都得到正确归类。 结果表明, 傅里叶变换红外光谱技术具有快速、 准确、 易操作等优点, 将成为微生物研究领域的一个重要工具。

利用光谱成像技术(400～720 nm)识别黄瓜白粉病、 角斑病、 霜霉病、 褐斑病和无病区域。 构建高光谱图像采集系统进行样本图像的采集, 预处理和光谱信息的提取。 由于获得的原始光谱数据量很大, 为了减少后续运算量, 提高准确率, 采用逐步判别分析和典型判别分析两种方法进行降维。 逐步判别从55个波段中选择12个波段, 典型判别从55个波段中提取2个典型变量。 利用选择的光谱特征参数建立病害识别模型。 逐步判别构建的模型对训练样本和测试样本的判别准确率分别为100%和94%, 典型判别构建的模型对训练样本和测试样本的判别准确率均为100%。 说明利用高光谱成像技术可以进行黄瓜病害的快速、 准确识别, 并为实现可见光谱范围内黄瓜病害的田间实时在线检测提供了可能。