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蚕豆生物性病害的振动光谱诊断研究
  • 项目名称:蚕豆生物性病害的振动光谱诊断研究
  • 项目类别:地区科学基金项目
  • 批准号:30960179
  • 申请代码:C130105
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2010-01-01-2012-12-31
  • 项目负责人:刘刚
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:云南师范大学
  • 批准年度:2009
中文摘要:

生物性病害是蚕豆生产中最重要的灾害之一。方便、快速、准确诊断病害原因,及时防治、合理施用农药,对蚕豆生产产量和品质提高具有重要意义。本项目针对作物病害常规生物学诊断方法费时、分子生物学诊断方法繁琐成本高等问题,用傅里叶变换红外光谱、激光拉曼光谱直接研究蚕豆病害植株,建立真菌病害、细菌病害、病毒病害蚕豆叶片、茎、根的含有化学信息的指纹光谱,对蚕豆植株病害常规鉴别补充特征振动光谱数据,探索作物病害的振动光谱规律,区分真菌、细菌、病毒病害,以便用多手段、从多角度鉴别蚕豆病害,为蚕豆病害提供一种新的快速的振动光谱诊断方法。本项目对于作物病理学、植物保护学具有理论意义,对于其它作物病害研究也具有较大的参考价值。

结论摘要:

生物性病害是蚕豆生产中最重要的灾害。方便、快速、准确诊断病害原因,及时防治,对蚕豆生产产量和品质提高具有重要意义。本项目目的用振动光谱方法区分蚕豆真菌病害、细菌病害、病毒病害植株,发展一种快速诊断蚕豆病害的振动光谱方法。本项目用傅里叶变换红外光谱研究了蚕豆赤斑病叶、锈病叶、轮纹病叶、黄化卷叶病叶、茎基腐病叶、潜斑蝇侵害蚕豆叶、豆蚜虫侵害蚕豆叶;小麦锈病叶、玉米普通锈病叶、水稻稻瘟病叶,葱蒜锈病叶;以及烤烟蛙眼病、角斑病、气候型斑点病、和赤星病叶;对几种作物锈病孢子做了扫描电子显微镜观察。 分析测试了几种不同作物叶子(蚕豆、水稻、玉米、小麦;)的中红外光谱,光谱主要由纤维素、木质素等多糖、蛋白质及脂类谱峰组成。基于二阶导数光谱的相关系数表现出明显差异,可区分不同作物,也可区分正常叶片与病害叶片。蚕豆正常叶之间、同种病害叶之间的相关系数大于正常叶与病害叶(蚕豆锈病、茎基腐病、轮纹病、黄化卷叶病)间、以及不同病害叶间的相关系数,主成分分析区分蚕豆不同病害叶正确率达到82%。 蚕豆病毒病害主要由蚜虫等害虫引起,用傅里叶变换红外光谱技术结合统计分析对蚕豆花叶病、锈病、黄化卷叶病、豆蚜危害的叶片、美洲斑潜蝇危害的叶片和正常叶片进行了研究。病害叶片和正常叶片的二阶导数光谱在1200–700cm-1范围差异明显,用该区域光谱进行主成份分析和聚类分析,样品聚类正确率达到80.8%。蚕豆锈病是普遍发生的一种真菌性病害,由于地理环境差异,蚕豆在不同产地的染病情况会有所不同。用傅里叶变换红外光谱研究了云南几个主要产地蚕豆锈病叶,结合连续小波变换、二阶导数光谱,红外光谱能区分不同产地锈病叶,用1650-1300 cm-1范围的二阶导数光谱进行聚类分析能获得较好的效果,聚类正确率达到87.5%。 工作表明,将振动光谱与化学计量学相结合,建立各种蚕豆病害叶的振动光谱图谱、以及分类模型,可以利用光谱手段鉴别蚕豆病害。用傅里叶变换红外光谱法研究了赤星病、角斑病和气候型斑点病3 组病斑、病斑附近烟叶和正常烟叶,用吸光度比A1631/A1025 和Pearson 相关系数可以鉴别3种病斑叶与正常叶,也可区分病斑附近烟叶、病斑部位。傅里叶变换红外光谱有望成为诊断烟草潜育期病害的方法。 项目发表期刊论文11篇,其中,SCI收录3篇,会议论文6篇。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 18
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
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