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病害是影响植物生长发育的要害因素之一 ，早期识别、发明病害 ，及早控制 ，有利于提高作物产量和质量 ，包管食物清静 ，为抗病育种提供数据支持等 。随着科技生长 ，应用于植物病害检测的越来越多 ，其中基于图像的光谱成像手艺已十分成熟 ，其具有早期、无损、迅速、高通量等特点 ，正逐渐普遍应用于科研、生产等领域的植物病害检测 。
Z6尊龙凯时在光谱成像手艺领域深耕多年 ，具有周全、先进的植物病害检测手艺计划 ，完整的产品线和手艺能力 ，拥有成熟的叶绿素荧光成像、高光谱成像、叶绿素荧光多光谱/高光谱成像、Thermo-RGB热成像、表型成像剖析平台等全套产品 ，以下便通过几则研究案例推荐一些病害检测的手艺计划：
上图为下列案例相关的Z6尊龙凯时手艺产品 ，包括FluorTron®叶绿素动态荧光成像系统、FluorTron®多功效高光谱成像系统、PhenoTron®悬浮双规式表型成像系统；FluorCam叶绿素荧光成像系统、PlantScreen表型成像系统 。更多型号设置 ，接待联系Z6尊龙凯时相识 。
案例一：叶绿素荧光丈量手艺+高光谱丈量手艺：监测小麦穗赤霉病
赤霉� 。‵HB）由多种镰刀菌引起 ，该病菌通过加重小麦穗的色素冷静 ，破损心理结构 ，滋扰光相助用历程等 ，影响小麦生产 。因此 ，使用实时、非破损性的要领举行频仍检测 ，关于指导针对性施药、控制病原体撒播、包管粮食生产十分主要 。南京农业大学的研究职员2023年揭晓在《Frontiers in Plant Science》上的一篇文章 ，对怎样使用机械学习和多模态数据来识别、监测小麦穗期的镰刀菌枯萎� 。‵HB）举行了研究 。
研究中使用高光谱成像手艺、叶绿素荧光成像手艺、高通量表型平台等 ，一连两年丈量 ，获得了麦穗从无症状到有赤霉病症状时代的高光谱反射率（HR）、叶绿素荧光成像（CFI）和高通量表型（HTP）的大宗数据 。研究中还用到了光合仪测定净光合速率 ，使用高通量表型平台获取表型数据等 。
基于这些数据 ，接纳Boruta要领选择疾病敏感特征 ，然后通过方差膨胀因子（VIF）剖析 ，通过ML-SFFS对选定的疾病敏感特征（SDSF）举行部分融合 ，开发了一种用于识别小麦穗赤霉病、估算病害严重水平的要领 。效果批注 ，生化参数、光谱反射、叶绿素荧光参数和其他表型参数在麦穗-病原体相互作用时代显示出一致的转变 。使用ML-SFFS举行无症状疾病检测的最优特征组合为两种到三种 ，平均分类准确度为87.04% ，随着疾病严重水平的提高 ，准确度逐渐提高到95% 。
左图：麦穗叶绿素荧光成像效果和差别荧光参数；右图上：高光谱反射光谱曲线；右图下 ，实验中使用的FluorCam叶绿素荧光成像系统（成像面积35cm*35cm）
该类计划推荐：FluorTron®动态叶绿素荧光成像系统或FluorCam叶绿素荧光成像系统+Specim高光谱成像系统 ，或PhenoTron植物表型剖析平台（包括叶绿素荧光成像、高光谱成像、Thermo-RGB成像等功效）、PlantScreen表型成像系统
案例二：叶绿素荧光成像手艺：番茄幼苗青枯病早期检测
番茄青枯病由青枯病菌（Ralstonia solanacearum）引起 ，严重影响番茄幼苗和果实生产 。为了有用治理和镌汰该病的撒播 ，需要举行监测和早期检测 。在韩国全州国立大学的Kim等人揭晓的一项研究中 ，对温室条件下莳植的30个差别青枯病抗性的番茄品种幼苗举行青枯病菌接种 ，接种接纳伤口接种法（Wound）和非伤口接种法（non-Wound） 。使用FluorCam叶绿素荧光成像系统监测比照及接种幼苗接种5天后（dpi）的光合转变 ，以及统计16dpi的视觉疾病指数（DI） 。
由效果可知 ，Fv/Fm在大大都品种中在2 dpi最先下降 ，并在5 dpi抵达最低值 。16个品种在3 dpi最先泛起肉眼可见的病害整株 ，所有中度抗性和敏感品种在5 dpi显示肉眼可见的性状转变 ，4个抗性品种未在5dpi泛起视觉性状转变 。总的来说 ，通过DI和叶绿素荧光参数Fv/Fm可以比照筛选抗青枯病番茄品种 ，但Fv/Fm在泛起视觉可见的症状之前更有用 ，实现早期检测 。
左图：番茄幼苗RGB图像；右图：番茄幼苗Fv/Fm成像图 。R：resistant ，抗性品种；MR：moder
ately resistant ，中等抗性品种；S：susceptible to the bacterial wilt ，敏感品种；
该类计划推荐：FluorTron®叶绿素荧光动态成像系统或FluorCam叶绿素荧光成像系统
案例三：多光谱/高光谱荧光成像：甜瓜白粉病影响光相助用和次生代谢
瓜类白粉病主要是由Podosphaera xanthii引起的 ，是限制瓜类作物生产的主要因素之一 。然而关于控制这一疾病的心理历程的遗传和分子基础 ，我们知之甚少 。Scientific Reports揭晓过的一项研究针对此举行了探讨 ，
研究中使用RNA测序手艺 ，通过在早期熏染阶段的差别时间点获得的RNA样本 ，判断了在Cucumis melo叶片上接种P. xanthii后的差别化表达基因 ，与未熏染比照样本举行了较量 。同时 ，使用FluorCam多光谱荧光成像系统对甜瓜植株举行了光合表型检测 。
研究发明熏染植物中加入光相助用及其相关历程的基因被上调 ，而加入次生代谢途径（如苯丙素生物合成）的基因被下调 。这些基因表达的转变可以通过叶绿素荧光成像和蓝绿荧光成像剖析获得验证 ，成像效果证实了病原菌侵染引发的甜瓜光相助用活性的改变和酚类化合物生物合成的抑制 。
左图：比照和熏染的甜瓜叶片RGB图像、叶绿素荧光参数成像图及数据直方图；右图：紫外引发蓝绿荧光（BGF）成像图
该类计划推荐：FluorTron®多功效高光谱成像系统或FluorCam多光谱荧光成像系统
参考文献：
[1] Mustafa G, Zheng H, Li W, et al. Fusarium head blight monitoring in wheat ears using machine learning and multimodal data from asymptomatic to symptomatic periods[J]. Frontiers in Plant Science, 2023, 13: 1102341.
[2] Kim JiHyeon K J H, Bhandari S R, Chae SooYoung C S Y, et al. Application of maximum quantum yield, a parameter of chlorophyll fluorescence, for early determination of bacterial wilt in tomato seedlings[J]. 2019.
[3] Polonio Á, Pineda M, Bautista R, et al. RNA-seq analysis and fluorescence imaging of melon powdery mildew disease reveal an orchestrated reprogramming of host physiology[J]. Scientific Reports, 2019, 9(1): 7978.
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