射線照相和多光譜圖像分析在種子病理研究上的應(yīng)用

瀏覽次數(shù)：1046　發(fā)布日期：2022-3-30　來源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

Determination Of Sitotroga cerealella (Lepidoptera: Gelechiidae) Infestation In Wheat Seeds By Radiographic And Multispectral Image Analysis
期刊：Agronomy-Basel 影響因子：3.417
通過射線照相和多光譜圖像分析測定小麥種子中的 Sitotroga grainella (Lepidoptera: Gelechiidae) 侵染

摘要：射線照相和多光譜圖像分析有可能成為評估種子質(zhì)量和內(nèi)部昆蟲侵?jǐn)_的有效、客觀的方法。本研究的目的是驗(yàn)證射線照相和多光譜分析在檢測小麥種子中由 Sitotroga grainella (Olivier) 及其不同發(fā)育階段引起的跡象和損害方面的效率。該實(shí)驗(yàn)以完全隨機(jī)設(shè)計(jì)進(jìn)行，50 粒種子重復(fù) 6 次。對樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室誘導(dǎo)的侵染，并在 5 天和 10 天后進(jìn)行射線照相和多光譜分析。之后，將種子浸入水中 24 小時(shí)，然后用切割刀片切片。量化具有卵或產(chǎn)卵跡象的種子、幼蟲、蛹、成蟲和昆蟲畫廊的數(shù)量。使用廣義線性模型 (GLM) 方法并使用 Tukey 檢驗(yàn) (p<0.05) 來比較平均值。一般來說，射線照相（有或沒有對比）和多光譜方法是評估受蟲害和未受蟲害的小麥種子的可行工具。多光譜分析僅能有效識別種子表面的卵，而不能檢測種子內(nèi)是否存在幼蟲和蛹。

根據(jù)方法和樣本/評估期對總侵染的均值和方差進(jìn)行視覺分析，除多光譜方法外，在孵化后 10 天評估的樣本（樣本 2）中發(fā)現(xiàn)更大的變異性（圖 1 ）。對于常規(guī)方法（種子切割）和具有對比度的 X 射線，觀察到類似的行為。比較兩個(gè)評估期（樣本 1 和樣本 2），樣本 2 中受蟲害的種子百分比更高。

圖1. 與檢測受侵染種子和工作樣品的方法有關(guān)的小麥種子中谷物蛾侵染總百分比的平均表示、關(guān)于受侵染種子的總比例作為每個(gè)評估期昆蟲發(fā)育階段的函數(shù)（圖 2），

分析發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)方法和射線照相相關(guān)的多光譜方法的階段分類不同，沒有對比。多光譜圖像分析僅顯示出由谷蛾引起的卵和穿孔跡象，其在第二評價(jià)期的侵染比例較高。當(dāng)使用其他方法時(shí)，這些階段的觀察比例更大。分別觀察每種方法，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)方法（切割）和對比 X 射線在兩個(gè)樣本中呈現(xiàn)出相似的侵?jǐn)_比例，作為階段的函數(shù)。

圖2. 每個(gè)樣品中小麥種子侵染的總和，與常規(guī)方法（切割）和無損方法（X 射線和多光譜）檢測到的谷蛾發(fā)育階段有關(guān)使用傳統(tǒng)的切割方法、帶和不帶對比的 X 射線以及多光譜圖像來檢查受侵染的種子，可以驗(yàn)證這些技術(shù)在識別由麥芽孢桿菌引起的卵、幼蟲、蛹和小麥種子損傷方面的效率。圖 3）。

結(jié)果表明，使用 405 nm 波段（藍(lán)色可見光）可以檢測小麥中的麥片沙門氏菌侵染。可見條帶對識別害蟲的存在和損害的敏感性更高，這可能是由于小麥種子的顏色和質(zhì)地發(fā)生了變化，這通常是由 S. grainella 攝食引起的。

圖3. 小麥種子傳統(tǒng)切割、有和沒有對比的 X 射線，以及多光譜圖像。種子上的黃色和橙色是未受蟲害的區(qū)域，而淺至深藍(lán)色代表蟲害或蟲害

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