温室番茄冠层和叶片光谱特征分析及营养诊断

通过温室基质栽培,利用ASD光谱仪和傅里叶光谱分析仪测量了四种营养水平下温室番茄冠层和叶片的光谱反射曲线,并检测了对应叶片的水分含量、叶绿素含量和氮含量,分析了不同营养水平下番茄冠层和叶片的反射光谱变化,并对番茄叶片含水量的敏感波长以及冠层反射光谱的红边波长进行了研究。结果表明:温室番茄冠层反射光谱曲线在可见光550nm左右均有叶绿素的强反射峰,近红外区反射率高于可见光区。在同一生长期,随基质营养水平的提高,番茄冠层反射率在可见光波段不断减小,在近红外波段不断增大,且红边波长位置出现"红移"现象。利用530和760nm特征波长得到的归一化颜色指标NDCI与叶片氮含量有较好相关性,R2为0.7511。     

超微弱发光用于番茄果实冷害发生程度的无损监测

超微弱发光测定法可快速、灵敏地反映生物体在逆境下的生理状态,已开始得到广泛应用,但有关其在采后园艺产品冷害发生监测中的应用尚未见报道.文章通过分析番茄果实在不同冷害状态下的超微弱发光规律,及其与冷害程度问的关系,探讨超微弱发光测定法在监测采后番茄果实冷害中应用的可能性.结果表明,果实超微弱发光强度随冷害程度的提高而上升,且在表现冷害症状前,冷害果实的超微弱发光值已显著高于正常果实(P<0.01).不同冷害程度下果实的冷害发病率、冷害指数分别与超微弱发光值的相关系数达到0.901 6和0.957 7(P<0.01),证明超微弱发光可以准确反映番茄果实冷害程度.     

FT-IR分析航天诱变育种番茄品系种子

本文首次采用傅立叶变换红外光谱法(FT-IR),对航天诱变育种番茄品系种子和系统法选育的番茄品系种子进行了对比研究,比较了它们红外光谱的异同。番茄种子的红外光谱主要由蛋白质的吸收带和碳水化合物的吸收带组成,经航空诱变后的番茄种子红外光谱的主要吸收峰的峰位、峰形与系统法选育的番茄种子基本相同,表明其主要成分和基本结构并未发生变化。发生变异的地方是:果实中维生素C和糖分含量显著增加的两份太空番茄种子,在1162cm-1~1099cm-1峰处的吸收均比两种普通种子的大。此外太空小番茄种子在1162cm-1峰处的吸收特别显著,表明经航空诱变后太空番茄种子中的碳水化合物的含量增加了。     

决定大番茄体积的基因突变

肥厚多汁的番茄是餐桌上的常见食品，然而它的体积却几乎是野生番茄的1000倍。美国纽约州伊萨卡市（Ithaca）康奈尔大学的生物学家从基因上找到了决定大番茄体积的主要因素。     

基于光谱技术的航天育种番茄品种鉴别方法的研究

为了实现航天育种番茄不同品种的快速光谱鉴别,采用主成分分析法对光谱数据进行聚类分析,并将小波变换用于对大量光谱数据的压缩,同时结合神经网络建立了番茄品种鉴别模型.该模型将压缩后的数据作为神经网络的输入,加速了神经网络的训练速度.通过对太空育种突变株M1和M2及其亲本番茄品种的共105个番茄叶片样本建立训练模型,并用每个品种15个样本,共45个番茄叶片的样本进行预测.结果表明,用该方法对航天育种番茄不同品种的鉴别正确率达到97.8%.说明文章提出的方法具有很好的分类和鉴别作用,为航天育种番茄不同品种的快速鉴别提供了一种新方法.     

偏振-高光谱多维光信息的番茄叶片营养诊断

以Venlo型温室中无土栽培模式下自行培育的25%,50%,75%,100%,150%五个梯度水平的氮、磷、钾营养胁迫样本为研究对象,利用高光谱成像系统以及课题组自行研发的偏振反射光谱测量分析系统分别采集不同氮磷钾营养水平番茄叶片的偏振光谱和高光谱数据。通过扫描电镜分析阐明营养胁迫叶片非光滑表面的凹凸和质地发生的一系列变化与偏振反射辐射之间具有一定的联系。由斯托克斯公式将偏振光谱换算成偏振度后,提取偏振度与氮磷钾实测值之间的各4个偏振度特征;同时将高光谱数据经过主成分分析降维并确定氮磷钾各4个特征波长,再通过相关分析法提取这4个特征波长下的各8个高光谱图像纹理特征。偏振度特征与高光谱纹理特征相加累计氮磷钾各12个特征作为支持向量回归(SVR)的输入变量。对这12个特征变量进行最大—最小值归一化后,采用SVR建立番茄氮磷钾营养水平的定量诊断模型,求得氮的相关系数r=0.961 8,均方根误差RMSE=0.451;磷的相关系数r=0.916 3,均方根误差RMSE=0.620;钾的相关系数r=0.940 6,均方根误差RMSE=0.494。研究结果表明采用偏振反射光谱结合高光谱的多维光信息融合技术能够建立精度较高的番茄营养水平预测模型,具有较好的诊断作用,对于提高模型的精度和专用仪器的开发具有一定的指导意义,为番茄养分含量的快速检测提供了新的思路。     

应用高光谱图像光谱和纹理特征的番茄早疫病早期检测研究

提出了应用光谱和纹理特征的高光谱成像技术早期检测番茄叶片早疫病的方法。利用高光谱图像采集系统获取380～1 030 nm范围内71个染病和88个健康番茄叶片的高光谱图像,同时采用主成分分析法(PCA)对高光谱图像进行处理。选取染病和健康叶片感兴趣区域(region of interest, ROI)的光谱反射率值,同时分别从前8个主成分的每幅主成分图像的ROI中提取对比度(Contrast)、 相关性(Correlation)、 熵(Entropy)和同质性(Homogeneity)4个灰度共生矩阵的纹理特征值,再通过PCA和连续投影算法(SPA)结合最小二乘支持向量机(LS-SVM)构建番茄叶片早疫病的早期鉴别模型。建立的6个模型中,采用光谱反射率值的LS-SVM模型对番茄叶片早疫病的识别率最高,达到100%。结果表明,应用高光谱成像技术检测番茄叶片早疫病是可行的。     

气相色谱-质谱法同时测定番茄制品中拟除虫菊酯类农药残留

番茄制品经乙腈提取,盐析,氟罗里硅土固相萃取小柱净化,微池电子捕获检测器(μECD)负化学源质谱(NCI—MS)并联对净化液进行检测,一次进样可对番茄制品中的9种拟除虫菊酯类农药残留准确定量和确证。μECD回收率为87．6％～107．0％;相对标准偏差为5．5％～11．3％;检出限为0．0005～0．005mg／kg;负化学源选择离子(NCI-SIM)模式回收率为91．9％～109．7％;相对标准偏差为5．2％～12．7％;检出限为0．0005～0．005mg／kg(氯菊酯除外),两者之问没有显著的差别。该法快速、灵敏、准确,各项技术指标均满足农药残留检测的要求。     

由卫星互补DNA单体和双体基因构建的抗黄瓜花叶病毒的转基因番茄

本研究是用卫星cDNA单体和双体基因获得抗黄瓜花叶病毒的转基因番茄。将单体和双体基因组建植物基因载体ROK2,通过三菌结合把基因引入根癌脓杆菌并感染转化番茄获得再生转基因植株。接种攻毒试验表明,卫星cDNA转基因番茄能够干扰病毒的复制,减轻症状程度表现出对CMV的显著抗病性,经过三代检测选育也获得单株纯化的转基因植物株系。初步的田间实验证明,转基因植株在自然条件下,也表现出对CMV的抗病性,表现了良好的生产潜力,为解决我国番茄等作物的病毒病开辟了新的途径。     

提高拮抗菌WB3对番茄灰霉病菌拮抗能力的He-Ne激光与氯化锂复合诱变技术

利用He-Ne激光(波长632.8 nm,功率12 mW)与氯化锂复合诱变一株番茄灰霉病菌拮抗菌WB3,获得14株拮抗效果突出的菌株,其最大抑菌带宽为15.7 mm.综合单一诱变组里菌株致死率以及拮抗能力的大小,其中辐照时间为30 min,氯化锂浓度为1.2%时为复合诱变最佳条件.经过复合诱变,L8拮抗菌最高抑菌带宽可提高14%以上,而单一He-Ne激光诱变后抑菌带宽提高8.8%,单一氯化锂诱变后抑菌带宽提高9%.L8菌株生长迅速,经传代培养证明其抑菌性能具有稳定遗传性.该实验研究He-Ne激光与氯化锂复合诱变枯草芽孢杆菌WB3的方法可应用于番茄灰霉病的生物防治领域.