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    近年來,，通過無損檢測方法高精度地提高研究植物功能和結(jié)構(gòu)的能力已成為植物育種和農(nóng)業(yè)的主要目標(biāo),，植物表型的新興研究方法在揭示植物生長、產(chǎn)量,、品質(zhì)和抗各種脅迫的數(shù)量性狀方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用,。除了全自動(dòng)表型分析系統(tǒng)之外，其它一些成本可接受的高通量研究方案可以幫助研究人員更準(zhǔn)確把握各種植物性狀,，例如高光譜成像與葉綠素?zé)晒獬上衤?lián)用技術(shù)（Pasquale Tripodi等,，2018年）,。

【案例一】利用高光譜成像與葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)檢測鮮切生菜的易腐程度

    美國農(nóng)業(yè)研究所和澳大利亞高分辨率植物表型中心聯(lián)合對(duì)市場上常見的氣調(diào)保鮮包裝（Modified atmosphere packaging，MAP）中的9種生菜易腐程度進(jìn)行了研究（論文發(fā)表于Postharvest Biology and Technology期刊,，2015年）,。因?yàn)樯藰O易腐爛，而在腐爛早期通過肉眼檢測又很難發(fā)現(xiàn),，因此對(duì)于生菜加工產(chǎn)業(yè)和育種公司而言,，一套可用于生菜新品種和育種品質(zhì)的早期腐爛檢測及其變化評(píng)估的系統(tǒng)就顯得尤為重要。

    為方便閱讀和理解,，編者列出了9個(gè)品種生菜的名稱和實(shí)物照片,，見下。

    研究人員開發(fā)了兩種生菜衰變指數(shù)（lettuce decay indices,，LEDI）,，分別為基于三個(gè)波段高光譜成像的指數(shù)LEDI₄和基于葉綠素?zé)晒獬上竦闹笖?shù)LEDI_CF，除了檢測生菜腐爛外,，該指數(shù)還可識(shí)別受低溫凍結(jié)破壞的組織,，對(duì)于紅色、深綠色,、綠色,、淺綠色和黃色葉子而言，兩項(xiàng)指數(shù)在新鮮/腐爛的分級(jí)評(píng)定上可達(dá)將近97%的準(zhǔn)確度,。

    新鮮組織和腐爛組織在反射率上的差異圖示,，基于100個(gè)新鮮和腐爛樣本的高光譜成像數(shù)據(jù)

    上圖左為5組生菜樣本的新鮮/腐爛可視化分級(jí)和基于LEDI₄指數(shù)的高光譜分級(jí)，上圖右為2種生菜不同溫度處理后葉綠素?zé)晒獬上駡D及相應(yīng)LEDI_CF指數(shù)

葉綠素?zé)晒庵笖?shù)LEDICF和高光譜指數(shù)LEDI4相關(guān)關(guān)系圖

【案例二】葉綠素?zé)晒夂透吖庾V成像無損檢測抗草甘膦型轉(zhuǎn)基因玉米莽草酸濃度

    浙江大學(xué)以及農(nóng)科院的研究人員利用可見光-近紅外高光譜成像和葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)對(duì)抗草甘膦型轉(zhuǎn)基因玉米進(jìn)行了研究（Frontiers in Plant Science,，2018年）,，對(duì)wild-type和transgenic兩種3葉期玉米幼苗分別進(jìn)行水噴灑和草甘膦噴灑實(shí)驗(yàn)，并對(duì)植物葉片內(nèi)的莽草酸濃度進(jìn)行化學(xué)方法測定,，結(jié)果表明,，建立在適波長上的偏小二乘回歸模型有效地預(yù)測了莽草酸濃度，校準(zhǔn)組和預(yù)測組的確定系數(shù)分別達(dá)到0.79和0.82,，而且,，通過可視化光譜圖像預(yù)測莽草酸濃度有助于開發(fā)簡單的多光譜成像儀器用于無損表型檢測，新型的數(shù)據(jù)方法結(jié)合葉綠素?zé)晒獬上褚蔡峁┝肆钊藵M意的莽草酸濃度擬合模型,。

基于葉綠素?zé)晒獬上窈透吖庾V成像的玉米葉片莽草酸流程確定圖

    上圖左為可見光下玉米葉片隨時(shí)間變化,；上圖右為利用高光譜所做的可視化分級(jí)，顏色條從藍(lán)到紅表示莽草酸濃度增加程度

    注：WT代表wild-type,，TG代表transgenic,，control為水噴灑處理，treat為草甘膦噴灑處理

    在草甘膦處理期間整個(gè)玉米冠層的PSII大光量子產(chǎn)額（F_v/F_m）葉綠素?zé)晒獬上駡D，右側(cè)的顏色條表示數(shù)值范圍以及和彩圖的關(guān)系

易科泰為您提供以上無損檢測技術(shù)方案

Specim高光譜成像技術(shù)

    高光譜成像是一種新的作物檢測技術(shù),，它結(jié)合了傳統(tǒng)的成像和光譜學(xué)，以同時(shí)獲得樣品的空間和光譜信息,。由于功能強(qiáng)大,，它已廣泛應(yīng)用于作物養(yǎng)分檢測，疾病診斷和生長狀態(tài)監(jiān)測等,。Specim高光譜成像技術(shù)不僅可以檢測植物健康或者受到病害,，還可以對(duì)植物病害的種類進(jìn)行鑒別、嚴(yán)重程度進(jìn)行分級(jí),、病害時(shí)期進(jìn)行判斷,。

FluorCam多光譜熒光成像技術(shù)

    FluorCam多光譜熒光成像技術(shù)是在FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)基礎(chǔ)上升級(jí)擴(kuò)展，既可用于葉綠素?zé)晒鈩?dòng)態(tài)成像分析,，又可用于長波段UV紫外光（320nm -400nm）對(duì)植物葉片激發(fā)產(chǎn)生的多光譜熒光成像測量分析,。FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裨缫呀?jīng)成為檢測植物生物與非生物脅迫的重要儀器。FluorCam多光譜熒光成像可以檢測植物產(chǎn)生的初級(jí)及次生代謝物質(zhì),，廣泛應(yīng)用于植物病害檢測,，尤其是植物早期病害檢測。

Thermo-RGB紅外熱成像技術(shù)

    紅外熱成像技術(shù)具有高靈敏度,、非接觸式,、圖像精度高、測量范圍廣和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化能夠?qū)崟r(shí)觀測的優(yōu)點(diǎn),，是當(dāng)今無損檢測研究的熱點(diǎn),。Thermo-RGB紅外熱成像技術(shù)結(jié)合了紅外熱成像技術(shù)與RGB技術(shù)，不僅可以對(duì)病害植物進(jìn)行RGB成像,，還可以通過紅外熱成像檢測病害早期感染時(shí)植物表面溫度差異,，揭示受到病害脅迫后氣孔異質(zhì)性開閉情況，反映作物感染病害后的早期特征,。