【摘要】：黃龍病(Huanglongbing,HLB)是柑橘最具有毀滅性的病害,傳染性極強,然而卻尚無有效根治的方法。染病植株會經(jīng)歷一段從幾個月到幾年不等的潛伏期后才會顯現(xiàn)典型的黃龍病癥狀,而處于潛伏期未顯癥的染病植株會繼續(xù)充當傳染源的角色,導(dǎo)致柑橘黃龍病在果園中進一步的傳播。另一方面,宿主對病原菌侵染的響應(yīng)會因生長環(huán)境條件、樹齡、長勢和品種的差異而不同,從而加大了黃龍病檢測的難度。因此,及早發(fā)現(xiàn)并挖除病樹是目前最有效的控制策略。光學(xué)成像技術(shù)作為一種先進的植物病害檢測方法,具有快速、操作簡單、無損等優(yōu)點,在植物病害高通量檢測中具有重要的應(yīng)用前景。因此,本實驗以柑橘為研究對象,采集不同季節(jié)、果園以及染病程度條件下柑橘葉片高光譜圖像和葉綠素熒光圖像,并測量淀粉、蔗糖、葡萄糖和果糖含量,探索基于光學(xué)成像技術(shù)的柑橘黃龍病快速檢測方法研究,分析季節(jié)變化、果園以及染病程度差異等因素對宿主生理代謝、光合作用和柑橘黃龍病檢測效果的影響。本研究的內(nèi)容和結(jié)論如下:首先,研究了不同季節(jié)、果園以及染病程度條件下柑橘葉片糖代謝的動態(tài)變化規(guī)律。病原菌的侵染導(dǎo)致葉片在未顯癥時期就出現(xiàn)了糖代謝異常,并且成熟葉片中的碳水化合物的累積程度大于新葉(嫩葉),其中蔗糖和葡萄糖對HLB的響應(yīng)速度大于淀粉。雖然缺鐵和黃龍病侵染均會引起葉片黃化,但是兩者對柑橘葉片碳水化合物代謝的影響呈相反的趨勢。其次,探究了黃龍病對柑橘葉片光譜反射率的影響。病原菌的侵染引發(fā)染病葉片韌皮部堵塞,碳水化合物異常累積,進而影響葉片的光學(xué)組織特性。在可見光區(qū)域,染病和缺素葉片的反射率均升高;在近紅外區(qū)域,染病葉片的反射率上升,而缺素葉片則降低;利用特征波段選擇算法493、515、665、716和739nm五個波段的圖譜信息與可作為不同季節(jié)、果園以及染病程度條件下HLB的光譜“指紋”特征。進一步將特征波段反射率、特征波段圖像紋理特征以及對應(yīng)的第二主成分圖像的紋理特征進行融合,建立最小二乘支持向量機(Least squares-support vector machine,LS-SVM)判別模型。模型對染病程度較嚴重的果園1和較輕的果園2柑橘葉片黃龍病的總體識別正確率分別為91.6%和89%。最后,采用模型傳遞的方法實現(xiàn)了利用溫州蜜柑建立的判別模型對i*柑黃龍病的檢測,得到了 93.5%的總體識別正確率。再次,分析了宿主在光合作用水平上對黃龍病病原菌的響應(yīng)。黃龍病的侵染導(dǎo)致未顯癥柑橘葉片的光合作用系統(tǒng)就受到了不可逆的損傷,引起最小熒光產(chǎn)量Fo上升,PSII的最大光量子效率Fv/Fm值下降及PSII中有活性的光反應(yīng)中心數(shù)量減少(Fv/Fo值下降)。同時,病原菌影響了葉片對光能的分配,降低了宿主將吸收光能轉(zhuǎn)化為光化學(xué)反應(yīng)(ΦPSⅡ)的能力,激發(fā)能轉(zhuǎn)換成不可調(diào)制熒光淬滅(ΦNO)的比例上升。最后,分析了采用葉綠素熒光成像技術(shù)對不同季節(jié)、果園以及染病程度條件下柑橘黃龍病的識別效果。結(jié)果表明,測量程序L4獲得的53個葉綠素熒光參數(shù)構(gòu)建的LS-SVM判別模型對染病程度較為嚴重的果園1中不同月份的柑橘黃龍病的總體識別正確率均能大于95%;而對處于潛伏期果園2,除了健康和染病葉片長勢差異較小的5月和9月,在其他月份的識別正確率均大于89%。最后,融合高光譜成像和葉綠素熒光成像技術(shù),建立了穩(wěn)健的柑橘黃龍病診斷模型�？梢�-近紅外高光譜圖像和葉綠素熒光圖像分別提供代謝生理和光合作用的信息。因此,融合兩種信息有望獲得更加全面的柑橘黃龍病病理特征,增強對柑橘黃龍病的表征能力。結(jié)果表明,融合五個特征波段(493nm、515nm、665nm、716nm和739 nm)的反射率和測量程序L2獲得的29個葉綠素熒光參數(shù)構(gòu)建的LS-SVM判別模型能夠降低漏判率(果園2中5月和9月的漏判率分別減少了 11.6%和17.6%),縮短單個樣本的檢測時間(減少了 56.7%),減少模型的輸入?yún)?shù)(減少了 35.8%)。對染病程度較大的果園1和較低的果園2整個實驗周期的總體識別正確率分別為96.7%和89.5%,優(yōu)于單獨使用基于特征波段光譜反射率(果園1和果園2分別為85.9%和79.4%)或者測量程序L2獲得的葉綠素熒光參數(shù)(果園1和果園2分別為95.5%和84.6%),說明融合高光譜成像和葉綠素熒光成像技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)不同季節(jié)、果園以及染病程度的柑橘黃龍病的檢測,降低了季節(jié)變動、果園以及染病程度差異等因素對柑橘黃龍病判別模型預(yù)測性能的影響。
【圖文】：

從反應(yīng)中心上解離，將電子交給細胞色素復(fù)合體電子和質(zhì)子在ｃｊｖｈ／以Ｑ逡逑循環(huán)的形式進行。其中的一個電子以線性電子傳遞的形式通過質(zhì)體藍素逡逑（Ｐｌａｓｔｏｃｙａｎｉｎ，ＰＣ）向ＰＳ丨轉(zhuǎn)移，另一個則環(huán)形的途徑進行（圖１－３虛線所示）。傳逡逑到ＰＳ丨的電子首先被電子受體（Ｊｇ）接收，接著葉綠醒（山），電子經(jīng)過一系列膜結(jié)逡逑合鐵硫蛋白的傳遞后，到達Ｆｄ，再傳遞給ＦＮＲ，，最后將ＮＡＤＰ＋還原成ＮＡＤＰＨ。葉逡逑綠體類囊體膜上的電子傳遞鏈是否正常持續(xù)進行直接影響著能量在熒光、熱能以及逡逑光化學(xué)反應(yīng)三種途徑中的分配比例。逡逑７逡逑

逡逑圖１－２葉綠素吸收的光和發(fā)射的光。（ａ）為能級圖，葉綠素分子吸收光子后從基態(tài)變逡逑成激發(fā)態(tài)。（ｂ）為葉綠素的吸收光譜和熒光光譜逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｔｈｅ邋ｌｉｇｈｔ邋ａｂｓｏｒｂｅｄ邋ａｎｄ邋ｅｍｉｔｔｅｄ邋ｂｙ邋ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ，邋（ａ）邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｌｅｖｅｌ邋ｄｉａｇｒａｍ，邋ａｎｄ逡逑ｔｈｅ邋ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ邋ｍｏｌｅｃｕｌｅ邋ｃｈａｎｇｅｓ邋ｆｒｏｍ邋ｔｈｅ邋ｇｒｏｕｎｄ邋ｓｔａｔｅ邋ｔｏ邋ｔｈｅ邋ｅｘｃｉｔｅｄ邋ｓｔａｔｅｓ邋ａｆｔｅｒ邋ｔａｋｉｎｇ逡逑ｐｈｏｔｏｎｓ，邋（ｂ）邋ｔｈｅ邋ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ邋ａｎｄ邋ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ邋ｓｐｅｃｔｒｕｍ邋ｏｆ邋ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ逡逑葉綠素分子（Ｐ６８０＊）被絡(luò)氨酸（Ｙｚ）重新還原，并得到來自水中的１個電子。在光逡逑反應(yīng)中心ＩＩ邋（ＰＳＩＩ）的還原側(cè)，電子從脫鎂葉綠素（Ｐｈｅｏ）向初級電子受體＾轉(zhuǎn)移，逡逑兩個電子轉(zhuǎn)移到，使其還原成并結(jié)合兩個質(zhì)子，產(chǎn)生ＰＱＨ２。緊接著ＰＱＨ２逡逑從反應(yīng)中心上解離，將電子交給細胞色素復(fù)合體電子和質(zhì)子在ｃｊｖｈ／以Ｑ逡逑循環(huán)的形式進行。其中的一個電子以線性電子傳遞的形式通過質(zhì)體藍素逡逑（Ｐｌａｓｔｏｃｙａｎｉｎ，ＰＣ）向ＰＳ丨轉(zhuǎn)移，另一個則環(huán)形的途徑進行（圖１－３虛線所示）。傳逡逑到ＰＳ丨的電子首先被電子受體（Ｊｇ）接收
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S436.66

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周文輝;;簡述柑橘黃龍病檢疫防控對策[J];農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備;2018年12期

2 林積秀;;柑橘黃龍病的防治進展[J];東南園藝;2018年05期

3 黃岳銳;張建桃;;柑橘黃龍病不同防治對策的比較與思考[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè);2019年02期

4 ;柑橘黃龍病的病因與防控[J];農(nóng)村新技術(shù);2019年03期

5 曹滌環(huán);;柑橘黃龍病的癥狀識別與防治[J];農(nóng)藥市場信息;2017年29期

6 何興財;鐘玲;楊忠富;;贛中南地區(qū)柑橘黃龍病發(fā)生概況與防控對策[J];中國植保導(dǎo)刊;2017年12期

7 劉善文;;柑橘黃龍病發(fā)病流行的主要因子分析[J];農(nóng)民致富之友;2017年23期

8 梁亮;田志清;胡雪芳;張志民;王士奎;;柑橘黃龍病常規(guī)PCR檢測技術(shù)研究與初步應(yīng)用[J];植物保護;2018年02期

9 關(guān)安全;;柑橘黃龍病的發(fā)生與防治[J];鄉(xiāng)村科技;2018年01期

10 黃源;;柑橘黃龍病發(fā)病規(guī)律及防控關(guān)鍵技術(shù)要點[J];南方農(nóng)業(yè);2018年15期

相關(guān)會議論文 前10條

1 張木清;楊川毓;;柑橘黃龍病納米防治藥物的研發(fā)與應(yīng)用[A];2017年全國熱帶作物學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2017年

2 周濤;江衡;黃文坤;彭德良;;湖南省永州市柑橘黃龍病發(fā)生與防控對策[A];植保科技創(chuàng)新與農(nóng)業(yè)精準扶貧——中國植物保護學(xué)會2016年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2016年

3 謝昌平;姚林建;夏宜林;黃愛軍;易龍;;贛南地區(qū)柑橘黃龍病菌核糖體蛋白基因的PCR-RFLP分析[A];植�？萍紕�(chuàng)新與農(nóng)業(yè)精準扶貧——中國植物保護學(xué)會2016年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2016年

4 劉蕤;張培;高一滴;蒲雪蓮;陳健熾;鄧曉玲;;柑橘黃龍病菌“Candidatus Liberibacter asiaticus”種群多樣性的研究[A];中國植物病理學(xué)會2010年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

5 劉波;鄭雪芳;孫大光;阮傳清;范國成;Hall D.;段永平;;柑橘黃龍病株不同部位內(nèi)生細菌群落結(jié)構(gòu)的多樣性[A];第三屆全國微生物資源學(xué)術(shù)暨國家微生物資源平臺運行服務(wù)研討會會議論文摘要集[C];2011年

6 謝攀;殷幼平;李顏方;李佳;王中康;;柑橘黃龍病病原菌與伴生菌的共培養(yǎng)技術(shù)研究[A];中國植物病理學(xué)會2011年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

7 關(guān)磊;梁美丹;仇綺琪;張學(xué)文;許美容;夏育陸;鄧曉玲;;利用熱處理技術(shù)降低柑橘黃龍病菌的濃度[A];中國植物病理學(xué)會2012年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

8 周常勇;;柑橘黃龍病的發(fā)生防控形勢與研究進展[A];2014年中國植物保護學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2014年

9 婁兵海;周常勇;;柑橘黃龍病研究進展[A];中國柑橘科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略論壇暨中國柑橘學(xué)會2007年年會論文集[C];2007年

10 姚林建;易龍;李雙花;謝昌平;黃愛軍;;柑橘黃龍病脫除關(guān)鍵技術(shù)研究進展[A];中國植物病理學(xué)會2017年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2017年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 本報記者 牛立亭;人大代表為農(nóng)業(yè)綠色與持續(xù)發(fā)展建言[N];中華合作時報;2019年

2 本報記者 袁琳;王華生代表：加大支持柑橘黃龍病防控工作[N];廣西日報;2019年

3 記者 蘇展;我市部署柑橘黃龍病防控工作[N];桂林日報;2019年

4 本報記者 于釗;柑橘黃龍病:找準發(fā)病根源綜合施策[N];湖南科技報;2019年

5 黃志東 黃春華 劉小曠;江華防治柑橘黃龍病取得突破[N];湖南科技報;2019年

6 本報記者 余杏;一柑橘黃龍病防控法在我省初顯成效[N];湖南科技報;2019年

7 本報記者 余杏;柑橘黃龍病為什么難以攻克？[N];湖南科技報;2019年

8 記者 王田;農(nóng)業(yè)部支持建設(shè)柑橘黃龍病防控阻截帶[N];農(nóng)民日報;2018年

9 本報記者 余杏;我省打響柑橘黃龍病防控“戰(zhàn)役”[N];湖南科技報;2018年

10 本報記者 陳靜;將防控“黃魔”進行到底[N];廣西日報;2018年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 翁海勇;基于光學(xué)成像技術(shù)的柑橘黃龍病快速檢測方法研究[D];浙江大學(xué);2019年

2 丁芳;柑橘黃龍病菌及與其混合發(fā)生病毒的分子特性及超低溫脫除研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

3 楊川毓;柑橘黃龍病的化學(xué)防治以及宏基因組分析[D];福建農(nóng)林大學(xué);2015年

4 蘇華楠;中國柑橘黃龍病病原調(diào)查、種群遺傳分化及其原噬菌體溶菌酶蛋白原核表達[D];西南大學(xué);2013年

5 馬m

本文編號：2643910