射線照相和多光譜圖像分析在種子病理研究上的應用
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量和內部昆蟲侵擾的有效、客觀的方法。本研究的目的是驗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。該實驗以完全隨機設計進行，50 粒種子重復 6 次。對樣品進行實驗室誘導的侵染，并在 5 天和 10 天后進行射線照相和多光譜分析。之后，將種子浸入水中 24 小時，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 (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，而不能檢測種子內是否存在幼蟲和蛹。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
根據(jù)方法和樣本/評估期對總侵染的均值和方差進行視覺分析，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的小麥種子中谷物蛾侵染總百分比的平均表示、關于受侵染種子的總比例作為每個評估期昆蟲發(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，其在第二評價期的侵染比例較高。 當使用其他方法時，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 射線在兩個樣本中呈現(xiàn)出相似的侵擾比例，作為階段的函數(shù)。
分析發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)方法和射線照相相關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，其在第二評價期的侵染比例較高。 當使用其他方法時，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 射線在兩個樣本中呈現(xiàn)出相似的侵擾比例，作為階段的函數(shù)。
結果表明，使用 405 nm 波段（藍色可見光）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，而淺至深藍色代表蟲害或蟲害
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