基于傅里叶红外光谱技术早期检测佛手炭疽病的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种植物病毒检测方法，尤其是一种基于傅里叶红外光谱技术早期检测佛手炭疽病的方法。
【背景技术】
[0002]佛手(Citrusmedicavar.sarcodactyIis Swingle)，是芸香料(Rutaceae)柑橘属植物香橼的变种，为常绿小乔木。佛手是传统的名贵中药，其花、叶和果实均可入药，具有舒肝理气，和胃止痛的功效，被列入抗肿瘤中药。佛手果含有柠檬油素、橙皮甙、佛手内酯等化合物，其醇提物对大鼠肠管有明显抑制作用，具有“行气止痛，宽中怯痰，舒肝解郁，健胃止吐”等功效。佛手一年四季开花，其花、叶和果实都具有浓郁的香味，而且成熟的佛手果皮鲜黄，其味清香淡雅，留香持久，而且果型奇特，状如五指，是闻香赏果的花卉珍品。佛手原产印度，现在法国、意大利、德国和美国以及东南亚地区都有广泛栽培。我国佛手的主要栽培地区有广东、福建、四川、浙江等地。
[0003]其中浙江金华“金佛手”最为著名，被称为“果中之仙品，世上之奇奔”，金华佛手有很高的观赏价值和较高的药用价值，其盆景和单果都是观赏佳品，果、花、叶可直接入药。佛手在金华现有栽培面积200余公顷，年产佛手鲜果25万千克，深加工产品有佛手酒、佛手茶、果脯、香精等，综合产值在5000万元以上，是金华的主要经济作物。
[0004]金华佛手在生长及采后保鲜过程中，和其他柑橘属的植物一样，很容易受到病害的侵袭，如佛手黄龙病、溃疡病、疮痂病、细菌性炭疽病、黑斑病、青霉病等。佛手病害特别是佛手炭疽病对佛手的产量和质量的危害十分严重，据统计，佛手炭疽病在生长期造成的损失一般至少都有10%左右，高的甚至超过30%，每年给生产和经营者带来很大的损失。同时，由治理炭疽病所引起的农药等药物的大量投入，不仅增加了农业生产成本并造成严重的环境污染，同时也不符合制作深加工产品的各项要求，从而造成了巨大的经济损失。因此，如果能在佛手炭疽病发病初期就检测出已感染此病，从而进行早期预处理，不仅效果较好，而且能很大程度的减少药物的使用量，对农业生产、环境保护都有重要意义。
[0005]现有的病害检测方法如肉眼观测法，要在显出病症并且很明显的情况下才能做出判定;生物测定技术、核酸序列分析技术、分子标记技术等均是需要进行试验室的诊断和鉴定，开展一系列的实验操作:采集病害、分离病原菌、提取DNA或RNA、设计检测引物进行PCR扩增等，不仅费时费力，而且影响和耽误及时防治，影响植物生长。因此，鉴于现有的检测方法很难实现快速准确的早期检测，因此需要应用新的技术来进行病害的早期检测。
[0006]近年来，红外光谱技术(InfraredReflectance Spectroscopy，缩写IRS)在各领域的应用成为了研究的热门。IRS是一种通过采集近红外光谱区包含的物质内部信息，来进行物质特性的定性分析的方法。在有机物分子中，组成化学键或官能团的原子处于不断振动的状态，其振动频率与红外光的振动频率相当。所以，用红外光照射有机物分子时，分子中的化学键或官能团可发生振动吸收，不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱上将处于不同位置，从而可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。因为几乎所有有机物的一些主要结构和组成都可以在他们的红外光谱中找到信号，而且图谱稳定，获取光谱容易，因此红外光谱法被誉为是分析的巨人。而且，IRS具有快速、低成本、测量方便、非破坏性等优点，使得它在活体分析、医药临床、农业生产等领域得到越来越多的应用。IRS在农业上最早成功用于水果的无损伤品质分析，在国内外均有广泛的应用。如分析梨的胶质组成、梨的可溶性固体含量和坚硬度、苹果的可溶性固体含量、柑橘、脐橙的可溶性固形物含量和营养成分、蓝莓的营养成分、苹果擦伤等。尤其是近年来，随着红外光谱仪的诞生，IRS在水果无损伤检测领域的应用得到了广大科研工作者和生产者的青睐。
[0007]最近的研究中，IRS又被应用于作物病害的早期检测，因为作物在染病后，其内部生理结构、养素含量等先于外部形态特征，如枯叶、糜烂等发生变化，因而植株染病部分内部的光谱特性也先于外部光谱特征发生变化。在国外，Muir等人最早研究了马铃薯块茎未出现病症时的光谱反射率，以实现早期检测;Bravo等人在可见光到近红外波段对小麦黄锈病进行了早期诊断;Fu等人在可见/近红外光谱波段进行了梨褐心病的早期检测。在国内，IRS进行病害早期检测的研究也逐渐发展起来，吴迪等基于可见红外光谱技术对茄子叶片的灰霉病进行了早期检测研究，建立的监测模型能够达到100%的识别率;王加华等人提出了直接采用可见/近红外光谱对苹果褐腐病、水心病鉴别的方法，并且也得到了很高的鉴别率；冯雷等采用可见/近红外光谱技术鉴别大豆豆荚炭疽病，建立的模型的准确率最高达94.45%。所有这些研究均表明，用红外光谱技术对植物病害进行早期检测是可行的。
【发明内容】
[0008]本要解决的技术问题是提供一种基于傅里叶红外光谱技术早期检测佛手炭疽病的方法。
[0009]为了解决上述技术问题，本提供一种基于傅里叶红外光谱技术早期检测佛手炭疽病的方法，包括如下步骤:一、取样，获取实验材料;二、对步骤一所获取的实验材料进行光谱测定;三、对步骤二所测定的相关数据进行光谱特征峰的分析，确定相关实验材料是否有炭疽病。
[0010]作为本发明所述的基于傅里叶红外光谱技术早期检测佛手炭疽病的方法的改进:所述取样步骤包括如下:采集疑似病果，表面消毒，剥取皮下组织的薄片，置于烘箱中烘干12h0
[0011]作为本发明所述的基于傅里叶红外光谱技术早期检测佛手炭疽病的方法的进一步改进:所述组织的薄片的烘干温度为50°C。
[0012]作为本发明所述的基于傅里叶红外光谱技术早期检测佛手炭疽病的方法的进一步改进:所述光谱测定为ATR-FTIR测定，其步骤如下:按仪器测试要求把金刚石ATR附件水平放置于傅里叶变换红外光谱仪的样品仓中；把实验材料直接置于金刚石与校正压力装置之间的凹槽内直接测定ATR-FTIR。
[0013]作为本发明所述的基于傅里叶红外光谱技术早期检测佛手炭疽病的方法的进一步改进:每组测试过程中的任意次ATR-FTIR测定步骤所用的机械校正压力保持不变。
[0014]作为本发明所述的基于傅里叶红外光谱技术早期检测佛手炭疽病的方法的进一步改进:每个实验材料进行ATR-FTIR测定前均对背景进行扫描，得到的红外光谱采用自动校正方法进行基线校正。
[0015]作为本发明所述的基于傅里叶红外光谱技术早期检测佛手炭疽病的方法的进一步改进:通过红外分析软件打开被测实验材料的目标波段光谱数据;寻找病害样本独特的特征峰并判定:如果在1513cm-l处有吸收峰，并且酯