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基于多维随机森林的番茄灰霉病高光谱图像早期检测

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光谱学与光谱分析 2022年第10期42卷 3226-3234页

作者：高荣华冯璐张月原继东吴华瑞顾静秋北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044

植物病害的自动早期检测对于作物精确保护至关重要。提出了一种基于多维光谱序列(multi-dimensional spectral series,MDSS)和加权随机森林(weighted random forest,WRF)的番茄灰霉病早期诊断与鉴别方法。目的是利用叶片多个观测维度的... 详细信息

植物病害的自动早期检测对于作物精确保护至关重要。提出了一种基于多维光谱序列(multi-dimensional spectral series,MDSS)和加权随机森林(weighted random forest,WRF)的番茄灰霉病早期诊断与鉴别方法。目的是利用叶片多个观测维度的光谱曲线整体变化趋势建立作物病害检测模型,以期在肉眼明显可见叶面病斑前对作物病害实现诊断。将健康叶片接种灰霉病菌第3天作为叶片成功染病第1天。试验首先采集番茄健康叶片和染病叶片7天内每天的高光谱图像,提取感兴趣区域并计算平均光谱作为初始光谱数据,经筛选共得到(156×7)组有效样本。将样本数据按时间顺序拆分成分别包含1~7个维度的光谱数据形成多维原始光谱序列,为增加维度间差异性,相邻原始光谱序列相减构成多维关联光谱序列。分别采用符号聚合近似估计(symbolic aggregate approximation,SAX)和符号傅里叶近似估计(symbolic Fourier approximation,SFA)两种符号化方法将光谱序列离散成局部辨别性特征。基于多维光谱序列的局部辨别性特征建立加权随机森林(MDSS-SAX-SFA-WRF)分类模型,实现病害早期检测。相应地,基于单维光谱序列(single-dimensional spectral series,SDSS)的番茄灰霉病识别模型被作为基准模型与MDSS-SAX-SFA-WRF模型比较。试验结果显示,MDSS-SAX-SFA-WRF检测模型在包含2至7个光谱序列维度的56个测试样本数据中均获得90%以上识别准确率,在包含5个光谱序列维度测试集中得到最高99%的识别准确率,较SDSS-SAX-SFA-MRF检测模型在染病第5天的识别率高8.2个百分点。另外受随机干扰的影响,SDSS-SAX-SFA-MRF模型准确率在染病5~7 d出现大幅度回落至最低84%,MDSS-SAX-SFA-WRF模型识别率在肉眼可见病斑阶段依然保持超过98%的较高检测水准,未过度回落。因此,提出的基于多维光谱曲线整体变化趋势和加权随机森林(MDSS-SAX-SFA-WRF)的分类模型能够有效实现番茄灰霉病早期检测,并具有较强的鲁棒性,为染病初期的番茄灰霉病鉴别提供新思路。

关键词：早期病害识别高光谱成像技术番茄灰霉病随机森林多维时间序列

番茄灰霉病拮抗内生放线菌的筛选、鉴定及其活性评价

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生态学杂志 2012年第6期31卷 1461-1467页

作者：徐大勇李峰淮北师范大学生命科学学院资源植物生物学安徽省重点实验室安徽淮北235000

对安徽省淮北市番茄植株根、茎、叶中内生放线菌进行了分离、筛选,并测定了其抑菌活性。结果表明:番茄根、茎和叶中的内生放线菌的数量分别为5.66×104、0.67×104和0.39×104CFU.g-1鲜重。根据分离部位和表型特征,从健康番茄植株体内... 详细信息

对安徽省淮北市番茄植株根、茎、叶中内生放线菌进行了分离、筛选,并测定了其抑菌活性。结果表明:番茄根、茎和叶中的内生放线菌的数量分别为5.66×104、0.67×104和0.39×104CFU.g-1鲜重。根据分离部位和表型特征,从健康番茄植株体内分离到93株内生放线菌,通过对峙实验,筛选到7株对番茄灰霉病菌有拮抗作用的菌株,占所分离内生放线菌总数的7.5%。来自根组织中的菌株HNU-EA27的抑菌效果最佳,抑菌圈直径达28.3mm。根据形态特征、培养特征、生理生化特性、细胞壁组分和16SrDNA序列分析,将菌株HNU-EA27鉴定为毒三素链霉菌(Streptomyces toxytricini)。室内测定菌株HNU-EA27发酵滤液对灰霉病菌菌丝生长及分生孢子萌发的抑制作用,结果表明:菌株HNU-EA27发酵滤液可以抑制灰霉病菌菌丝生长和分生孢子萌发,且浓度越高,抑制能力越强;当发酵滤液浓度为30%时则完全抑制灰霉病菌菌丝生长和分生孢子萌发。盆栽防效试验结果表明:30%菌株HNU-EA27发酵滤液对番茄灰霉病的预防与治疗效果分别为80.6%和73.8%,均高于50%多菌灵可湿性粉剂600倍液。本研究表明,菌株HNU-EA27是防治番茄灰霉病潜在的优良生防菌株,具有良好的开发应用价值。

关键词：番茄灰霉病内生放线菌筛选鉴定防效

番茄灰霉病拮抗内生细菌的筛选、鉴定及其活性

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生态学杂志 2012年第4期31卷 994-999页

作者：徐大勇李峰淮北师范大学生命科学学院资源植物生物学安徽省重点实验室安徽淮北235000

对安徽省淮北市番茄植株根、茎、叶中内生细菌及其数量进行了调查和筛选,并测定了其抑菌活性。结果表明,番茄根、茎和叶中的内生细菌的数量分别为5.69×105、5.16×105和2.83×105CFU.g-1鲜重。根据分离部位和表型特征,从健康番茄植株... 详细信息

对安徽省淮北市番茄植株根、茎、叶中内生细菌及其数量进行了调查和筛选,并测定了其抑菌活性。结果表明,番茄根、茎和叶中的内生细菌的数量分别为5.69×105、5.16×105和2.83×105CFU.g-1鲜重。根据分离部位和表型特征,从健康番茄植株体内分离到267株内生细菌,通过对峙实验,筛选到11株对番茄灰霉病菌有拮抗作用的菌株,占所分离内生细菌总数的4.12%。来自茎组织中的菌株XF136的抑菌效果最佳,抑菌带宽度达32.2mm。根据形态特征、生理生化特性、(G+C)mol%和16SrDNA序列分析,将菌株XF136鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。室内测定菌株XF136发酵滤液对灰霉病菌菌丝生长及分生孢子萌发的抑制作用,结果表明,菌株XF136发酵滤液可以抑制灰霉病菌菌丝生长和分生孢子萌发,且浓度越高,抑制能力越强;当发酵滤液浓度为20%时则完全抑制灰霉病菌菌丝生长和分生孢子萌发。盆栽防效试验结果表明,10%菌株XF136发酵滤液对番茄灰霉病防治效果与50%多菌灵600倍液相当,20%发酵滤液对番茄灰霉病的防治效果高于50%多菌灵600倍液。本研究表明,菌株XF136是防治番茄灰霉病潜在的优良生防菌株,具有良好的开发应用价值。

关键词：番茄灰霉病内生细菌筛选鉴定防效

番茄灰霉病生防内生细菌BR-1的筛选鉴定及其生防性能分析

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农业生物技术学报 2022年第8期30卷 1594-1605页

作者：李腊史洪丽余婷婷刘庆简伟杨星勇重庆师范大学生命科学学院成都大学药学院

筛选对番茄(Solanum lycopersicum)灰霉病具有优秀拮抗作用的内生细菌对防治灰霉病、提高番茄产量及降低采后番茄损失具有重要作用。本研究采用LB培养基培养结合梯度稀释法从百部(Stemona japonica)块根组织分离出内生细菌，通过平板对... 详细信息

筛选对番茄(Solanum lycopersicum)灰霉病具有优秀拮抗作用的内生细菌对防治灰霉病、提高番茄产量及降低采后番茄损失具有重要作用。本研究采用LB培养基培养结合梯度稀释法从百部(Stemona japonica)块根组织分离出内生细菌，通过平板对峙法筛选出对灰霉菌(即灰葡萄孢菌, Botrytis cinerea)具有良好拮抗作用的菌株；根据形态特征、生理生化和16S rDNA序列分析，对拮抗菌株进行鉴定；通过平板对扣法测定拮抗菌株挥发物的抑菌能力；采用果实刺伤接种法分析拮抗菌株对灰霉病的防治效果及其在番茄果实上的定殖能力；通过种子萌发实验测定种子萌发率、根长、芽长，评估拮抗菌株对番茄的促生效果。结果显示，成功筛选获得1株具有固氮、溶磷效果的菌株BR-1，鉴定为唐菖蒲伯克霍尔德氏菌(Burkholderia gladioli)；平板对峙和刺伤接种实验结果一致表明，BR-1菌株能够通过抑制菌丝生长而显著抑制灰霉菌扩增，其平板抑菌率达到73.38%，进一步分析发现BR-1菌株挥发物呈现显著抑菌活性；广谱抑菌实验表明，BR-1菌株对串珠镰孢菌(Fusarium moniliforme)、花生尾孢菌(Cercospora arachidicola)、辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)、尖孢镰刀菌(F. oxysporum)、瓜棒孢霉菌(Corynespora cassiicola)、芸薹链格孢菌(Alternaria brassicae)具有不同程度的抑制作用，特别是对串珠镰孢菌的抑菌率达到72.97%；种子萌发实验表明，BR-1菌株可以显著提高番茄种子萌发率、促进番茄幼苗生长，并且能成功定殖番茄果实。本研究分离、筛选获得具有显著抗病、促生效果的生防内生细菌BR-1，为番茄灰霉病的生物防治提供了重要的生物资源。

关键词：番茄灰霉病生防效果内生细菌抗真菌作用

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番茄灰霉病防治研究进展

中国植保导刊 2014年第7期34卷 21-29页

作者：赵杨苗则彦李颖白元俊辽宁省农业科学院植物保护研究所/辽宁省农作物有害生物控制重点实验室辽宁沈阳110161

番茄灰霉病是由灰葡萄孢引起的世界性病害,严重影响番茄生产。为此,在总结概述番茄灰霉病发生规律的同时,就目前国内外对番茄灰霉病防治研究现状和研究进展进行了综述与展望。

关键词：番茄灰霉病发病规律防治

番茄灰霉病拮抗菌株初步鉴定及通过导入几丁质酶基因提高其生防效果

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中国生物工程杂志 2010年第2期30卷 71-76页

作者：韩文霞陈立陈亮巩洁陈五岭西北大学生命科学学院西安710069 河南工业大学生物工程学院郑州450001

实验室保存菌Fh对番茄灰霉病有明显的抑制作用,通过形态特征、生理生化特征进行初步鉴定归属于芽孢杆菌属(Bacillus circulans)。从质粒pUC1965中得到含有几丁质酶基因的6.5kb DNA片段,将该基因片段与大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭质粒pBE... 详细信息

实验室保存菌Fh对番茄灰霉病有明显的抑制作用,通过形态特征、生理生化特征进行初步鉴定归属于芽孢杆菌属(Bacillus circulans)。从质粒pUC1965中得到含有几丁质酶基因的6.5kb DNA片段,将该基因片段与大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭质粒pBE2连接,获得重组质粒pBE2-chib。将重组质粒转入芽孢杆菌Fh中获得工程菌株Fh-chib。几丁质酶基因的PCR检测和几丁质平板实验表明几丁质酶基因被成功转入,工程菌株Fh-chib的原始粗酶液几丁质酶活为4.06U/ml。与野生菌相比,Fh-chib工程菌株对番茄灰霉病(Botrytis cinerea)抑菌效果提高34.46%。

关键词：芽孢杆菌几丁质酶番茄灰霉病转化生物防治

番茄灰霉病拮抗芽孢杆菌LW-6-1的筛选、鉴定及抑菌活性研究

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2013年第11期41卷 73-79页

作者：刘伟宋双沈小英安天赐牛小义安德荣西北农林科技大学植物保护学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室陕西杨凌712100

【目的】从福建、四川、陕西等地耕作土壤中筛选对番茄灰霉病有较强生防效果的拮抗芽孢杆菌。【方法】随机采集福建、四川、陕西等地耕作土壤样品30份,采用平板稀释法从中分离芽孢杆菌,以番茄灰霉病菌、稻瘟病菌、辣椒疫霉病菌、苹果轮... 详细信息

【目的】从福建、四川、陕西等地耕作土壤中筛选对番茄灰霉病有较强生防效果的拮抗芽孢杆菌。【方法】随机采集福建、四川、陕西等地耕作土壤样品30份,采用平板稀释法从中分离芽孢杆菌,以番茄灰霉病菌、稻瘟病菌、辣椒疫霉病菌、苹果轮纹病菌、小麦根腐病菌、棉花枯萎病菌为靶标菌筛选拮抗芽孢杆菌;检测拮抗芽孢杆菌菌株无菌发酵液对供试病原真菌菌丝生长、孢子萌发、菌丝形态的影响;通过形态学特征、生理生化特征及16SrDNA序列分析,对筛选出的拮抗菌株进行鉴定。【结果】从采集的30份土壤样品中分离得到273株芽孢杆菌,经病原真菌定向筛选后,得到1株对番茄灰霉病菌、稻瘟病菌、辣椒疫霉病菌、苹果轮纹病菌、小麦根腐病菌、棉花枯萎病菌有较强生防效果的芽孢杆菌LW-6-1,LW-6-1菌株无菌发酵液对番茄灰霉病菌和稻瘟病菌菌丝生长的抑制效果较好,菌丝生长抑制率分别为95.34%和92.56%,EC50分别为10.18和10.84mL/L;对抑制番茄灰霉病菌和稻瘟病菌孢子萌发的抑制率分别为93.98%和92.09%,EC50分别为2.03和2.67mL/L。经鉴定,LW-6-1为甲基营养型芽孢杆菌Bacillus methylotrophicus。【结论】筛选到的拮抗芽孢杆菌LW-6-1对番茄灰霉病有较强的生防效果,能显著抑制番茄灰霉病菌的生长。

关键词：番茄灰霉病拮抗芽孢杆菌生物防治甲基营养型芽孢杆菌

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番茄灰霉病在果实上的侵染部位及防治新技术

植物病理学报 1999年第1期29卷 63-67页

作者：李保聚朱国仁赵奎华乔勇中国农业科学院蔬菜花卉研究所辽宁省农业科学院植保所

通过发病规律及人工接种研究，明确了番茄灰霉病菌Ｂｏｔｒｙｔｉｓｃｉｎｅｒｅａ初侵染番茄果实的主要部位为残留的花瓣处及柱头处，随后扩展到果蒂部、脐部，最后蔓延到果实的其它部位。据此，在国内外首次提出了一种防治番茄果实灰... 详细信息

通过发病规律及人工接种研究，明确了番茄灰霉病菌Ｂｏｔｒｙｔｉｓｃｉｎｅｒｅａ初侵染番茄果实的主要部位为残留的花瓣处及柱头处，随后扩展到果蒂部、脐部，最后蔓延到果实的其它部位。据此，在国内外首次提出了一种防治番茄果实灰霉病的新方法，在番茄用２，４－Ｄ蘸花后７～１５ｄ（幼果直径１０～２０ｍｍ）摘除残留的花瓣及柱头，防效达８０％以上，对番茄单果重无影响。

关键词：番茄灰霉病侵染规律防治技术

番茄灰霉病菌胁迫下壮观链霉菌SC11对寄主的促生作用及防病机理

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植物病理学报 2016年第3期46卷 401-408页

作者：连清贵甘良马青蓝星杰张菁宗兆锋王阳旱区作物逆境生物学国家重点实验室/西北农林科技大学植物保护学院杨凌712100

放线菌SC11是一株从土壤中分离的具有广谱抑菌活性的壮观链霉菌。平板对峙试验表明SC11能显著抑制离体灰葡萄孢的生长;盆栽试验表明,SC11对番茄灰霉病的防病效果达到65.3%,高于对照药剂腐霉利(55.8%);对番茄植株内防御酶活性、丙二醛(M... 详细信息

放线菌SC11是一株从土壤中分离的具有广谱抑菌活性的壮观链霉菌。平板对峙试验表明SC11能显著抑制离体灰葡萄孢的生长;盆栽试验表明,SC11对番茄灰霉病的防病效果达到65.3%,高于对照药剂腐霉利(55.8%);对番茄植株内防御酶活性、丙二醛(MDA)和脯氨酸含量的测定表明,SC11处理可诱导植株叶片组织防御酶活性、脯氨酸含量等升高,而MDA含量降低;SC11还能明显促进番茄幼苗的生长,株高、茎粗、叶绿素含量,和对照相比均达显著水平。上述结果表明,壮观链霉菌SC11能有效防治番茄灰霉病,诱导植株防御酶活性的提高,促进番茄幼苗生长。

关键词：壮观链霉菌SC11 番茄灰霉病防御酶活性