基于高光谱的番茄叶片过氧化物酶活力测定.pdf

第32卷，第8期 光谱学与光谱分析 Vol。32，No。8，pp2228—2233 2 0l and 2年8月 SpectralAnalysis August，2012 Spectroscopy 基于高光谱的番茄叶片过氧化物酶活力测定 方 慧，邹 强，何 勇，李晓丽’ 浙江大学生物系统工程与食品科学学院，浙江杭州 310058 摘要用高光谱图像技术结合化学计量学方法，实现了番茄叶片中过氧化物酶(POD)活性的快速检测。 利用高光谱图像的光谱特征建立预测模型步骤为：采集高光谱图像数据、获取光谱曲线、光谱数据预处理、 处理对POD酶活性预测效果最好。研究表明：以443，464，413，410，401，402，426和926nrn这八个特征 u· 3，RMSEP=37．80 波段的光谱数据建立的DOSC-SPA-PLS模型对POD酶活性预测结果为R。一o．935 g。这说明高光谱图像技术测定番茄叶片POD活性具有可行性，且预测结果令人满意，这为抗氧化酶活性 和番茄植株生长状况的动态检测提供了新的方法。 关键词 高光谱图像技术；番茄；直接正交信号校正；连续投影算法；偏最d,--乘法；过氧化物酶 中图分类号：TS252．5文献标识码：A DOI：10．3964／j。issn．i000—059312012}08—2228—06 高光谱图像技术融合了光学、电子学、信息处理和计算 引 言 机科学技术等多种学科的知识，它有机地结合了传统的二维 成像技术和光谱技术，具有超多波段、光谱高分辨率和图谱 合一的特点[2]。与传统图像技术相比，高光谱图像技术能获 番茄(SolanumLycopersicum)在我国的种植面积较广， 在农业生产中占有重要的地位。番茄能对皮肤癌、前列腺 得被测物质的光谱信息，便于对物体内部信息进行分析；与 癌、乳腺癌、胃癌、心脑血管病和宫颈癌等其他疾病起到很 传统多光谱技术相比，高光谱图像技术能获取到被分析物的 好的预防效果[1]。番茄的生长状况对番茄果实的品质和产量 图像，不仅提供了更丰富的信息，并且在数据处理上为光谱 有重要的影响，不同的生长状况又会引起番茄植株体内各种 数据处理提供了更加合理和有效的分析方法。因此，高光谱 酶活性的变化，因此可以通过对番茄植株内酶活的测定来判 图像技术不仅极大地影响了遥感技术，而且已经在农学[3“]、 断番茄生长状况是否良好。 食品工业[5]中得到了广泛的应用，同时也受到了医学[6r8]及 番茄体内各种酶系统中，抗氧化酶系统的活性能反映番 军事[9]等领域的关注。但是，目前采用高光谱图像技术研究 茄抗逆性的强弱。过氧化物酶(peroxidase，POD)是番茄植株番茄植株中POD活性还未见报道，本工作利用高光谱图像 抗氧化酶系统中一种酶，在胁迫条件下，POD能够把由自由 技术结合化学计量学方法建模预测番茄叶片中POD酶活性， 基生成的Hz0z转化为对植物体不造成危害的Hz0，从而保并比较不同预处理效果和建模方法的优劣，从而建立番茄叶 持自由基和Hzoz的平衡。传统的测定植物体内POD活性片POD活性预测模型。 的方法是化学比色法，化学方法测定POD活性需要在实验 室对样本进行破坏，并需要进行相当复杂的预处理，还必须 1实验部分 使用化学试剂。测试过程费时费力，不能对POD活性进行连