三维荧光光谱结合二阶校正算法对两种植物病原菌快速定性定量分析

• Published in: 食品工业科技 Vol. 43; no. 9; pp. 1 - 12
• Main Authors: 蔡鲁宁, 刘雪茹, 陈磊, 李欣, 古绍彬
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 河南科技大学微生物资源开发与利用校级重点实验室,河南洛阳 471023 2022; 河南省食品微生物工程技术研究中心,河南洛阳 471023; 河南科技大学食品与生物工程学院,河南洛阳 471023%河南科技大学食品与生物工程学院,河南洛阳 471023
• Subjects: 三维荧光光谱;二阶校正算法;丁香假单胞菌;禾谷镰孢菌;浓度预测
• ISSN: 1002-0306
• DOI: 10.13386/j.issn1002-0306.2021090083

S431.9%O433.4; 本文以黄瓜细菌性角斑病病原菌丁香假单胞菌黄瓜致病变种(Pseudomonas syringae pv.Lachrymans-8,PSL-8)和小麦赤霉病病原菌禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum-ACCC37687)为研究对象,运用三维荧光光谱分析技术快速鉴别植物真菌病害和细菌病害的病原微生物,探索三维荧光光谱分析技术快速识别植物真菌细菌病害的可行性.通过收集梯度混合菌液样本的三维荧光光谱数据,使用二阶校正算法交替三线性分解(Alternating Trilinear Decomposition,ATLD)、平行因子分析(Parallel Factor Analysis,PARAFAC)、自加权交替三线性分解(Self-weighted Alternating Trilinear Decomposition,SWATLD)、交替惩罚三线性分解(Alternating Penalty Trilinear Decomposition,APTLD)和一阶算法偏最小二乘回归系数法(Partial Least Squares,PLS)对数据进行解析,提取特征激发和特征发射波长,通过对特征波长荧光强度数据和菌液在600 nm波长下的吸光度(OD600)进行多元线性回归从而建立浓度预测模型,使用留一法交叉验证(Leave-One-Out Cross Validation,LOOCV)衡量模型预测性能,进而实现复杂的菌液混合体系下对单组分的定性定量分析.丁香假单胞菌荧光特征峰是激发/发射(Ex/Em)=285 nm/340 nm、290 nm/340 nm、285 nm/332.4 nm、280 nm/361.6 nm、295 nm/361.6 nm.禾谷镰孢菌荧光特征峰是激发/发射(Ex/Em)=380 nm/468 nm、390 nm/512 nm、340 nm/511.2 nm、415 nm/511.2 nm.结果表明:丁香假单胞菌浓度预测模型(R2cv=0.92441191,RMSEP=0.005163633,R=0.961463421)比禾谷镰孢菌浓度预测模型(R2cv=0.583953931,RMSEP=0.027653679,R=0.764168784)效果更佳.本研究结果为快速鉴别真菌及细菌病害提供可利用性方法.