[发明专利]一种基于近红外图像的谷物单籽粒中镰刀菌毒素高通量快速无损定量分析方法

权利要求书

1.一种对单谷物籽粒中镰刀菌毒素进行无损定量分析的方法，包括：

1)以真菌侵染致发病不同等级和无症状的谷物籽粒，作为研究对象，使用近红外高光谱成像设备扫描获取所述研究对象的近红外图像，得到所述研究对象的近红外谱图；

2)去除所述步骤1)所得近红外谱图的无信息区域，进行背景扣除和光谱提取，得到单个谷物籽粒的近红外光谱数据；

3)对所述研究对象进行镰刀菌毒素提取及含量测定，得到单个谷物籽粒的镰刀菌毒素含量；

4)基于步骤2)所得单个谷物籽粒的近红外光谱数据与步骤3)所得单个谷物籽粒的镰刀菌毒素含量，构建定量分析模型；

5)对待测单个谷物籽粒与所述步骤1)相同的检测条件，得到所述待测单个谷物籽粒的近红外光谱数据；

6)将步骤5)所得待测单个谷物籽粒的近红外光谱数据代入所述步骤4)所得定量分析模型中，得到所述待测单个谷物籽粒中的镰刀菌毒素含量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述不同等级至少包括：严重和中度等级；

具体的，所述严重等级定义如下：高度皱缩、呆白，在种子表面伴有丰富的白色菌丝体；

所述中度等级定义如下：籽粒相对饱满，局部伴有粉红色菌丝体；

所述每种等级的谷物籽粒至少35颗；具体为40颗。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述镰刀菌毒素为呕吐毒素。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述扫描获取所述研究对象的近红外图像步骤中，籽粒两两之间需有一定间隔，单个籽粒的像素点不小于75，且需分别获取籽粒背部和腹部的近红外光谱图像信息；

具体的，谷物籽粒两两间隔0.5cm，光谱的扫描范围为900-1700nm，单个籽粒最少像素点为80个。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于：所述步骤2)光谱提取步骤包括：分别提取每一个所述谷物籽粒所有像素的光谱数据，计算平均值作为此籽粒近红外光谱；

所述光谱数据具体为单个小麦籽粒占有像素的光谱平均值。

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于：所述步骤4)构建定量分析模型的方法包括：

先用K-stone算法将每一个所述谷物籽粒的光谱数据和呕吐毒素含量按照3:1分为校正集和验证集，再使用偏最小二乘算法(PLS)构建定量分析模型。