[发明专利]用于诊断高等植物的应激和疾病的方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于快速诊断高等植物的应激(stress)和疾病的方法、装置和系统。将柑橘属植物的青果病情况作为示例，其中使用基于荧光光谱测定法的含有用于数据的处理和分类的软件的所述装置根据叶子进行诊断。

背景技术

从90年代以来，巴西一直作为世界上主要的橙产地，承担浓缩和冷冻橙汁的80％的国际贸易。为了获得这样的产量——估计为9亿美元——大约花费了4.1亿美元的投入，带来大约15亿美元的涉及营销柑橘属植物产品(如果汁和新鲜水果)的交易(FNP Consultoria & Comércio，2008。可以在2008年9月23日的<http://www.fnp.com.br/agricultura/citros/prod_area_laranja.php>地址获得)。第二主要产地是美国，之后是墨西哥、中国和西班牙。西班牙和美国是新鲜水果的主要出口国，分别对应于38％和18％的世界出口量(BOTEON，M.；VIDAL，A.J.Citricultura no Brasil e na Flórida.Citricultura Atual，n.23，p.3，2001)。

圣保罗州(巴西)具有大约3420万种处于开发中的植物和1.635亿种在生产中的柑橘属植物，反映了多于80％的柑橘属水果全国产量。当前，其承担97％的巴西出口量，是巴西柑橘属植物综合企业的品牌发展核心。该市场承担地区、州和城市大约15亿美元的流通，并且雇用40万人。圣保罗的柑橘属植物庄园连同称为“Mineiro”的Minas Gerais中的区域具有1.98亿棵树。由于诸如“Hamlin”、“Lima”、“Seleta”、“Bahia”、“Natal”、和“Folha Murcha”等品种的组合，全年都在收获橙子。其中，一些适于生产果汁，如其占全体果树的38％，之后是“Natal”和“Hamlin”，分别是17％、25％和7％(BARROS，M.H.C.；BOTEON，M..O Brasil éo únicoque produz o ano inteiro.Hortifruti Brasil，v.3，p.21，2002.)。

随着该领域技术的进步，植物开始通过嫁接而繁殖，这在果园的早熟性和统一性方面提供了极大的优点。然而，这同时减少了变异性，使得培植物成为一些害虫和疾病的持续不断的目标，这些害虫和疾病在面临对其发展有利的条件时能够导致不可逆的损害。植物检疫成本连同肥料高于生产成本的60％。柑橘属水果的质量和数量经常由于留在植物中的损害而受到威胁，取决于攻击的强度，这能够使植物不产出或者导致其被连根拔除。

在2004年的年中，在圣保罗的果园中报告了一种新的疾病。源于亚洲和非洲的没有治疗方法的毁灭性疾病。黄龙病(HLB)——也称为青果病——由于下述事实而成为当前在橙子生产商中最令人害怕的疾病：因为其具有高散播率并且影响所有的商业橙类品种，其不具有治疗或处理方法。到目前为止，为了使损失最小化，最高效的解决方案是一旦确认疾病的阳性诊断就立即连根拔除植物。

青果病具有作为引发成因的细菌，该细菌生活在寄主植物的韧皮部中，称为韧皮部杆菌(Candidatus Liberibacter)。存在三种类型的与青果病相关的细菌：非洲韧皮部杆菌(Candidatus Liberibacter africanus)、柑橘溃疡病菌(Candidatus Liberibacter asiaticus)和美洲韧皮部杆菌(Candidatus Liberibacter americanus)，其中后者是圣保罗州的主要引发成因。青果病的症状在视觉上是相同的，与疾病在何处发生无关。一开始，症状出现在树枝中，其由于与未受影响的树枝的树叶的绿色相比的黄色而显得明显。树叶呈现淡黄色，具有绿色部分，从而呈现不规则且不对称的斑点(呈杂色)。水果变得变形且不对称。在一些情况下，果皮的白色部分呈现高于正常的厚度。并且还发生水果的尺寸减小和密集的掉落。

由于缺乏治疗方法，青果病在当前是柑橘属植物的栽培中最令人害怕的疾病。其已经导致了多于200万棵柑橘属植物树木的连根拔除，并且这些树木中的绝大部分都处于高产季节。

特别地，圣保罗州的柑橘属植物的栽培表现出一些独特的特性，这些特性导致栽培物对已知的疾病(如衰退病)以及新的疾病(如柑橘属植物突然死亡(CSD)和青果病)流行的发生的高度脆弱性，从而对农商业的可持续性带来了严重后果：