种子质量是植物育种和生产中的一个基础性和关键性因素，与生物和非生物胁迫抗性、发芽率、植株性能等密切相关。目前，种子质量评估主要是通过萌发试验和活力检测对种子逐个进行目视检查来进行，这是一种破坏性的、费力的工作，且需要训练有素的种子分析人员。利用较少人为干扰的无损检测方法在农业和作物育种中具有重要意义。现代成像技术使生物样品表征的多参数自动可视化成为可能，减少了主观性，优化了分析过程。此外，两种或多种成像技术的结合有助于发现新的理化工具和实时解释数据集。考虑到种子表面的损伤可能没有涉及到种子内部的核心区域这一事实，本文提出了一种基于多光谱和X射线成像技术相结合的种子质量自动表征方法，以研究种子内部状况，如胚轴和胚乳的状态。油料植物麻疯树（Jatropha curcas L.）果实含油率高达60%，是重点开发的绿色能源树种，也是世界范围内具有重要经济意义的多用途植物。本研究开发了基于线性判别分析的反射率数据和X射线数据的分类模型，比较了基于多光谱和X射线数据的方法与传统种子质量分析方法(包括发芽试验、电导率和出苗试验)。研究结果显示，多光谱和X射线图像与种子的生理潜力有很强的关系；利用940nm波段的反射率和X射线数据预测正常苗、异常苗和死种子等的质量性状，无论是单独的还是组合的分类模型都具有较高的精度（>0.96）。多光谱和X射线成像技术可以克服种子检测固有的主观性，用于种子质量的快速、可持续、无损检测。
图2 种子方向与基于多光谱反射率的种子鉴别无关（a种子腹侧，b种子背侧）
图4 不同活力水平麻疯树种子在780、850、880、940和970nm处反射率数据的典型判别分析
图5 基于发芽能力从种子的腹侧和背侧表面获得的RGB图像以及在940 nm处捕获的反射图像和X射线图像
图6 麻疯树种子的X射线图像根据组织完整性分为三个不同的类别（A）及不同活力水平种子的X射线分类、质量性状和940nm反射率的典型判别分析（B）
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