本研究由国家高技术发展计划(863计划)项目“褐飞虱地理种群指纹图谱分析及模式识别技术”(项目编号:2006AA10Z217)资助,对中国境内褐飞虱各主要地理种群进行化学元素提取分析,并利用对应分析及多维展开方法挖掘出各地理种群的地理特征元素。褐飞虱(Nilaparvata lugens(st(?)l))是亚洲地区一种远距离迁飞性,取食水稻的单食性水稻害虫、也是我国长江流域及华南、西南广大稻区水稻上的最重要害虫,严重威胁水稻生长、粮食生产。本研究目的是希望通过褐飞虱生物体的化学元素提取分析,应用数据挖掘技术确定各地理种群的特征元素,为褐飞虱长距离迂飞路径检测提供依据。研究主要结果如下:1.建立了褐飞虱多元素提取的样品处理、净化及仪器分析方法等离子体质谱法(ICP-MS)是多元素同时检测的最佳选择方法。它以独特的接口技术将电感耦合等离子体的高温电离特性与四极杆质谱计的灵敏快速扫描的有机相结合,而形成一种新型元素和同位素分析技术。该技术提供了极低的检出限、极宽的动态线性范围、谱线简单、干扰少、分析精密度高、分析速度快以及可提供同位素信息等分析特性。本研究中共同时检测到褐飞虱体内化学元素40种,包括Zn、Rb、Nb、Mo、Cd、Fe、Dy等,测定范围为0.01～670.00μg/g。2.应用一般线性模型方差分析对褐飞虱体内不同种类元素地区间差异进行了统计检验(显著水平为0.05),差异显著的元素有27种,分别是LI,Al,Ti,Mn,Fe,Zn,Ga,As,Br,Rb,Y,Nb,MO,Zr,Cd,Cs,Ba,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Gd,Dy,Pb,Th,U。3.应用对应分析和多维展开方法对褐飞虱地理种群地理特征元素进行了数据挖掘分析对应分析是应用降维思想既考虑变量又考虑样本时的一种有效解决方法。通过图形化的表示方法使结果直观、易于理解。多维展开类似于对应分析,但其计算过程采用非线性方法,对于某些特殊数据,例如偏好数据,多维展开能得到很好的分析结果。在地区间含量差异显著的元素中,按照p值由小到大的顺序,选取不同的元素组合进行对应分析和多维展开分析,以确定褐飞虱体内化学元素含量与地理区域之间的关系。文章进行了10元素(Zn、Rb、Nb、Mo、cd,Fe,Dy,Mn,U,As)中分别取前5,6,7,8,9,10个元素的六种元素组合的对应分析与多维展开分析。总的来说多维展开分析要优于对应分析,而在多维展开分析中,又以7元素,9元素分析结果为佳。本文最后介绍了相关分析及其在农作物病虫害中的应用,介绍了Pearson相关,多序列相关,spearman秩相关三种相关分析方法及其应用,分析了各自应用的范围及条件,指出要根据实际遇到的数据类型选择恰当的分析方法。