为实时自动检测植物病害,需要将病害识别模型部署在边缘/移动设备上,但是,目前在病害识别领域具有优越性能的深度卷积神经网络因受模型体积和计算资源的限制,无法直接进行部署.为解决这个问题,提出基于剪枝的病害识别方法,该方法利用BN层中的γ系数进行通道剪枝,实现对Vgg16、ResNet164 和DenseNet40 网络的压缩.以PlantVillage植物病害数据集为研究对象,对3 种网络进行模型压缩.结果表明,压缩后的Vgg16-80%、ResNet164-80%和DenseNet40-80%的平均准确率分别为97.46%、99.12%和99.68%,DenseNet40-80%准确率最高,且模型的参数量最少,仅为 0.27×106;Vgg16-80%的压缩效果最明显,剪掉了97.83%的参数量和96.77%的计算量,且剪枝后的计算量最小,仅有 0.01×109;Vgg16-80%和DenseNet40-80%剪枝后的精度高于原始模型.因此,本研究方法能够解决大型神经网络的过参数化问题,降低计算成本,可为现有大网络在小型设备上部署提供思路.
为探究铁皮石斛中黄酮类化合物的含量及其生物可及性,建立固相萃取-超高效液相色谱串联质谱法测定17 个黄酮单体的含量,并采用体外模拟消化法分析铁皮石斛在消化过程中黄酮类化合物的生物可及性.结果表明,铁皮石斛中总黄酮含量为1.52～4.36 mg·g-1,柚皮素、芦丁和夏佛塔苷是其中含量较高的 3种黄酮单体.模拟胃-小肠消化后,总黄酮的生物可及性为13.75%～21.45%,柚皮素、芦丁和夏佛塔苷的生物可及性分别为8.23%～18.37%、1.85%～22.87%和 24.26%～42.65%;进一步结肠消化后,总黄酮的生物可及性为 6.38%～14.13%,柚皮素、芦丁和夏佛塔苷的生物可及性分别为 2.12%～5.67%、1.42%～5.70%和5.34%～13.33%,黄酮类化合物在胃-小肠中的生物可及性大于结肠.铁皮石斛 75%乙腈提取液的抗氧化能力>胃-小肠消化液的抗氧化能力>结肠消化液的抗氧化能力,且抗氧化能力与黄酮类化合物的含量呈显著正相关.
为明确浮床水芹不同器官化感物质特征与差异,揭示水芹化感抑藻机制,以浮床水芹为研究对象,基于液相色谱-电喷雾质谱(LC-ESI-MS)代谢组学技术对不同发育阶段水芹种植水和整株不同器官的化感物质种类和含量进行分析.结果显示:在繁殖期、幼苗期和成熟期水芹种植水中检出酚酸类化感物质36 种、脂肪酸类化感物质24 种,且两类化感物质在幼苗期种植水中的相对含量显著高于繁殖期和成熟期.对幼苗期水芹根、茎、叶中酚酸类和脂肪酸类化感物质进行靶向分析,发现在各器官中共存的酚酸类化感物质有 18 种,其中阿魏酸和咖啡酸在叶片中含量较高,分别为(15.20±1.98)ng·mg-1和(37.26±2.21)ng·mg-1;各器官中共存的脂肪酸类化感物质有33 种,其中硬脂酸和肉豆蔻酸在根和叶中的含量较高,分别为(450.70±14.32)ng·mg-1和(39.54±0.50)ng·mg-1.研究表明,水芹种植水和其体内所含的酚酸类、脂肪酸类化感物质种类丰富,这些物质的释放是浮床水芹在富营养化水体中化感抑藻的主要原因.同时,与繁殖期和成熟期相比,幼苗期水芹叶片的酚酸类和脂肪酸类物质相对含量较高,是制备生物抑藻剂的良好材料.
在轻度镉污染的石灰性潮土麦田上开展试验,以叶面喷施(分别在小麦拔节期、抽穗期和灌浆期各进行一次)3 种自配阻控剂(ZP1、ZP2、ZP3)作为处理,以叶面喷施蒸馏水作为对照(CK),明确其对小麦镉转运和富集的影响,以便筛选出具有良好降镉效果的阻控剂,为轻度镉污染石灰性麦田的安全生产提供参考.结果表明:与CK相比,叶面喷施3 种阻控剂对小麦的产量和品质指标无显著影响,显著(P<0.05)降低了小麦从茎到叶的镉转运系数和小麦叶片的镉富集系数,显著提高了小麦叶的铜、锌含量.此外,叶面喷施ZP3 阻控剂还显著降低了小麦籽粒的镉含量,降幅为 43.3%.综合对比,在轻度镉污染石灰性麦田上,可优选ZP3型叶面阻控剂进行喷施.
农民收入是"三农"问题的关键与核心.本文从浙江省历年统计数据出发,通过统计性描述和计量模型构建,对浙江省县域水平上农民收入的动态趋势、结构变化、影响因素等进行系统分析.研究发现,浙江农民收入在经历了长期的高速增长后,呈现基数高、增速缓的特征,总体上出现"疲态".因此,今后浙江农民收入的增长目标应集中在调结构、促均衡上.浙江省县域农民收入的非均衡性显著,但县域差距总体呈逐年下降趋势.提高经营净收入和转移净收入将显著促进区域间农民收入的均衡增长.经济密度对农民收入具有显著正向影响.此外,对农民收入有显著正向效应的因素还包括人均农业产值、固定资产投资水平、政策倾向水平.在此基础上,提出以区域经济为抓手、促进农民收入均衡增长,以制度创新为突破、促进农民收入结构优化,以创新创业为载体、激发农民收入增长活力的政策建议.
为研究在干旱胁迫及复水过程中云南山茶抗氧化酶活性变化及关键基因的表达差异,本文以半年生云南山茶幼苗为材料,利用聚乙二醇(PEG-6000)对其进行干旱胁迫,测定云南山茶叶片过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,并将对照组和重度干旱组的叶片进行转录组测序.结果表明:在胁迫期间,各处理组SOD活性持续上升,重度干旱胁迫下POD活性先上升后下降;在复水期间,POD、SOD活性都呈下降趋势,除轻度干旱胁迫组外其余两组POD和SOD活性均未能恢复到胁迫之前的水平.通过对关键基因差异表达分析发现,在重度干旱胁迫及复水过程中,33 个抗氧化酶相关基因表达量与抗氧化酶活性有极显著相关性(P<0.01),19 个显著相关(P<0.05).POD相关基因均富集于苯丙烷类生物合成通路中,SOD相关基因主要富集于过氧化物酶体通路中,均为下调表达.在胁迫开始后相关基因表达量均发生了显著性变化,说明抗氧化酶相关基因在干旱胁迫及复水过程中参与了调控,积极响应干旱胁迫.
为了解决葡萄病害图像边缘分割模糊和发病初期分割难的问题,基于PlantVillage数据集中的葡萄黑腐病图像,提出一种基于改进UNet + +的葡萄黑腐病病斑分割模型.该模型在提取图像特征时:一方面,采用自适应软阈值化方法消除噪声影响,提高葡萄病斑边缘的分割精度;另一方面,采用长、短连接结合的方式构建UNet + +中的跳跃式连接结构,降低模型的计算复杂度.同时,在模型的横向输出层中融合多尺度特征,增强病斑的语义信息,进一步提高目标分割精度.在该模型的损失函数中,将Dice损失函数和交叉熵损失函数进行线性加权组合,以解决病斑像素面积与叶片面积不平衡的问题.采用五折交叉验证进行模型训练与测试.结果显示,本文模型的像素准确率达到 98.433%,平均交并比达到 92.056%,病斑交并比为81.230%,Dice系数为0.941,均优于传统的UNet + +模型.采用病斑占叶面积的比例对病害程度进行分级.结果表明,本文模型对病害等级的划分准确率达97.41%.该模型能精确实现对葡萄黑腐病病斑边缘和小病斑的分割,以及病害程度分级,具有良好的稳健性.
以国产印度块菌为材料,研究不同贮藏温度下失重率、腐败率、硬度、呼吸强度、可溶性蛋白含量、多酚氧化酶(PPO)活性、菌落总数和感官评价的变化,并构建货架期预测模型.结果表明,随着贮藏时间的延长,低温贮藏能有效降低印度块菌净菜的失重率、腐败率和呼吸强度,抑制蛋白质降解和多酚氧化酶(PPO)活性的增加,较好地维持贮藏期间的硬度,降低其表面微生物的生长繁殖速度.Pearson相关分析结果表明,失重率、腐败率、PPO活性和可溶性蛋白含量为块菌净菜品质变化的关键性因子.动力学分析结合Arrhenius方程结果表明,PPO活性拟合的货架期预测模型精度更高,决定系数R2>0.90.经模型验证实验发现,实测值与预测值的相对误差均低于11.05%,可有效预测(-3±1)～(16±1)℃贮藏时的块菌净菜货架期.
为了研究日粮中钙磷水平对马岗鹅生长性能及肝脏代谢相关基因的影响.试验选用 48 只体重相近、公母各半的50 日龄马岗鹅,随机分为3 个组,每组 2 个重复,每个重复 8 只,每笼饲养 2 只.3 个组在相同日粮(含钙0.16%、有效磷0.11%)的基础上,分别添加0%、0.15%和0.3%的磷酸氢钙.预饲5d,试验期28 d,期间记录日采食量,定期采集粪样及血样,测定样品中的钙磷含量.试验结束每组随机抽取8 只马岗鹅进行屠宰及肝脏组织样采集,测定其屠宰性能和磷酸化酶活性,转录组测序及荧光定量PCR检测肝脏基因的表达变化.结果表明:对照组试验鹅的采食量高于其他两组(P<0.05),平均日增重、屠宰性能均高于0.15%磷酸氢钙组(P<0.05),而与0.3%磷酸氢钙组无显著差异;3 组鹅血钙血磷含量无显著性差异(P>0.05),而粪钙含量随钙磷水平的提高而增加(P<0.05).转录组测序结果显示,对照组与 0.15%磷酸氢钙组之间差异较少,而与0.3%磷酸氢钙组差异较明显,经过分析,差异显著基因较多富集在糖代谢通路,荧光定量PCR结果亦与转录组测序一致,糖代谢相关酶磷酸化酶的活性则随钙磷水平的提高而减少(P<0.05).日粮中钙磷水平会影响马岗鹅的采食量,同时影响肝脏的糖脂代谢.
为探讨国内外典型鹅品种资源的遗传多样性与系统进化关系,本文利用Sanger测序,测定了5 个大、中、小型鹅品种,共100 个样本的线粒体DNA细胞色素b(mtDNA Cytb)基因部分序列,并使用MEGA、DNASP等软件进行分析.结果显示:在矫正后的mtDNA Cytb基因606 bp序列中发现了23 个多态性位点,占总碱基数的3.79%,其中简约信息位点21 个,占多态性位点的 91.30%;5 个品种共具有 31 个单倍型,其中共享单倍型2 个.5 个鹅品种按种间遗传距离的远近,大致可分成2 大类族群,霍尔多巴吉鹅为一类,其他4 个鹅品种为一类.狮头鹅、浙东白鹅、扬州鹅、太湖鹅的核苷酸多样性和单倍型多样性高;其Fu's Fs值和Tajima's D值均为正值且符合中性检验,同时碱基错配分布曲线呈多峰分布,表明群体趋于稳定.霍尔多巴吉鹅群体内未发现多态位点,且与上述4 个鹅品种遗传距离较远,可作为父本或母本与上述 4 个大、中、小型鹅品种杂交,利用杂交优势培育专用品系或生产商品代霍杂鹅.
油菜矮秆种质资源的发掘与创制对于培育株高适度矮化、抗倒性强、高产稳产、适合于机收的新品种具有重要意义.本研究利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯处理甘蓝型油菜品种浙油 50 种子诱发获得两个矮秆突变体3060 和4036,其株高分别为74.5 cm和72.0 cm,株型紧凑直立,苗期和成熟期诸多表型特征以及种子脂肪酸组成和含油量等品质性状发生了显著变化.遗传分析结果初步表明,两矮秆突变受单个隐性基因或隐性主基因控制,不存在细胞质效应.光暗处理条件下,两突变体幼苗形态建成正常,推测其矮化机制不涉及油菜素内酯途径.喷施不同浓度外源赤霉素可显著促进两突变体幼苗下胚轴伸长,但均不能使下胚轴长度恢复到原亲本的水平,表明矮秆突变的发生可能与赤霉素信号传导过程中的变异有关.两突变体所具有的一些重要特征特性赋予其一定的利用价值.
针对自然条件下苹果叶部病斑分割与识别效果欠佳的问题,本文提出一种融合条件随机场和卷积块状注意力模块的苹果叶部病害语义分割模型,实现苹果叶部锈病、褐斑病、灰斑病及斑点落叶病的病斑准确分割和识别.本文在U-Net模型基础上,使用ResNet50 为骨干网络防止梯度消失问题,并分别在跳跃连接分支与上采样层加入卷积块状注意力模块,减少训练过程中的分割精度损失,融合Dice Loss和Focal Loss降低损失波动,最后利用条件随机场优化分割结果,获取病斑掩模图像,实现对苹果叶部病害语义分割.本研究在自制苹果叶部病害数据集上进行试验,分析了光照、阴影及水滴等因素对分割结果的影响.试验结果表明:本文构建的语义分割模型相比传统U-Net模型,平均分割精度(mIoU)提升 8.24 百分点,平均分类精度(mPrecision)提升11 百分点,类别平均像素准确率(mPA)提升 6.09 百分点,受光照不均、雨滴的影响更小,具有更好的鲁棒性和可靠性.
为表达犬冠状病毒(canine coronavirus,CCV)S1 蛋白,制备其特异性小分子抗体Fab,为CCV的防治提供新材料.采用PCR扩增CCV S1 基因全长及其截短片段,分别克隆到原核表达载体pET28a或pGEX4T-1中,转到BL21(DE3)或Rosetta(DE3)感受态细胞构建重组表达菌株;用异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导目的蛋白表达,通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和Western blot鉴定分析重组蛋白;纯化蛋白分别与ISA71AVG或ISA201VG佐剂配伍乳化后制备免疫原,免疫蛋鸡,用聚乙二醇(PEG)沉淀法提取得到CCV S1 蛋白的卵黄抗体,通过Western blot检测抗体滴度,用胃蛋白酶水解卵黄抗体制备小分子抗体Fab.结果显示,S1 蛋白全长无表达,CCV S1-a和CCV S1-b分子量分别为79 ku和68 ku.在免疫后第35 天2 种佐剂组的卵黄抗体滴度可达1∶128 000.制备小分子抗体Fab最佳酶切条件为卵黄抗体与胃蛋白酶混合质量比20∶1、pH值4.1、37℃酶切8h.完整的IgY可以与CCV呈特异性反应,胃蛋白酶处理后制备的小分子抗体Fab可以有效阻断CCV的感染性.综上,本研究成功表达了CCV S1 的2 个截短片段蛋白,制备了卵黄抗体及其小分子抗体Fab,为进一步开展犬冠状病毒病的诊断和防治技术研究奠定了基础.
为全面客观分析土壤质量评价领域的研究动态和发展趋势,利用知识图谱工具 HistCite Pro 2.1、VOSviewer 1.6.19 和CiteSpace 6.1.R6 软件,基于Web of Science核心合集数据库,就近 10 年(2012-2022年)土壤质量评价领域的发文量、高被引文章、研究热点和研究趋势等进行计量分析.结果显示,近 10 年土壤质量评价领域的发文量呈上升趋势.关键词聚类网络划分出土壤健康评价、土壤质量评价、微生物指标 3类.应用机器学习算法评价土壤质量、筛选微生物指标构建评价最小数据集是当前土壤质量评价领域的两大研究热点.将机器学习模型应用于不同土壤类型、种植系统和管理措施下评价土壤质量,挖掘土壤核心功能微生物和优势菌种作为微生物评价指标是未来的研究趋势.
为了弄清豆瓣菜在镉铅复合污染条件下对镉、铅的吸收积累特性,以前期试验筛选得到的镉高积累、低积累基因型为材料,采用镉铅复合污染土壤处理进行盆栽试验,研究镉铅复合污染对豆瓣菜地上部生物量,镉、铅含量与富集系数的影响.结果表明,在中度镉污染条件下(土壤全镉含量 0.56～0.58 mg·kg-1),中、高浓度铅处理下供试各基因型豆瓣菜地上部生物量(鲜重)的平均值均较低浓度铅处理显著(P<0.05)增加,增幅均为10.2%,说明土壤中一定浓度的铅促进了豆瓣菜的生长.供试的8 个镉低积累基因型豆瓣菜的地上部镉含量和镉富集系数均显著低于镉高积累基因型.随着处理铅浓度的升高,各基因型豆瓣菜的地上部镉含量显著升高,说明土壤中的铅促进了豆瓣菜对镉的吸收和积累.豆瓣菜对铅的吸收和积累能力较弱,不论是镉高积累基因型还是低积累基因型,其地上部的铅富集系数均很小,最大值仅为 0.075,在试验条件下的地上部铅含量均不超过国际食品法典委员会标准的限量值(0.3 mg.kg-1),可认为豆瓣菜受铅污染的风险较弱.
对浙江省典型茭白种植区表层(0～20 cm)土壤中的磷素丰缺状况和磷库特征进行调查,分析茭白种植年限与土壤磷积累的关系.结果表明:样本茭白田土壤的全磷和有效磷(Olsen-P)含量平均值分别为876.73、63.30 mg·kg-1,土壤磷积累明显,有效磷水平达丰富级别的占比高达 81.05%.样本土壤的磷素以无机磷为主,平均占比达到79.91%,水提取态无机磷(H2O-Pi)、NaHCO3 提取态无机磷(NaHCO3-Pi)、NaOH提取态无机磷(NaOH-Pi)、HCl提取态无机磷(HCl-Pi)、NaHCO3 提取态有机磷(NaHCO3-Po)、NaOH提取态有机磷(NaOH-Po)和残余态磷的平均含量分别为 16.16、122.06、213.03、103.22、22.18、158.52、241.86 mg·kg-1.除残余态磷和HCl-Pi外,其他形态磷的含量均随茭白种植年限的增加而增加.土壤磷吸持饱和度随茭白种植年限延长逐渐增加,土壤磷素随种植年限延长呈向下迁移的特点.当样本土壤的有效磷含量大于60 mg·kg-1时,土壤磷素淋失风险增加,约48.37%的样本土壤处于磷高淋失风险状态.
为获得一株能够融合表达猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome vi-rus,PRRSV)GP5-M蛋白的重组伪狂犬病病毒 PRV-GP5-M 毒株,以猪伪狂犬病病毒(pseudorabies virus,PRV)变异株 TK基因缺失株 PRV FJ01/TK-为病毒载体,以 gI/gE基因为插入靶点,利用同源重组技术和CRISPR/Cas9 技术敲除gI/gE基因,并在gI/gE位置上插入CMV-GP5-M表达盒,经噬斑纯化,成功构建能够正确表达GP5-M蛋白重组病毒PRV-GP5-M.进一步对该毒株的稳定性、生长动力学、培养特性、安全性等生物学特性进行探究.结果表明,该重组毒株具有良好的遗传稳定性、安全性,易于增殖培养.研究结果为靶向PRRSV GP5 与 M 蛋白生成新的 PRRSV 疫苗提供了新的线索,同时可为预防近些年流行的 PRRSV NADC30-like毒株和PRV变异株的疫苗研发提供重要参考.
为分析添加有不同比例小麦颗粒的饲粮对藏羊瘤胃发酵特性、消化酶活性、免疫机能、抗氧化能力及其菌群组成的影响,选择初始体重相近[(21.87±2.35)kg]、胎次一致、体况良好的90 日龄高原型藏羊公羔,随机分为3 组,分别使用0(CPW)、10%(LPW)、15%(HPW)的小麦替代精料中的部分玉米.试验结束时,各组随机选择试验羊进行屠宰,采集瘤胃内容物,测定其发酵参数、消化酶活性、免疫功能、抗氧化能力和细菌组成.结果显示:CPW组藏羊瘤胃中的乙酸、丁酸含量显著(P<0.05)高于HPW组.CPW组藏羊瘤胃中的α-淀粉酶、纤维素酶、糜蛋白酶、胰蛋白酶活性显著低于LPW组.LPW组藏羊瘤胃的免疫球蛋白A和免疫球蛋白G显著高于CPW组,但肿瘤坏死因子(TNF-α)的含量刚好相反.HPW组藏羊瘤胃液的总抗氧化能力显著高于CPW组,但过氧化氢酶活性显著低于LPW组.各组藏羊瘤胃中的细菌多样性差异不显著:在门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)为优势菌门;在属水平上,F082_未分类(F082_unclassified)、瘤胃球菌科_NK4A214_群(Ruminococcaceae_NK4A214_group)、琥珀酸菌属(Succiniclasticum)、Shuttleworthia、普雷沃氏菌属_1(Prevotella_1)等为藏羊瘤胃中的优势菌属.功能预测发现,瘤胃细菌主要富集于氨基酸代谢、辅因子与维生素代谢、翻译等通路上.综上,在饲料中使用适宜水平的小麦替代玉米对藏羊瘤胃发酵功能与细菌群落结构的影响较小,并可明显增强其消化酶活性,提高机体免疫力,在试验条件下,推荐小麦替代玉米的比例为10%.
探讨以质量性状和数量性状为依据对槭属植物种质资源多样性进行评价的可行性,为槭属植物种质资源评价和新品种选育提供参考.采集27 种槭属植物的60 个质量性状和13 个数量性状数据,并通过赋值法对质量性状指标进行分级,在对所有表型性状进行多样性分析和部分数量性状进行单因素方差分析的基础上,对数据进行主成分分析和系统聚类分析.结果表明,槭属植物数量性状的多样性指数、变异程度均较质量性状高.单因素方差分析结果表明,测定的 11 个数量性状指标在 27 种槭属植物种间的差异性达到了极显著水平(P<0.001).叶柄长度、小坚果长、翅果长宽比、单叶长宽比、单叶宽和小坚果厚度的变异系数较大,花瓣数和花萼数量的遗传特性相对稳定.遗传多样性指数结果表明,槭属是一个形态上存在较高分化水平的类群,绝大多数性状在组间和种间均存在着广泛的变异.主成分分析将 73 个表型性状指标转化为 13个主成分,13 个主成分可反映27 种槭属植物表型性状的主要特征信息.对27 种槭属植物73 个性状的原始数据进行标准化转换,利用欧氏距离、运用组间连接法进行系统聚类分析,可将其聚为3 大类;槭属植物的一级分类标准是叶型,二级分类标准是开花时间,三级分类标准是花序着生位置、花性、花序类型、单叶裂片数和叶缘特征.研究结果表明,以质量性状调查为依据,结合对数量性状的观测分析槭属植物种质资源多样性并进行评价是可行的.
为开发中华鳖(Pelodiscus sinensis)性别分子鉴定方法,分析比对了雌性中华鳖基因组中SBNO1 基因2 个拷贝的序列信息,筛选出1 处内含子长度差异,设计引物进行雌雄个体PCR扩增检测和测序验证;并进一步以48 只雌雄中华鳖基因组为样本进行准确率检验.结果显示,雌性中华鳖扩增产物为2 031 bp和1 624 bp双带,雄性中华鳖扩增产物为2 031 bp单一带.结合解剖学性别鉴定记录,48 只雌雄中华鳖性别分子鉴定的判别准确率为100%.本研究提供了一种微创、简便快捷的中华鳖性别分子鉴定方法,为中华鳖单性养殖和性控育种奠定了基础.
