基于深度学习的大豆生长期叶片缺素症状检测方法

为了检测作物叶片缺素,提出了一种基于神经网络的大豆叶片缺素视觉检测方法。在对大豆缺素叶片进行特征分析后,采用深度学习技术,利用Mask R-CNN模型对固定摄像头采集的叶片图像进行分割,以去除背景特征,并利用VGG16模型进行缺素分类。首先通过摄像头采集水培大豆叶片图像,对大豆叶片图像进行人工标记,建立大豆叶片图像分割任务的训练集和测试集,通过预训练确定模型的初始参数,并使用较低的学习率训练Mask RCNN模型,训练后的模型在测试集上对背景遮挡的大豆单叶片和多叶片分割的马修斯相关系数分别达到了0.847和0.788。通过预训练确定模型的初始参数,使用训练全连接层的方法训练VGG16模型,训练的模型在测试集上的分类准确率为89.42%。通过将特征明显的叶片归类为两类缺氮特征和4类缺磷特征,分析讨论了模型的不足之处。本文算法检测一幅100万像素的图像平均运行时间为0.8 s,且对复杂背景下大豆叶片缺素分类有较好的检测效果,可为农业自动化生产中植株缺素情况估计提供技术支持。     

ApoB RNA编辑高效蛋白检测体系的构建

[目的]建立一个载脂蛋白B(apoB)RNA编辑蛋白检测体系。[方法]在慢病毒表达质粒载体pCSII-CMV-IRES-Neor中插入apoB RNA编辑保守序列,并在其2端嵌入红色荧光蛋白(DsRed)、绿色荧光蛋白(GFP)表达序列,以此慢病载体转染大鼠肝癌细胞系CBRH-7919获得稳定表达。采用共聚焦显微镜测序方法检测apoB RNA的编辑。[结果]目的指示基因能够在CBRH-7919细胞中稳定表达,表现出指征RNA编辑的多色特征。[结论]试验成功构建了在细胞水平上以颜色变化指示apoB RNA编辑的检测体系,该体系为快速检测以apoB RNA编辑为靶的降胆固醇药物筛选提供了基础。     

The role of green roofs in mitigating Urban Heat Island effects in the metropolitan area of Adelaide,South Australia

Changing an urban environment and replacing vegetated surfaces with low albedo materials is one of the reasons for increasing temperatures in an urban environment and consequently also one of the key causes of urban heat island effects. In this study, an experimental investigation at the micro-scale and also a numerical simulation at the macro-scale of a typical urban environment in Adelaide were conducted to estimate the potential for mitigating the UHI effect. The results showed that existing low albedo materials such as asphalt, metal roofs and brick pavements contribute to the heat island potential. Also, urban development and a lack of natural vegetation contribute to increased temperatures in cities. The ability of two types of extensive and intensive green roofs to reduce the surrounding micro-climate temperature were monitored. The results showed that they have significant cooling effects in summer time and could behave as an insulation layer to keep buildings warmer in the winter. Furthermore, different scenarios of adding green roofs to the Adelaide urban environment were investigated using the Envi–MET model. The scenario modelling of adding green roofs in a typical urban area in Adelaide, Australia, supported the hypothesis that this can lead to reductions in energy consumption in the Adelaide urban environment. Also an increased use of other water sensitive urban design technologies such as green walls and street trees together with the adoption of high albedo materials is recommended for achieving the optimum efficiency in terms of reducing urban temperatures and mitigating urban heat island effects.     

Evaluation of Dynamic Structural Disorders in the Upper Airways and Applied Rein Tension in Healthy Dressage Horses During Riding in Different Gaits and Head–Neck Positions

Flexion of the horse’s head and neck during dressage riding reduces the pharyngeal lumen with the risk of increased upper airway resistance and upper airway obstructions. According to the Fédération Equestre Internationale, hyperflexion is achieved through force, whereas the position low–deep–round is nonforced. The objectives of this study were to evaluate (1) applied rein tension and (2) dynamic structural disorders in the upper airways in dressage horses in different gaits and different head–neck positions (HNPs). Overground endoscopy (OGE) and rein tension were evaluated in 13 clinically healthy and high-performance Warmblood dressage horses while being ridden in a standardized program comprised of four different gaits (halt, walk, trot, and canter) and in four HNPs (unrestrained, competition frame, hyperflexion, and low–deep–round). All included horses were able to achieve the desired HNPs. The HNP low–deep–round showed significantly lower rein tension than competition frame (P < .001) and hyperflexion (P < .001). An association was found between dynamic structural disorders in the upper airway tract evaluated by OGE and head–neck flexion, but this association was not linked to the degree of flexion. The HNP hyperflexion was neither associated with greater rein tension nor severe dynamic structural disorders than the HNP competition frame. This study confirms that low–deep–round is a nonforced position, in contrast to hyperflexion. Further studies are needed to evaluate whether dynamic structural disorders are a result of flexion or if the degree of flexion has an impact.     

不同温度下TMV侵染枯斑三生烟的LncRNA差异表达

【目的】 筛选不同温度下烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus,TMV）侵染后枯斑三生烟（Nicotiana tabacum var. Samsun NN）差异表达的长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）,研究lncRNA在枯斑三生烟抗性反应中的作用。【方法】 N基因的温度敏感性使枯斑三生烟在25℃时具备对TMV的抗性、在31℃抗性丧失,在这两个温度条件下对枯斑三生烟接种TMV和磷酸盐缓冲盐水（phosphate buffered saline,PBS）,48 h后提取系统叶总RNA,构建链特异性文库后进行深度测序。对测序结果进行过滤后利用HTSeq将有效数据与近缘品种TN90（N. tabacum var. TN90）基因组比对,筛选得到lncRNA后利用FPKM法估计lncRNA的表达水平。通过edgeR筛选差异表达lncRNA（differentially expressed lncRNA,DElncRNA）,并利用qRT-PCR技术对这一结果进行验证。通过共定位及共表达分析预测DElncRNA的靶基因,通过参考基因组注释、GO和KEGG富集分析研究靶基因的功能。【结果】 4个处理共12个样本经lncRNA-seq各测得约8 000万条clean reads,共获得4 737条已知lncRNA、40 169条新lncRNA。其中64个lncRNA在不同温度条件下TMV侵染后存在差异表达,qRT-PCR测定结果显示这些lncRNA的测序正确率在80%左右,表明本研究所得测序数据具备较高的可信度。对DElncRNA进行靶基因预测,发现一些基因同时被25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶向。靶基因注释功能丰富,主要参与植物抗病、激素和代谢等生理过程。部分可能与激素通路相关的lncRNA,在25℃下TMV侵染时呈现下调趋势,而在31℃下TMV侵染则呈现上调趋势。GO富集分析显示靶基因主要参与构成膜、囊泡等组分,具备钙、钾离子通道抑制剂活性等分子功能,使相应离子得以转运引发随后的反应,同时也参与发病、抗原加工和呈现、细胞分裂素代谢等生理过程。KEGG分析发现靶基因显著富集在植物激素信号转导通路,25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶基因同时富集在激素信号传导、ABC运输蛋白、苯丙烷类生物合成等通路。【结论】 不同温度（25℃和31℃）条件下TMV侵染枯斑三生烟后,长链非编码RNA差异表达,DElncRNA通过作用于激素信号传导、物质转运等过程参与寄主系统获得性抗性反应。研究结果可为揭示植物系统获得性抗性中lncRNA的调控功能以及新型抗病毒技术开发提供依据。     

绿洲灌区玉米产量及水分利用对绿肥还田方式的响应

针对绿洲灌区小麦-玉米长期连作,麦后休闲期长、光热水资源利用效率不高等问题,研究麦后复种绿肥对轮作玉米产量及水分利用效率的影响有重要意义。在石羊河流域,于2017—2019年度通过田间试验研究了麦后复种绿肥的不同还田利用方式(全量翻压、地表覆盖免耕、地上部收获后根茬翻压、地上部收获后免耕和不复种绿肥传统翻耕对照)对后茬玉米产量形成和水分利用特征的影响。两年试验结果表明,绿肥地表覆盖免耕和全量翻压处理玉米籽粒产量平均达14 274.9kg·hm~(-2)和14 687.5kg·hm~(-2),较不复种绿肥翻耕处理(对照)显著提高18.2%和20.4%(P0.05)。绿肥地表覆盖免耕条件下,玉米穗数、穗粒数、百粒重分别较不复种绿肥翻耕处理(对照)平均高5.4%、9.6%、20.8%(P0.05),且较根茬还田处理(翻压、免耕)增幅显著。与此同时,绿肥地表覆盖免耕和全量翻压显著增加玉米叶面积指数、干物质累积量和平均净同化率。绿肥地表覆盖免耕处理水分利用效率平均达24.4kg·hm~(-2)·mm~(-1),较不复种绿肥翻耕处理(对照)显著提高29.9%(P0.05),该处理较不复种绿肥翻耕处理(对照)显著提高玉米播前土壤贮水量26.9%(P0.05),平均达280.7mm,且该条件下玉米全生育期耗水量显著低于其他绿肥还田处理。绿肥根茬还田处理(翻压、免耕)下,玉米平均水分利用效率分别较不复种绿肥翻耕处理显著高16.7%、16.0%(P0.05)。因此,在干旱绿洲灌区,麦后复种绿肥地表覆盖免耕获得玉米高产的同时,实现了水资源的高效利用。     

医学图像精细化分割方法研究

指出了深度学习方法在医学图像分割中取得较大的进展,但医学图像处理的复杂性使得全自动分割方法难以取得较好的分割效果。在卷积网络分割的基础上,结合应用场景使用适当的后处理手段来提升图像的分割效果是一种比较有临床意义的研究方法。主要研究了基于概率图的全连接条件随机场模型和基于用户交互的深度编辑网络,并分析总结了这两种方法的实现原理和各自优势,并对未来的研究工作进行了一些展望。     

猪链球菌蛋白表面展示系统的构建及展示蛋白的初步观察

为构建猪链球菌(Streptococcus suis)蛋白表面展示系统,本研究通过序列分析,确定猪链球菌的LPxTG蛋白及其信号肽(SP)和胞壁锚定基序(CWA),通过PCR扩增Peno-SP、GFP、CWA的DNA片段并融合,构建强启动子Peno控制表达编码SP-GFP-CWA融合蛋白的DNA片段,将该重组DNA片段连接pSET2载体,获得蛋白表面展示质粒,转化猪链球菌,构建得到以GFP为报告蛋白的猪链球菌蛋白表面展示系统。结果显示,利用猪链球菌的10个LPxTG蛋白及其SP和CWA序列,构建了10个含有Peno-SP-GFP-CWA融合片段的重组pSET2表面蛋白展示质粒pSsPSD1至pSsPSD10,分别转化猪链球菌05ZYH33,PCR鉴定显示其中7个转化猪链球菌。采用western blot初步检测其展示蛋白,结果显示,7个转化阳性菌株均能有效表达GFP蛋白,以成熟GFP条带为指标,均表现出了一定的外源GFP表面展示水平,分别命名为SsPSD1、SsPSD2、SsPSD4、SsPSD7-SsPSD10,其中SsPSD1、SsPSD4、SsPSD8和SsPSD9表面展示水平相对较好,在猪链球菌表面展示外源蛋白方面具有很好的潜力。本研究首次尝试建立猪链球菌蛋白表面展示系统,为猪链球菌表面递呈外源蛋白或抗原提供了新的策略。     

不同绿茶品种区域试验研究

本文对16个无性系绿茶品种的成活率、新梢物候期、发芽密度、鲜叶产量、制茶品质、抗性等性状进行分析,为国家级良种鉴定提供科学依据.结果表明,苏茶早、元宵绿、中茶108、武义早等4个品种为特早生种；中茶108、81-8-30、中茶302等3个品种的产量极显著高于CK种,武义早的产量显著高于CK种；桂香18、六杯香、鸠20、中茶302、春波绿、81-8-30、南江1号等7个品种的品质优于CK；中茶108、81-8-30等2个品种的耐寒性表现为强,浙农139、中茶302、桂香18等3个品种的耐旱性表现为强.