科研产出
基于集成学习的水稻氮素营养及籽粒蛋白含量监测
《光谱学与光谱分析 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：利用高光谱遥感技术在水稻收获前对籽粒品质相关的蛋白质含量进行监测,一方面可以及时调整栽培管理方式,指导合理追肥,另一方面,有助于提前掌握籽粒品质信息,明确市场定位.该研究以广东省典型优质籼稻为研究目标,基于2019年和2020年两年氮肥梯度实验,以水稻分化期和抽穗期冠层尺度高光谱数据、水稻氮素参数,包括叶片氮素含量(LNC)、叶片氮素积累量(LNA)、植株氮素含量(PNC)、植株氮素积累量(PNA)及籽粒蛋白含量数据为基础,利用四种个体机器学习算法partial least square regression(PLSR)、K-nearest neighbor(KNN)、Bayesian ridge regression(BRR)、support vector regression(SVR),三种集成学习算法random forest(RF)、adaboost、bagging,针对水稻不同生育期氮素状况进行监测建模,在此基础上构建基于水稻冠层光谱信息、光谱信息结合水稻农学氮素参数的籽粒蛋白含量的监测模型,并对模型进行精度对比.研究结果表明,在水稻氮素营养监测方面,利用水稻冠层454~950 nm波段信息,采用RF及Adaboost算法,在水稻分化期、抽穗期及全生育期LNC、LNA、PNC及PNA模型R2均达到0.90以上,同时也具有较低的RMSE和MAE.在水稻籽粒蛋白品质监测方面,采用全波段光谱信息进行籽粒蛋白含量监测时,R F具有最高的精确度与稳定性,两生育期的R F模型对籽粒蛋白含量的监测结果R2分别为0.935和0.941,RM S E分别为0.235和0.226,M A E分别为0.189和0.152;两生育期以全波段光谱信息结合长势参数进行籽粒蛋白监测时,Adaboost模型具有最高的精确度和稳定性,其中分化期全波段光谱信息结合PNA作为输入参数,Adaboost模型R2为0.960,RMSE为0.175,MAE为0.150,以抽穗期全波段光谱信息结合PNC作为输入参数,R2为0.963,RMSE为0.170,MAE为0.137.研究结果表明,与PLSR,KNN,BRR和SVR几种个体学习器算法相比,集成算法RF,Adaboost和Bagging具备良好的处理多重共线性的能力,适合用于高光谱数据的分析与处理,在作物氮素营养监测及水稻品质的早期遥感监测方面具有明显优势.
关键词： 高光谱遥感 水稻品质 机器学习 集成算法 Adaboost Random forest
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嫁接和施氮量对冬瓜干物质、氮素积累及其氮代谢酶的影响
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：本研究通过开展嫁接栽培与施氮量对冬瓜干物质、氮素累积及其氮代谢酶的影响,明确冬瓜干物质、氮素积累动态规律和氮素吸收利用规律,旨在为冬瓜科学施肥提供理论依据.试验以'铁柱2号'冬瓜和'海砧1号'砧木为材料,试验为裂区设计,主区为栽培方式,分别为嫁接栽培和自根栽培2种栽培方式;副区为氮肥施用量,分别设置N0(0 kg/hm2)、N180(180 kg/hm2)、N360(360 kg/hm2)、N540(540 kg/hm2)4个处理,研究不同处理冬瓜在5个不同生育期氮素和干物质积累量及其氮代谢酶活性.冬瓜氮素和干物质积累总量随着施氮量的增加呈先升后降的趋势,在N360达到最大值,且显著高于其他3个施氮量处理;整个生育期嫁接冬瓜氮素和干物质积累总量分别较自根冬瓜提高了16.11%和11.76%,差异达到显著水平.冬瓜氮素和干物质积累的最大理论值(K)、最大积累速率(Vmax)和平均积累速率(Vmean)、快速积累期起始时期(T1)、快速积累期终止时期(T2)和最大积累速率出现时间(Tmax)均随着施氮量的增加呈先增后降趋势,在N360处理时达到最大值;嫁接栽培能显著提高冬瓜氮素和干物质的最大理论值(K)、最大积累速率(Vmax)和平均积累速率(Vmean).冬瓜硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)的活性随着生育期呈先增后减的趋势,在75 d(果实发育前期)达到最大值;此时NR和GS的活性均随着施氮量的增加呈现出先升后降的趋势,在N360达到最大值,且显著高于其他3个处理.嫁接栽培能显著提高冬瓜全生育期NR和GS,与自根冬瓜相比,嫁接冬瓜在30、55、75、95、110 d的NR活性分别提高了33.08%、28.95%、34.63%、36.03%和67.23%;而GS活性分别提高了29.64%、22.11%、21.00%、28.00%和35.27%.综上所述,嫁接栽培能显著影响干物质、氮素的积累总量及其累积速率以及NR和GS的活性.N360(360 kg/hm2)是冬瓜生产中适宜的氮肥施用量.
关键词： 冬瓜;施氮水平;嫁接栽培;氮素累积量;干物质累积量;氮代谢酶
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侵染萝卜的油菜花叶病毒广东分离物分子特征及其致病性分析
《中国农业科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：【目的】病毒病是萝卜（Raphanus sativus）生产上的主要病害之一，严重危害萝卜生产安全及产业发展。本研究旨在鉴定侵染广东萝卜的病毒种类，探究侵染萝卜的油菜花叶病毒（youcai mosaic virus,YoMV）分子特征及致病性，为萝卜病毒病的防控提供科学依据。【方法】从广东省惠州市萝卜种植基地采集了3个疑似病毒病侵染的萝卜病样及1个无症状样品，提取样品总RNA，利用小RNA深度测序初步探明病毒种类，然后根据测序结果设计病毒特异引物进行RT-PCR验证。应用分段克隆方法扩增病原病毒YoMV基因组1—3 405 nt片段和3 194—6 304 nt片段，然后通过同源重组克隆到p CB301双元载体上，得到YoMV-GD分离物基因组全长序列，同时构建该病毒分离物的侵染性克隆。利用MEGA7软件对YoMV-GD及其他分离物全长核苷酸序列进行系统进化分析。通过侵染性克隆人工注射接种本生烟和普通烟，检验pCB301-YoMV-GD的侵染性，然后再注射接种萝卜和菜心，测定YoMV-GD分离物的致病性。【结果】侵染广东萝卜的病毒包含萝卜隐状病毒3（Raphanus sativus cryptic virus 3,RsCV3）、萝卜黄病毒1（Raphanus sativus chrysovirus 1,RasCV1）、芜菁花叶病毒（turnip mosaic virus,TuMV）、YoMV 4种；YoMV-GD分离物全长序列为6 304 nt，编码4个蛋白，分别为124.7 kD复制相关蛋白、183 kD复制酶、30 kD运动蛋白MP、17.7 kD外壳蛋白CP，与YoMV英国分离物（GenBank登录号：AY318866）核苷酸相似性最高，为99.18%;YoMV-GD分离物与英国、德国及我国上海、重庆分离物的亲缘关系较近；构建的侵染性克隆pCB301-YoMV-GD可以系统侵染本生烟和普通烟，引起严重的坏死、枯斑等症状，具有较强的侵染性；YoMV-GD可以系统侵染萝卜和菜心，引起轻微的黄化和花叶等症状，致病力较弱。【结论】侵染广东萝卜的病毒包含RsCV3、RasCV1、TuMV和YoMV，且以复合侵染形式存在；YoMV遗传进化并没有明显的地域性；YoMV-GD对烟草致病力较强，而对萝卜和菜心致病力较弱。
关键词： 萝卜病毒病 油菜花叶病毒 分子特征 侵染性克隆 致病性
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流式细胞术在农业研究领域中的应用
《广东农业科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：流式细胞术是一种对悬浮于流体中的微小颗粒进行计数和分选的生物学技术,基于流式细胞仪通过检测散射或者偶联荧光信号快速、准确、客观、高通量获得悬浮微粒(通常是细胞、细菌等微小颗粒)一系列重要的生物物理、生物化学相关特征参量,可以根据预选的参量范围对细胞、细菌等微小颗粒进行自动分析和对特定群体进行分选.流式细胞术在许多科学领域特别是生物技术和医学领域应用广泛,虽然在农业研究中的应用开始得比较晚,但目前已取得巨大进展.随着流式细胞仪性能的不断提高,标记方法和检测技术的不断开发与完善,流式细胞术的应用前景将越来越广阔,在农业领域也将发挥越来越重要的作用.介绍了流式细胞术的工作原理和流式细胞仪功能分类,综述了流式细胞术在农业研究领域中的应用,如对农作物基因组和原生质体分析以及抗逆研究,对动物免疫、微量元素分析、精子质量和性别控制以及毒素毒性分析,对病原菌和病毒分析研究等方面的应用和研究进展,展望该研究领域的发展前景,为流式细胞术在农业领域的潜在应用提供新的思考方向.
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花生籽仁脂肪和蔗糖含量的胚、细胞质、母体遗传效应分析
《作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：脂肪和蔗糖含量是影响花生品质的重要因素,了解其遗传特性是开展花生品质改良的理论基础.本研究利用5份脂肪含量和蔗糖含量存在显著差异的花生品系配置不完全双列杂交,采用广义遗传模型对籽仁中脂肪和蔗糖含量的胚、细胞质和母体遗传效应进行分析.结果表明,脂肪含量主要受胚加性效应控制,其次为母体加性效应;蔗糖含量主要受母体加性效应控制.相关性分析发现,花生籽仁中脂肪含量和蔗糖含量显著负相关(r=-0.886**),其中以胚加性相关和细胞质相关为主.杂交亲本遗传效应预测值表明,高脂肪含量品系18-1951和高蔗糖含量品种冀花甜1号是优良的供体亲本,以其为亲本,分别有利于提高花生籽仁的脂肪和蔗糖含量.
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藏猪和杜藏猪生长、肉质性状及脂肪沉积相关基因的表达差异分析
《南方农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]明确藏猪和杜藏猪(杜洛克父本与藏猪母本杂交F1代)的生长和胴体性状及肉质指标等表型差异,并分析背最长肌中脂肪沉积相关基因的表达差异,为藏猪种质资源利用及猪脂肪沉积规律研究提供参考依据.[方法]以藏猪和杜藏猪为研究对象,分别测定其体长、体高和胸围等生长性状,屠宰率、背膘厚及眼肌面积等胴体性状,以及pH、肉色、蒸煮损失及肌内脂肪含量等肉质指标;并通过荧光实时定量PCR检测脂肪沉积相关基因在2种猪背最长肌中的表达情况.[结果]杜藏猪的左胴体重、右胴体重、屠宰前重、胴体长、体长、体高、管围和胸围均高于藏猪,且差异显著(P<0.05,下同),眼肌面积(33.00±3.84 cm2)也显著大于藏猪(16.83±1.81 cm2),背膘厚(13.15±2.48 mm)则显著低于藏猪(22.83±2.80 mm),藏猪与杜藏猪的皮厚、腹围和屠宰率无显著差异(P>0.05,下同);杜藏猪肌肉的pH-24 h、熟肉率、剪切力和含水率显著高于藏猪肌肉,而杜藏猪肉色的a-24 h值(10.30±1.06)和肌内脂肪含量[(2.48±1.44)%]显著低于藏猪.除GHR基因外,其他脂肪沉积相关基因的相对表达量均表现为杜藏猪低于藏猪,其中,ADIPOQ基因和FASN基因的相对表达量显著低于藏猪,IGF1基因、TNFa基因和Leptin基因的相对表达量极显著低于藏猪(P<0.01).相关分析结果显示,GHR基因相对表达量与杜藏猪肌内脂肪含量呈显著正相关,FASN基因相对表达量与藏猪肌内脂肪含量呈显著正相关,IGF1基因相对表达量与藏猪背膘呈显著负相关.[结论]杜藏猪的肉质性状与藏猪相似,但杜藏猪具有更佳的生长性能,说明以杜洛克为父本与藏猪母本杂交得到的杜藏猪具有更优的生产效率.藏猪和杜藏猪的肌内脂肪含量差异与脂肪沉积相关基因的表达差异有关,即猪的肌内脂肪含量受多种脂肪沉积相关基因调控.
关键词： 藏猪 杜藏猪 生长性状 肉质性状 脂肪沉积相关基因
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‘Cocktail’葡萄柚黄龙病菌检测及鉴定
《园艺学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：采用直接组织免疫印迹(Direct tissue blot immunoassay,DTBIA)和常规PCR技术，对采自广东梅州新建‘Cocktail’葡萄柚园内表现疑似黄龙病症状的样品进行检测。DTBIA检测发现疑似样品的韧皮部存在特征性紫红色反应，与黄龙病阳性对照反应一致。PCR检测发现枝条、叶片和果实样品中均检测出了黄龙病菌特异性条带，其中果蒂、中柱和种皮内病菌含量较高。进一步测序分析发现，来自‘Cocktail’葡萄柚病样的16Sr DNA和ef Tu基因与NCBI中的柑橘黄龙病菌亚洲种(Candidatus Liberibacter asiaticus,CLas)对应基因的序列相似性均为100%，证实‘Cocktail’葡萄柚感染了柑橘黄龙病菌亚洲菌株。
关键词： 葡萄柚 柑橘黄龙病菌 检测 鉴定 DTBIA 16S rDNA efTu 序列分析
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配施中微肥对荔枝产量、品质及养分吸收累积的影响
《果树学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探讨在氮磷钾营养供应相对合理的范围内,连续多年配施中微肥对荔枝产量、品质、土壤与树体各部位营养积累与平衡特征的影响,以期为荔枝生产中中微肥施用提供科学依据.[方法]以妃子笑荔枝为试材,设计中微肥配施与不配施处理,连续开展4a(年)田间试验,通过破坏性取样方式获取不同施肥措施下荔枝农艺性状、产量、营养积累、品质及土壤性质等指标.[结果]与常规氮磷钾优化用量(OPT)处理相比,配施中微肥(OPT+MN)处理不仅在一定程度上促进了枝梢的快速生长,提高了荔枝果实中维生素C含量,而且有效提高了荔枝产量,4a平均产量增加16.7%,差异达显著水平.中微肥的添加还促进了树体对氮和锌营养的吸收积累,使钙、镁、锌、硼等营养元素主要积累在枝干中,并促使更多的镁、锌转移累积至叶片中.[结论]鉴于荔枝年际间树体中中微量营养元素含量差异较大且养分失衡症状存在一定的滞后性,提倡各荔枝园结合土壤测试结果,对土壤中缺乏的中微肥(尤其是钙、镁、锌、硼营养元素)进行相应的补充.同时,针对荔枝园土壤酸化现象,施用适量的土壤改良剂或石灰以期改良土壤产地条件,进而使土壤-荔枝树体营养平衡,实现荔枝提质增产增效.
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宁夏菜心不同部位发酵理化品质及挥发性风味物质的分析
《现代食品科技 》 2022 北大核心
摘要：为探究宁夏菜心湿态发酵的可行性,该研究通过对宁夏菜心基部茎、顶端茎、叶子以及菜心整体进行乳酸菌接种发酵,解析发酵前后微生物、有机酸、亚硝酸盐、抗氧化能力、生物胺以及挥发性风味物质的变化规律.研究表明,发酵后菜心各部位总有机酸含量升高、亚硝酸盐含量降低、抗氧化能力降低和生物胺含量降低,基部茎、叶子、整颗菜心的挥发性性风味物质种类含量均升高;菜心叶子经发酵后亚硝酸盐含量和生物胺含量分别降解了0.30和22.78 mg/kg,DPPH自由基清除率62.06%,总有机酸含量3212.70 mg/100 g,挥发性风味物质种类丰富,检出48种化合物,相对含量为123.68?g/g.与其他发酵组相比,叶子发酵组的理化指标和挥发性风味物质含量均处于较优水平.以上研究表明宁夏菜心可作为泡菜发酵的原材料,且较优发酵部位是叶子,该研究为菜心的湿态发酵奠定基础.
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线粒体功能调控机制进展及研究方法
《动物营养学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：线粒体是细胞代谢的中枢，参与细胞能量供应、新陈代谢以及凋亡、免疫等机体功能，也是细胞在各种压力下的第1道防线。维持蛋白质正确的折叠和质量控制对维持线粒体功能及细胞存活具有重要意义。因此，本文对线粒体功能损伤的调控机制（主要阐述线粒体自噬和线粒体未折叠蛋白反应）的研究进展和线粒体功能研究方法等方面进行了综述，旨在为进一步促进以线粒体为靶标的营养调控剂在动物生产上的应用提供参考。
关键词： 线粒体功能 线粒体自噬 线粒体未折叠蛋白反应 研究方法
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