科研产出
基于深度学习结合高光谱技术的大豆种子活力检测方法
《江苏农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为实现大豆种子活力的高效精准无损识别，本研究以大豆品种Williams82种子为试验材料，通过不同程度的人工老化处理构建不同活力的大豆种子库，然后采集其成像高光谱图像和RGB图像，生成3个图像集(RGB数据集、SIQ数据集、ENVI数据集),利用4个深度学习模型(Vgg16Net、GoogLeNet、MobileV3Net、ResNet-34)对种子活力进行检测，筛选出较优模型和数据集。并进一步在较优模型中添加坐标注意力机制(Coordinate attention, CA)和标签平滑损失函数提高模型的检测性能及鲁棒性。结果表明，基于SIQ数据集，ResNet-34模型的训练集和验证集识别准确率分别达到97.6%和96.8%,检测性能优于其他模型和数据集组合。在ResNet-34模型中添加坐标注意力机制和标签平滑损失函数构建的CA-ResNet-34模型，基于SIQ数据集对大豆种子活力检测的准确率可达到98.5%,比原始模型ResNet-34提升1.7个百分点。本研究结果为大豆种子活力准确、无损、高效检测提供新的方法。
关键词： 大豆 种子活力 检测 高光谱 深度学习 注意力机制
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不结球白菜软腐病病原菌鉴定及48份不结球白菜种质资源的抗性评价
《植物保护学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为明确不结球白菜Brassica campestris ssp. chinensis软腐病的病原菌，并建立高效快捷的苗期抗性评估体系，从苏州市田间采集具有典型软腐症状的不结球白菜茎秆样本，采用组织分离法获得纯培养菌株，运用多相分类学方法对分离菌株进行鉴定；优化苗期抗性评价体系中接种方法、接种菌株、接种浓度及接种后调查时间等因素，并利用优化的苗期抗性评价体系对48份不结球白菜种质资源进行苗期抗性评价。结果显示：从不结球白菜感病茎秆组织中分离纯化获得1株菌株，命名为SZCX；经多相分类学方法鉴定，引起不结球白菜软腐病的病原菌为巴西果胶杆菌Pectobacterium brasiliense;SZCX菌株能分泌多种胞外植物细胞壁降解酶，寄主广泛，可侵染马铃薯Solanum tuberosum、胡萝卜Daucus carota、萝卜Raphanus sativus、莴苣Lactuca sativa和芹菜Apium graveolens等多种蔬菜；优化的苗期抗性评价体系中接种菌株为巴西果胶杆菌，接种浓度为1×10～8 CFU/mL，接种方法为伤口法接种，接种后调查时间为幼苗接种24 h后；经苗期抗性评价体系评价，在48份不结球白菜种质资源中，3份对软腐病表现为抗病，4份表现为中抗，其余均为感病或高感材料。
关键词： 不结球白菜 软腐病 病原菌 鉴定 巴西果胶杆菌 抗性水平 评价
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水稻干尖线虫海藻糖6-磷酸合成酶基因双链RNA细菌表达体系构建
《江苏农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：外源双链RNA(dsRNA)可通过RNA干扰(RNAi)影响植物线虫的基因表达，达到杀虫防病的目的。利用细菌表达系统进行dsRNA制备，生产效率高、成本低，是dsRNA规模化制备的优选策略。为探索基于RNAi技术的细菌表达dsRNA在水稻干尖线虫(Aphelechoides besseyi)防治中的作用，本研究以水稻干尖线虫海藻糖6-磷酸合成酶基因AbTPS1和AbTPS2为靶标基因，设计构建细菌表达双链RNA(dsAbTPS1、dsAbTPS2)载体并转化大肠杆菌HT115(DE3),优化dsRNA诱导表达条件和提取方法，并利用荧光定量PCR测定细菌表达的dsRNA对靶标基因的沉默效率，评估其对水稻干尖线虫的防治效果。结果表明，当异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)浓度为0.5 mmol/L、诱导时间为6 h,本研究构建的携带AbTPS-L4440表达载体HT115菌株的dsRNA产量达到最大。利用Trizol法和甲酰胺法从表达菌株中提取的dsRNA产量显著高于乙醇-氯化钠法。用dsAbTPS1和dsAbTPS2处理水稻干尖线虫后，靶基因AbTPS1和AbTPS2表达水平下调，在4℃低温、40℃高温及脱水干燥环境中水稻干尖线虫存活率均显著低于M9缓冲液处理和dsGFP处理。本研究成功构建了水稻干尖线虫AbTPS1、AbTPS2基因的dsRNA细菌表达体系，获得的dsRNA具有明显的RNAi效应，为利用RNA农药防治水稻干尖线虫提供了技术支撑。
关键词： 水稻干尖线虫 海藻糖-6磷酸合成酶基因 双链RNA RNA干扰
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常用茎叶处理除草剂对藜麦的安全性研究
《南京农业大学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]本文旨在研究藜麦(Chenopodium quinoa Willd.)对常用茎叶处理除草剂的敏感性，筛选出对藜麦安全且能有效防除藜麦田杂草的除草剂，为藜麦田杂草防除提供参考依据和有效途径。[方法]采用室内整株生物测定法研究常用茎叶处理除草剂对藜麦的安全性，测定了‘苏藜一号’‘W77’2个藜麦品种对16种常用除草剂的敏感性，并测定了高效氟吡甲禾灵和精喹禾灵对禾本科杂草的除草活性。[结果]2个藜麦品种均对高效氟吡甲禾灵、精喹禾灵敏感性较低；高效氟吡甲禾灵对藜麦和杂草的选择性指数均小于2,表现为对藜麦不安全；精喹禾灵对‘苏藜一号’‘W77’与稗的选择性指数分别为9.28和9.63,精喹禾灵对‘苏藜一号’‘W77’和马唐的选择性指数分别为4.56和4.73,均表现为对藜麦安全，可以同时有效防除稗和马唐。[结论]精喹禾灵可以应用于藜麦田化学除草，可高效、安全地防除藜麦田部分禾本科杂草。
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江苏地区小麦上大麦黄矮病毒种类鉴定及其进化分析
《麦类作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：在对江苏小麦病害进行调查时发现疑似感染大麦黄矮病毒(barley yellow dwarf viruses, BYDVs)的病样，病株旗叶由叶尖向叶基扩展变黄，黄化面积占全叶的1/3～1/2。为明确其感染的病毒种类，对田间采集的样品进行检测和鉴定。结果表明，经利用BYDVs通用引物进行检测，采集江苏省8个地点的261份样品中有182份样品扩增到了目的条带。通过序列测定，8个地点样品中的病毒种类均为BYDV-PAV。利用BYDV-PAV外壳蛋白基因(CP)的特异引物对阳性样品进行检测，结果全部为阳性；经对克隆的CP基因序列聚类分析，江苏8个地点的BYDV与韩国的BYDV-PAV株系相对近缘。这是首次发现江苏小麦上的大麦黄矮病毒为PAV株系。
关键词： 小麦 大麦黄矮病毒PAV株系 江苏
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大豆玉米带状复合种植模式对根际微生物群落结构和多样性的影响
《南京农业大学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]本文旨在研究大豆玉米带状复合种植模式对大豆、玉米根际土壤微生物的影响，为深入认识大豆玉米带状复合种植根际微生物特性提供理论依据，为发展高质量绿色农业、优化作物系统结构提供科学依据。[方法]设置大豆单作(SS)、玉米单作(MM)和大豆玉米带状复合种植(带状间作后大豆表示为S-SM，玉米表示为M-SM)，于玉米抽雄期/大豆花荚期采集玉米和大豆根际4个处理土壤样品，利用Illumina Novaseq 6000高通量测序技术分析根际土壤细菌和真菌的群落结构、多样性和丰富度以及优势菌群的变化，并采用冗余分析法分析门水平下根际微生物与土壤理化性质的关系。[结果]大豆玉米带状复合种植提高了大豆和玉米根际土壤细菌和真菌的丰富度和多样性; S-SM和M-SM处理根际土壤细菌的ACE指数、Chao指数、Shannon指数和Simpson指数显著高于SS和MM处理，M-SM处理根际土壤真菌多样性Shannon指数和Simpson指数显著高于MM处理，而S-SM与SS处理差异不显著;带状复合种植后大豆和玉米根际有益微生物比例增加，有益微生物的比例分别为29.18%(SS)、29.52%(S-SM)、17.09%(MM)、31.02%(M-SM)，其中S-SM处理中溶杆菌属、假单胞菌属和芽胞杆菌属的丰度显著高于SS处理。冗余分析显示，土壤理化性质与根际微生物群落的组成和多样性密切相关，速效养分是影响菌门变化的主要因素，尤其是p H值与土壤中的N。[结论]大豆玉米带状复合种植后提高了根际土壤微生物丰富度和多样性指数，改变了细菌和真菌群落结构的组成比例，增加了有益微生物的比例。此外，大豆玉米带状复合种植根际土壤微生物与环境的理化性质密切相关。
关键词： 大豆 玉米 细菌 真菌 群落结构 多样性 带状间作 根际微生物
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微酸性电解水对鲜切苦菊中腐败菌的抑制效果
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为控制鲜切苦菊因切口处受到微生物污染而导致的腐败变质，本研究通过16S rRNA基因测序技术分离鉴定鲜切苦菊中的腐败菌，并评估微酸性电解水（slightly acidic electrolyzed water,SAEW）的抑菌机制及保鲜效果。经过筛选，得到5株腐败菌，分别为不动杆菌、假单胞菌、沙雷氏菌、果胶杆菌及泛菌。使用175 mg/L的SAEW进行处理，确定了SAEW对这5种腐败菌的最低抑菌浓度范围为43.75～175 mg/L，最低杀菌浓度范围为87.5～175 mg/L，半数有效抑菌浓度范围为28.52～99.54 mg/L。结果表明，175 mg/L SAEW可同时对这5种腐败菌产生抑菌效果，并显著延缓抗坏血酸的下降及丙二醛的积累。在此质量浓度下，菌落总数和抑菌活性均表现出显著的抑菌作用。进一步的分析发现，175 mg/L SAEW处理后腐败菌的细胞形态和细胞膜完整性被破坏，菌体表面出现凹陷、褶皱和破损，胞内核酸及蛋白质出现泄漏。这表明，SAEW可能通过破坏细胞膜结构，导致细胞内容物外泄，从而实现对腐败菌的杀灭作用。
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基于无人机影像和卷积神经网络的水稻育种材料产量预测研究
《南京农业大学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]收获前获取水稻育种小区的产量信息是高通量表型监测的重要组成部分，也是水稻高产育种的迫切需求。当前，水稻产量预测方法大多基于少数品种，且由线性回归、机器学习等方法建模，因此估产模型一般都存在迁移性较差、精度不高等问题。本研究旨在利用无人机影像和深度学习网络构建适用于多水稻品种的产量预测模型。[方法]利用无人机获取水稻育种试验的多时相RGB和多光谱影像，系统比较了线性回归、机器学习、深度学习算法在产量预测上的表现；提出一种基于注意力机制和卷积神经网络的水稻产量预测方法，并对比分析了ResNet50、MobileNetV3、ShuffleNetV2三种网络的表现。[结果]线性回归和机器学习算法在水稻育种小区产量预测上表现较差（R2<0.3）。MobileNet模型的收敛速度和预测精度是最高的，测试结果的R2、RMSE、RRMSE分别为0.55、1.06 t·hm-2、12.62%。引入注意力机制的MobileNet模型的收敛速度和预测精度得到了一定的提高，测试结果的R2、RMSE、RRMSE分别为0.58、1.03 t·hm-2、12.26%。利用时域卷积网络（temporal convolutional network）构建的时间序列模型对水稻产量预测精度有一定提升，R2、RMSE、RRMSE分别达到0.64、0.96 t·hm-2、11.4%。[结论]卷积神经网络为水稻育种材料产量预测提供了可靠方法，为基于无人机平台的水稻高通量表型研究提供了较好的技术支撑。
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不同光质和砧木对'巨峰'葡萄叶片光合特性和糖、酸代谢的影响
《南京农业大学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]本文旨在研究不同光质和砧木对‘巨峰’葡萄植株叶片光合特性与糖、酸代谢的影响。[方法]以‘巨峰’葡萄自根苗以及‘3309C’‘1103P’‘抗砧3号’为砧木的嫁接苗为试材，采用LED(蓝光、红光、绿光和白光)进行光照，调查不同处理下植株生长状态及叶片性状，测定光合指标、叶绿素荧光参数、可溶性糖及有机酸成分，并测定光合作用及糖代谢途径相关基因的表达水平。[结果]蓝光处理提高4种砧穗组合的叶绿素含量，且‘巨峰’/‘3309C’、‘巨峰’/‘1103P’、‘巨峰’/‘抗砧3号’砧穗组合的叶绿素含量高于自根苗。红光处理对植株的生长发育具有明显的促进作用，‘巨峰’/‘抗砧3号’组合的株高、叶面积高于其他组合。蓝光处理提高叶片的净光合速率，绿光处理则抑制净光合速率；‘巨峰’/‘3309C’组合的净光合速率最高。绿光处理提高了叶片蒸腾速率，‘巨峰’/‘1103P’和‘巨峰’/‘抗砧3号’2个组合的蒸腾速率最高。光处理对葡萄糖含量影响更大，‘巨峰’/‘3309C’和‘巨峰’/‘1103P’组合的糖含量最高，‘巨峰’自根苗的糖含量最低。不同光质处理影响有机酸含量，其中，红光和蓝光对有机酸含量均影响较大，红光和蓝光处理显著上调光合作用途径相关基因VvLhc、VvPsbS、VvPsbQ以及糖代谢途径相关基因VvCWINV、VvHXK2、VvFRK的表达水平。[结论]不同砧木显著增强了葡萄的光响应能力，‘巨峰’/‘3309C’和‘巨峰’/‘1103P’砧穗组合对红蓝光谱具有显著光响应优势。
关键词： 葡萄 光质 砧穗组合 光合特性 糖和酸代谢 基因表达
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脉冲强光处理对草莓保鲜及微生物群落的影响
《食品工业科技 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为评估脉冲强光（Pulsed Light,PL）处理对草莓贮藏期间品质变化及微生物群落的影响，采用光强度和脉冲次数分别为PL1(100 J,60次)、PL2(300 J,60次)、PL3(500 J,60次)的条件对草莓样品进行处理，并在（4±1℃）下进行贮藏，测定了草莓的腐烂率、硬度、色泽、可溶性固形物、总酚含量、花色苷含量的变化，并利用Illumina Miseq PE300高通量测序技术对草莓样品进行微生物多样性分析。理化指标测定结果显示，在贮藏结束时（第14 d），经PL2、PL3处理后的草莓腐烂率由对照组的59.5%降低至40.75%(PL2)和16.31%(PL3)，硬度与对照组相比显著增加，分别高于对照组54%和46%。此外，PL处理也有效延缓了草莓可溶性固形物、花色苷及总酚含量的下降。测序结果显示，草莓在贮藏期间的优势菌属为枝孢菌属和欧文氏菌属，对照组的枝孢菌属和欧文氏菌属相对丰度在处理前为70.14%和48.38%，经PL3处理后下降为37.08%和2.93%；贮藏14 d时对照组升高至82.57%和73.52%,PL3处理组为65.68%和42.49%。研究结果表明，PL可延缓草莓的腐败变质，在冷藏条件下可显著延长草莓贮藏期。
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