植物品种SSR指纹分析专用软件SSR Analyser的研发

王凤格; 李欣; 杨扬; 易红梅; 江彬; 张宪晨; 霍永学; 朱丽; 葛建镕; 王蕊; 任洁; 王璐; 田红丽; 赵久然; 《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD

摘要：【目的】开发适用于植物品种SSR指纹分析的软件工具,实现植物品种SSR指纹分析的自动化和标准化,解决SSR标记在实际应用中存在的数据采集效率较低、数据共享难度较大等问题。【方法】在商业化软件Gene Marker?的基础上,针对植物品种SSR指纹分析的特殊性,在SSR指纹处理、panel设计、数据库对接等方面进行算法开发或优化,形成植物品种定制化软件SSR Analyser,并在玉米等多种作物上测试其分析效果。【结果】在SSR指纹处理功能上,软件通过先用系统计算的矩阵进行弱消除,再用Pull-up峰匹配算法进行单峰消除的方案实现了对Pull-up峰准确自动消除;通过优化N+1峰、连续多峰等特殊峰型读取的算法,解决了特异峰不识别、读不准、误读等问题,对2 bp重复类型SSR标记为主的植物品种指纹采集更加精准;通过完善邻峰过滤、高低峰过滤和二倍体过滤算法,解决了植物品种混合样品的有效峰采集问题。在Panel设计功能上,软件兼顾了Panel设计的灵活性、方便性和统一性,在保证数据采集标准化的前提下,更加适应复杂的试验情况:提高了标记参数设置的灵活性,根据不同参数作用范围,标记参数设置既有针对特定物种、Panel一次性固定设置的参数,也有针对每个引物位点、每块电泳板单独设定或微调的参数;实现了从已有标记中快速重新组合形成新Panel的功能;保证了Panel的统一调用和同步更新。通过将软件与指纹库管理系统的无缝对接,实现了样品准备到指纹采集全流程的自动化、标准化,形成的指纹库具有直观可追溯的优势。将SSR Analyser在玉米大规模建库中试用,表明该软件的指纹分析更加简单高效,比原软件分析效率提高了10倍以上;将SSR Analyser扩大到水稻、大豆、黄瓜、西瓜、大白菜等多种二倍体作物和小麦、棉花等多倍体作物中试用,表明在二倍体作物上使用效果较好;在多倍体作物上,对其中的二倍体化的标记使用效果较好,但对非二倍体化的标记仍需进一步完善过滤算法。【结论】开发的SSR Analyser软件具有数据分析程序简单高效、对特殊峰型的SSR标记指纹采集精准、适合基于混合样品的植物品种SSR指纹采集、与指纹库管理系统无缝对接的优点,大大改善了SSR标记在植物品种鉴定中的应用效果。

关键词： 植物品种 SSR DNA指纹 荧光毛细管电泳 软件开发

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重金属锌对大型溞SOD、CAT酶活性和GSH含量的影响

张楠; 张清靖; 贾成霞; 曲疆奇; 吕光俊; 《西南大学学报(自然科学版) 》 2017 北大核心 CSCD

摘要：研究了重金属锌对大型溞Daphnia magna的急性毒性,并以大型溞24 h半致死浓度(24 h-LC50)作为参考,设定不同水平(0.2 mg/L,0.31 mg/L,0.5 mg/L,0.79 mg/L,1.26 mg/L,2 mg/L,3.2 mg/L)Zn~(~(2+))对大型溞超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和谷胱甘肽(GSH)含量的影响.结果表明:Zn~(2+)对大型溞的24 h-LC50为0.75mg/L,LC95为15.63 mg/L,95%置信限为0.55~1.04 mg/L;SOD和CAT活性都随Zn~(2+)质量浓度增大先升后降,且均在同一Zn~(2+)质量浓度(0.79 mg/L)时酶活性最高,其值分别为(1 232.4±43.01)U/mg和(106.5±2.65)U/mg;而GSH含量则随Zn~(2+)质量浓度增大表现为先降后升,且Zn~(2+)为0.31 mg/L时GSH含量最低,其值为(35.6±9.31)U/mg.结论:在Zn~(2+)的诱导下,大型溞体内SOD和CAT活性及以GSH为底物的酶很好地表达了抛物线型剂量-效应关系,可作为锌对大型溞毒性影响的生物标志物.

关键词： 重金属锌 大型溞 毒性试验 过氧化氢酶 超氧化物歧化酶 谷胱甘肽

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基于光谱特征与PLSR结合的叶面积指数拟合方法的无人机画幅高光谱遥感应用

高林; 杨贵军; 李长春; 冯海宽; 徐波; 王磊; 董锦绘; 付奎; 《作物学报 》 2017 北大核心 CSCD

摘要：以冬小麦LAI为研究对象,利用孕穗期、开花期和灌浆期获取的无人机UHD185高光谱影像以及同步测定的地面数据(冬小麦冠层ASD反射率和冬小麦LAI),论证光谱特征(红边参数或植被指数)与偏最小二乘回归算法结合的改进型LAI拟合方法在无人机画幅高光谱遥感LAI探测方面的应用价值。首先,从光谱反射率相关性和植被指数相关性两方面比较UHD185与ASD,验证UHD185数据精度;结果表明,第3~第96波段(458~830 nm)的无人机UHD185高光谱数据具有较好的光谱质量,适宜探测冬小麦LAI。其次,分析光谱特征(6种植被指数和4种红边参数)与LAI的相关性,并通过独立验证和交叉验证方法,依次对基于红边参数或植被指数的传统LAI拟合方法和改进型LAI拟合方法的冬小麦LAI预测精度进行评价,相比于传统LAI拟合方法,改进型LAI拟合方法能大幅度提高冬小麦LAI的预测精度,特别是PLSR+REP。研究结果证实,改进型LAI拟合方法能更加充分地利用无人机UHD185高光谱数据预测冬小麦LAI,可望为无人机高光谱遥感的作物理化参数探测提供几点可借鉴的思路。

关键词： 无人机 高光谱遥感 叶面积指数 偏最小二乘回归 红边参数 植被指数

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紫山药多糖对D-半乳糖衰老模型大鼠肝、脑的影响

张丽梅; 程永强; 宋曙辉; 《食品科学 》 2017 EI 北大核心 CSCD

摘要：目的:探讨紫山药多糖对D-半乳糖所致衰老模型大鼠的抗衰老作用及其作用机理。方法:以D-半乳糖建立大鼠衰老模型,灌胃紫山药多糖(20、100、500 mg/(kg·d))45 d后,检测大鼠肝、脑组织中总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活力,检测谷胱甘肽(glutathione,GSH)及过氧化终产物丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,应用免疫印迹实验评价肝、脑中p53、p21蛋白的表达。结果:100 mg/(kg·d)紫山药多糖可显著提高D-半乳糖衰老模型大鼠肝、脑中T-AOC、GSH-Px活力、GSH含量,降低过氧化产物MDA含量,抑制衰老基因p53、p21的蛋白表达。结论:紫山药多糖具有显著的抗大鼠肝、脑衰老损伤的作用,作用机理可能与p53/p21信号通路有关。

关键词： 紫山药多糖 衰老 p53蛋白 p21蛋白

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一种比率型Cu~(2+)电化学传感器及其分析应用

赵灵芝; 赵柳; 苗延青; 刘春叶; 《分析科学学报 》 2017 北大核心 CSCD

摘要：本研究以硫堇聚合物作为内参比探针分子,通过电化学聚合法将硫堇聚合于单壁碳纳米管修饰玻碳电极(SWNTs/GCE)上,并以该修饰电极为工作电极,建立了一种比率型检测Cu~(2+)的电化学传感方法。结果表明,在1~25μmol/L浓度范围内,Cu~(2+)的阳极溶出峰电流ICu~(2+)与聚硫堇氧化峰电流ITh的比值与Cu~(2+)浓度呈较好的线性关系,检测限为96nmol/L,方法用于加标自来水样中Cu~(2+)的检测,回收率较好。

关键词： Cu2+ 聚硫堇 单壁碳纳米管 比率型电化学传感器

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土壤剖面水分传感器探头仿真与试验

闫华; 邢振; 薛绪掌; 王利春; 《农业机械学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD

摘要：为准确掌握土壤墒情信息,针对农田环境下不同作物根区土壤含水率变化难以实时观测的问题,对土壤剖面水分传感器探头进行了仿真,并通过试验验证,给出了传感器探头设计尺寸的优选方案。在建立传感器探头微量化平面电容二维模型的基础上,分析了传感器探头结构变化对探头微量化平面电容周围电场强度和电容变化的影响,确定了探头结构尺寸的最优组合。当探头铜环电极外径40 mm、内径38.4 mm、轴向长度20 mm、轴向间距15 mm时,探头的灵敏性和探测范围最优。试验结果表明,本文研究的土壤剖面水分传感器测量精度为±1.42%,具有很高的稳定性和一致性。所设计的传感器探头可以根据实际测量深度需要任意组合,满足不同作物根区深度的土壤含水率测量需求。

关键词： 土壤 水分传感器 探头 剖面 仿真 试验

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基于偏离份额模型的北京市四大功能区产业增长分析

刘玉; 张川; 唐秀美; 蒲石; 唐林楠; 《经济地理 》 2017 北大核心 CSCD CSSCI

摘要：在梳理国内产业增长相关研究的基础上,利用偏离份额模型,探讨主体功能区战略实施以来北京市各功能区的产业增长贡献、结构发展及竞争力演化情况。结果表明:(1)四大功能区共同促进全市经济增长,并以城市功能拓展区的贡献最大。首都功能核心区、城市功能拓展区的产业结构优于城市发展新区和生态涵养发展区,城市功能拓展区和生态涵养发展区的对外竞争力提升明显。(2)金融业,信息传输、计算机服务和软件业,工业分别对首都功能核心区、城市功能拓展区、城市发展新区的经济增长贡献最大,其发展基本符合功能定位;而生态涵养发展区以工业和建筑业为主,与功能区定位尚有偏差。(3)建议未来首都功能核心区重点优化金融业、租赁与商务服务业等优势产业;城市功能拓展区继续强化信息传输、计算机服务和软件业等重点产业;城市发展新区加快新城建设和基础设施建设;生态涵养发展区积极发展特色种养业、旅游、康体、休闲等朝阳产业。

关键词： 主体功能区 偏离份额模型 产业增长 优化 北京市

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番茄晚疫病的冬季防治

李明远; 《中国蔬菜 》 2017 北大核心

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实测数据驱动的小型植物三维重建研究

陆声链; 李帼; 吴升; 《郑州大学学报(理学版) 》 2017 北大核心

摘要：以小型植物为对象,根据植物的形态结构特点,采用三维数字化技术获取植物主干和枝条的空间信息,重建植物枝干骨架拓扑结构模型;然后以植物器官的三维网格模型为模板,结合不同器官在植物上的生长规律,实现植物形态结构的精细三维重建.实验结果表明,该方法能较好地实现不同类型小型植物不同生长时期植株形态结构的多分辨率三维重建,用户可以根据需要调整三维模型的精细程度,从而为开展植物株型分析研究、植物品种展示及植物三维资源库开发等应用提供了简单、灵活的技术.

关键词： 植物形态建模 三维数字化 三维重建 数字植物

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基于点云的果树冠层叶片重建方法

吴升; 赵春江; 郭新宇; 温维亮; 肖伯祥; 王传宇; 《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD

摘要：精确的果树三维冠层结构是农业科研人员进行功能结构模型研究的重要载体,该文提出一种快速、精确、自动的果树冠层叶片重建方法。首先根据带叶果树点云的局部和全局特征,建立椭球分层的点云密度收缩方法实现器官点云分离,然后利用邻近传播主成分分析算法实现叶片特征参数的求解,利用Laplacian收缩算法实现冠层骨架点的连通,从而实现冠层叶片的快速自动重建。最后利用C++及Point Cloud Library(PCL)点云库,开发果树叶片点云冠层自动重建系统,对苹果树、柑橘树等不同类型果树进行算法验证,结果表明该方法能够正确识别出的叶片数占冠层总叶片数的90%以上,叶面积指数的正确率大于95%,叶片倾角偏离5?以内的叶片数占总叶片数的90%以上。该方法得到了较好的可视化效果和叶冠三维重建精度,可为后期树体冠层内光合作用的研究、整形修剪、农业仿真试验等提供参考。

关键词： 激光仪 聚类算法 主成分分析法 点云 密度收缩 叶片 重建 果树

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