科研产出
大葱4-香豆酸辅酶A连接酶基因Af4CL的克隆及表达分析
《农业生物技术学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：4-香豆辅酶A连接酶(4-coumaric acid coenzyme A ligase,4CL)是类黄酮合成途径的一个关键酶,催化羟基香豆酸形成香豆酰辅酶A,香豆酰辅酶A是植物类黄酮生物合成的起始底物.本研究以大葱(Allium fistulosum)为材料,克隆了编码大葱4-香豆酸辅酶A连接酶的基因Af4CL(GenBank NO.OP921007),并进行了生物信息学分析,同时对Af4CL基因进行亚细胞定位和原核表达系统分析;结果显示,Af4CL编码区全长1644 bp,编码547个氨基酸;生物信息学分析表明,Af4CL具有2个保守结构域BoxⅠ和BoxⅡ;进化分析结果表明,大葱Af4CL与大蒜(Allium sativum)As4CL的亲缘关系最近.构建Pro35S:Af4CL-GFP载体,并利用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的烟草(Nicotiana tabacum)叶片瞬时表达系统对Af4CL的定位进行了分析表明,Af4CL定位于细胞膜;利用原核表达系统成功诱导出目的蛋白.本研究为大葱类黄酮代谢的深入研究及类黄酮体外合成提供了参考.
关键词： 大葱 4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL) 生物信息学 亚细胞定位 表达分析
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基于区块链和边缘计算的水稻原产地溯源方法研究
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：地理位置与环境因素的不同导致水稻品质存在差异，优质原产地的稻米质优味美，对消费者更有吸引力，因此研究水稻原产地溯源，建立水稻原产地可信溯源系统具有重要意义。传统物联网区块链溯源系统将溯源数据上传至中心化的服务器，再由服务器上传至区块链；这无法很好地利用边缘节点中的资源，还使其易受数据伪造或数据丢失等安全风险的影响。设计了一套基于区块链和边缘计算的水稻原产地溯源模型，依托嵌入式设备的边缘计算能力，对传感器数据实时数据融合并在嵌入式设备上部署区块链。此外，设计边缘计算场景下区块链网络的存储扩展方法和边缘计算工作流程。最后，经过测试分析，查询公开溯源数据的平均时间为45.84 ms,查询隐私溯源数据的平均时间为50.92 ms,边缘节点加密上链的平均时间为1.27 s,边缘多链存储容量消耗为传统单链的18%,能够满足水稻原产地溯源实际的应用需求。
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杏果实风味形成及调控机制研究进展
《果树学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：杏果实风味独特，是北方主要落叶果树中特色最为突出的树种之一。杏果实的风味是决定果实品质好坏的重要因素，其主要由果实中的糖、酸和挥发性芳香物质共同作用。目前，针对杏果实风味的研究主要集中在品种间果实糖酸物质和香气物质的组成类型和含量的差异性等方面。对影响杏果实品质形成的外界因素和调控其形成的关键基因的研究较为薄弱。就近年来与杏果实可溶性糖、有机酸和香气物质合成与代谢相关文献进行了综述，并对未来的研究进行了展望，以期为杏果实风味品质形成研究和杏新种质的创制提供参考。
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基于深度学习网络实现番茄病虫害检测与识别
《中国农业大学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为利用计算机或人工智能技术协助番茄病虫害防治，以存在病虫害侵害问题的番茄植株图像为研究对象，针对番茄病虫害目标小而密的特点提出基于Swin Transformer的YOLOX目标检测网络，用于精确定位图像中的病虫害目标，并采用基于经典卷积神经网络构建的旋转不变Fisher判别CNN分类网络，以此提高病虫害分类的准确率。结果表明：1)将测试结果与传统的目标检测模型和分类模型作对比，基于Swin Transformer的YOLOX网络在番茄病虫害测试集上的精确度比Faster R-CNN和SSD分别高了7.9%和9.5%,旋转不变Fisher判别CNN对病虫害类别的识别准确率与AlexNet、VGGNet相比分别提升了8.7%和5.2%;2)与基于Transformer的目标检测模型DETR和近年来新兴的图像分类模型Vision Transformer（ViT）在番茄病虫害测试集上的结果相比较，本研究的检测和分类方法也存在优势，病虫害检测精度和分类准确率分别提高了3.9%和4.3%。此外消融试验也证明了本研究方法改进的有效性。总之，本研究所构建的网络在番茄病虫害的目标检测和分类识别方面的性能优于其他网络，有助于提升番茄病虫害的防治效果，对计算机视觉在农业领域的应用具有重要意义。
关键词： 深度学习 病虫害识别 Swin Transformer Fisher判别 番茄
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9种药剂对槐尺蠖的防治效果及对天敌的影响
《农药 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]筛选对槐尺蠖高效并对天敌昆虫蠋蝽安全的药剂。[方法]药剂对槐尺蠖和躅蝽的室内生物活性和毒力测定分别采用浸叶法和点滴法，田间防效试验采用喷雾法。[结果]对槐尺蠖2龄幼虫室内生物活性最高的是甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和乙基多杀菌素，其LC50分别为0.017、0.28 mg/L；蠋蝽3龄若虫对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、高效氯氰菊酯、乙基多杀菌素和溴氰菊酯较敏感，LC50为1.27～4.32 mg/L。3%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐ME、60 g/L乙基多杀菌素SC、10%虫螨腈SC、200 g/L四唑虫酰胺SC、35%氯虫苯甲酰胺WG、25%灭幼脲SC、25 g/L溴氰菊酯EC及4.5%高效氯氰菊酯EC在药后7 d对槐尺蠖的防效达到96.18%～100%。对躅蝽杀伤率最小的是25%灭幼脲SC，其次为35%氯虫苯甲酰胺WG和200 g/L四唑虫酰胺SC，药后7 d对躅蝽的杀伤率为4.25%～38.91%。[结论]对槐尺蠖高效并对躅蝽安全的药剂为氯虫苯甲酰胺、四唑虫酰胺和灭幼脲，推荐轮换使用。
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中红外及近红外光谱在小杂粮品质检测中的应用进展
《光谱学与光谱分析 》 2023 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：中红外光谱以及近红外光谱在现代分析化学中有重要的地位,是人类认识物质结构、功能、成分以及含量的重要途径.小杂粮泛指生育期短、种植面积少、种植地区和种植方法特殊,有特种用途的多种粮豆,其特点是小、少、特、杂.小杂粮营养丰富,既是传统口粮,又是保健食品资源.随着人民生活水平的提高和膳食结构的改善,小杂粮作为药食同源的新型食品资源,在现代绿色保健食品中占有重要地位.对小杂粮进行品质检测可为小杂粮生物活性物质研究、品质分级、小杂粮育种、产地溯源与真伪鉴别等方面提供可靠的数据支撑.按照麦类小杂粮及豆类小杂粮分类,对国内近30年来小杂粮品质检测有关文献加以综述.研究表明,麦类小杂粮品质检测文献更多,约占文献数量的2/3左右,且以近红外光谱技术应用居多;豆类小杂粮品质检测文献相对较少,约占文献数量的1/3左右,且以中红外光谱技术应用居多.中红外光谱、近红外光谱在小杂粮品质检测分析方面有诸多重要应用.其中,中红外光谱更多应用于小杂粮中活性物质以及小杂粮加工过程的表征,而近红外光谱则更多应用于小杂粮中粗蛋白、粗脂肪、水分等主要品质指标的定量分析检测,可为小杂粮品质监测、科学育种提供高效的数据来源.近年来,随着化学计量学的发展和计算机技术的进步,近红外光谱不再局限于小杂粮品质指标定量分析,而且还被应用于小杂粮产地溯源等领域,亦取得了良好的效果.最后对中红外光谱、近红外光谱在小杂粮品质无损分析检测方面做出了展望.
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不同饵料密度和盐度下褶皱臂尾轮虫的生活史特征
《生态学杂志 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探索低盐驯化褶皱臂尾轮虫规模化培育的可行性，本实验以小球藻（Chlorella vulgaris）为饵料，在饵料密度1.0×10~4、1.0×10~5、1.0×10~6、1.0×10~7和1.0×10~8 cells·mL-1下，采用单个体培养法，研究了盐度23及盐度6的褶皱臂尾轮虫（Brachionus plicatilis）的生活史特征。结果表明：随着饵料密度的升高，两组盐度轮虫的生殖期、平均寿命、产卵量、生命期望、净生殖率、世代时间和种群内禀增长率均呈现出先升高再降低（P＜0.05）;盐度6的轮虫在饵料密度1.0×10~6、1.0×10~7和1.0×10~8 cells·mL-1下的生殖前期显著小于饵料密度1.0×10~4和1.0×10~5 cells·mL-1下的生殖前期（P＜0.05）;盐度23的轮虫在饵料密度1.0×10~6和1.0×10~7 cells·mL-1下的生殖前期显著小于饵料密度1.0×10~4、1.0×10~5和1.0×10~8 cells·mL-1的生殖前期（P＜0.05）。饵料密度1.0×10~4 cells·mL-1下盐度6的轮虫净生殖率和种群内禀增长率均显著低于盐度23的轮虫（P＜0.05）;饵料密度1.0×10~5 cells·mL-1下盐度6的轮虫的生命期望显著高于盐度23的轮虫（P＜0.05）;饵料密度1.0×10~6 cells·mL-1以上时，盐度6的轮虫的产卵量、净生殖率和种群内禀增长率均显著高于盐度23的轮虫（P＜0.05）。通过生活史特征比较，褶皱臂尾轮虫由于淡水起源性，能够从盐度23的环境逐步驯化到盐度6的环境，且在饵料密度大于1.0×10~6 cells·mL-1下盐度6的褶皱臂尾轮虫的生殖率要高于盐度23,其低盐规模培育是可行的。
关键词： 褶皱臂尾轮虫 小球藻 饵料密度 低盐驯化 生活史特征
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基于冠层光谱和覆盖度的马铃薯叶片钾含量估算方法
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：叶片钾含量(Leaf potassium content, LKC)是表征作物钾素营养状况的重要指标,高效准确地获取马铃薯LKC有助于精准农业施肥管理.本研究旨在通过结合马铃薯关键生育期RGB影像提取的植被指数(VIs)和植被覆盖度(FVC),提高马铃薯关键生育期LKC估算的准确性.首先从马铃薯块茎形成期(S1)、块茎增长期(S2)和淀粉积累期(S3)的RGB影像中提取VIs和FVC,然后分别分析每个生育期VIs和FVC与马铃薯LKC的相关性,最后利用支持向量机(Support vector machine, SVM)、Lasso回归(Least absolute shrinkage and selection operator, Lasso)和岭回归构建马铃薯LKC的估算模型.结果表明:基于RGB影像提取的马铃薯FVC精度较高,且前两个生育期高于第3个生育期;利用VIs估算马铃薯LKC是可行的,但精度有待进一步提高;VIs结合FVC可以提高马铃薯LKC的估算精度.本研究可为作物生长和钾素营养状况监测提供技术参考.
关键词： 马铃薯 叶片钾含量 冠层覆盖度 RGB影像 冠层光谱特征
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北京欧文氏菌黏附及侵袭毒力因子分析
《生物技术 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]对侧耳细菌性软腐病病原菌北京欧文氏菌（Erwinia beijingensis）侵入刺芹侧耳的方式及相关黏附因子、侵袭因子进行分析，为刺芹侧耳细菌性软腐病防治提供依据。[方法]观察病原菌侵染刺芹侧耳的超微结构，利用在线软件对毒力因子进行分析比对。[结果]透射电镜观察表明北京欧文氏菌侵染宿主具有黏附和侵入两种状态。通过同源比对发现该病原菌基因组上存在17个编码黏附素的基因和1个编码侵袭素的基因，对黏附素蛋白结构域分析表明大多数为菌毛蛋白，菌毛和病原菌运动密切相关，在病原菌侵入宿主过程中发挥重要作用。[结论]阐明了北京欧文氏菌通过黏附、侵入两种方式侵染刺芹侧耳，明确了黏附素、侵袭素在侵染宿主中的作用，揭示了其致病过程，为该病害防治提供了理论基础。
关键词： 北京欧文氏菌 刺芹侧耳 病原体感染 黏附 毒力因子
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基于Au-Pt NPs/IDEs的无酶谷氨酸电化学传感器
《传感器与微系统 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：基于响应灵敏、尺寸小的叉指电极（IDEs）,开发了一种新型的无酶型谷氨酸电化学传感器。通过在IDEs表面电沉积金—铂纳米粒子（Au-Pt NPs）提高传感器的检测性能，通过扫描电镜（SEM）表征了电极修饰过程的形貌变化，采用循环伏安（CV）法研究了该传感器对谷氨酸的催化性能，通过电流—时间（I-T）曲线研究了传感器的检测性能。结果显示，在最优条件下，该传感器对谷氨酸在500 nmol/L～3 mmol/L内呈良好的线性关系，检测限（LoD）为0.22μmol/L。该传感器还表现出了较高的选择性和良好的稳定性。并在味精样品的测试中获得了较好的回收率（97.70%～101.71%）,表明该传感器具有较高的实际应用前景。
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