科研产出
基于土壤高光谱特征波段优选的盐分预测模型构建
《中国农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]土壤盐渍化导致土壤结构恶化、作物减产及生态系统退化,是威胁干旱区农业可持续发展的关键环境问题.本研究旨在利用光谱变换、波段筛选以及多种机器学习方法,构建土壤盐分预测模型,快速、准确地预测土壤盐分,为盐渍化农田的科学管理提供技术支撑.[方法]以达拉特旗农田土壤为研究对象,系统采集土壤样品并测定其电导率(EC)与光谱反射率数据.首先,采用Savitzky-Golay(S-G)滤波对原始光谱(R)进行平滑去噪,在此基础上系统开展包括倒数、对数、一阶微分、二阶微分等在内的12种光谱变换处理,以挖掘隐含光谱特征.进而,分别采用相关性分析(CA)和最小角回归(LAR)方法进行特征降维,并结合竞争性自适应重加权采样(CARS)算法进一步筛选敏感特征波段.最后,基于优选特征分别构建偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机(SVM)、反向传播神经网络(BPNN)和随机森林(RF)模型,通过决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)综合评价模型性能,对比特征集在不同算法中的建模效果.[结果]原始光谱经过光谱变换后,相关系数均有不同程度的提升,表明光谱变换能显著增强土壤盐分与光谱特征的相关性;在使用竞争性自适应重加权采样进行特征波段优选时,最小角回归比相关性分析具有更好的特征降维效果;倒数对数一阶微分(ATFD)结合偏最小二乘回归模型表现最优,其验证集精度为R2=0.81、RMSE=2.04 dS·m-1;不同建模方法对比显示,偏最小二乘回归模型的预测性能优于其他3种模型(反向传播神经网络/随机森林/支持向量机),表明偏最小二乘回归模型更适合该区域土壤盐分的预测.[结论]基于ATFD-LAR-CARS-PLSR的土壤盐分高光谱预测模型精度高、预测能力最优,证实了高光谱技术结合多维度特征优化可有效实现干旱区土壤盐分预测.
关键词： 土壤盐分 光谱变换 特征波段选择 相关性分析 最小角回归 竞争性自适应重加权采样
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无人机遥感技术在西南高原生态脆弱区治理中的应用
《大众标准化 》 2025
摘要：生态脆弱区是我国重要的安全屏障。为应对西南高原生态脆弱区的环境保护和可持续发展的困境，文章提出了无人机遥感技术处理困境的对策，包括植被监测和管理、土壤侵蚀监测和防治及水资源管理和保护等措施。研究结果表明，无人机遥感技术在西南高原生态脆弱区的治理中具有重要作用和广泛的应用前景，为该地区的生态环境保护和可持续发展提供了重要的技术支撑，以期为相关研究提供参考。
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鸡补体受体Ⅱ蛋白兔多克隆抗体制备及鉴定
《中国畜牧兽医 》 2025 北大核心
摘要：【目的】补体受体Ⅱ(complement receptor 2,CR2)与其生理学配体C3d相互作用能桥连先天性免疫反应和适应性免疫反应，放大下游信号的转导现象，显著降低抗原刺激B细胞活化的阈值，可将B细胞对抗原的敏感性提高1 000～10 000倍，对于激活B细胞及启动免疫反应至关重要。本研究旨在制备兔源鸡CR2(chCR2)多克隆抗体，为检测chCR2蛋白的表达情况提供工具，也为深入探究chCR2蛋白的功能和作用奠定基础。【方法】将pTT5-His-chCR2-ΔTM重组质粒转染至HEK293F细胞中，在真核表达系统HEK293F细胞中表达重组chCR2蛋白(His-chCR2-ΔTM),经Western blotting对蛋白表达进行分析，利用镍柱亲和层析纯化系统纯化chCR2蛋白并进行SDS-PAGE鉴定。用纯化出的chCR2蛋白免疫新西兰大白兔制备抗chCR2血清多克隆抗体；利用ELISA方法检测chCR2兔血清的效价；利用Western blotting和间接免疫荧光试验(indirect immunofluorescence assay, IFA)检测chCR2血清多克隆抗体的特异性和灵敏度。【结果】重组His-chCR2-ΔTM蛋白可在HEK293F细胞系表达，利用镍柱亲和层析法纯化得到的重组His-chCR2-ΔTM蛋白浓度为4.439 mg/mL,分子质量为45 ku。ELISA检测结果显示，chCR2血清多克隆抗体效价最高为1∶32 768 000;Western blotting和IFA结果表明，chCR2蛋白可被chCR2血清多抗体特异性识别；Western blotting检测时，chCR2血清多克隆抗体的稀释度为1∶5 000时特异性最好；IFA检测时，chCR2血清多克隆抗体最大稀释度为1∶1 600。【结论】本研究成功制备了chCR2蛋白兔多克隆抗体，该抗体效价较高且特异性较好，为后续检测chCR2蛋白及研究chCR2蛋白的功能提供了试验基础。
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发育期模型在新疆植棉区的适应性评价及未来气候变化影响评估
《中国棉花 》 2025
摘要：准确预测发育期(生长发育阶段)对于作物生长发育模拟、农业气象条件分析和管理措施优化具有重要意义.利用 2010―2020 年新疆维吾尔自治区 23 个农业气象观测站的棉花发育期和逐日气象数据,对 3 种主要棉花生长发育模型(SUCROS-Cotton、APSIM-Cotton、GOSSYM)的发育期模块关键算法进行调参和验证,筛选出发育期预测精度最高的模型,结合温室气体 3 种典型浓度路径(representative concentration pathway,RCP)情景RCP2.6、RCP6.0 和RCP8.5 下的逐日气象数据,评估未来气候变化对新疆棉花发育期的潜在影响.结果表明:在新疆,基于积温恒定假设的发育期模型预测精度[2 种模型的均方根误差(root mean square error,RMSE)平均为 5.0 d]明显高于基于生理发育时间恒定的模型(RMSE为 7.33 d),其中GOSSYM模型整体表现最优(RMSE为 4.92 d);在北疆 6 个站点中,GOSSYM模型的误差最低(RMSE为 4.63 d),而在南疆17 个站点中,APSIM-Cotton模型表现最佳(RMSE为 4.93 d);未来气候情景下,棉花出苗期、现蕾期、开花期和吐絮期均呈现极显著提前趋势(P<0.01).从空间分布来看,RCP6.0 和RCP8.5 情景下,各生育时期提前趋势较为明显的站点主要集中在新疆西南部和北部,东部地区提前幅度相对较小;在RCP2.6 情景下南部站点的提前趋势普遍较北部更为明显.GOSSYM模型在新疆植棉区总体表现出较好的适用性.鉴于气候变化可能导致棉花各生育阶段显著提前,建议部分宜棉区在试验示范的基础上,优化品种布局,适度引种中晚熟品种,提升光热资源利用效率.
关键词： 作物模型 气候变化 新疆植棉区 SUCROS-Cotton APSIM-Cotton GOSSYM 物候期 积温 生理发育时间
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氨基葡萄糖对断奶仔猪血清抗氧化、炎症指标以及肠道微生物的影响
《畜牧兽医学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：旨在研究氨基葡萄糖（glucosamine, GlcN）对断奶仔猪血清抗氧化、炎症指标以及肠道微生物的影响。试验选取250头体重相近21日龄的健康“杜×长×大”断奶仔猪，随机分为5个处理组，每组5个重复，每个重复10头猪，试验期14 d。分别饲喂基础日粮（NC组）、基础日粮+金霉素75 mg·kg-1（PC组）、基础日粮+GlcN 1 g·kg-1（G1组）、基础日粮+GlcN 2 g·kg-1（G2组）和基础日粮+GlcN 3 g·kg-1（G3组）,在试验14 d每组随机选择两个重复采集仔猪的血清和粪便样品，检测血清氧化应激和炎症相关指标，解析粪便微生物群构成，并对血清指标和微生物组成做相关性分析。结果表明：1)GlcN添加能够改变血清丙二醛（MDA）含量、总抗氧化能力（T-AOC）以及过氧化氢酶（CAT）和总超氧化物歧化酶（T-SOD）活性，改变炎症指标白细胞介素-10（IL-10）、白细胞介素1β（IL-1β）水平；2)GlcN添加能够影响肠道微生物组成，在门水平上，各组中占比前三的菌门为厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidota）和螺旋体门（Spirochaetota）;在属水平上，与NC组相比，G2组瘤胃球菌科UCG-002属细菌丰度显著降低，并且与T-SOD呈显著负相关（P<0.05）;G3组norank＿f＿Eubacterium＿coprostanoligenes＿group丰度显著降低（P<0.05）;G1组norank＿f＿Ruminococcaceae丰度显著增加（P<0.05）;G2组毛螺菌科Dorea属细菌与T-SOD呈显著正相关、G3组Dorea与IL-6呈显著负相关（P<0.05）;在G2组中Christensenellaceae＿R-7＿group与肿瘤坏死因子-α（TNF-α）呈显著负相关，在G3组中与T-SOD呈显著正相关（P<0.05）;GlcN添加后仔猪肠道中与抗氧化指标和抗炎指标相关性均较大的微生物属有UCG-002、Dorea和Christensenellaceae＿R-7＿group。综上所述，GlcN能够增强断奶仔猪的抗氧化能力、抗炎功能以及调节肠道微生物菌群的组成共同缓解断奶应激。
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适用于玉米种子分子检测的DNA快速提取新方法
《分子植物育种 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：DNA提取是应用DNA指纹鉴定技术进行分子检测的关键步骤，常见的DNA提取方法在DNA质量、提取速度、试剂危害程度、提取成本等方面皆有不足之处，因此，发展高效、经济、便捷的提取方法十分必要。本研究以玉米种子为材料，使用含蛋白酶K的SDS提取液，利用PCR仪进行提取程序，建立了一种DNA快速提取新方法。方法为使用的提取液含100μg/mL蛋白酶K,SDS含量推荐0.3%～0.7%，提取程序为55℃25 min、95℃10 min、4℃保存。由该方法提取的DNA琼脂糖凝胶电泳谱带清晰明亮，DNA链完整度较好，DNA质量较高；使用玉米纯度及真实性SSR引物进行PCR扩增，荧光毛细管电泳检测表明，引物扩增结果良好，荧光信号强，扩增峰型和片段大小与预期相符，背景干净无杂峰，DNA提取量及质量满足纯度及真实性检测的要求。该方法操作简单，96个样品的提取时间约为30 min，所提取的DNA可以很好地应用到后期的PCR反应中。该方法具备实际检测应用价值，尤其适用玉米种子的分子检测。
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脉冲强光处理对青椒采后贮藏品质的影响
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对青椒在采后贮藏保鲜中易出现转红、皱缩、营养成分氧化分解等品质劣变问题，采用光强为3 J/cm2的脉冲强光（pulsed light,PL）对‘京甜3号’青椒进行处理，并在25℃条件下进行贮藏。通过测定分析青椒在贮藏期间的感官特性、质量损失率、硬度、VC、可溶性固形物含量（soluble solid content,SSC）、叶绿素、类胡萝卜素、总酚和类黄酮含量，以及多酚氧化酶（polyphenol oxidase,PPO）和抗氧化物酶的活性，包括过氧化物酶（peroxidase,POD）、过氧化氢酶（catalase,CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase,APX），探讨PL对贮藏期间青椒品质的影响。与未处理CK组相比，PL处理显著改善青椒外观品质，在贮藏第10天质量损失率降低约12.5%（2.8%vs. 3.2%），硬度维持在28 N（CK组为25 N）,VC含量高出0.2 mg/g,SSC高出约7.9%，并减缓叶绿素降解和类胡萝卜素积累，延缓果实转红。PL处理组的PPO、POD、CAT和APX活性在贮藏中期显著高于CK组（P<0.05）。结果表明，3 J/cm2 PL处理可有效延缓贮藏期间青椒的转红与品质劣变。
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四倍体'紫光'狼尾草的诱导及鉴定分析
《草地学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为获得‘紫光’狼尾草（Pennisetum alopecuroides‘Ziguang’）四倍体植株并筛选最适诱导条件，本研究以‘紫光’狼尾草幼穗为试验材料，以其诱导出的胚性愈伤组织为外植体，采用秋水仙素浸渍法对胚性愈伤组织进行加倍处理，组织培养后获得再生植株。分别通过流式细胞术鉴定、根尖染色体计数法鉴定、气孔特征分析鉴定出诱导成功的四倍体植株，并对二倍体和四倍体植株的表型特征进行比对。结果表明：在秋水仙素浓度为0.10%，处理时间为48 h的条件下诱导率最高，可达55.56%；流式细胞术显示，四倍体植株的DNA相对含量为二倍体植株的2倍；根尖染色体计数法鉴定到四倍体植株（2n=4x=36）的根尖染色体数目是二倍体植株（2n=2x=18）染色体数目的 2倍；通过气孔鉴定和植株表型特征比较，四倍体植株相较二倍体植株表现为叶宽增大、株高降低、气孔增大、气孔密度降低等特点。
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土壤调理剂配施有机肥对设施土壤氮、磷淋溶特征的影响
《中国土壤与肥料 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为探究土壤调理剂配施有机肥对设施土壤氮、磷淋溶损失的影响。以定位试验为基础，采用渗漏装置收集地下90 cm深淋溶水，通过测定2023年春茬番茄与秋茬芹菜土壤淋溶水总氮（TN）、铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）、总磷（TP）、水溶性磷（DP）的浓度和淋失总量，研究不同施肥处理[不施肥（CK）、有机肥（OM）、有机肥配施低量调理剂（T1）、有机肥配施高量调理剂（T2）]中土壤氮、磷的淋溶损失规律。结果表明，（1）春茬番茄淋溶液NH4+-N和NO3--N浓度前期维持在较高水平，开花坐果期后出现峰值，之后降低，67d后一直在较低水平波动，DP浓度变化相对平缓，呈先增加后减少的变化趋势，50～67 d间达到峰值；秋茬芹菜变化趋势与番茄一致，只出现峰值时间不一。（2）4种施肥方式氮、磷淋失总量大小表现为CK
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基于深度学习的动植物新品种精准推荐方法
2025
摘要：针对我国动植物新品种资源信息服务存在的信息不对称、更新不及时、新品种资源难以落地等问题。提出一种结合深度神经网络和注意力机制的两步推荐算法。该算法首先基于动植物品种资源全文数据，构建动植物品种词汇库，搭建Siamese BERT（Bidirectional Encoder Representations from Transformers）网络，通过BERT获取文本上下文关联语义特征，运用双向最大匹配算法获取品种词典特征向量，融合语义及词典特征，通过相似度计算训练回归模型，实现动植物新品种与历史品种相似判断。接下来融合用户静态属性特征、用户行为特征、动植物品种资源特征等品种推荐影响因子，综合分析农业领域用户的行业差异、习惯差异，提出面向动植物品种推荐的用户特征及品种特征表征方式，基于CNN（Convolutional Neural Network）构建用户兴趣网络模型，并引入注意力机制来实现用户与品种的精准匹配推荐。在互联网实时监控新品种资源，实现全自动化的动植物新品种自动推荐。性能测试与效果验证结果表明，该算法在准确率和F1值评价指标上分别达到84.1%和0.832，相比基于协同过滤、矩阵分解等传统推荐算法，能更精准实现动植物新品种的推荐。
关键词： 动植物品种资源 推荐 深度神经网络 两步推荐 兴趣模型
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