科研产出
杏仁中苦味物质的检测方法及苦味物质在杏仁发育过程中的分布研究
《中国果树 》 2023 北大核心
摘要：建立了一种同时测定苦杏仁的种皮、子叶（种仁）、早期的珠心和胚乳等组织中苦杏仁苷与野黑樱苷含量的高效液相色谱方法。采用甲醇作提取溶剂，超声提取青岛大红杏仁中苦杏仁苷和野黑樱苷，以1∶400（质量∶体积）的料液比、超声提取30 min为适宜的提取条件。采用Agilent poroshell 120 EC-C18色谱柱（2.7μm,4.6 mm×50 mm），流动相为20%甲醇和80%水，流速0.3 mL/min，检测波长210 nm，在柱温30℃的条件下，苦杏仁苷和野黑樱苷色谱峰分离良好；苦杏仁苷浓度为0.5～100μg/mL线性关系良好，R2=0.999 9，野黑樱苷浓度为0.5～100μg/mL线性关系良好，R~2=0.999 7；苦杏仁苷平均加标回收率为98.87%～101.18%，野黑樱苷为97.90%～110.69%。用此方法对青密沙杏仁不同发育阶段不同组织中的苦杏仁苷和野黑樱苷含量进行了检测，结果发现，发育成熟的杏仁子叶组织中苦杏仁苷含量较高，为39.60 mg/g（R4-c），而发育早期的杏仁中没有检测到苦杏仁苷；与苦杏仁苷不同，除了R4-c，野黑樱苷在杏仁发育的4个时期的其他所有组织中均能检测到，并且早期的杏仁中含量较高，不同组织中的含量变化幅度较大，从0.40 mg/g（R3-c）至27.22 mg/g（R3-t）。首次揭示苦杏仁发育进程中苦杏仁苷与野黑樱苷含量的时空变化规律，为深入研究杏仁中苦味物质的合成积累机理提供了基础数据。
关键词： 杏仁 发育阶段 特异组织 苦杏仁苷 野黑樱苷 高效液相色谱
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作物表型组大数据技术及装备发展研究
《中国工程科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：集成自动化平台装备和信息化技术手段,获取多尺度、多生境、多源异构的作物表型组大数据,将极大地促进作物功能基因组学、数字育种、智慧栽培的研究进程.本文分析了作物表型组大数据技术及装备的应用需求、产业发展形势,从物理、传输、数据、知识、应用5个层面详细梳理了相应研发现状;从作物表型组大数据高通量获取、作物表型组大数据智能解析技术两方面着手,剖析了我国相关技术、装备、产业应用方面的问题和态势.研究建议,从底层芯片层面突破作物表型传感器关键技术,在可控开源的基础上形成自主化的表型解析技术体系,加强作物表型组大数据技术及装备标准体系建设,提出基因-表型-环境多维大数据驱动的数字育种和智慧栽培创新模式,建设作物表型组大数据技术及装备人才队伍和协作网络.
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聚焦番茄产业症结，调整生产结构布局
《山西农业大学学报(自然科学版) 》 2023 北大核心
摘要：番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）属于茄科番茄属，原产南美洲，中国南北方广泛栽培。番茄喜光、喜温并且对栽培的条件不严格、环境适应能力强、生长周期长、结果期长、产量高、风味好，市场需求量大，是我国各地设施栽培主要作物之一。另外，其果实营养物质丰富，含有较为可观的苹果酸、柠檬酸等有机酸，还有类胡萝卜素、维生素B1、番茄红素等营养物质，是世界范围内种植分布最广、食用最多的蔬菜之一。据统计，2022年我国番茄种植面积约为111.3万公顷，设施番茄占比近60%，种植面积和产量均位居世界第一，占全球产量的1/3以上，其中番茄出口数量为16.25万吨，已成为国际番茄贸易的主要力量。
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利用VGC-AGB模型和高光谱遥感的马铃薯地上生物量估算
《光谱学与光谱分析 》 2023 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：马铃薯是继水稻、小麦、玉米之后的一种重要的粮食作物,其优化种植和生产对于保障粮食安全具有重要的意义.作物的地面生物量(AGB)被广泛认为与作物的生长状态密切相关,常常被直接用来参与作物产量预测和健康状态参数评估.现有的研究表明,遥感植被指数在中高作物覆盖度时会丧失对作物参数的敏感性,即"饱和现象",这制约了作物生长中后期 AGB的准确监测.采用了一个新型垂直生长作物 AGB估算模型(VGC-AGB)结合高光谱遥感开展马铃薯多生长阶段的 AGB估算研究.针对多生长时期遥感光谱指数开展作物生物量监测中存在的"饱和问题",VGC-AGB定义了叶片干物质含量(Cm)和垂直器官干物质含量(Csm)2 个参数,分别描述马铃薯叶片和茎的平均干物质含量,并通过叶面积指数(LAI)×Cm 计算叶片的地上生物量(AGB1),通过种植密度(Cd)、马铃薯株高(Ch)和Csm的乘积,即Cd×Ch×Csm计算垂直器官的地上生物量(AGBv).基于国家精准农业研究示范基地 2019 年马铃薯田间实验,分别获取了马铃薯 4 个关键生长时期的地面 ASD高光谱数据、实测株高、AGB和LAI数据等,并利用高光谱反射率数据构建了高光谱特征参数,分别对比了(1)高光谱特征参数+株高,(2)地面测量参数+VGC-AGB模型和(3)高光谱特征参数+VGC-AGB模型的 3 种马铃薯 AGB估算模型的性能.结果表明,与传统的高光谱遥感植被指数+株高的AGB估算方法相比,新型 VGC-AGB模型结合高光谱遥感数据可以提供更高性能的马铃薯 AGB1、AGBv和总 AGB估算结果,该方法可为马铃薯 AGB的快速无损监测提供技术支撑.
关键词： VGC-AGB模型 高光谱遥感 马铃薯 地面生物量
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国内外农业废弃物资源化利用技术对比研究
《世界农业 》 2023 北大核心
摘要：强化农业废弃物资源化利用对于农业绿色转型、低碳化发展具有重要意义。厘清中国与国际的农业废弃物资源化利用技术研发特点与差异，为该领域技术创新与产业化发展提供借鉴。基于专利数据，从申请趋势、技术来源、技术分布、专利质量等维度对比国内外农业废弃物资源化利用技术研发态势。中国农业废弃物资源化利用技术数量优势明显，已成为该领域的主要研发国，技术研发活跃度远超国外。但是技术质量偏低，在全球化布局和技术输出上与美国、德国、日本有较大差距，专利质量不及美国。中国技术热点与国外不同，中国技术研发集中在秸秆，以肥料化、饲料化利用等农用技术为主；国外集中在畜禽粪污，注重肥料化利用、能源化利用和无害化处理均衡发展，秸秆原料化和能源化利用等高值化利用技术是其研发重点。本文进一步从国内外现实需求、重要创新主体及技术创新水平等角度探析了国内外技术发展差异形成的原因，建议应发展种养结合保障农用和回归农业生产体系，加强产业链前端技术研发和高值化利用技术布局；培育企业创新能力和技术转化能力，优化促进技术创新和产业发展的政策环境；鼓励面向产业发展需求的原始创新，注重培育高价值专利和提升技术创新水平。
关键词： 农业废弃物 资源化利用 文献计量法 专利 文本聚类
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黑腐病菌效应因子XopR的甘蓝靶标基因BobHLH34的克隆及功能分析
《园艺学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：野油菜黄单胞菌（Xanthomonas campestris pv. campestris,Xcc）是十字花科作物黑腐病的致病菌。利用酵母双杂交系统，筛选到了野油菜黄单胞菌的效应因子XopR在甘蓝上的靶标蛋白BobHLH34，该蛋白基因的开放阅读框为996bp，编码331个氨基酸，含有1个保守性较高的碱性/螺旋—环—螺旋结构域（basic/helix1-loop-helix2）。系统进化树分析表明，甘蓝BobHLH34与花椰菜（BrcbHLH34）相似性最高，亚细胞定位结果显示其定位在细胞核内。将野油菜黄单胞菌接种甘蓝叶片，实时荧光定量结果显示BobHLH34的表达量呈现先上升后下降的趋势，接种后16h表达量达到峰值，为对照的7.7倍；利用甘蓝卷叶病毒载体BobHLH34-PCVA/PCVB真空侵染甘蓝实生苗能够有效降低BobHLH34的表达，导致基因沉默的甘蓝植株对野油菜黄单胞菌株的抗病性比对照显著降低。综上所述，BobHLH34能够正向调控甘蓝对黑腐病的免疫反应。
关键词： 甘蓝 野油菜黄单胞菌 BobHLH34转录因子 VIGS XopR
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植物精油及其纳米制剂防控农产品中真菌毒素的研究进展
《食品工业科技 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：真菌毒素是真菌生长过程中产生的有毒代谢产物,是危害农产品质量安全的重要因子.植物精油是真菌生长和真菌毒素累积的天然抑制剂,但易挥发、稳定性和水溶性差等弊端限制了其应用,近年来植物精油纳米制剂的开发和利用可解决植物精油上述弊端,提升其生物利用度.本文总结了植物精油可通过抑制真菌毒素产生和降解真菌毒素的方式降低农产品中真菌毒素的污染水平,探讨了植物精油抑制真菌生长产毒的机制,综述了植物精油及其纳米制剂防控农产品中真菌毒素污染的研究现状,并对存在问题进行了讨论,以期为进一步开发和利用植物精油防控真菌毒素提供有益参考.
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基于全透射近红外光谱的西瓜不同部位可溶性固形物含量在线检测研究
《光谱学与光谱分析 》 2023 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：可溶性固形物含量（SSC）是评价西瓜果肉品质优劣的关键指标。西瓜SSC在线检测模型的建立，可以实现西瓜品质按其SSC进行在线分级，满足不同人群需求，提高市场竞争力。以160个京美2K西瓜为研究对象，通过实验室自主研发的在线检测设备，采集了西瓜两种姿态的可见近红外全透射光谱数据，分别与西瓜不同部位SSC建立偏最小二乘回归（PLSR）预测模型，探究西瓜SSC在线检测的最佳姿态和检测部位。首先，分别定义西瓜不同部位SSC测量值为瓜蒂糖、中心糖、瓜脐糖和整果糖，在线检测的两种姿态分别定义为T1姿态和T2姿态。其次对比西瓜不同部位SSC,探讨西瓜SSC评价标准。然后去除光谱透射强度值较低且频率较高，包含大量噪声和无用信息的光谱数据，最终选取波长范围（671～1 116 nm）的光谱进行分析。采用卷积平滑（SGS）算法分别与多元散射校正（MSC）、单位矢量归一化（UVN）和标准正态变量变换（SNV）这3种算法相结合对两种姿态下的光谱数据进行预处理，随后对应西瓜不同部位SSC分别建立预测模型。通过对比不同模型的预测结果发现：使用SGS和MSC组合对T1姿态采集的光谱数据预处理效果最好，而对于T2姿态的光谱数据使用SGS与UVN结合预处理效果最好；T1姿态明显比T2姿态的光谱数据所建模型的预测效果好；对西瓜瓜蒂糖和整果糖的预测结果较好，瓜脐糖次之，中心糖最差。最后采用竞争性自适应重加权算法（CARS）分别对预测瓜蒂糖和整果糖的模型进行优化。其中，共挑选出81个波长点用于建立预测瓜蒂糖模型，106个波长点用于建立预测整果糖模型，两模型的预测集相关系数分别为0.881 0和0.875 8,均方根误差分别为0.866 7%和0.758 9%,不仅模型得到了简化，还提高了模型的预测精度。研究结果表明，西瓜不同姿态和对不同部位SSC预测的差异，会影响西瓜SSC在线检测和品质评价分级结果，应根据用户的实际需求进行模型选取和优化；为此，提出了糖度评价指数，为进一步开发西瓜SSC在线检测设备提供了技术支撑。
关键词： 近红外光谱 西瓜 可溶性固形物含量 在线检测 模型优化
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基于VGG-ST模型的奶牛粪便形态分类方法研究
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：快速准确识别奶牛粪便形态，对于奶牛肠胃健康监测与精细管理具有重要意义。针对目前奶牛粪便识别人工依赖强、识别难度大等问题，提出了一种基于VGG-ST（VGG-Swin Transformer）模型的奶牛稀便、软便、硬便及正常粪便图像识别与分类方法。首先，以泌乳期荷斯坦奶牛粪便为研究对象，采集上述4种不同形态的粪便图像共879幅，利用翻转、旋转等图像增强操作扩充至5 580幅作为本研究数据集；然后，分别选取Swin Transformer、AlexNet、ResNet-34、ShuffleNet和MobileNet 5种典型深度学习图像分类模型进行奶牛粪便形态分类研究，通过对比分析，确定Swin Transformer为最优基础分类模型；最后，融合VGG模型与Swin Transformer模型，构建了VGG-ST模型，其中，VGG模型获取奶牛粪便局部特征，同时Swin Transformer模型提取全局自注意力特征，特征融合后实现奶牛粪便图像分类。实验结果表明，Swin Transformer模型在测试集中分类准确率达85.9%,与ShuffleNet、ResNet-34、MobileNet、AlexNet模型相比分别提高1.8、4.0、12.8、23.4个百分点；VGG-ST模型分类准确率达89.5%,与原Swin Transformer模型相比提高3.6个百分点。该研究可为奶牛粪便形态自动筛查机器人研发提供方法参考。
关键词： 奶牛 粪便分类 Swin Transformer 深度学习
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花期追随的营养液动态调控对番茄生长发育的影响
《北方园艺 》 2023 北大核心
摘要：以番茄品种“丰收（74-560）”为试材，跟随每穗花开时间调整营养液浓度，设置浓度降低20%（H1）、40%（H2）、60%（H3）3个处理，并以常规营养液浓度为对照（CK）,研究了浓度调控对番茄生长、产量和品质的影响，以期调节番茄的生长发育平衡和提高番茄的综合效益。结果表明：H2处理的番茄株高最大，4～5穗花开时增长速率最大；低浓度调控推迟了SPAD峰值的出现，峰值出现前H2处理SPAD值最大。产量构成方面，H1处理主要是增加了中期果的单果质量和产量，且总产量提高17.26%;H2处理前期产量较高，但中后期因坐果数少而下降；H3处理则增加了中后期果的单果质量和产量。果实品质方面，早期果番茄红素含量约为中期果的1.58～1.92倍；维生素C含量中期果优于早期果，且H1处理逐渐变优。综合考虑产量和品质，早期果开花时，H2处理调控最优，相对接近度0.769;中期果开花时，H1处理调控最优，相对接近度0.998;后期开花时建议H3处理。花期追随的营养液动态调控有利于调节番茄养分吸收从而实现番茄生殖生长和营养生长的均衡管理。
关键词： 番茄 花期调控 营养液浓度 动态水肥管理 综合评价
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