Navigation system for agricultural machines: Nonlinear Model Predictive path tracking

This article presents a new kind of navigation system for agricultural machines. The focus is on trajectory control where a Nonlinear Model Predictive path tracking for tractor and trailer system is presented. The experiments of the proposed method are carried out by using real agricultural machines in real environments.The agricultural objective is to drive so that swaths are exactly side-by-side, without overlapping or gaps. Hence, the objective of this research was to control the lateral position of the towed implement and to keep it close to the adjacent driving line. The adjacent driving line was recognized locally by using a 2D laser scanner. The local measurement and global position information was merged with the help of an Extended Kalman Filter (EKF). The measurement of the heading by GPS was improved by using an inertial measurement unit and a separate EKF filter. The position of the implement was controlled by steering the tractor and by the use of a hydraulically controlled joint. Because there were two actuators which affected the position of the implement, the problem was a multivariable control problem. Nonlinear Model Predictive Control (NMPC) was used to accomplish the navigation task.The goal was to build a system, which is able to have at least the same accuracy as a human driver. The sufficient accuracy requirement was at most 10 cm lateral error at a speed of 12 km/h. The results presented in the article show that the goal was met and NMPC is a feasible method for accurate path tracking. Further investigation is, however, needed to adapt the method to other kinds of agricultural machines.     

Bipolaris australiensis HD-1胆红素氧化酶纯化、鉴定及其酶学性质

[目的]为了获得B.bipolaris HD-1胆红素氧化酶纯品,确定酶的同源性及其常规酶学性质.[方法]将B.bipolaris HD-1发酵液依次通过硫酸铵盐析、阴离子交换层析和凝胶过滤层析确定蛋白的纯度、浓度和酶活力;通过基质辅助激光解析电离飞行时间质谱（MALDI-TOF）法获得氨基酸序列,并利用Mascot软件在NCBI蛋白库中的比对,以确定同源蛋白来源;用SDS-PAGE方法测其表观分子量;用等电聚焦方法测定等电点;用Linwerver-Burk双倒数作图法测定米氏常数;并对该酶的酶学性质进行了常规的测定.[结果]获得具有胆红素氧化酶酶活性的电泳纯单体蛋白,酶活为46 000 U/L,比活为1.15 U/mg;MALDI-TOF共获得135个氨基酸,该蛋白与来源于Hel-minthosporium tritici-vulgaris的漆酶前体蛋白序列同源性达100％;蛋白的表观分子量为68 kDa;pI为4.1;它对ABTS和胆红素的米氏常数分别为Km（ABTS） =1.8×10-5 mol/L（pH 3.0）和Km（bilirnbin）=2.7×10-5 mol/L（pH 7.5）;对胆红素的最适催化活性为36℃,酶在-40℃下可保持2年,酶活保持在90％以上,在pH 8 ～9.5下可保持相当高的催化胆红素活性,能够耐受高浓度的硝酸钠和尿素,低浓度的叠氮化钠对酶活有促进作用而高浓度则抑制,对氯化钠、溶解氧敏感.[结论]该蛋白具有典型的胆红素氧化酶特性,又存在明显的不同.     

河北免疫猪场猪伪狂犬病病例的诊断

为了对河北某免疫猪场发生的疑似猪伪狂犬病进行确诊,并针对猪伪狂犬病毒开展进一步的研究工作,本试验对该猪场送检的病猪进行剖检,将其脾、肺、肾及淋巴结的混合研磨液经PK15细胞接种分离,后经PCR扩增及动物回归试验,证实成功分离的病毒为伪狂犬病毒(PRV),并命名为SH151218。根据GenBank上传的PRV及其gE基因序列,设计了1对检测引物以及1对扩增gE基因的引物,并对其gE基因进行了序列分析,SH株属于GI亚型,与哈尔滨变异株同源性最高,所分离的PRV毒株为变异强毒株。此变异株的发现对PRV变异机制的研究及研制新疫苗提供了基础。     

来源于嗜热古细菌Pyrococcus furiosus乳糖酶基因的原核表达及酶学性质分析

以嗜热古细菌Pyrococcus furiosus的基因组DNA为模板,通过PCR克隆获得乳糖酶基因celB。将celB基因插入到表达载体pET．30a（＋）上构建原核重组表达质粒pET-celB,转化大肠杆菌B121,阳性转化子在28％下经IPTG诱导4h后进行SDS．PAGE电泳和酶活性测定,结果表明celB基因在大肠杆菌中获得高效表达,乳“糖酶基因celB表达的乳糖酶蛋白CELB分子质量约为58kDa。CELB是耐高温酶,其酶促反应最适温度为105％,在95％至110％之间热稳定性较好;pH5．0时该乳糖酶水解活力最高,在pH5．0～10．0之间,pH稳定性较好,该酶对金属离子依赖性不强。     

拖拉机电液悬挂半物理仿真系统设计及试验

为实现拖拉机电液悬挂系统的准确控制,以福田雷沃欧豹TG1254拖拉机为研究平台,设计了一套拖拉机电液悬挂半物理仿真系统.该系统硬件平台主要包括拖拉机液压回路、传感器、数据采集装置等;软件平台采用SIT模块,联合LabVIEW和MATLAB建立控制器模型.设计自适应控制算法,实现系统的牵引力调节、位置调节和力位综合调节并进行了实车试验.在牵引力调节试验、位置调节试验和力位综合调节试验中,系统过渡过程时间均低于或等于6s,系统超调量小于或等于25%,系统控制过程平稳,耕深稳定,实现作业质量提升.     

苹果褪绿叶斑病毒的分子杂交检测

[目的]探索检测苹果褪绿叶斑病毒的技术体系。[方法]利用CTAB法提取感病苹果叶片总RNA,以总RNA为模板,利用特异性引物,建立利用cDNA探针检测苹果褪绿叶斑病毒的技术体系。[结果]扩增出了预期片段,经克隆、测序证明该片段为苹果褪绿叶斑病毒的特异性片段。以带有特异片段的质粒为模板,利用PER技术制备出地高辛标记的cDNA探针。[结论]以质粒为模板可高效制备大量探针。地高辛标记探针为非放射性标记探针,安全性较好,灵敏度较高,具有重要的应用价值。     

牛布鲁氏菌毒力基因Virb8间接ELISA检测方法的建立与应用

【目的】布鲁氏菌virb8蛋白是布鲁氏菌的重要毒力因子,本研究拟构建含布鲁氏菌Virb8基因的原核表达载体,利用纯化蛋白作为包被抗原,建立检测牛布鲁氏菌血清抗体的间接ELISA方法（iELISA）。【方法】根据GenBank中的牛型布鲁氏杆菌Virb8序列,设计一对引物,以布鲁氏菌疫苗株S2全基因组DNA为模板扩增Virb8的基因,将目的基因克隆入PEASY-T3,经测序正确后,与载体pET-32a(+)连接,构建重组表达质粒pET-32a-Virb8,转化E.coli BL21(DE3),诱导表达融合蛋白pET-32a-Virb8,经SDS-PAGE及Western-blot分析鉴定后,采用Ni-NTA Spin Kit纯化目的蛋白,利用所建立的iELISA方法对235个临床奶牛血清样本进行检测,并与虎红平板凝集实验进行比较。【结果】成功构建了含Virb8的表达载体,经多次对表达条件的优化,大量表达了目的蛋白,建立的iELISA方法具有稳定、灵敏的特点,与虎红平板凝集试验的符合率可达97.02%。【结论】所建立的iELISA方法是一种有效的牛布鲁氏菌病血清学诊断的方法,为进一步研究其免疫原性和抗感染保护作用奠定了基础。     

桔梗(Platycodon grandiflorum A.DC)胚胎学研究——Ⅱ.大孢子发生、雌配子体发育、胚及胚乳发育

本文对桔梗(Platycodon grandiflarum A.DC)的大孢子发生、雌配子体发育、胚及胚乳发育进行了较为系统的研究。结果表明,大孢子母细胞经减数分裂形成四个线形捧列或T形排列的大孢子,合点端或珠孔端第三个大孢子具功能,雌配子体发育为蓼型;细胞型胚乳吸器为Codonopsis型。合子休眠期较长,大约在5～8天内进行分裂,胚为茄型。     

1975-2009年宁夏平罗县气候的变化特征

为探明宁夏平罗县气候变化特征,为区域农业生产应对气候变化提供理论依据,采用线性趋势分析法和距平法对宁夏平罗县1975—2009年的气温和降水资料进行分析研究。结果表明:近35年平罗县年平均气温总体呈上升趋势,其变化倾向率为0.079℃/a,且最高气温增温更突出;春季增暖最显著,冬季与夏季次之,秋季最小。平罗县年平均降水量在波动中略有减少,其变化倾向率为-0.388mm/a,并且降水集中于夏季;除夏季降水量减少外,其余各季略有增加,但增幅很小,年降水量的变化趋势基本与夏季一致。     

证券投资1g函数风险度量方法应用研究

将1g函数风险理论引入到证券投资领域,提出适用于中国股票市场的1g函数风险度量方法。该方法将股票收益区间均分成若干子区间,计算收益率落在各子区间中的频数求1g函数风险值。同时选取上海证券交易所股票数据对度量方法进行实证检验。检验结果表明,1g函数风险值随区间密度的增加而增长,为使1g函数风险值被限定在固定范围内,文中引入调节因子使1g函数风险值标准化,标准化后的1g函数风险值在子区间数目达到320时趋于稳定。1g函数风险度量方法能有效评估股票风险。     

贵南县农业气象灾害演变特征研究

贵南主要农业气象灾害有霜冻、干旱、冰雹等。从1961—2012年资料统计分析得到贵南农业气象灾害演变特征为:春季终霜日为6月12日,秋季初霜日为8月20日;平均无霜期为68 d,无霜期总体上有延长的趋势。马铃薯和小油菜易受晚霜冻和早霜冻灾害。干旱主要发生在春、夏季节,总体看平均10年中5年有干旱,3年为轻旱,2年为中旱;最严重的干旱为2000年,春夏连旱;干旱总体为增加趋势,春旱为增加,夏旱为减少趋势。冰雹在1961—2012年共出现了252次,主要出现在3~10月,6月出现冰雹的次数最多,5月次之;最大冰雹的直径为30 mm;7月和8月出现在贵南的冰雹灾害强度最大;冰雹出现次数总体趋于减少,在年内冰雹出现的初日有提前的趋势。     

商丘地区近47年气温变化特征分析

根据商丘市所辖8个代表站1961~2007年47年的逐月地面月平均气温资料,采用线性回归分析、滑动平均、累积距平等方法对气温变化趋势进行诊断分析,用滑动t-检验法、Yamamoto法、Mann-Kendall法等统计方法,对平均气温时间序列可能的突变点分别进行了检测。结果表明,近47年商丘年平均气温变化率为0.078℃/10年;其间经历了20世纪60~70年代的增暖期,80年代的气温变冷期,90年代中后期又进入了一个较强的增暖期;春、秋、冬3个季节的平均气温整体上都呈上升趋势,冬季上升幅度较大,气温变化率为0.382℃/10年,明显高于春、秋两季的0.084、0.049℃/10年;而夏季的平均温度整体上呈下降趋势,气温变化率为-0.169℃/10年。3种方法检测结果综合来看,四季突变时间不同,1993年是年平均气温由冷转为增暖的突变点,可信度达99%。     

紫杉醇合成关键酶基因dbtnbt的克隆及原核表达

从曼地亚红豆杉(Taxus x media)细胞中提取总RNA,通过RT-PCR克隆了dbtnbt基因,测序结果表明dbtnbt基因全长为1 317 bp;将dbtnbt基因与原核表达载体pET32a(+)连接,成功构建了重组质粒pET32a (+)-dbtnbt,并将其转入E.coli BL21 plysS中进行表达,dbtnbt基因的表达产物分子量约为48.4 ku,与预测大小一致.     

模拟胃液对Pena 1及其抗原表位免疫原性的影响

【目的】Pen a 1是虾中的主要过敏原,已知其5个抗原表位在过敏反应中起着决定性的作用。用全蛋白抗体和表位特异性抗体,检测Pen a 1经体外模拟胃液（simulated gastric fluid,SGF）消化后其抗原表位免疫原性的变化情况,为研究人体消化对Pen a 1的影响机理及脱敏食品的制备提供理论依据。【方法】以刀额新对虾(metapenaeus ensis）为原材料,提取纯化虾过敏原Pen a 1,采用Fmoc化学法合成Pen a 1抗原表位的5个多肽片段(No.1-No.5),分别与载体蛋白KLH和牛血清蛋白BSA偶联制备人工免疫原和包被原。用Pen a 1和制备的多肽免疫原免疫新西兰纯种白兔获得全白蛋抗体和特异性表位抗体。参照美国药典模拟人体胃液的条件消化处理Pen a 1,利用SDS-PAGE和Tricine-SDS-PAGE观察消化后Pen a 1分子量变化;通过免疫印迹(Western-blot)定性观察Pen a 1消化后生成的新蛋白片段与各抗体的结合情况;再经竞争抑制酶联免疫吸附试验（ci-ELISA）定量检测消化后的Pen a 1和表位多肽与各抗体结合能力,从而得出Pen a 1经SGF消化后各抗原表位免疫原性的变化程度。【结果】SDS-PAGE结果显示Pen a 1随SGF消化时间的延长逐渐被降解,在22 kD处生成一些较稳定的新蛋白片段,Tricine-SDS-PAGE结果表明在1.7-18 kD之间无新蛋白片段生成。Western-blot表明消化后分解生成的小分子蛋白与六种抗体发生不同程度结合,其中全蛋白抗体和No.4抗体几乎与生成的所有小分子蛋白结合,在22 kD左右处生成的稳定新蛋白片段均与No.3、4、5抗体有较强的结合,而与No.1、2抗体结合较弱甚至无结合,表明该蛋白携带No.3、4、5表位,而基本无No.1、2表位。ci-ELISA结果显示,Pen a 1经SGF消化后对全蛋白抗体和5个表位抗体的抑制率均显著下降,说明经过消化后Pena1及其抗原表位的免疫原性均明显降低,各抗原表位消化稳定性排序为No.4＞No.2>No.1>No.3＞No.5,其中No. 2、1、3之间无显著性差异;ci-ELISA检测表位多肽经消化后其免疫原性也显著下降,消化稳定性排序为No.1> No.2 >No.3＞No.4＞No.5,其中No.2、3、4之间无显著性差异。结合免疫印迹结果可知No.4抗原表位消化稳定性最高,但其表位多肽消化稳定性没有显著高于其它所有表位多肽,说明在消化过程中Pen a 1结构对该表位起到一定的保护作用,使其保持较高的消化稳定性;No.1、2、3次之,3个表位间无显著性差异;No.5消化稳定性最差,表明Pen a 1空间结构对其无明显保护作用。【结论】建立了一种用表位抗体检测过敏原经模拟消化后抗原表位消化稳定性的方法。Pen a 1经SGF消化后,免疫原性降低,分解生成部分较稳定的蛋白片段,但仍具有致敏性;5个抗原表位中No.4消化稳定最高,No.5最差。     

紫外分光光度计法测定菊粉多糖

[目的]建立一种简便、快捷测定菊粉含量的方法。[方法]配制标准溶液,绘制总糖和还原糖标准曲线,确定检测波长、沸水中加热时间与显色时间,并进行重现性试验,研究菊粉含量测定的最佳方法。[结果]确定了测定菊粉多糖含量的紫外分光光度法:菊粉中总糖测量用蒽酮法,稀释500倍后的菊粉溶液1 ml加5 ml的蒽酮试剂,沸水中加热15 min,黑暗处显色15 min,于615 nm处测定吸光度。[结论]用紫外-分光光度法测定菊粉含量的方法具有操作简便、易于推广及测量的成本低等优点。     

新农村建设需要认真面对的3个突出问题——一项农村观察的反思

当前,新农村建设百业待举,其中村风问题、村治问题与村债问题尤为突出,需要认真面对.村风关系到村民能否全力投入到新农村建设中去,是新农村建设的基础;村治关系到如何组织村民建设新农村,是新农村建设的保证;村债关系到新农村建设的资源配置,是新农村建设的关键.对于如何解决这些问题,提出了对策.     

Anatomical Study an the Development of Strawberry Fruit

The development of strawberry fruit,two cultivars-Gelila and Xiaoshi,was systematically studied by anatomical and embryological methods.The growth dynamics of fruit showed that the two cultivars performed similar changes with their fresh weight volume and structure,it included the first slow growth stage,the rapid growth stage and the second solw growth stage.The fruit was a typical polyachene with a ovule which belonged to a Poligonum type,the growth process of pollen tube from stigma to embryo sac was clearly observed by flourescence microscopy.Embryo development was similar to that of most dicotyle,and the mature embryo was orthotropous;Endosperm development was a nuclear type,and gradually disappeared with development:Seed coat consisted of 3-4 layer cells,and pericarp was composed of 6-8 layer cells which differentiated from ovary wall cell;The structure of receptacle was a typical stem which consisted of epidermis,cortex and vascular cylinder.With development,the cortex and pith of fruit contained plentiful parenchyma tissue,and they were mainly edible sections.     

近红外光谱技术应用于玉米单籽粒蛋白质含量检测分析的初步研究

为探索应用近红外光谱技术检测玉米单籽粒蛋白质含量,本研究采用JDSU近红外光谱检测仪采集了205份不同基因型玉米材料的单籽粒光谱值,用常规化学法测定玉米单籽粒蛋白质含量化学值,以117个样本为建模集,拟合了玉米单籽粒近红外光谱仪扫描得到的光谱图与玉米单籽粒蛋白质含量化学值之间的相互关系,用88个样本作预测集,比较了偏最小二乘回归法(PLSR)和支持向量机回归法(SVR)2种预测模型的效果。结果表明,玉米单籽粒种子的蛋白质含量在样本中变异范围为3.48%~18.15%,平均值为10.17%。偏最小二乘回归法(PLSR)和支持向量机回归法(SVR)所建的模型预测效果基本相同,其决定系数(R2)分别为0.99和0.99,校正标准差(SEC)分别为0.32和0.32,预测标准差(SEP)分别为0.46和0.46,相对预测标准差(RSEP)分别为4.61和4.60,RPD分别为6.106和6.111。上述参数表明PLSR和SVR所建立的模型预测效果都比较好,预测值基本接近参比值,便携式JDSU近红外光谱检测仪可以应用于定量分析玉米单籽粒蛋白质含量。     

重组枯草芽孢杆菌壳聚糖酶的纯化和性质研究

研究嗜热枯草芽孢杆菌壳聚糖酶基因在大肠杆菌中的克隆、表达及其重组酶的纯化和性质。该基因序列全长723bp,编码240个氨基酸。根据基因同源性分析,该壳聚糖酶与枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 168的壳聚糖酶前体基因的同源性最高,为98%。粗酶液经Ni-IDA亲和层析得到电泳级纯酶,比活力高达1 051.8U/mg。经测定,该酶反应最适温度为45℃,最适pH为6.0,在40℃和pH 4.5～8.0下稳定。该酶为内切壳聚糖酶,能够高效降解壳聚糖,生成一系列的壳寡糖,在壳寡糖的制备生产方面具有广阔的应用前景。     

Myo5a特异性片段原核表达重组质粒的构建

为了构建Myo5a特异性片段的原核表达重组质粒PGEX-4T-3/Myo5a,采用PCR扩增出Myo5a基因特异性片段的蛋白编码序列,经BamH I和Xho I双酶切后,将片段插入原核表达载体pGEX-4T-3,构建重组子PGEX-4T-3/Myo5a。最后重组质粒PGEX-4T-3/Myo5a经鉴定完全正确。