基于距离相关系数和KNN回归模型的森林蓄积量估测研究

【目的】探究Landsat8 OLI数据和KNN算法在森林蓄积量估测中的潜力。【方法】以湖南省湘潭县为研究区,采用Landsat8 OLI数据和同时期的二类调查数据,通过距离相关系数筛选特征,分别采用线性回归模型(MLR)、K-近邻模型(KNN)、距离加权KNN模型(DW-KNN)和优化欧式KNN模型(FW-KNN)对森林蓄积量进行估测。使用十折交叉方法进行精度检验,对检验结果进行对比分析。【结果】3种KNN模型的估测结果均高于传统的线性模型,并且在3种KNN模型中,FW-KNN算法效果最好,决定系数达到0.69,为3种模型中最高;3种KNN模型中,本研究优化欧氏距离KNN模型的估测精度最高,其均方根误差为30.3%,相比于传统KNN模型的均方根误差降低了5.1%,相比于DW-KNN模型降低了3.3%。【结论】采用DW-KNN蓄积量估测结果明显优于其他两种模型,说明通过特征与蓄积量的相关性优化样本间的距离是一种可行的KNN优化方法。     

Age estimation of different tree species using a special kind of an electrically recording resistance drill

The determination of tree age is an important issue for urban green planning, forestry and dendrology; finding non-destructive and quasi-non-destructive methods for this purpose is of great theoretical and practical importance. The resistance drilling method is quasi-non-destructive because the average diameter of an opening that remains after drilling does not exceed 3 mm. Do electrically recording resistance drills allow precise assessment of tree age? The aim of this study is to assess the accuracy of determining the number of tree rings based on an examination of this special kind of drilling resistance profiles for three tree species, the pine Pinus sylvestris L., the oak Quercus robur L., and the birch Betula pendula ROTH. In 2015 and 2016, 15 pine trees, 15 oak trees, and 15 birch trees were randomly selected. For each studied tree, a measurement was conducted using the electrically recording resistance drill IML-Resi E400 with a flat-tipped 1.5/3 mm steel needle (research sample), and an increment core was taken (reference sample). The drill used was not a real Resistograph^®. The analysis of the E400-profiles underestimated the number of tree rings; the mean bias error (MBE) values were –6.5, –2.5, and –6.0 years for pine, oak, and birch, respectively. The proportion of investigated trees with less than five years difference between the research and reference samples varied from 38.4 (birch) to 66.7 (oak) percent. The accuracy of tree age determination was lowest for birch and highest for oak. The binomial generalised linear model (GLM) revealed that the most accurate tree age assessments were obtained from tree rings wider than 2 mm. The measurements clearly showed that the electrically recording resistance drill IML-Resi E400 enables a quick, although approximate, tree age assessment. Future research should concentrate on electronically regulating and recording drills, providing a higher spatial and signal resolution, and a stronger correlation to wood density.     

菠萝蜜种子淀粉制备香草兰微胶囊的工艺研究

以菠萝蜜种子淀粉为壁材,采用饱和水溶液法制备香草兰精油微胶囊,以包埋产率为指标,采用响应面分析法对微胶囊的包埋条件进行优化探讨。结果表明:5个单因素中,影响最显著的因素为壁芯材比例、包埋温度和包埋时间。响应面优化得到香草兰精油微胶囊的最佳工艺条件为壁芯材比例为7.5∶1;包埋时间72 min;包埋温度54℃,此条件下的包埋产率为(95.46±0.2)%,包埋率为(76.35±0.6)%,载油量为(27.73±0.3)%。试验证明,此条件结果与模型预测值相吻合,此工艺条件可为菠萝蜜种子淀粉包埋香草兰精油微胶囊工艺提供理论依据。     

白屈菜CmFAD2基因的克隆及植物转化载体构建

通过对白屈菜低温应答过程的转录组分析发现膜脂不饱和化相关基因的表达在一定过程中发生变化,脂肪酸去饱和酶基因FAD2在随温度的变化趋势为正"V"型,且表达量变化显著。利用NCBI等在线软件对序列进行相关生物学信息分析,并对白屈菜FAD家族成员FAD2基因的完整开放阅读框(ORF)进行克隆,并命名为CmFAD2。选用克隆载体pMD-19-T,转化大肠杆菌DH5α,测序验证序列正确性及完整性。将目的基因与植物表达载体pRI-201-AN连接构建重组DNA pRI-201-AN-Cm FAD2,电击法转化农杆菌LBA4404,利用菌液PCR法验证成功。该基因可作为药用植物抗寒品种创制的候选基因。     

粪肠球菌生长曲线的测定及其对小鼠脑组织的影响

为测定致羔羊脑炎粪肠球菌（Enterococcus faecalis）的生长曲线，寻求一种快速而准确的方法测定不同生长时期粪肠球菌数量，并客观评价其毒性强弱及其对小鼠脑组织的影响，试验采用平板菌落计数法和OD-Monitor振荡比浊法（D_λ值法）测定粪肠球菌的生长曲线，探究该菌在合适时间段内的吸光值（D_{600 nm}）与平板菌落计数法测定的活菌数（CFU）的关系。用粪肠球菌感染小鼠，观察记录小鼠的死亡情况，最后采用Karber法计算粪肠球菌感染小鼠的半数致死量（LD₅₀）。用LD₅₀的剂量感染小鼠，及时采集死亡小鼠脑组织，未死亡的小鼠72 h后全部剖杀取脑组织，一部分做涂片染色，制作病理切片，观察病理变化；一部分进行培养，用于PCR方法进行细菌的回收鉴定。结果显示，用两种方法测定此株粪肠球菌的生长曲线基本一致，在2~8 h生长迅速，为对数生长期，8~14 h生长缓慢，为稳定期，14 h之后死亡数增加，进入衰亡期；对12 h粪肠球菌D_{600 nm}与CFU的关系进行探讨，成功建立回归方程：y=20.769x-1.3422，R²=0.997；其感染小鼠的LD₅₀为7.77×10¹¹个活菌。以此剂量感染小鼠，脑组织涂片染色和培养染色，均能看到革兰氏阳性球菌；PCR结果显示，均出现了大小为112 bp的条带。对脑组织进行病理学观察发现该菌可导致脑组织充血、出血、形成微血栓，脑膜充血。通过生长曲线和其D_{600 nm}与CFU关系的建立，可实时监测粪肠球菌数量，为后期更深入研究粪肠球菌穿越血脑屏障的机制奠定重要的理论基础。     

马疱疹病毒1型主要毒力基因分析及TK基因缺失载体的构建

为了解新疆马疱疹病毒1型（EHV-1）主要毒力基因遗传进化情况并构建TK基因缺失株，本研究以EHV-1 XJ2015株DNA为模板，对其主要毒力基因TK、gI和gE全长进行克隆、测序及生物信息学分析，并扩增TK基因左右重组臂TKL和TKR，构建质粒pUC-TKLR，将扩增后的增强绿色荧光蛋白（EGFP，含有CMV+polyA）插入pUC-TKLR质粒，构建TK基因缺失打靶质粒。TK、gI和gE基因同源性分析结果显示，XJ2015株与国外EHV-1分离株TK、gI和gE基因同源性均较高，分别为99.8%~100.0%、99.6%~100.0%和99.9%~100.0%；与EHV-3分离株同源性均最低，分别为72.9%、59.4%和62.1%；遗传进化分析显示，3个基因均与国外EHV-1同属于一个遗传进化分支，与EHV-9和EHV-4进化关系较近，但与EHV-3进化关系较远，表明XJ2015毒株与国外EHV-1毒株TK、gI、gE基因核苷酸上差异不明显，没有明显的地域性特征，功能基因保守且进化缓慢，同源基因功能相同或相近；经PCR扩增、酶切、测序及转染鉴定，本试验成功构建了用于TK基因缺失的打靶质粒pUC-TKLR-EGFP。通过对EHV-1主要毒力基因的分析及TK基因缺失打靶载体的构建，为新疆地区马鼻肺炎流行病学调查分析、TK基因缺失株的构建提供理论依据。     

基于卷积神经网络的拖拉机工况识别

农机工况识别在细化农机作业状态和帮助掌握区域污染物排放趋势方面有着重要的研究价值。基于拖拉机不同运行状态下的行驶速度、发动机转速以及实时油耗等时间序列,首次提出将图像识别方法引入到拖拉机工况识别中的思路,并分别应用参数优化的支持向量机与卷积神经网络对实际作业拖拉机工况进行研究。结果表明:(1)基于参数优化的支持向量机可以较好地实现样本点的工况识别且识别准确度达到99.851 9%,但无法实现农机工况的连续性识别,同时无法对农机工况转换阶段进行有效识别。(2)以拖拉机运行速度与发动机转速等信息构建样本图像来描述农机工况变化的数据表达,并在此基础上应用卷积神经网络可以有效实现农机工况的连续性识别,且识别准确率可以达到93.3%。本研究在农机工况识别方面具有一定参考价值,并为后续农机不同工况下区域污染物排放研究提供技术支持。     

蔬菜幼苗叶面积快速测定方法筛选与优化

为得到一种快速且准确测定蔬菜幼苗叶面积的方法,以番茄幼苗为试材,以方格法为对照,研究扫描分析法、叶面积仪法、打孔称重法测定叶面积的准确性、精确性与测定速度,然后采用黄瓜、辣椒叶片及纸片的面积对测定结果进行验证,最后基于不同扫描分辨率对筛选出的方法进行优化。结果表明,相比叶面积仪法和打孔称重法,扫描分析法测定结果更接近真实值,且精度更高,用时更短。扫描分析法不同分辨率下测定结果无显著差异,且扫描分辨率越低所需测定时间越短。扫描分辨率50 dpi下的扫描分析法可作为一种快速准确测定蔬菜幼苗叶面积的方法。     

高抗氧化活性lager型啤酒酵母选育

采用过氧化氢刺激lager型啤酒酵母,Tadpoling法筛选细胞活力恢复较快突变菌,根据各菌株线粒体膜电位、胞内氧自由基(ROS)水平筛选获得4株活性较高菌株。比较突变菌与原始菌传代发酵性能、胞内ROS、活力指标及每一代细胞死亡率水平,最终获得一株抗氧化能力提高且活力稳定性较高啤酒酵母菌株。分析验证突变菌线粒体DNA修复相关基因MHR1发现,该基因发生部分碱基突变。     

华南农业大学农事训练课程的理论与实践——以养蚕与缫丝课为例

以养蚕与缫丝课程模块为例,对其课程内容安排、教学特点、考核方法进行分析,并对其所面临的问题展开探讨,旨在为进一步提高相关实践教学效果提供借鉴。