表达序列标签技术及其应用

表达序列标签(Express Sequence Tags,以下简称为EST)是指表达基因一端或两端的部分DNA序列,能代表着某个表达基因的一段序列信息,平均长度为300~500 bp。EST是大规模获取基因功能的一种最为快捷、有效的研究手段,为寻找新基因、绘制遗传图谱、研究基因差异表达和比较基因组学及DNA芯片的制备等提供了大量的序列信息。综述了EST技术的原理、方法及其应用等方面的研究进展。     

鱼类抗病育种研究进展

为探究稀有鮈鲫MHC Ⅱβ基因的分子特征及其表达特点,采用PCR扩增技术获得了稀有鮈鲫MHC Ⅱβ cDNA序列810 bp,包括开放阅读框 (ORF)759 bp,编码252个氨基酸。生物信息分析表明,MHC Ⅱβ氨基酸序列存在4个保守的半胱氨酸残基和GXXGXXXGXXXXXXG结构,与其他亲缘鱼类的一致性为51.78%~80.56%,其编码的蛋白质分子包括1个信号肽、1个MHC Ⅱβ (β-1)结构域、1个IGc1 (β-2)结构域和1个跨膜螺旋区域。实时荧光定量PCR (qRT-PCR)结果显示,MHC Ⅱβ在脾脏表达量最高,头肾、鳃、皮肤表达量较高。人工感染鲁氏耶尔森菌后,6 h时在头肾表达呈显著上调,肝脏中在12 h开始出现极显著上调,皮肤中在24 h和48 h表达极显著,鳃中在6~24 h表达极显著,脾脏中则是在6 h出现极显著下调,于96 h接近对照组表达水平。初步研究表明,MHC Ⅱβ在鱼类抵御细菌感染的免疫反应中发挥着重要作用,为进一步揭示稀有鮈鲫MHC家族的功能提供了参考依据。

     

基于改进YOLOv4-tiny的茶叶嫩芽检测模型

精准检测茶叶嫩芽是茶叶机械智能采摘的重要前提。针对茶叶大小不一、遮挡造成的小尺度嫩芽特征显著性弱、漏检率高等问题,提出一种基于改进YOLOv4-tiny的茶叶嫩芽检测模型。该模型在颈部网络添加52×52的浅层特征层以提高YOLOv4-tiny网络对小目标嫩芽的关注度,通过引入卷积块注意力机制（Convolutional block attention module,CBAM）以抑制背景噪声,提高嫩芽特征的显著性,采用双向特征金字塔网络（Bidirectional feature pyramid network,BiFPN）以融合不同尺度的特征信息,从而提出一个高性能轻量化的茶叶嫩芽检测模型YOLOv4-tiny-Tea。对同一训练集与测试集进行模型训练与性能测试,结果表明YOLOv4-tiny-Tea模型检测精确率和召回率分别为97.77%和95.23%,相比改进之前分别提高了5.58个百分点和23.14个百分点。消融试验验证了网络结构改进对不同尺度嫩芽检测的有效性,并将改进后的YOLOv4-tiny-Tea模型与3种YOLO系列算法进行对比,发现改进后的YOLOv4-tiny-Tea模型F1值比YOLOv3、YOLOv4、YOLOv5l模型分别提高了12.11、11.66和6.76个百分点,参数量仅为3种网络模型的13.57%、13.06%和35.05%。试验结果表明,YOLOv4-tiny-Tea模型能有效提高不同尺度下嫩芽检测的精确率,大幅度减少小尺寸或遮挡嫩芽的漏检情况,在保持轻量化计算成本的基础上获得较为明显的检测精度,能够满足农业机器人的实时检测和嵌入式开发的需求,可以为茶叶嫩芽智能采摘方法提供参考。     

郭岩山不同海拔天然栲树林土壤硅形态特征

目的 探究郭岩山不同海拔天然栲树林土壤硅形态的变化特征及其与土壤理化性质的相关关系,进一步揭示亚热带地区土壤硅形态含量对环境变化的响应机制。 方法 本研究以郭岩山自然保护区不同海拔天然栲树林土壤为研究对象,在郭岩山自然保护区海拔600、700、800、900 m分别设置标准地,采集不同海拔各土层（0～20、20～40、40～60 cm）的土样,测定土壤不同硅形态含量,分析环境变化对土壤中硅形态的影响。 结果 （1）高海拔土壤有效硅（258.26 mg·kg−1）、水溶性硅（155.69 mg·kg−1）、活性硅（388.97 mg·kg−1）及无定形硅（1 561.97 mg·kg−1）含量均显著高于低海拔土壤有效硅（93.16 mg·kg−1）、水溶性硅（78.38 mg·kg−1）、活性硅（231.84 mg·kg−1）及无定形硅（832.24 mg·kg−1）。深土层（40～60 cm）的土壤有效硅含量（227.53 mg·kg−1）显著高于0～20 cm（120.79 mg·kg−1）及20～40 cm（171.37 mg·kg−1）土层;（2）土壤有效硅含量与活性硅及水溶性硅含量呈极显著正相关,其中,活性硅是有效硅增加最重要的直接贡献形态,而水溶性硅是土壤硅转化过程中重要的过渡性形态;（3）土壤有机质和土壤pH值对各土壤硅形态含量的影响最显著,解释率分别达14.1%和9.2%,其中,土壤有机质与无定形硅及水溶性硅呈正相关,与土壤活性硅及有效硅呈负相关,而土壤pH值与有效硅、活性硅呈正相关,与无定形硅呈负相关。 结论 海拔引起的环境及土壤理化性质变化可改变土壤硅形态含量。研究结果为天然栲树林有效利用土壤硅及调控土壤硅形态提供了参考依据,对天然栲树林的保护具有重要的科学指导意义。     

基于MWatNet模型的河套灌区解放闸灌域灌溉水体提取

为提高灌溉农田中灌溉水体的识别精度,以河套灌区解放闸灌域作为研究区,基于Sentinel-2遥感影像,结合灌区实际情况对地表水体提取模型(WatNet)进行改进,得到MWatNet模型并提取灌溉水体。采用总体精度（Overall accuracy,OA）、平均交并比（Mean intersection over union,MIoU）、F1值等水体提取精度指标进行综合评价。结果表明：改进后的地表水体提取模型(MWatNet)在解放闸灌域农田灌溉水体的提取上具有较好的识别精度,模型总体精度达到96%,平均交并比达到83%,F1值为80%,实地调研验证准确度为85.7%;对比原WatNet、水体语义分割模型(Deeplabv3_plus)和水体提取模型(Deepwatermapv2),MWatNet在灌溉水体提取的连结性、剔除道路和城镇干扰等方面,均表现出更好的效果和模型运行效率。利用该模型可以实现灌溉水体定量化表征,为灌溉用水调度提供了数据支撑。     

宁夏荒漠草原植物群落的空间异质性

荒漠草原植被最显著的特点是植物种类贫乏,几乎全部为旱生种类,且空间异质性强,植物与自然环境之间的联系密切,小地形的差异势必会造成植物群落物种多样性的变化及其在不同尺度上的空间异质性。本研究于2011年9月在宁夏盐池县试验区封育10年的荒漠草原围栏内,采用样线取样法在坡面尺度上调查不同坡位上草地群落的空间分异,分析微地形条件对荒漠草原植物群落空间异质性的影响。结果表明,植物群落的空间变异性在不同坡向及不同坡位间存在差异;矮小半灌木功能群在空间上的分布斑块化最明显,多年生草本功能群次之,一年生草本功能群在阴坡上的分布斑块化程度较高,在阳坡上其斑块性明显下降;在草地植物群落恢复演替的进程中,多年生草本植物已发展到相对稳定的程度,矮小半灌木处于增长期,一年生草本植物在阴坡的增长大于阳坡。     

Neotyphodium属禾草内生真菌和球囊霉属菌根真菌对野大麦生长的影响

禾草内生真菌提高宿主对生物及非生物胁迫抗性的同时也促进植物生长, 丛枝菌根真菌促进植物根系对营养元素尤其是磷的吸收和贮存, 野大麦(Hordeum brevisubulatum)中同时存在这两种共生体。本研究比较了温室条件下这两种共生体共存及单独存在时对野大麦生长的影响和其相互作用。结果表明, 内生真菌可抑制丛枝菌根真菌的侵染;内生真菌和菌根真菌均可显著增加野大麦地上生物量, 菌根真菌可显著增加其地下生物量。二者共存时野大麦的全N含量显著小于单个共生体的处理;仅带菌根的野大麦P含量显著大于二者共存时的处理, 内生真菌通过对菌根真菌的抑制降低了野大麦对P的吸收和积累。     

典型喀斯特小流域不同降雨等级水化学最优采样频率初探

[目的] 当前研究主要关注非喀斯特地区长时间尺度频率研究,对喀斯特不同降雨等级下的水化学采样频率研究不足,喀斯特小流域不同降雨等级水化学的最优采样频率尚不明确。[方法] 利用黔中高原典型喀斯特小流域在2022年6月至2023年7月不同降雨等级(大暴雨、大雨、中雨)间隔1 h的高频电导率(EC)数据,重采样为2~15 h的低频数据后,结合多种评价指标和突变点理论,确定喀斯特小流域不同降雨等级下水化学的最优采样频率。[结果] (1)喀斯特小流域受地质背景影响,水化学响应降雨呈现暴涨暴落特征,低频采样误差损失量大;(2)I₆₀(最大60 min降雨强度)、前期无雨天数和降雨量通过影响水文过程,进而改变水化学变化特征,最终影响采样频率;(3)大暴雨等级下建议选择4 h频率为宜,大雨等级下建议5 h频率,中雨等级下当I₆₀>10 mm/h时建议5 h采样频率,I₆₀较小时(I₆₀<10 mm/h)最优采样频率为6 h。[结论] 研究结果为喀斯特小流域水化学监测提供参考。     

油茶籽成熟过程中油脂及营养物质变化的研究

通过油茶籽主要理化性质和营养成分的分析,研究了油茶籽成熟过程中油脂转化及营养物质的变化规律。结果表明：在油茶籽成熟过程中,鲜籽含水率持续下降,鲜出籽率变化不大,鲜籽出仁率小幅上升,干出籽率和含油率不断上升。油茶籽油中的酸值和过氧化值总体呈下降趋势。在油茶籽成熟过程中,油酸相对含量整体呈上升趋势,亚油酸和亚麻酸相对含量都呈下降趋势,与油酸含量呈极显著负相关（p≤0.01）,相关系数r分别为-0.978和-0.957。油茶籽成熟过程中,油脂积累和可溶性总糖含量的变化呈负相关（r=-0.289）,与可溶性淀粉（r=0.836）和可溶性蛋白（r=0.703）含量变化均呈显著正相关。α-生育酚含量变化基本上是先增加,在9月28日达到最大值0.153 mg·g-1后基本维持稳定,角鲨烯和β-谷甾醇含量随着油茶籽的成熟先增加后下降。