Effects of Different Substrates on Fermentation Parameters

Fermenting different raw materials (corn, soybean meal and cottonseed meal) with three kinds of strains (Lactobacillus, yeast and Bacillus subtilis) were employed to optimize the fermentation parameter with sensory evaluation, pH and amount of probiotics retention.The results showed that the time to reach stable pH of materials with different substrates was different.Cottonseed meal had the longest time to reach stable pH followed by soybean meal, while corn had the shortest time under the condition of same water content.Different substrates had no effect on initial pH of corn, soybean meal and cottonseed meal.The count of the probiotics was also influenced by different substrates.When pH reached steady state, corn had the largest number of the probiotics followed by soybean meal and cottonseed meal.The color and smell of three materials after fermented had distinctive features.But cottonseed meal had the highest viscosity followed by soybean meal and corn.Because of shorter time and more microorganisms, corn was better than soybean meal and cottonseed meal to be fermenting medium.     

大葱种子人工老化与膜脂过氧化的研究

大葱种子经过人工老化处理后,其发芽率、发芽指数、活力指数下降,活力指数较发芽率和发芽指数下降明显,种子老化6天后活力指数比对照下降70％。脱氢酶、SOD、POD活性和GSH含量也呈下降趋势,而浸出液可溶性糖、MDA、自由基、H2O2的含量增加,GSH、H2O2、自由基、可溶性糖含量与种子活力显著相关,并且较其他指标变化更为显著。说明大葱种子人工老化过程中膜脂过氧化加剧,膜结构和功能遭到破坏。因此,大葱种子人工老化与膜脂过氧化直接相关。     

表没食子儿茶素没食子酸酯和茶黄素对秀丽隐杆线虫耐温性的影响

为探究绿茶和红茶中的代表性组分对秀丽隐杆线虫在不同温度条件下的作用效果及机制,试验设置0.25、2.5、25 μmol/L 表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechin gallate,EGCG）和茶黄素（theaflavin,TF1）,测定线虫在4 ℃和35 ℃条件下的存活率,进而测定在4 ℃、20 ℃和30 ℃条件下经25 μmol/L EGCG和TF1孵育后线虫体内脂肪含量和线粒体膜电位的变化。结果显示,25 μmol/L EGCG将热应激线虫的最大寿命和中位寿命分别提高了8.15%、22.44%,将冷应激线虫的最大寿命和中位寿命分别降低了20.25%、17.94%。25 μmol/L TF1对热应激线虫的存活率无显著影响,将冷应激线虫的最大寿命和中位寿命分别提高了9.43%、19.01%。在4 ℃条件下,EGCG和TF1孵育均提高了线虫体内的脂肪含量,TF1孵育降低了线虫的线粒体膜电位水平。在20 ℃条件下,EGCG和TF1具有明显的降脂作用,长时间孵育可显著提高衰老线虫线粒体活性。在30 ℃条件下,EGCG和TF1提高了线虫体内的脂肪含量。以上结果表明,在低温条件下TF1通过促进线粒体产热而非脂肪动员提高了线虫的存活率,而EGCG孵育可诱导线虫死亡。     

百里香酚对鱼源耐药性维氏气单胞菌的体外抑菌效果及其机制研究

为探究百里香酚对鱼源耐药性维氏气单胞菌(Aeromonas veronii)的抑菌效果和作用机制,从患病黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)体内分离得到一株维氏气单胞菌,药敏试验结果显示,其对氟苯尼考、环丙沙星和恩诺沙星耐药。通过测定最低抑菌浓度(MIC)、最低杀菌浓度(MBC)和生长曲线来评价百里香酚对耐药性维氏气单胞菌的抑菌活性;通过测定百里香酚对其细胞膜通透性、可溶性蛋白、乳酸脱氢酶活性和DNA的影响,结合电镜观察细菌超微结构的变化研究其作用机制。结果显示,百里香酚对耐药性维氏气单胞菌的抑菌效果明显,MIC为256 μg·mL^-1,MBC为512 μg·mL^-1。经512 μg·mL^-1的百里香酚作用1 h后,维氏气单胞菌液电导率极显著(P<0.01)上升,DNA外渗量迅速上升至(115.6±0.5)mg·L^-1。经512 μg·mL^-1的百里香酚作用后,维氏气单胞菌的可溶性蛋白明显变少,细菌乳酸脱氢酶活性在2、4、6、8 h分别极显著(P<0.01)降低了(32.8±0.7)%、(46.2±0.3)%、(46.1±1.6)%、(60.0±1.0)%,DAPI(4',6-二脒基-2-苯基吲哚)染色的荧光强度和密度降低,电镜下可见菌体表面溶解塌陷,皱缩变形,细胞壁和细胞膜分离,细胞质丢失,内部空化。上述结果表明,百里香酚对维氏气单胞菌具有较强的抗菌活性,主要通过增加细胞膜通透性导致胞内物质流失造成细菌死亡。百里香酚可以作为治疗耐药性维氏气单胞菌感染的备选药物进行研究。     

基于猪粪水热炭化的生物炭性能及残液成分分析

为系统研究不同炭化温度条件下猪粪水热炭化规律,本研究以猪粪和发酵猪粪为供试材料,采用水热炭化工艺在系列温度条件下（180、240℃和300℃）制备生物炭,对其元素含量、热稳定性、孔隙结构、表面官能团等理化性质进行表征,并对水热炭化残液进行成分分析。结果表明,猪粪生物炭和发酵猪粪生物炭均具有发达的孔隙结构、丰富的表面官能团等优良特性,其H/C原子比和热失重率均随炭化温度升高而减小,表明热化学稳定性随炭化温度升高而增强。水热炭化残液的成分主要包括有机酸、醇、酯、醛、吡嗪、苯酚等物质,较高炭化温度条件下残液中化合物种类更丰富。与猪粪相比,发酵猪粪水热炭化残液的成分仍然以酚、烯、酮类物质为主,但呋喃、吡啶、吡嗪类毒性化合物消失。研究表明,发酵猪粪在300℃条件下水热炭化的残液用作液态肥料的安全性更高,在资源化利用方面更具优势。     

外源Ca2+对模拟酸雨胁迫下不同抗性水稻根系氮吸收的影响

为减轻酸雨对植物生长的不利影响,探究Ca²⁺对植物耐酸性的调控机制,本文以五优308（抗性种）和南粳9108（敏感种）两个品种水稻为研究对象,研究外源Ca²⁺对低强度酸雨（pH 4.5,SAR1）和高强度酸雨（pH 3.0,SAR2）胁迫下水稻幼苗根系生长、氮（NO₃^-和NH₄⁺）含量及吸收速率、ATP含量、质膜H⁺-ATPase活性及其磷酸化水平的影响。结果表明： SAR1处理下两个品种水稻的H⁺-ATPase磷酸化水平和活性增加（P<0.05）,促进ATP分解,增加供能,使NH₄⁺吸收增加（P<0.05）,但NH₄⁺仅在南粳9108根中过量积累（P<0.05）,引起铵毒,造成根系生长抑制,五优308中NO₃^-和NH₄⁺含量及其生长均未受影响（P>0.05）。SAR2处理下,两个品种水稻质膜H⁺-ATPase活性和NO₃^-、NH₄⁺吸收速率及含量均降低,根系生长受到抑制（P<0.05）,其中南粳9108降幅大于五优308。Ca²⁺+SAR1处理组两个品种水稻根系质膜H⁺-ATPase磷酸化水平和活性、NO₃^-和NH₄⁺吸收和积累以及根系生长均与对照（叶喷去离子水处理）差异不显著（P>0.05）。Ca²⁺+SAR2处理下H⁺-ATPase活性、NO₃^-和NH₄⁺吸收和积累以及根系生长低于对照（P<0.05）,但显著高于单一SAR2处理（P<0.05）。研究表明,外源Ca²⁺可有效保障模拟酸雨（pH 4.5、3.0）下质膜H⁺-ATPase磷酸化水平,促进H⁺-ATPase活性升高,缓解酸雨对NO₃^-和NH₄⁺吸收的抑制,维持根系生长。其中,外源Ca²⁺对相同强度模拟酸雨胁迫下五优308的调控效果优于南粳9108,说明外源Ca²⁺对酸雨胁迫下植物氮吸收的影响不仅受酸雨强度限制,而且也会受品种影响。本实验中,外源Ca²⁺对不同强度酸雨胁迫下不同抗性水稻氮吸收均有调控效果,合理利用外源Ca²⁺将有助于调节酸雨区农作物的营养吸收,缓解酸雨对农业生产的危害。     

基于残差BP神经网络的6自由度机器人视觉标定

基于视觉伺服控制的机器人手眼标定和逆运动学求解一直是视觉伺服领域的核心问题。随着应用场景的逐渐复杂,传统手眼标定方法已无法满足需求;随着网络深度的增加,单一BP神经网络逆运动学求解算法的误差趋于饱和甚至变大,无法进一步提升网络性能。针对以上问题,本文将手眼标定和逆运动学求解融合为拟合目标图像坐标到机器人各关节角之间的映射关系问题,提出了一种残差BP神经网络算法。使用多个残差网络模块的方式加深BP神经网络的深度,残差模块的输入信息可以在网络内跨层传输,较好地解决了因深度增加网络模型容易产生梯度消失而无法提升网络性能的问题;通过6自由度机器人雅可比方程对逆运动学解的空间进行划分,确定了8个独立的区域,基于独立区域方法对训练数据进行处理,从而避免了多自由度机器人逆运动学多解对网络学习的影响,网络训练精度提升了2个数量级,训练速度提高了2倍。在REBot-V-6R型6自由度机器人输送线分拣系统中进行二维平面抓取和三维实物抓取实验,实验结果验证了该方法的准确性。结果表明,该方法比1层BP神经网络、3层BP神经网络、5层BP神经网络的训练精度分别提高了4个数量级、2个数量级、5个数量级,测试精度提高2个数量级;与传统标定方法相比,本文方法节约了逆运动学求解过程的计算成本,抓取位姿精度提高了1个数量级。     

基于注意力机制的小样本啤酒花病虫害识别

为提高啤酒花产业的品质和产量,针对于传统人工识别鉴定难度大,效率低和客观性不够,以及啤酒花病虫害识别无大型公开数据集等问题。本文提出一种基于软注意力机制的小样本啤酒花病虫害识别方法,对传统深度残差网络ResNet模型进行改进,并使用图像增强技术-直方图均衡化处理图片得到新的数据集。实验结果表明,在小样本情况下,相比于传统的模型,改进过后的模型A-ResNet50和A-ResNet101都能准确识别不同类型的病虫害图像,在测试集上的准确率为93.27%和93.11%,Kappa指数达到了0.9027和0.8996,证实了A-ResNet50和A-ResNet101模型在啤酒花病虫害识别上的可行性以及可靠性。本文提出的方法识别精度高,实现了啤酒花病虫害的智能识别,同时也对小样本数据集的高精度识别提供了一种途径。     

基于深度残差网络的麦穗回归计数方法

单位面积的穗数是估算小麦产量的重要指标,针对传统麦穗计数方法效率低、主观性高等问题,将基于深度残差网络的密度回归模型引入麦穗的计数领域,建立原始图片与密度图的对应关系,以密度图像素值总和确定图像中麦穗数量。对ResNet34网络进行改进,提出了ResNet-16模型,实现端对端的麦穗计数。针对ResNet34网络复杂度高的特点,ResNet-16增加了残差块的宽度,减少了ResNet34网络的深度;为了避免真值密度图的精度误差以及梯度下降过快,引入了矫正因子δ和膨胀因子K。结果表明:改进后的ResNet-16模型能够取得更好的预测精度,平均绝对误差为2.50,均方根误差为3.27,相关系数R~2为0.973,计数准确率达到94%,较MCNN计数模型精度提高了6%,可以实现高效、快速的麦穗计数。利用基于深度残差网络的回归计数模型为麦穗计数提供了一种新的计数方式。