A data transfer method for improving seed identification of maize (Zea mays) haploid breeding based on genetic similarity

Maize haploid breeding technology is able to identify haploid seeds non‐destructively, rapidly and at low cost with the help of Near‐infrared (NIR) spectral analysis. However, due to the hybridization of numerous parents and the low production rate of haploid, the haploid data collection becomes a burden for engineering this technology. Biologically, there are considerable similarities between the progeny of the same female parent and different male parents. Based on this advantage, similar spectral data can be transferred when the NIR technology is employed. A revised method of Transfer adaptive boost (TrAdaBoost) is proposed to improve identifying for the backpropagation neural network (BPNN) classifier. To avoid the negative transfer, a screening thresh is used to select out similar data, and the amount of these data are limited to join current training. The results show that the identification performances are improved significantly when the data amount is small. This method shows a high ability to make the seed identification more convenient for engineering maize haploid breeding.     

海参加工业清洁生产评价指标体系的构建

海参加工业是我国北方重要的水产品加工行业之一。近年来,随着市场需求的不断增大,海参加工产品产量逐年增加,海参加工业面临的环境问题日益凸显。为了促进我国海参加工业的清洁生产,保证产业的可持续发展,本研究基于我国清洁生产技术体系及海参加工行业的特点,构建了由生产工艺及装备等6个一级指标和加工工艺等24个二级指标组成的海参加工业清洁生产评价指标体系,并选择两家案例企业进行清洁生产水平的评价。研究结果表明,案例企业的清洁生产水平均为Ⅱ级:国内清洁生产先进水平;通过案例分析结果与企业生产现状的对比,证明本指标体系具有一定的科学性、可操作性和适用性。根据评价结果对两家案例企业提出了改变能源类型、提高废弃物资源利用率的清洁生产改进措施,为我国水产品加工行业的清洁生产提供了借鉴与参考。     

苦瓜种子大小和单粒质量的遗传分析

以苦瓜自交系K7-359(P_1)和K7-422(P_2)分别作为母本和父本,通过杂交获得F_1,F_1自交获得F_2群体,采用主基因+多基因混合遗传模型分析苦瓜种子长度、宽度和单粒质量的遗传规律。结果表明,苦瓜种子长度和单粒质量的遗传均符合加性-显性-上位性多基因遗传模型(C-0模型),多基因遗传率分别为84.91%和76.55%,说明对苦瓜种子长度和单粒质量的选择宜在高世代进行;苦瓜种子宽度的遗传符合1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因模型(D-0模型),主基因和多基因遗传率分别为79.30%和3.86%,主基因遗传效应主要以加性效应为主,说明对种子宽度的改良可以采用组合育种的策略,且适宜在早期世代进行选择。     

不同种衣剂处理对青瓜生长及产量影响的研究

为探讨几种新型种衣剂在青瓜种子上的应用效果,研究了先正达迈舒平、氟虫腈、路明卫、高巧4种种衣剂对青瓜生长势、产量及抗病性的影响。结果表明:4种供试种衣剂均能不同程度地影响青瓜生长发育、产量及病害抗性。综合考虑生长势、产量等因素,表现为高巧悬浮种衣剂>先正达迈舒平悬浮种衣剂>氟虫腈悬浮种衣剂>路明卫悬浮种衣剂;在霜霉病、疫病的综合抗性上,表现为路明卫悬浮种衣剂>氟虫腈悬浮种衣剂>先正达迈舒平悬浮种衣剂>高巧悬浮种衣剂,4种供试种衣剂处理均能在一定程度上抑制霜霉病、疫病的发生。     

基于荧光光谱的辣椒种子品种识别

为了提高辣椒种子品种鉴别效率,实现辣椒种子品种快速无损鉴别,研究了一种基于荧光光谱的辣椒种子品种快速无损识别方法。选择同一系列相似辣椒种子的杂交品种卓椒3号、卓椒4号和卓椒5号为研究对象,分别采集辣椒种子的荧光光谱56份,对原始光谱进行Savitzky-Golay(SG)卷积平滑和一阶导数(first derivative,FD)预处理;采用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)方法提取主成分,实现数据降维;采用Fisher判别分析方法建立辣椒种子品种识别模型。结果显示:采用荧光光谱建立判别模型时,卓椒3号辣椒种子的品种识别正确率达到92.9%,卓椒4号、卓椒5号辣椒种子的品种识别正确率均达到100.0%,整体识别正确率达到97.6%;采用荧光光谱的一阶导数光谱建立判别模型时,卓椒3号、卓椒4号、卓椒5号辣椒种子的品种识别正确率均达到100.0%,整体识别正确率达到100.0%。研究结果表明,种子叶绿素荧光光谱结合化学计量学方法能够有效识别辣椒种子品种。     

水稻OsUBA基因的表达及其在促进种子萌发和开花中的功能

自噬是将功能异常或不需要的胞内组分降解的细胞学过程,广泛参与真核生物的生长发育过程、对营养缺乏的响应及生物/非生物胁迫反应。NBR1 (Next to BRCA1 gene 1, NBR1)是在植物中发现的最重要的自噬受体,但有关植物NBR1类自噬受体的研究较少,水稻中此类蛋白的研究还是空白。本文通过RT-PCR方法,从水稻日本晴幼苗的cDNA中克隆到一个含有泛素相关结构域(Ubiquitinassociated,UBA)的基因,将其命名为OsUBA。OsUBA的开放阅读框长2538 bp,编码845个氨基酸残基。OsUBA属于水稻中的NBR1类蛋白。OsUBA的启动子区有多个与光、逆境胁迫及激素反应相关的元件; OsUBA基因在水稻花药、正在萌发的种子以及根中的表达量较高,在茎和叶中也有表达; 200μmol L~(–1) ABA处理显著抑制OsUBA的表达,100μmol L~(–1) GA处理后OsUBA的表达略有升高。对OsUBA过表达水稻株系的研究表明,转基因水稻种子的萌发比野生型更快, ABA (3μmol L~(–1))处理显著抑制OsUBA过表达水稻株系种子的萌发, GA (100μmol L~(–1))处理对OsUBA过表达水稻株系种子的萌发略有促进;OsUBA过表达水稻株系的开花时间较野生型明显提前。这些结果表明,水稻NBR1蛋白基因OsUBA的表达和功能可能与对开花时间和种子萌发的调控以及生物/非生物胁迫反应有关。     

纵横刀组协同式马铃薯种薯切块装置设计与试验

针对马铃薯种薯切块机械化程度低的问题,设计了一种纵横刀组协同式马铃薯种薯切块装置,对其关键部件进行设计,通过对马铃薯种薯切割过程的力学分析、运动学分析和能量学分析,建立了切种能量的数学模型,确定了影响马铃薯切种效果的主要因素。以切种效率、切种合格率为评价指标,以圆盘刀半径、输送辊与圆盘刀垂直中心距、圆盘刀轴转速和夹持辊轴转速为试验因素,进行了四因素四水平正交试验。对正交试验结果进行方差和极差分析,结果表明:当圆盘刀半径为180 mm、输送辊与圆盘刀垂直中心距为190 mm、圆盘刀轴转速为115 r/min、夹持辊轴转速为56 r/min时,切种效率为74.5 kg/min,切种合格率为98.8%,满足马铃薯切种作业要求。     

牡丹籽粕提取液对连作土壤特性及小麦全蚀病防治研究

为充分利用牡丹籽粕中杀虫抑菌等作用成分,确定不同浓度牡丹籽粕提取液对连作土壤性质的影响。本研究通过结合单因素和正交实验、土壤化学性质分析方法及小麦全蚀病室内生物活性测定方法,确定了牡丹籽粕中有效成分最优提取条件为60%乙醇浓度、120 W超声功率、50℃提取温度;发现牡丹籽粕提取液在一定浓度范围内可降低连作土壤pH、改善土壤碱性,对土壤养分中有机质含量、全氮、碳氮比、全磷、灰分均表现出低浓度促进作用,高浓度抑制作用“低促高抑”作用,并有益于真菌、放线菌数量及纤维素酶和脲酶活性的增加;此外,牡丹籽粕提取液浓度为0.8 mg/mL (T4)时,其对小麦全蚀病治疗作用防效达63.42%。本研究结果可为牡丹籽粕废弃物的资源化利用及植物源环保型杀菌剂的开发奠定基础。     

改进SSD的灵武长枣图像轻量化目标检测方法

针对加载预训练模型的传统SSD（Single Shot MultiBox Detector）模型不能更改网络结构，设备内存资源有限时便无法使用，该研究提出一种不使用预训练模型也能达到较高检测精度的灵武长枣图像轻量化目标检测方法。首先，建立灵武长枣目标检测数据集。其次，以提出的改进DenseNet网络为主干网络，并将Inception模块替换SSD模型中的前3个额外层，同时结合多级融合结构，得到改进SSD模型。然后，通过对比试验证明改进DenseNet网络和改进SSD模型的有效性。在灵武长枣数据集上的试验结果表明，不加载预训练模型的情况下，改进SSD模型的平均准确率（mAP，mean Average Precision）为96.60%，检测速度为28.05帧/s，参数量为1.99×106，比SSD模型和SSD模型（预训练）的mAP分别高出2.02个百分点和0.05个百分点，网络结构参数量比SSD模型少11.14×106，满足轻量化网络的要求。即使在不加载预训练模型的情况下，改进SSD模型也能够很好地完成灵武长枣图像的目标检测任务，研究结果也可为其他无法加载预训练模型的目标检测任务提供新方法和新思路。     

植物内生肠杆菌对狗牙根耐盐性的调控研究

以从海滨雀稗中分离得到的内生肠杆菌为材料，采用种子萌发与盆栽试验两种方式研究植物内生细菌对狗牙根耐盐性的影响。通过对狗牙根种子和幼苗接种单一内生细菌和混合内生细菌，并测定种子发芽率、苗长、根长、生物量等生长指标与叶绿素含量、相对含水量、相对电导率和叶片中钠离子、钾离子的含量综合评价植物内生细菌对狗牙根耐盐能力的调控。结果表明，在150 mmol·L^-1盐胁迫下处理14 d后，接种混合菌液B3014比接种单一菌液B30更能提升狗牙根种子的萌发率、对盐胁迫下胚根及胚芽长度的增长也较显著（P<0.05）。在成坪期，与空白对照相比，接种内生细菌可以提升200 mmol·L^-1盐胁迫下狗牙根的成坪质量，增加地上、地下生物量的积累、苗长与根长生长量，并提升植株叶绿素含量与叶片相对含水量，降低细胞膜破损程度。在接种内生细菌处理中，接种混合菌液B3014可以使狗牙根在盐胁迫下受到的损伤显著低于（P<0.05）接种单一菌液B30。与此同时，接种混合菌液B3014对狗牙根叶片中钠离子含量降低程度高于接种单一菌液B30，同样，接种混合菌液B3014也能更好地积累盐胁迫下狗牙根叶片内钾离子含量，增加盐胁迫下狗牙根的耐盐能力。因此，接种混合菌液B3014对盐胁迫下狗牙根种子的萌发和成坪后的耐盐能力的提升高于接种单一菌液B30。探讨植物内生细菌对狗牙根耐盐能力的调控，为提高草坪草在盐碱环境中的应用提供了新思路。