基于CNN的小麦籽粒完整性图像检测系统

为了快速、准确识别小麦籽粒的完整粒和破损粒,设计了基于卷积神经网络(CNN)的小麦籽粒完整性图像检测系统,并成功应用于实际检测中。采集完整粒和破损粒两类小麦籽粒图像,对图像进行分割、滤波等处理后,建立单粒小麦的图像数据库和形态特征数据库。采用LeNet-5、AlexNet、VGG-16和ResNet-34等4种典型卷积神经网络建立小麦籽粒完整性识别模型,并与SVM和BP神经网络所建模型进行对比。结果表明,SVM和BP神经网络所建模型的验证集识别准确率最高为92. 25%; 4种卷积神经网络模型明显优于两种传统模型,其中,识别性能最佳的AlexNet的测试集识别准确率为98. 02%,识别速率为0. 827 ms/粒。基于AlexNet模型设计了小麦籽粒完整性图像检测系统,检测结果显示,100粒小麦的检测时间为26. 3 s,其中,图像采集过程平均用时21. 2 s,图像处理与识别过程平均用时为5. 1 s,平均识别准确率为96. 67%。     

低扬程泵装置压力脉动特性

初步分析了低扬程泵及泵装置压力脉动的基本规律. 基于浙江姚江上游西排工程排涝泵站立式泵装置不同叶片角度和不同流量时的压力脉动特性模型试验结果,研究泵装置的叶轮室进口、叶轮室出口、导叶体出口和出水流道出口处的压力脉动规律. 从叶轮与导叶之间的水流条件、水泵运行工况等方面,对低扬程泵装置压力脉动进行了初步理论分析,提出了导叶体与叶轮间隙的大小、导叶体的叶片数对低扬程泵装置压力脉动特性的影响等需进一步研究的问题. 从水力因素和水泵制造等方面提出了避免低扬程泵装置压力脉动有害影响的对策:适当加大叶轮与导叶之间的间隙,避免水泵在偏离最优工况较多的条件下运行,提高水泵抗空化性能等;从避免产生共振的角度,提出适当加大叶轮叶片厚度、导叶叶片厚度和加强水泵的结构设计等措施.     

沂蒙山区金银花光合效率对土壤水分的响应

为探索抗旱灌木光合作用效率对土壤水分的响应特征与阈值效应，以沂蒙山区优势灌木金银花为材料布设盆栽模拟试验，通过人工灌水与植物自然耗水的方法进行控水处理，在不同水分梯度下测定分析了金银花的光合作用参数，并对土壤水分有效性进行了分级。结果表明:1）金银花叶片净光合速率（P_n）和水分利用效率（WUE）对土壤相对含水量（RSWC）具有明显的阈值响应规律，当RSWC分别为79.59%和47.43%时，金银花P_n、WUE达到最大值。当RSWC=29.71%时，制约光合效率的主要因子由气孔限制转为非气孔限制。2）确定了金银花光合作用的5个特征水分阈值:P_n水分补偿点、P_n水分均值点、P_n水分饱和点、WUE水分均值点和WUE水分高效点。同时，将金银花的土壤水分有效性划分了5个等级:高产高效水、高产中效水、中产高效水、低产低效水和无产无效水。3）田间水分管理时，为维持金银花较高的光合作用水平，应维持的土壤水分范围为:42.38%≤RSWC≤96.05%，避免土壤水分低于29.71%。研究结果可为沂蒙山区干旱逆境下金银花的风险诊断和田间水分管理提供科学依据。     

Straw mulching with fertilizer nitrogen: An approach for improving crop yield,soil nutrients and enzyme activities

Field experiments were conducted to study soil properties, soil enzymes activities, water use efficiency (WUE) and crop productivity after six years of soya bean straw mulching in the semi‐arid conditions of China. The experiment included four treatments: CK (Control), N (240 kg N ha^‐1), H (soya bean straw mulching at half rate 700 kg ha^‐1 with 240 kg N ha^‐1) and F (soya bean straw mulching at full rate 1,400 kg ha^‐1 with 240 kg N ha^‐1). Soil organic carbon (SOC), soil labile organic carbon (LOC), soil available N (AN), available P (AP) and enzyme activities were analysed after wheat harvesting in 2016 and 2017. Results show that straw amounts had positive effects on the soil fertility indices being higher for treatment F. The SOC, LOC, AN, AP and enzyme activities (i.e. saccharase, urease and alkaline phosphatase) were in the order of F > H > N > CK. High wheat grain yield and WUE were observed for F treatment. A total of six years mulching along with 240 kg ha^‐1 nitrogen fertilizer application is sufficient for wheat yield stability and improving soil properties except urease activities in the semi‐arid condition of China. However, the straw mulching amount should be further studied with minimum nitrogen fertilizer for an environment‐friendly and effective approach for improving the soil biological properties with adequate crop production on a sustainable basis in the semi‐arid region of China.     

寄主植物中抑制十字花科黑腐病菌Ⅲ型分泌系统小分子化合物的鉴定

 寻找抑制植物病原菌III型分泌系统的植物源活性小分子化合物,是研发生物安全农药的重要途径之一。本研究采用水煮提取法从十字花科黑腐病菌寄主植物满身红萝卜中提取分离活性小分子化合物,利用高效液相-质谱联用解析出活性物质的单体结构。然后用荧光素酶基因luxAB构建融合报告系统以及定量PCR检测活性物质对十字花科黑腐病菌III型分泌系统的抑制效果,最后采用剪叶接种和压渗接种的方法研究活性小分子物质对十字花科黑腐病菌的生防作用。研究表明,植物鞘氨醇和二氢鞘氨醇对十字花科黑腐病菌III型分泌系统基因的转录表达有一定程度的抑制作用,但是对I、II、IV型分泌系统基因的表达没有明显的抑制作用。植物鞘氨醇在XCM1上影响菌的生长,而二氢鞘氨醇不影响菌的生长。同时,还发现这两种物质能显著降低Xcc在寄主植株满身红萝卜上的病害症状以及能够使Xcc在非寄主植物辣椒上引起过敏反应的能力丧失。该研究结果为深入研究小分子化合物对十字花科黑腐病菌III型分泌系统的作用机制及后续开发植物源抑制剂提供了一定的理论依据。     

京津冀一次区域性暴雨特征分析

利用FNL再分析资料、卫星资料和自动站资料对2019年7月22~23日京津冀一次区域性暴雨过程进行了环流形势、卫星云图、动热力结构的分析。结果表明:此次暴雨发生在500hPa两槽一脊、副热带高压北抬、低空急流的大尺度环流背景下。西南方向的水汽输送和黄渤海的补充水汽为暴雨提供了良好的水汽条件,在河北中部的水汽辐合抬升则为暴雨提供了抬升条件。此次暴雨的产生受中尺度对流云团的连续生成合并影响,降水效率高。在暴雨中心整层表现为低层辐合、高层辐散,上升速度中心明显,使得高层的抽吸作用更强,更有利于上升运动的维持与发展,为降水强度增大提供了有力的动力条件,高空弱冷空气的入侵对能量锋区不稳定能量的释放起到了触发作用。     

雄性食蟹猴生殖系统中Ghrelin的分布定位

本文采用免疫组织化学染色方法,探讨ghrelin在雄性食蟹猴生殖系统内的分布定位。通过对ghrelin免疫阳性细胞在生殖系统中分布部位、含量及细胞形态等方面的研究,为今后ghrelin在食蟹猴体内的功能研究奠定形态学基础。免疫组化染色发现,ghrelin阳性细胞在食蟹猴的生殖系统中有分布。Ghrelin免疫阳性细胞被染为棕色到棕黑色,主要分布于睾丸、附睾及输精管中,精囊腺中无ghrelin阳性细胞分布。Ghrelin阳性细胞在组织中多呈散在分布。细胞大小不一、形态各异,多呈圆形、卵圆形、锥体形、长柱形及其他不规则形。     

Effects of apelin-13 on oxidative stress induced by high uric acid in adipocytes

AIM: To study the effects of apelin-13 on oxidative stress induced by high uric acid in 3T3-L1 adipocytes and its underlying mechanisms. METHODS: 3T3-L1 adipocytes were stimulated with uric acid at 10 mg/dL for 48 h. Some of the adipocytes were administered with 1 μmol/L apelin-13 in the presence of uric acid at 10 mg/dL. The adipocytes stimulated with 100 μmol/L H₂O₂ were served as positive controls. The intracellular reactive oxygen species (ROS) concentrations were detected by flow cytometry. The biochemical kits were used to measure the activities of superotide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px), catalase (CAT) and NADPH oxidase (NOX) activity, and the content of malondialdehyde (MDA) in the cell lysate and the supernatant. The mRNA levels of renin-angiotensin system (RAS) components, including angiotensinogen (AGT), angiotensin-converting enzyrne1 (ACE1), angiotensin II type 1 receptor (AT1R) and AT2R, as well as angiotensin II receptor -like 1 (APJ) were measured by real-time PCR. The concentrations of angiotensin II (AngⅡ) in the cell lysate and the supernatant were measured by ELISA. RESULTS: Adipocytes stimulated with uric acid at 10 mg/dL had lower activities of antioxidant enzymes (SOD, GSH-PX and CAT) and higher levels of NOX activity and MDA content (P < 0.05). Accordingly, the intracellular ROS levels were found to be dramatically increased. However, apelin-13 administration attenuated uric acid-induced oxidative stress in the 3T3-L1 adipocytes. Uric acid at 10 mg/dL upregulated the mRNA expression of local RAS, enhanced AngⅡ concentrations both in the cell lysate and the supernatant, and down-regulated the mRNA level of APJ in the adipocytes (P < 0.05). Conversely, apelin-13 partially reversed these parameters. CONCLUSION: Apelin-13 attenuates oxidative stress induced by uric acid, may be via down-regulation of local RAS expression in the 3T3-L1 adipocytes.     

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。     

3种水质调控方式下参池沉积物酶活性的比较研究

2015年10月至2016年9月对自然纳潮、微孔曝气、养水机3种水质调控方式下海参池塘沉积物中淀粉酶、蛋白酶、碱性磷酸酶、脱氢酶的活性进行了跟踪比较研究。研究结果显示,3种水质调控方式下池塘沉积物中的淀粉酶活性年变化为0.126~0.880 mg/g,年均值(0.410±0.180) mg/g,蛋白酶活性年变化为0.024~0.472 mg/g,年均值(0.190±0.103) mg/g,碱性磷酸酶活性年变化为0.068~1.042 mg/g,年均值(0.340±0.196) mg/g,脱氢酶活性年变化为12.092~52.794 mL/g,年均值(26.980±8.295) mL/g。3种水质调控方式下池塘沉积物中蛋白酶、碱性磷酸酶及脱氢酶活性均在自然纳潮池塘中均值最高,变化幅度最大;淀粉酶活性均值则在自然纳潮池塘中最低,养水机池塘最高,这与养水机池塘有机质最低,自然纳潮池塘最高,养水机池塘沉积物的细菌多样性最高,真菌数量最多有关。表明养水机能够快速去除沉积物中氮、磷有机化合物,有利于池塘的正常物质循环。本研究从沉积物酶活性的角度,探讨了养水机的作用效果与其他两种水质调控方式产生差异的机理。