采摘机器人深度视觉伺服手-眼协调规划研究

针对现有采摘机器人的识别-采摘精度与效率偏低等问题，开展了采摘机器人深度视觉伺服手-眼协调规划研究。开发了在手RealSense深度伺服的小型升降式采摘机器人，进行了采放果的工作空间与姿态分析，针对“眼在手上”模式建立了手-眼协调的坐标变换模型。对采摘机器人提出了基于在手RealSense深度伺服的由远及近手眼协调策略，并根据RealSense与机械臂参数完成了基于深度视觉的远近景协调关键点间分段动作规划。手眼协调采摘试验表明，末端在X、Y、Z方向的平均定位精度为3.51、2.79、3.35mm，平均耗时为19.24s，其中机械臂从初始位开始采果的平均耗时为12.04s，中间识别与运算的平均耗时为3.82s，放果动作平均耗时为7.2s，机械臂动作耗时占整个环节的80.2%。该机器人结构和在手RealSense深度伺服的手眼协调策略可满足采摘作业需求。     

利用GGE双标图分析花生品质性状的基因型-环境互作

花生品质性状的稳定性和基因型-环境互作研究，可为花生品质育种及不同生态区域花生品种的选择提供参考依据。本研究利用GGE-biplot工具，对我国黄淮海花生主产区16个花生品种两年间的品质性状进行了综合分析，包括含油量、油酸、亚油酸、棕榈酸和蛋白质含量等。结果显示，5个品质性状均有较高的GGE总变异值（主成分因素PC1和PC2变异的总和），变幅在61.5%-79.9%之间，以含油量的GGE变异值最低，为61.5%，油酸含量的GGE变异值最高，为79.9%。16个花生品种2年间部分品质性状表现较为一致，其中濮花9519的含油量表型值波动最小，山花9号的亚油酸含量表型值波动最小，开农49是油酸含量表型值最为稳定的品种，天府23号是棕榈酸含量和蛋白质含量表型值最为稳定的品种。初步明确了徐州和濮阳分别适合高油花生和高油酸花生种植，确定了不同生态类型试点下较适合种植的品种，为花生品种推广应用提供了参考。     

禾田稻2号选育技术报告

禾田稻2号(代号松辽628)是公主岭市松辽农业科学研究所以白粳1为母本、长白19为父本,双亲配组,有性杂交,后代材料经世代选拔培育,系谱法、穿梭育种,最终选育而成的水稻新品种。该品种株高适中、株型紧凑、分蘖力较强,成穗率好,结实率高,中感稻瘟病,米质好,产量高,综合性状优良,2020年通过内蒙古自治区农作物品种审定委员会审定,适宜在内蒙古中晚熟稻区等地种植。     

利用CRISPR/Cas9技术编辑BADH2-1/BADH2-2创制香米味道玉米新种质

【目的】香味是作物的重要食味品质之一。2-乙酰-1-吡咯啉（2-acetyl-1-pyrroline,2-AP）是主要香味物。BADH2是控制水稻等作物香味性状的关键基因,敲除该基因可以产生香味稻米。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在北京市农林科学院自育的玉米骨干亲本京724上敲除BADH2同源基因,以期获得有香米味道的玉米新种质材料。【方法】利用Ensembl数据库在线BLAST工具,将水稻OsBADH2蛋白序列在拟南芥、水稻和玉米蛋白序列数据库中进行序列比对,获得上述3个物种的BADH基因家族成员,并利用UniProt蛋白数据库中的结构域信息进行验证。进一步使用MEGA软件进行系统进化分析,获得玉米BADH2同源基因作为候选编辑靶标。基于CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理,在候选基因的外显子处设计特异性靶点,并构建入CRISPR/Cas9基因编辑载体。再以玉米自交系京724为受体,利用农杆菌介导的遗传转化方法,通过磷酸甘露糖异构酶基因（phosphomannose isomerase,PMI）抗性筛选获得阳性转基因植株。转基因株系经测序明确其在靶基因中产生的突变类型。利用气相色谱质谱联用仪（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）检测基因编辑株系T₁籽粒中香米主要香味物质2-AP的含量,以确认京724在基因编辑前后2-AP含量的变化。【结果】系统进化分析发现,玉米中存在2个BADH2同源基因,分别命名为ZmBADH2-1和ZmBADH2-2。ZmBADH2-1位于第4染色体,ZmBADH2-2位于第1染色体。2个基因均包含15个外显子和14个内含子,第4外显子间的核苷酸序列高度同源。在2个基因的第4外显子区域设计靶点并构建入CRISPR/Cas9基因编辑载体,通过遗传转化获得28株转基因株系。PCR扩增及测序分析结果显示,其中10株材料的2个ZmBADH2s在靶点区域均发生突变,突变基因型包括双等位突变和多等位突变,突变类型为不同数量的碱基缺失和插入。质谱检测结果显示玉米ZmBADH2双基因突变体籽粒中存在与香稻同样成分的2-AP。随机选取的4个T₁代基因编辑株系籽粒中,2-AP平均含量分别为438.29、404.63、348.65和161.82 μg·kg^-1,而未经过编辑的京724中未检测到2-AP。【结论】利用CRISPR/Cas9技术对玉米ZmBADH2-1和ZmBADH2-2同时进行定点敲除,创制出籽粒中具有香米味道的玉米骨干亲本新种质材料。     

淹水直播稻“神9优28”绿色轻简栽培试验探究

水稻淹水直播能够解决常规直播需要放水、防鸟害和封闭除草三大问题。为全面掌握水稻淹水直播技术,2020年裕安区农技推广中心开展水稻淹水直播田间试验。通过对水稻种子在同等条件下,通过不同区域田块、不同淹水时间及不同播种期的试验种植,总结出适合裕安区种植的淹水直播关键技术、注意事项,并提出相应的改进技术措施,为今后的大面积示范推广提供可靠的技术支撑。     

中药成分辛弗林对胶体金免疫层析法检测β-受体激动剂的影响

旨在探究陈皮、青皮、木瓜、厚朴、红景天等5种中药材提取液以及饲喂了陈皮和青皮的猪尿液胶体金免疫层析法检测结果呈阳性的原因。建立测定猪尿及中药提取物中辛弗林的LC-MS/MS检测方法，测定陈皮、青皮的提取物和饲喂陈皮、青皮后猪尿中的辛弗林浓度。用小鼠肝微粒体孵育CGIA检测呈阳性的陈皮、青皮、木瓜和厚朴4味中药提取物。饲喂陈皮和青皮后的猪尿液检出辛弗林，浓度分别为1.36和1.65 μg·mL^-1；在陈皮和青皮的提取复溶液中检出辛弗林，浓度分别为132.6和312.7 μg·mL^-1。厚朴和木瓜两种中药提取物经过肝微粒体孵育后，在2~5 h逐渐由CGIA检测阳性转为阴性，陈皮和青皮孵育后，0~6 h的结果均为CGIA检测阳性；阴性中药组CGIA检测均呈阴性，而添加辛弗林的阳性对照组0~6 h CGIA检测均呈阳性。猪较大剂量使用陈皮和青皮会引起猪尿β-受体激动剂CGIA检测出现假阳性，该假阳性现象跟中药成分辛弗林有关，体外试验中辛弗林不易被小鼠肝微粒体代谢。     

甘露糖修饰的壳聚糖聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米微球作为口蹄疫病毒核酸疫苗递送载体的特性评价

旨在对制备的甘露糖修饰的壳聚糖聚乳酸-羟基乙酸共聚物[poly （D，L-lactide-co-glycolide），PLGA]纳米微球作为口蹄疫病毒（foot-and-mouth disease virus，FMDV）核酸疫苗递送载体进行评价。采用西佛碱反应和元素分析制备具有一定取代度的甘露糖修饰的壳聚糖衍生物（mannose modified chitosan，MCS），然后，经双重乳化挥发法制备得到甘露糖修饰的壳聚糖PLGA纳米微球（MCS-PLGA-NPs）。采用纳米粒径仪检测MCS-PLGA-NPs粒径分布和表面电势（zeta）、扫描电镜考察其形态、琼脂糖凝胶电泳观察其对质粒的吸附和吸附质粒后抵抗核酸酶降解能力、CCK-8法检测MCS-PLGA-NPs的细胞毒性、激光共聚焦观察巨噬细胞对MCS-PLGA-NPs-质粒DNA复合物的摄取、荧光显微镜和Western blot验证MCS-PLGA-NPs加载质粒DNA在细胞中的表达。元素分析结果表明，成功制备了取代度为5%~10%的MCS。纳米粒径测定和扫描电镜结果表明，MCS-PLGA-NPs的zeta为正值、粒径分布均匀且形态规则呈球形。琼脂糖凝胶电泳结果显示，MCS-PLGA-NPs吸附质粒的能力随着其质量的增加而增强并且可以在一定程度上抵抗核酸酶降解质粒DNA。在细胞毒性试验中，不同浓度的MCS-PLGA-NPs与RAW264.7细胞共孵育24 h后，细胞存活率仍在85%以上。在细胞摄取试验中，用激光共聚焦显微镜可以明显观察到质粒DNA结合到纳米微球表面被RAW264.7细胞摄取。荧光显微镜和Western blot试验证明MCS-PLGA-NPs加载质粒DNA可以在细胞中进行表达。综上表明，本研究成功制备了MCS以及具有递送核酸疫苗能力的MCS-PLGA-NPs，为FMDV核酸疫苗的递送研究提供了新的方向和见解，也为该递送载体携带特定抗原靶向抗原递呈细胞表面甘露糖受体以及应用于动物免疫的研究奠定基础。     

大豆质核互作雄性不育系花器官发育生理生化特性的变化

以大豆质核互作雄性不育系JLCMS9 A及其同型保持系JLCMS9 B为试验材料,测定花芽期、花蕾期、成花期中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性以及丙二醛(MDA)、淀粉、可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸的含量,分析3个时期生长素(IAA)、赤霉素(GA3)、异戊烯基腺嘌呤核苷(iPA)、脱落酸(ABA)的含量及变化.结果表明,在花芽期不育系中的SOD、CAT活性以及MDA、游离脯氨酸的含量均高于保持系,而在花蕾期和成花期相反,其值均低于保持系;不育系的POD活性在花芽期显著低于保持系,在花蕾期和成花期相反,其值均高于保持系;不育系9A的淀粉、可溶性糖含量整体呈上升趋势,在花蕾期和成花期均低于保持系9B.花器官整个发育过程中,不育系9A的IAA含量呈先升后降的变化趋势,iPA含量为逐渐升高趋势,不育系各激素含量均低于保持系.不育系的IAA/ABA、IAA/GA3、IAA/iPA、ABA/GA3的比值与保持系存在差异.由此推断,花器官发育生理特性的异常与大豆质核互作雄性不育有关,花蕾期可能是大豆质核互作雄性不育系花器官生理生化指标发生异常的关键时期.     

稻虾共育田水稻病虫害防控药剂筛选

稻虾共育已成为当前一种十分重要的种养模式,但随着水稻病虫害发生不断变化,农药对小龙虾的毒性等问题日益突出,本研究采取田间药效试验的方法,拟筛选出对水稻虫害(飞虱、稻纵卷叶螟、二化螟)、病害(稻瘟病、纹枯病、稻曲病)具有高效防控作用且对小龙虾安全的杀虫、杀菌剂。结果显示,稻虾共育田可采用烯啶虫胺防治飞虱,氯虫苯甲酰胺和四氯虫酰胺防治稻纵卷叶螟和二化螟,三环唑和雷霉素防治稻瘟病,井冈霉素、噻氟酰胺和苯甲丙环唑防治纹枯病,苯甲丙环唑和肟菌戊唑醇防治稻曲病,在保证防治效果的前提下可兼顾对小龙虾的安全性。     

机插稻田"插喷同步"控草技术中不同封闭除草剂的控草效果及安全性

随着农村劳动力向城市转移和农业经营主体向种植大户转变,农业生产迫切需要一种低成本、高效率、轻简化的生产管理模式.水稻机插秧技术在各地快速发展,但机插秧稻田的杂草危害问题却越来越严重.以"插喷同步"控草技术为基础,研究不同除草剂及组合配方在插秧时同步喷施到稻田,对稻田杂草的防控效果、持效期以及对水稻生长发育的影响.小区试验和大面积示范试验的结果表明,插秧后15 d,不同药剂对杂草的株防效具有显著性差异,以30％苄嘧·丙草胺油悬浮剂(OD)的控草效果最好,总防效达到96.85％～100.00％;而40％苄嘧·丙草胺可湿性粉剂(WP)和53％苄嘧·苯噻酰草胺WP的控草效果较差,总防效分别为90.70％、91.46％.插秧后30 d,不同除草剂对杂草持续防控能力出现极显著性差异,以30％苄嘧·丙草胺OD的控草效果最好,株防效达94.21％以上,鲜质量防效达92.11％以上,而对照药剂的株防效只有76.89％、62.47％,鲜质量防效只有72.80％、57.71％.水稻外观和分蘖情况调查结果显示,在"插喷同步"过程中,不同除草剂对水稻安全性具有显著性差异,以30％苄嘧·丙草胺OD安全性较高,但重复喷雾还有一定隐患,其他药剂的安全性较差.大区示范试验结果表明,喷施30％苄嘧·丙草胺OD过程中,添加安全解毒剂,可以显著提高药剂对幼苗的安全性;对杂草的防控效果和持效期与小区试验结果相同.由此可见,利用"插喷同步"技术,结合使用30％苄嘧·丙草胺OD,配套安全解毒剂,既能有效抑制杂草萌发,又能延长药剂持续防控杂草的能力,而且对水稻安全无药害.