基于深度学习的高分辨率麦穗图像检测方法

小麦是重要的粮食作物之一,针对人工田间麦穗计数及产量预测效率低的问题,基于深度学习提出了一种高分辨率的小密集麦穗实时检测方法。对麦穗图像数据集进行图像分割、标注、增强预处理,基于Tensorflow搭建YOLOv4网络模型,调整改进后对其进行迁移学习;与YOLOv3、YOLOv4-tiny、Faster R-CNN训练模型进行对比,对改进模型的实用性与局限性进行分析;重点分析影响麦穗检测模型性能的关键因素。通过图像分割的方式,证明了通过改变图像分辨率确定麦穗所占图像最优像素比,可以提高前景与背景差异,对小密集麦穗有显著效果。通过对改进模型的测试,表明该模型检测精度高,鲁棒性强。不同分辨率、不同品种、不同时期的麦穗图像均类平均精度（mAP）为93.7%,单张图片的检测速度为52帧·s^-1,满足了麦穗的高精度实时检测。该研究结果为田间麦穗计数以及产量预测提供技术支持。     

小麦霉变过程中品质变化与微生物之间关系的研究进展

小麦霉变是食品仓储中常见现象,对小麦霉变过程中品质演变与微生物间的关系进行了介绍,研究在小麦储藏过程中小麦霉变时期的组成和结构、导致霉变的主要微生物种类以及霉变过程中营养成分变化。通过研究小麦霉变各个时期的颜色、气味、硬度、营养成分以及毒素含量变化情况,对淀粉酶、蛋白酶、脂氧合酶、挥发性物质等含量的变化进行论述,确定霉变对小麦品质变化的影响与微生物生长之间的关联规律,为实际生活中安全储存生产小麦提供理论依据和实际指导。     

枣树皮提取物的抑菌作用

利用超声提取法和牛津杯抑菌法研究枣树皮的抑菌效果。以大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、嗜水气单胞菌、温和气单胞菌和迟缓爱德华菌为试验菌,对提取方法、抑菌方法、提取溶剂等条件分别进行抑菌试验研究。结果表明:以70%乙醇为提取溶剂,超声波提取法得到的提取液抑菌效果最好;牛津杯法的抑菌效果强于滤纸片法;金丝小枣的老树皮的抑菌效果强于新树皮。不同品种枣树皮的抑菌效果大小为:金丝小枣老树皮红枣老树皮马牙枣老树皮。金丝小枣老树皮在大肠杆菌与温和气单胞菌中的最低抑菌浓度为7.5×10~(-4) g·m L~(-1),在枯草芽孢杆菌、嗜水气单胞菌与迟缓爱德华菌中的最低抑菌浓度都为3.8×10~(-4) g·m L~(-1)。枣树皮提取物对5种菌有较强的抑菌效果。     

桑黄菌发酵生产特色饲料的多指标正交试验设计

研究一种利用桑黄菌深层发酵生产富含黄酮、可溶性蛋白的培养基配方,发酵液可作为动物特色营养饲料成分。以桑黄菌株为试验材料,以菌丝体生物量、黄酮含量和可溶性蛋白含量为综合考察指标,采用多指标正交试验设计和综合平衡法筛选出黄酮含量、可溶性蛋白含量和菌丝体生物量最优的培养基配方。结果表明:最优培养基配方为麦麸6%、酵母浸膏0.5%、KH_2PO_40.2%、MgSO_40.1%。在最优配方下进行3组验证试验,得到黄酮含量为1.173 mg/ml,可溶性蛋白含量为1.425 mg/ml,菌丝体生物量为7.448 mg/ml。培养基经过优化后生产出的发酵液营养丰富,为动物特色饲料开发提供资源。     

煮饭水质结合加水量和浸泡时间对粳稻食味的影响

以津川1号和津原E28为材料,采用自来水和纯净水煮饭,通过米饭感官评价和质地测定,明确水质对其食味的影响,同时研究这种影响是否与煮饭时的加水量和浸泡时间有关。结果表明,随加水量的增加,米饭外观、饭香、味道和综合评价感官得分先增大后减小,米水质量比为1:1.50时上述指标得分最高,食味最好;米水质量比在1:1.25~1.50范围内,用纯净水蒸煮的米饭的味道和粘度感官得分要高于用自来水蒸煮的米饭。随煮饭加水量的增加,米饭的硬度下降、粘度增加,与感官评价结果一致。随大米浸泡时间延长,米饭外观、味道、粘度和综合评价感官得分先增加后减小,浸泡1.0 h,上述指标得分最高,食味最好。浸泡时间延长会降低米饭的饭香。在浸泡时间15.0 h内,与用自来水浸泡后蒸煮相比,用纯净水浸泡后蒸煮的米饭食味感官综合评价更高。综上,对津川1号和津原E28而言,米水质量比为1:1.50,浸泡1.0 h,使用纯净水煮饭可以获得更好的食味。     

禾谷类作物T-DNA插入突变体库专用载体pBA9N的构建

为进行小麦等禾谷类作物的突变体库构建,以pBRACT806载体为基本骨架,通过Gateway克隆技术,将选择标记基因NptⅡ,置于玉米ubiquitin启动子的控制之下,构建了pBA9N载体.该载体适于在单子叶植物中进行遗传转化,且小仅有6 478 bp,易于操作;此载体与psoup载体共转化,保证了T-DNA片段高效整合到植物基因组中.应用该载体构建突变体群体,可稳定持续高效表达NptⅡ抗性标记基因,易于检测.     

可诱导剔除选择标记基因的pBLCK载体构建

为了剔除冗余且有潜在安全问题的选择标记基因,本研究通过PCR扩增出ubiquitin启动子序列、lox P序列、Cre-GR融合基因和NPTⅡ抗性基因的编码区序列,采用酶切连接的方法将其引入载体p BRACT806,从而构建一个新的可诱导剔除选择标记基因及重组酶基因的表达载体p BLCK,测序结果显示其构建成功。该载体含有Gateway组件,可进行外源目标基因的高效重组整合;具有NPTⅡ基因,利于转基因植株的筛选;具有可诱导剔除外源基因的Cre-GR组件,诱导处于lox P位点之间的抗性标记基因NPTⅡ和Cre-GR融合基因的剔除,保留目标基因表达元件。此外,目标基因、Cre-GR融合基因和NPTⅡ基因都由ubiquitin强启动子控制,可在农作物中组成型超量表达外源基因。本研究为农作物转基因安全性研究提供了新的载体系统,具有一定的育种价值。     

植物钙依赖蛋白激酶的结构、表达特性及其生物学功能

钙离子(Ca²⁺)是植物信号转导途径的主要信号组分之一,钙依赖蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase,CDPK)是Ca²+的信号传感器。当植物感受到自身或外界信号刺激后,细胞中的钙信号经CDPK传递到下游,导致基因表达变化并引发级联反应和一系列生理响应过程。本研究综述了CDPK的结构特征和表达特性,重点介绍了其在植物发育、逆境胁迫应答、气孔运动和激素信号转导等方面的生物学功能,指出CDPK在植物信号转导和应答环境变化过程中的重要作用,并对未来CDPK的研究前景进行了展望,旨在为深入研究CDPK的功能和调控机制提供参考。     

小麦磷脂酶Dδ基因的克隆及表达分析

磷脂酶D (Phospholipase D,PLD) 是植物体内重要的信号转导酶。为了深入了解小麦PLD基因功能,利用同源克隆的方法从普通小麦扬麦158中克隆出TaPLDδ基因后进行序列分析,同时对TaPLDδ基因在不同组织及不同胁迫条件下的表达模式进行分析。结果表明,TaPLDδ基因编码区长为2 589 bp,编码862个氨基酸,等电点为6.93,分子量约为97 kDa。氨基酸序列分析显示,TaPLDδ基因编码的氨基酸序列含有N端C2结构域及两个保守的HKD活性中心。预测分析表明,TaPLDδ蛋白属于亲水性稳定蛋白,在细胞质中合成后,不进行蛋白转运;其二级结构包含27.49%的α-螺旋、19.14%的延伸链、6.73%的β-转角和46.64%的不规则卷曲。不同物种间TaPLDδ蛋白的同源性分析比较表明,TaPLDδ与谷子、玉米和拟南芥的PLDδ氨基酸序列之间具有高度的保守性,且与乌拉尔图小麦、二穗短柄草和水稻PLDδ亲缘关系密切。此外,qRT-PCR分析表明,TaPLDδ在叶、根、茎、花和种子中均有不同程度表达,并受ABA、NaCl和PEG诱导表达增强,推测该基因参与小麦渗透胁迫应答。以上这些研究结果为进一步研究TaPLDδ的生物学功能奠定了基础。     

不同消毒方法及浓度对冰菜种子萌发与幼苗生长的影响

试验研究升汞和Na Cl O等2种消毒剂对冰菜种子萌发与幼苗生长的影响。初步预试验结果表明,Na Cl O处理组萌发率优于升汞处理组。设置不同浓度Na Cl O处理组进行研究,结果表明,不同消毒剂处理组,通过对种子表皮的侵蚀,影响种子萌发过程中负责分解内含物的α-淀粉酶、β-淀粉酶及蛋白酶活性,进而影响种子的萌发与幼苗的生长,其中,6%Na Cl O处理组对冰菜种子的萌发率及幼苗生长效果最佳。