基于RGB-D相机的油菜分枝三维重构与角果识别定位

为实现高效低成本的油菜植株三维建模和表型参数在线测量,提出一种基于RGB-D相机的油菜分枝三维重建和角果识别定位方法。使用Kinect传感器拍摄角果期油菜分枝在4个视角下的彩色图像和深度图像,进而获取油菜植株的三维点云并滤波。对配准的点云进行旋转变换,计算点云的曲面法矢量和曲率,并由曲率相近的点构成配对点对,再使用基于KD-tree搜索的最近点迭代(ICP)算法实现点云的初配准。将初配准误差作为参考值,调整ICP算法的对应点距离阈值,使用初配准的操作流程对初配准得到的新点云进行再次配准,完成精配准。结合该三维重建方法和针对性的彩色图像处理方法,得到去除主茎的单分枝油菜角果的完整点云,再进行欧氏聚类实现单个角果的空间定位。实验结果表明,提出的三维重建方法具有较强的实时性和鲁棒性,单个角果的三维形态清晰可见,点云平均距离误差小于0. 48 mm,角果总体识别正确率不小于96. 76%。     

中国对虾ATG5基因的克隆及其在pH、碳酸盐碱度胁迫下的表达分析

采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术获得中国对虾(Fenneropenaeus chinensis) ATG5基因cDNA全长,命名为FcATG5。利用实时荧光定量技术分析了FcATG5的组织表达及其在pH和碳酸盐碱度胁迫下的表达特征,并利用RNAi技术验证其功能。基因分析显示,FcATG5 cDNA全长为2225 bp,开放阅读框为810 bp,编码269个氨基酸,预测其编码的蛋白质分子量为31.103 kDa,理论等电点为5.59,为疏水性蛋白,包含1个APG5自噬相关蛋白结构域,无跨膜结构,不包含信号肽。同源性和系统进化分析显示,FcATG5具有高度保守性,与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)同源性最高(98.14%)。组织表达分析显示,FcATG5在中国对虾各组织中均有表达,肌肉中表达量最高(P<0.05),血淋巴细胞中最低(P<0.05)。pH胁迫后48 h,FcATG5在鳃中的表达量最低,为对照组的1.68倍;胁迫后96 h最高,为对照组的2.67倍。碳酸盐碱度胁迫后12 h,FcATG5在鳃中表达量最高,为对照组的2.77倍;胁迫后96 h最低,为对照组的1.30倍。干扰实验结果显示,pH和碳酸盐碱度胁迫下,沉默FcATG5基因会使中国对虾死亡率显著增高(P<0.05),表明该基因的表达量越高,越有利于中国对虾存活。实时定量结果表明,FcATG5在pH、碳酸盐胁迫下的表达量均显著升高(P<0.05),推测自噬可能参与中国对虾应对非生物胁迫的调控。本研究结果对水生动物特别是甲壳动物中细胞自噬研究具有重要的借鉴意义,有助于推进中国对虾盐碱水养殖的研究进程。     

中国对虾NAGase基因SNP标记的筛选及与耐高pH性状的关联分析

为探究N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶基因(NAGase)对中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)耐高pH性状的影响，本研究采用直接测序法及实时荧光定量PCR法检测FcNAGase的多态性，并分析其与中国对虾耐高pH性状的相关性。通过直接测序，在FcNAGase上共检测到29个潜在的SNP位点，分布频率为1.13/100 bp，其中，内含子的突变频率为0.35/100 bp，外显子的突变发生频率为0.78/100 bp。通过荧光定量PCR方法在中国对虾耐高pH性状分离群体中共检测到14个具有多态性的SNP位点，其中，观测杂合度(Ho)为0.2581~0.9390，期望杂合度(He)为0.0595~0.4490，多态信息含量(PIC)为0.0574~0.3731；利用卡方检验进行关联性分析，发现2个与中国对虾耐高pH性状显著相关的位点(P<0.05)，分别为P12 (P=0.036)和P27 (P=0.018)，本研究结果可为中国对虾分子标记辅助育种研究提供基础数据和方法。