采用双模态联合表征学习方法识别作物病害

基于深度卷积神经网络的视觉识别方法在病害诊断中表现出色,逐渐成为了研究热点。但是,基于深度卷积神经网络建立的视觉识别模型通常只利用了图像模态的数据,导致模型的识别准确率和鲁棒性,都依赖训练数据集的规模和标注的质量。构建开放环境下大规模的病害数据集并完成高质量的标注,通常需要付出巨大的经济和技术代价,限制了基于深度卷积神经网络的视觉识别方法在实际应用中的推广。该研究提出了一种基于图像与文本双模态联合表征学习的开放环境下作物病害识别模型(bimodalNet)。该模型在病害图像模态的基础上,进行了病害文本模态信息的嵌入,利用两种模态病害信息间的相关性和互补性,实现了病害特征的联合表征学习。最终bimodalNet在较小的数据集上取得了优于单纯的图像模态模型和文本模态模型的效果,最优模型组合在测试集的准确率、精确率、灵敏度、特异性和F1值分别为99.47%、98.51%、98.61%、99.68%和98.51%。该研究证明了利用病害图像和病害文本的双模态表征学习是解决开放环境下作物病害识别的有效方法。     

超表达OsPR1A增强了Xa21介导的水稻对白叶枯病的抗性反应

【背景】前期研究发现,水稻病程相关蛋白质OsPR1A的表达受上游抗病基因Xa21调控,接菌后早期启动Xa21介导的OsPR1A较高水平表达对水稻抵抗白叶枯病菌至关重要。同时OsPR1A也受到水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo）的诱导表达。对于OsPR1A的研究绝大部分是作为抗性反应发生的标志基因佐证其他基因或途径在抗性中的作用,缺乏直接的证据证实OsPR1A本身的生物学功能。【目的】通过获得OsPR1a-OX超表达转基因植株,调查其表型及农艺性状,并明确OsPR1A蛋白质表达与抗性的关系,为鉴定OsPR1A功能提供依据。【方法】通过农杆菌介导法,将构建的OsPR1a-OX转化载体转入到水稻受体4021中,利用PCR和免疫印迹（western blot,WB）技术分别在基因水平和蛋白质水平上筛选并鉴定OsPR1A超表达阳性纯合株系。在成熟期,调查OsPR1A超表达转基因植株的表型及农艺性状（株高、穗长、分蘖数、结实率和籽粒大小等）。在31℃条件下,将生长2周的水稻幼苗TP309、4021和OsPR1A超表达转基因植株接种水稻白叶枯病菌,并在接菌0、2、4、6、8、10和12 d时测量病斑长度。在接菌0、4和6 d时,收集TP309、4021和OsPR1A超表达转基因植株的水稻叶片,提取蛋白质,利用WB技术检测OsPR1A的表达特征。【结果】构建了OsPR1a-OX转化载体,并转入到受体4021中,筛选并鉴定到2个OsPR1A超表达转基因纯合株系（#704和#709）。调查了OsPR1A超表达转基因植株在成熟期的表型及农艺性状,与对照4021相比,#704和#709的株高较矮、穗长较短、分蘖数减少、结实率降低,但籽粒稍大,可能与结实率低有关。在31℃条件下,OsPR1A超表达转基因植株的病斑长度与对照4021相比明显缩短,结果具有显著性差异（P<0.05）。在接菌0、4和6 d的材料中,超表达转基因植株#704和#709中OsPR1A始终有较高水平的表达丰度,从而提高了对白叶枯病菌的抗性。【结论】采用农杆菌介导法,获得OsPR1A超表达转基因植株;超表达OsPR1A影响到水稻的正常发育过程;超表达OsPR1A后增强了Xa21介导的水稻对白叶枯病的抗性。     

玉米秸秆黄贮为主型粗饲料的饲粮能量水平对西门塔尔杂交牛生长性能、屠宰性能及肉品质的影响

本试验旨在探究玉米秸秆黄贮为主型粗饲料的饲粮能量水平对西门塔尔杂交牛生长性能、养分代谢、屠宰性能和肉品质的影响。选择体况良好、体重相近的西门塔尔杂交牛45头,采用单因素试验设计,随机分成3组,每组15个重复,每个重复1头牛。试验分为前、中、后3个阶段,饲喂3种不同饲粮。前期:各组饲粮粗蛋白质水平均为12.0%,综合净能分别为6.27(Ⅰ组)、6.38(Ⅱ组)和6.48 MJ/kg(Ⅲ组);中期:各组饲粮粗蛋白质水平均为11.6%,综合净能分别为6.43(Ⅰ组)、6.53(Ⅱ组)和6.63 MJ/kg(Ⅲ组);后期:各组饲粮粗蛋白质水平均为11.0%,综合净能分别为6.70(Ⅰ组)、6.80(Ⅱ组)和6.90 MJ/kg(Ⅲ组)。试验期137 d,其中预试期15 d,正试期122 d,栓系饲养。结果表明:1)Ⅱ组平均日增重最高,分别较Ⅰ组和Ⅲ组提高了7.91%(P0.05)和11.11%(P0.05)。2)Ⅱ组粗蛋白质、粗脂肪、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维表观消化率高于Ⅰ组和Ⅲ组,但未达到显著水平(P0.05)。3)Ⅱ组干物质采食量最高,较Ⅰ组和Ⅲ组分别提高2.06%(P0.05)和6.75%(P0.05);Ⅱ组料重比最低,增重收入和养殖效益最高。4)与Ⅰ组相比,Ⅲ组血清胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇含量显著增加(P0.05)。5)饲粮能量水平对各组屠宰率、净肉率、肉骨比和眼肌面积无显著影响(P0.05),背膘厚度随饲粮能量水平增加显著提高(P0.05)。6)Ⅲ组背最长肌的剪切力、系水能力和肉色最低,但各组间无显著差异(P0.05)。7)随着饲粮能量水平的提高,背最长肌中的粗脂肪含量逐渐上升,但未达到显著差异水平(P0.05)。综述所述,以玉米秸秆黄贮为主型粗饲料对西门塔尔杂交牛育肥,中能量水平组的平均日增重最高,料重比最低,经济效益最高。在本试验条件下,适宜的能量和粗蛋白质水平为:前期,肉牛综合净能6.38 MJ/kg,粗蛋白质12.0%;中期,肉牛综合净能6.53 MJ/kg,粗蛋白质11.6%;后期,肉牛综合净能6.80 MJ/kg,粗蛋白质11.0%。     

微生物菌剂对青椒生长、品质和土壤养分状况的影响

以"圣鼎一号"青椒为试验材料,采用田间试验的方法,研究了增施微生物菌剂对青椒生长、品质和土壤养分状况的影响,以期为青椒合理的增施微生物菌剂提供参考依据.结果表明:增施含有侧孢短芽孢杆菌的微生物菌剂A能更有效地促进青椒生长,提高青椒的果实品质产量和土壤养分;与其它处理相比,减量施肥+微生物菌剂A处理促进青椒生长,提高果实品质产量的效果最明显.与其它增施微生物菌剂的处理相比,青椒的株高、茎粗和叶绿素均有不同程度的提高,使青椒维生素C含量、可溶性蛋白质、可溶性固形物和总产量分别提高了 3.3％～15.1％、14.2％～25.2％、6.2％～8.8％和23.3％～36.2％,硝酸盐含量降低了 9.1％～11.8％;与其它处理相比,常规施肥+微生物菌剂A处理使土壤养分含量增加的效果最明显.与其它增施微生物菌剂的处理相比,使土壤的硝态氮、有效磷和速效钾含量分别提高了 3.5～9.4％、4.8～14.0％和3.5～9.6％.增施含有侧孢短芽孢杆菌的微生物菌剂A可以作为一种促进青椒生长、增加果实品质产量和提高土壤养分的方法.     

小农户与现代农业衔接路径研究

党的十九大确定了未来小农户与现代农业有机衔接的基本方向。从小农户融入到现代农业中的现实困境出发,阐述了小农户融入到现代农业的实施路径,为中国现代农业经济发展和乡村振兴提供了思路。     

苹果花脸病田间病情发展及ASSVd在组培条件下的传播

为了明确苹果锈果类病毒（apple scar skin viroid，ASSVd）引起的苹果花脸病在田间的病情发展情况以及ASSVd在组培条件下的传播方式，2012—2015年对河北省顺平南神南村3个果园进行持续调查和检测。结果显示，果园A、B、C的显症率分别从3.00%、19.35%和10.00%上升至10.00%、34.41%和22.00%，带毒率分别从11.00%、20.43%和14.00%上升至23.00%、37.63%和30.00%，带毒率和显症率都逐年增加，而且带毒率大于显症率，即有些带毒果树不显症。发病果树田间分布有明显的发病中心。通过高通量测序发现显症果树ASSVd vsiRNA reads数是带毒未显症reads数的4.08倍，同时实时荧光定量PCR检测发现显症树ASSVd病毒积累量显著高于带毒未显症树。以携带ASSVd的组培苗和无毒组培苗为试材，利用RT-PCR检测明确了ASSVd可通过伤口沾染带毒汁液、组培剪污染、含毒培养基、根系接触进行传播，其中根系接触传染率较高。