利用Kalman滤波和Hungarian算法的多目标奶牛嘴部跟踪及反刍监测

针对奶牛养殖场复杂环境下多目标奶牛嘴部自动跟踪及反刍监测的困难,该研究提出了一种基于嘴部区域跟踪的多目标奶牛反刍行为智能监测方法。在YOLOv4模型识别奶牛嘴部上下颚区域的基础上,以Kalman滤波和Hungarian算法跟踪上颚区域,并对同一奶牛目标的上颚和下颚区域进行关联匹配获取嘴部咀嚼曲线,以此获取反刍相关信息,从而实现多目标奶牛个体的嘴部跟踪和反刍行为监测;为解决奶牛快速摆头运动和棚舍栏杆遮挡引发奶牛标号变化的问题,提出未匹配跟踪框保持及扩大的方法。采集并选择实际养殖场环境下的反刍奶牛视频66段,对其中58段视频采取分帧操作得到图像,制作YOLOv4模型数据集,以其余8段视频验证跟踪方法和反刍行为判定方法的有效性。试验结果表明,YOLOv4模型对奶牛嘴部上颚、下颚区域的识别准确率分别为93.92%和92.46%;改进的跟踪算法可实现复杂环境下多目标奶牛嘴部区域的稳定跟踪,且有效解决了栏杆遮挡、快速摆头运动造成的奶牛标号变化现象,上下颚匹配率平均为99.89%,跟踪速度平均为31.85帧/s;由反刍行为判定方法获取的咀嚼次数正确率的平均值为96.93%,反刍时长误差的平均值为1.48 s。该研究可为实际养殖中多目标奶牛反刍行为的智能监测和分析提供参考,也可供其他群体动物运动部位的跟踪和行为监测借鉴。     

基于改进残差网络的田间葡萄霜霉病病害程度分级模型

针对传统葡萄霜霉病人工诊断分级方法低效且存在滞后性的问题,提出了一种改进残差网络的田间葡萄霜霉病识别及病害程度分级模型。在田间采集霜霉病前期、中期、后期以及健康叶片图像,并模拟天气、拍摄角度及设备噪声等影响因素进行数据增容;基于不同发病程度叶片间特征相似度高、区分难度大的特点,在优选ResNet-50模型的基础上,为解决捷径分支信息损失严重和主分支特征提取能力不足的问题,在多个残差块组成的残差体的Base Block中加入步长为2的3×3最大值池化层,实现保留重要信息的降维;改进ID Block中残差块的主分支结构,将其中的第1层1×1降维卷积层替换为3×3降维卷积层且步长为1;设计新的全连接层,用全局均值池化和3层全连接层网络替换原模型全连接层结构,并加入Dropout(随机失活)层避免模型过拟合。原始数据集和增容后数据集试验结果表明,动量因子m为0.60、学习率α为0.001时,改进ResNet-50网络模型与ResNet-34/50/101、AlexNet、VGG-16、GoogLeNet等模型相比具有最好的识别效果。改进后的残差块增强了网络的特征提取能力,在优化超参数的基础上,...     

茉莉酸甲酯处理的油用牡丹干旱下的光合及生理特性

以油用牡丹'凤丹'为材料,整株喷施4种浓度(50、100、200、400μmol/L)的茉莉酸甲酯(MeJA),以喷施清水处理为对照(CK),连续喷施3 d后进行干旱处理再复水,在'凤丹'到达中度、重度干旱2 d及复水2 d后取样,测定'凤丹'叶片的渗透调节物质含量、丙二醛(MDA)含量、光合色素含量,同时对光合指标进...     

盐胁迫下内源NO对黄瓜幼苗活性氧代谢和光合特性的影响

【目的】探讨盐胁迫下黄瓜幼苗内源一氧化氮(NO)的生理生化调节机理及其调控途径,为揭示黄瓜的抗盐机理和生产应用提供参考。【方法】以黄瓜幼苗为研究对象,采用一氧化氮合成酶抑制剂(L-NAME,L-硝基精氨酸甲酯)、硝酸还原酶抑制剂(tungstate,钨酸钠)和一氧化氮清除剂(c PTIO,4-羧基苯-4,4,5,5-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物)处理盐胁迫下的黄瓜幼苗,研究处理对黄瓜幼苗叶片内源NO含量、活性氧代谢、光合参数和叶绿素荧光参数的影响。【结果】盐胁迫可诱导黄瓜幼苗叶片内源NO含量增加,采用200μmol·L~(-1) L-NAME、100μmol·L~(-1) tungstate和200μmol·L~(-1) c PTIO处理均抑制了盐胁迫下的黄瓜幼苗叶片中抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))的活性,降低了游离脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白质的含量,增加了丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子自由基(O_2·~-)产生速率和质膜透性,使细胞膜脂过氧化加剧,加重了盐胁迫对黄瓜幼苗的损伤。同时,气体交换参数Pn、Gs、Tr、Ci显著降低,叶绿素荧光参数Fv/Fm、ΦPSⅡ、q P降低,NPQ显著升高,导致叶片光合机构受损,叶片光合速率下降。【结论】在盐胁迫条件下,内源NO的变化可能直接调节了黄瓜幼苗的抗氧化能力,有效地缓解了脂膜过氧化伤害和对叶片光合机构的损伤,且黄瓜幼苗的活性氧代谢和光合特性主要通过一氧化氮合酶途径调控。     

干制辣椒种质资源表型性状遗传多样性分析

以国内收集的32份干制辣椒种质资源为试材,采用遗传多样性分析、变异水平分析、相关性分析、主成分分析及聚类分析,研究了不同类型种质资源各性状的关系及其对表型性状遗传多样性的影响,以期为干制辣椒种质资源创新和育种提供参考依据。结果表明：23个表型性状的变异系数(CV)在12.47%～81.54%,遗传多样性指数(H′)在0.37～2.03。大部分表型性状存在相关性,其中植株大小、叶片大小分别与单果质量、果肉厚呈极显著正相关,成熟期果色分别与株型、果实大小、未成熟果色呈极显著正相关。主成分分析将23个表型性状转化成6个主成分因子,其累计贡献率达到75.14%。聚类分析将32份干制辣椒种质资源分为5类,第Ⅰ类群植株高,叶片大,果长锥形,果色暗红。第Ⅱ类群植株矮,叶片小,果细长,易制干,坐果数多。第Ⅲ类群植株矮且株型紧凑,节间有绒毛,叶片小、果短锥形且果顶凹,果肉薄。第Ⅳ类群株型半张开,叶片大,果大牛角、单果质量大,果肉厚,不易制干。第Ⅴ类群包含种质较多,果多为羊角,果顶尖。     

‘海黄’牡丹花挥发性物质释放规律及PsGDS的克隆与表达分析

以‘海黄’牡丹为材料,采用动态顶空套袋—吸附和GC–MS技术,分析其花挥发性物质成分和相对含量的变化规律。结果共检测出34种挥发性物质,不同花期花挥发性物质的释放量为盛开期>初开期>衰败期>绽口期,在花的不同部位中花瓣相对含量最高,日变化规律为先上升后下降,在14:00—16:00达到峰值,其中芳樟醇、2,6–辛二烯–1–二醇–3,7–二甲基、大根香叶烯D等化合物是挥发性物质主要成分。此外,克隆并鉴定了‘海黄’牡丹大根香叶烯D合成酶基因（GermacreneD synthase,PsGDS,GenBank登录号为MZ513465）,其开放阅读框为1 725 bp,编码574个氨基酸。序列相似性分析发现PsGDS与其他物种GDS平均序列相似性为52.6%,系统进化分析表明PsGDS与木本植物的进化关系较近,其中与葡萄的进化关系最近,与草本植物的进化关系较远。PsGDS在‘海黄’中的表达量高于其他几个牡丹品种,其时空表达模式为：在初花期表达量最高,花瓣中表达量最高,日变化中12:00—14:00表达量最高,其表达水平与大根香叶烯D相对释放规律一致,呈显著正相关。亚细胞定位...