基于CycleGAN-IA方法和M-ConvNext网络的苹果叶片病害图像识别

针对苹果叶片病害图像识别存在数据集获取困难、样本不足、识别准确率低等问题,提出基于多尺度特征提取的病害识别网络(Multi-scale feature extraction ConvNext, M-ConvNext)模型。采用一种结合改进的循环一致性生成对抗网络与仿射变换的数据增强方法(Improved CycleGAN and affine transformation, CycleGAN-IA),首先,使用较小感受野的卷积核和残差注意力模块优化CycleGAN网络结构,使用二值交叉熵损失函数代替CycleGAN网络的均方差损失函数,以此生成高质量样本图像,提高样本特征复杂度;然后,对生成图像进行仿射变换,提高数据样本的空间复杂度,该方法解决了数据样本不足的问题,用于辅助后续的病害识别模型。其次,构建M-ConvNext网络,该网络设计G-RFB模块获取并融合各个尺度的特征信息,GELU激活函数增强网络的特征表达能力,提高苹果叶片病害图像识别准确率。最后,实验结果表明,CycleGAN-IA数据增强方法可以对数据集起到良好的扩充作用,在常用网络上验证,增强后的数据集可以有效提高苹果叶片病害图像识别准确率;通过消融实验可得,M-ConvNex识别准确率可达9918%,较原ConvNext网络准确率提高0.41个百分点,较ResNet50、MobileNetV3和EfficientNetV2网络分别提高3.78、7.35、4.07个百分点,为后续农作物病害识别提供了新思路。     

小麦条锈菌效应蛋白基因pst-2511的克隆、 表达和初步结构研究

对小麦条锈菌（Puccinia striiformis f.sp. tritici）效应蛋白pst-2511进行研究,分析其可能形成二级结构的条件,为以后通过核磁方法解析该效应蛋白的三维结构提供基础。构建了小麦条锈菌效应蛋白基因pst-2511的原核表达载体pET-32a-PP-pst-2511,并成功将其在大肠杆菌 BL21(DE3)中进行原核表达;表达出的蛋白用亲和层析法和高效液相色谱法进行纯化,获得可溶性的效应蛋白,用凝胶电泳检测得到单一条带,经质谱鉴定,纯化后的蛋白质分子量与理论值符合。圆二色谱表征该蛋白质的二级结构有α螺旋,且随着三氟乙醇（TFE）浓度的增加,α螺旋比例增加。对效应蛋白pst-2511的初步结构研究及三维结构解析,可以为防止小麦条锈病提供理论依据,同时为深入研究效应蛋白的调控通路以及阐明条锈菌侵染机制和更有效地防止小麦条锈病提供帮助。     

胞内共生菌Cardinium的研究进展

Cardinium是一类近几年才被人们发现和关注的细胞内共生细菌,属于拟杆菌门(Bacteroidetes)的一个独立分支,同沃尔巴克氏体(Wolbachia)一样可以通过细胞质遗传。虽然这类寄生菌在节肢动物中的分布没有Wolbachia广泛,但是许多研究表明这类寄生菌同样具有诱导寄主生殖异常现象的能力。这些生殖异常现象主要包括胞质不亲和、诱导孤雌生殖、雌性化。另外,Cardinium除了对寄主具有生殖调控作用以外还能影响寄主的适合度。由于这些现象的发现,使得Cardinium也同Wolbachia一样受到越来越多研究学者的关注。本文系统地总结了近年来这类细菌的研究情况,主要包括Cardinium的形态特征、在节肢动物中的分布、对寄主的生殖调控作用、传播规律、系统发育等方面。最后,文章简要讨论了研究Cardinium这类胞内共生菌的价值和意义。     

pH对闽江河口湿地沉积物氮素转化关键过程的影响

以闽江河口湿地沉积物为研究对象,通过单变量的沉积物培养试验(pH=2.5,3.5,4.5,5.5,6.5),研究pH对湿地沉积物氮元素硝化、反硝化、矿化3个关键过程的影响。结果表明:低pH(pH=2.5)对硝化活性有明显的抑制作用,其余pH对沉积物的硝化速率影响不大,硝化细菌的数量和活性在强酸条件下限制明显。随时间推移,沉积物反硝化速率减小,反硝化活性增强。偏酸条件对反硝化活性有一定抑制作用,主要由于沉积物中反硝化细菌在酸性条件下不活跃或耐酸细菌数偏少。不同pH条件下,矿化速率基本无规律可循,表明pH对湿地沉积物矿化过程无直接影响。     

闽江口湿地沉积物各形态磷分布特征及风险评价

为探究湿地植被、理化性质等对沉积物磷的各赋存形态的影响,评价闽江口湿地污染程度和潜在环境风险。2017年在闽江河口湿地由陆向海选取4个采样点,用SMT法提取各形态磷,测定分析了闽江口湿地沉积物各形态磷变化规律并进行风险评价。结果表明:沉积物中有机磷含量为0.176～0.369mg/g,约占总磷的32.03%;而无机磷含量为0.308～0.666mg/g,占总磷66.49%;总磷含量为0.491～0.998mg/g,其污染指数为0.819～1.618,总体上为轻度污染。各形态磷在不同植被类型沉积物中含量分布不同,其中沉积物有机磷含量芦苇最高,扁穗莎草最低;无机磷中的钙磷含量则是互花米草最少,短叶茳芏和扁穗莎草明显高于其他植被类型;而铁铝磷含量是互花米草远高于其他植物;因总磷受无机磷影响较大,以致无机磷含量与总磷含量分布相似,均是扁穗莎草最高,芦苇最低。沉积物中钙磷与容重呈极显著负相关,与含水率呈极显著正相关,有机磷含量与有机质呈极显著正相关;总磷与含水率呈极显著正相关,与电导率呈显著负相关。以上现象可能由植被类型与生长阶段、理化性质、陆源物质、水文环境、凋落物、人类生产活动等多个因素的综合作用所导致。