数字图像技术及其在作物表型研究中的应用研究进展

介绍了目前作物表型性状采集中常用的2类数字图像技术——光学成像技术和微波成像技术,包括其原理、优缺点及在作物表型研究中的应用实例。结合表型组学,综述了室内和田间不同环境下高通量表型分析平台在作物表型研究中的应用研究进展,并对其发展趋势进行展望。     

田间作物表型检测平台设计与试验

为高灵活度、稳定有效地获取田间作物表型信息,设计了一种四轮独立驱动、独立转向的田间作物表型检测平台,该平台主要包括行走系统、控制系统和表型信息采集系统,采用Creo软件对平台进行结构设计并对主体框架不同工况进行有限元仿真分析。以西门子1200系列PLC为主控制器开发了一套控制系统,实现平台的原地转向、横向移动和阿克曼转向模式控制,采用基于模糊PID的四轮协同控制方法实现了四轮同步运动。设计的检测平台可根据检测需求挂载RGB相机、热红外相机、高光谱相机等不同传感器进行表型信息采集,并在采集过程中形成移动暗室,有效降低外界环境对表型信息采集效果的影响。田间试验结果显示:设计的检测平台在满电量状况下单次不间断作业可达6 h;四轮协同运动试验结果显示,车轮转速最大偏差率为1%,在水泥地面和田间直线行驶时平均偏移率分别为2.14%和2.57%,具有良好的移动稳定性;挂载RGB和热红外相机进行作物表型信息获取时,每小时可检测120个田间育种小区;在不同时间段,分别采集非暗室环境与暗室环境下棉花RGB图像并提取叶面积,结果表明平台所采集RGB图像更加稳定可靠;对暗室环境下RGB图像、热红外和高光谱图...     

作物表型组学测量方法综述

随着世界人口的增长,粮食安全问题变得日益严峻,培育新的作物品种是解决粮食危机的一种有效途径。传统的作物表型测量人工成本高,工作效率低,不能为育种学家提供充足的数据,阻碍了育种的发展,因此改进表型测量方法是十分迫切的。育种学家多关注作物的形态学参数和生理学参数,多种传感器已经被应用于作物的参数测量。本文对一些表型参数测量方法进行了分析与比较,包括作物高度、叶片参数、株间距、叶绿素含量、水分胁迫指数、生物量等。同时,也对一些可用于多种参数测量的复合测量平台进行了总结。此外,本文指出了表型测量中的不足,应该改进当前的一些测量方法,以降低表型测量的成本,提高测量效率。     

表型组学研究进展及其在作物研究中的应用

表型组学是指在基因组水平上系统地研究某一生物或细胞在不同环境条件下所有表型的学科。随着植物表型获取技术和设备的不断完善,以及基因组学、蛋白组学、代谢组学、生物信息学和大数据计算技术的快速发展,高通量表型组学分析在种质资源鉴定、遗传图谱绘制、功能基因挖掘等方面发挥越来越大的作用。高通量表型组学研究正成为突破未来作物学研究和应用的关键领域,为作物遗传育种、栽培管理提供精准、高效的决策支持。因此,充分挖掘多组学信息,加快高通量表型研究对全面了解农作物基因型、表型和环境之间的关系,发现和揭示重要农艺性状调控基因和作为机制,促进作物功能基因组及作物遗传改良研究具有非常重要的意义。概述了表型组学的发展历程,并对当前表型组学主要研究平台和成像系统,及其在作物根系结构、冠层结构、生物和非生物胁迫研究中的应用进行了系统论述,旨在为农作物表型高通量获取和解析提供方法借鉴,加速表型组学研究方法在作物育种中的应用。     

南京农业大学作物表型组学交叉研究中心

正表型组学研究是生命科学领域高速发展的交叉学科,该学科的发展有利于保障全球食品安全及建立现代农业体系。为实现我国作物学基础研究的快速发展,南京农业大学于2017年成立了国内高校首个作物表型组学交叉研究中心(http://pprc.njau.edu.cn/),致力于在全球范围内组建跨学科研究团队,建设国际一流的作物表型组学研究国家平台,引领农业植物科学发展,保障国家粮食安全。     

中国作物化控栽培工程技术研究进展及展望

新世纪条件下如何进一步挖掘作物产量潜力,实现作物高产、优质、高效及可持续发展,将是中国农业科技的一项长期艰巨任务。作物化控与传统栽培技术革新相互融合,产生了新型模式的栽培技术体系,即为作物化控栽培工程,它是当前农业研究中十分活跃的新领域之一,已经融入作物栽培生产各个方面。概述了作物化控栽培工程技术研究和应用的历史及进展,并强调了新世纪下发展作物化控栽培工程技术的必要性,指出作物化控栽培工程技术在中国农业发展中起到不可代替的作用同时对作物化控栽培工程技术研究和应用作了进一步研究展望     

我国土壤数据库的构建研究进展

介绍了土壤信息系统的原理、特点,重点阐述了我国土壤数据库县市级、区域级和国家级的研究进展及数据库构建的方式,总结了我国土壤数据库的发展进程;分析了土壤信息系统的发展趋势和我国土壤数据库系统目前存在的问题,并提出了相应建议。     

农业遥感研究进展与展望

农业遥感是遥感科学的重要分支。文章回顾了农业遥感研究的百年发展历程,认为目前遥感在农业领域的应用广度和深度都在不断扩展,农业遥感从获取传统的总产、面积、单产等要素向更多监测要素不断深入,从传统的资源、环境向植保、农学等方向不断扩展,农业遥感正逐步成为农业科学的基础关键技术。论文从农情遥感、农业灾害遥感、农业资源环境遥感等领域全面总结了近年来中国农业遥感研究取得的成就及重要成果。从农业定量遥感、无人机遥感、作物表型遥感等方面指出了农业遥感研究发展的国际前沿,分析认为,随着传感器、物联网、互联网+、大数据、人工智能等技术的发展及现代农业发展的需求,“十三五”及未来10年,国内农业遥感技术在天空地一体化的农业遥感大数据获取、人工智能与大数据等的信息智能提取和挖掘等方面发展前景巨大。     

玉米维管系统表型高通量解析与多组学研究进展

维管束是贯穿玉米整株植物的输导组织和支持系统,其特性对玉米高产、稳产起着重要作用。随着对玉米需求的不断增长,以及作物源-库性状的改善和栽培水平的提高,维管束作为源库之间联系的重要纽带,其形态结构和生理功能对产量形成的作用日益受到育种工作者的重视。本文系统概述玉米根、茎、叶和果穗的维管束表型特征,以及维管系统在水分运输、物质营养运输及机械支撑等方面的功能;探讨维管系统表型的定义及其内涵;整理近年来国内外维管组织表型高通量获取方法并对比分析各种获取方法的优缺点;总结基于组学的维管系统表型-基因型关联组学分析研究进展;最后对玉米维管束系统研究面临的挑战和前景进行讨论,提出以表型组学为切入点,结合细胞生物学、计算机图像处理、计算数学等多学科交叉,高通量、系统获取维管束的表型信息,实现玉米果穗柄维管束表型的精准解析,以期为开展基于组学的结构-功能探究、计算与模拟提供大数据支撑,并为玉米的抗性评价、品种选育及功能机制研究提供有益参考。     

西北农林科技大学小麦多组学数据库的构建与应用

本研究在大规模根系转录组分析的基础上,获得406份全球遗传多样性丰富的小麦种质的基因型数据,并通过对18个农艺性状在10个种植环境中的系统调查,获得对应的表型数据。实验室前期评估证实表型与基因型数据可靠,可应用于小麦研究。同时,整合基因型、转录组、表型与栽培环境的气象数据,建立了一个可在网站（https://iwheat.net/resource）自由下载与利用的小麦多组学数据库,为小麦功能基因的挖掘与机理研究提供支持。     

作物涝害研究进展

涝害是世界上大多数国家面临的重大自然灾害之一,涝害引起作物一系列的伤害甚至死亡,严重限制了作物的分布及产量。文章从形态建成和生理生化方面介绍了作物在涝害胁迫下的各项指标变化及作物涝害机理等;指出应进一步对作物的生理生化特性进行研究,通过基因技术从分子水平探究作物耐水分胁迫的内在机理,并确定可靠、直观的涝害鉴定生理指标,才能从根本上解决植物体水分胁迫问题。     

高校教学资源库建设研究

高校教学资源库建设是实现教育信息化的基础。本文从教学资源库管理平台的搭建，以及各个专业资源库建设两个方面，对符合高校自身特点与区域特色的教学资源库建设进行研究，具有较强的现实意义。     

新疆昌吉市榆树沟镇种植业生产管理信息系统构建研究

利用信息技术提高乡镇生产管理水平是农业现代化建设的重要内容之一。在新疆昌吉市榆树沟镇信息化建设的基础上,针对种植业生产管理体系不完善,生产组织过程中信息不对称,决策效率低等问题,利用信息技术,通过构建8个生产管理模块,进行系统设计,规范种植业生产数据等措施,建立了适用于乡镇的种植业生产管理信息系统,为乡镇种植业生产科学化、程序化管理提供了可供借鉴的解决方案。     

农作物秸秆重组材工艺分析与研究展望

【目的】阐明农作物秸秆重组材的制造工艺理论,为研究新的秸杆人造板品种提供理论依据。【方法】结合作者的研究成果综合分析相关文献资料。【结果】农作物秸秆重组材的工艺过程包括原料准备、梳解、干燥、施胶、组坯、预压、热压和后期处理,面临的主要问题包括原料的收集贮存、秸秆特性对工艺的影响、梳解设备的研制、胶黏剂的选择、板坯的铺装和表面处理。【结论】农作物秸秆是制造重组材的适用原料,开发前景非常广阔。     

农作物秸秆纤维提取技术研究进展

农业废弃物的高值化利用有助于缓解资源约束、减少环境污染。秸秆纤维素是细胞壁中最主要的物质,与木质素和半纤维素稳定嵌套,难以分离。因此,秸秆有效组分分离提取是实现其高值化利用的基础和关键。本文对秸秆中纤维微观结构、形成机制及理化性质进行深入阐述,介绍了提取纤维素的多种技术,并对纤维素分离原理与优缺点进行了凝练。针对现有技术壁垒及局限性,展望秸秆纤维分离、提取及纯化等的研究领域和发展方向,以期为探索出高效绿色环保的工艺技术,实现秸秆纤维素的高值化利用奠定基础。     

田间作物信息监测技术的研究现状与展望

利用田间监测技术采集作物信息,可以实时获取田间作物的生长情况,并做出相应决策,对提高作物的产量和品质有重要作用。针对依赖于人工采样测量的传统作物田间监测方法存在效率低下、主观性强、特征单一等缺点,田间作物的快速监测、信息获取及分析技术成为了当下的研究热点。本文从采集目标、监测平台以及不同数据(信息)分析方法 3个方面分析了国内外田间作物监测技术的研究现状,总结了目前我国田间作物监测中存在的问题,并对今后在监测技术创新、信息解析技术、数据(信息)标准化与共享化,以及基础设施及推广方面的发展提出了建议,以期为我国田间作物监测技术的创新和产业发展提供参考。     

我馆书目数据库建设的实践与认识

本文通过亲身实践，指出了书目数据库建设是图书馆自动化建设的核心，并从理论和实践两方面就书目数据库建设中的若干问题提出了自己的见解和对策。     

广东省生物种质资源数据库管理平台构建

广东省生物种质资源数据库管理平台是集成数据库技术和网络技术构建的基于B/S结构的生物种质资源数据标准化及管理平台 ,该平台为广东省的生物种质资源收集、评价、利用和研究提供一套运行于局域网和互联网的生物种质资源数据管理与分析系统软件 ,并已投入到广东省 2 2个种质资源保存、研究单位使用 ,建立了 42个物种种质资源数据库管理系统 ,对种质资源数据进行统一、规范的管理 ,实现种质资源数据库共建、信息共享     

8种农林作物害虫及其天敌资源数据库开发

利用SQL Server 2005数据库工具和ASP.NET网络编程工具,采用以TCP/IP协议为基础的B/S构架,选择3层结构,开发了具有多种查询途径、便于互动和沟通、可扩展功能较强的8种农林作物(水稻、柑桔、茶叶、枇杷、荔枝、龙眼、毛竹和棉花等)害虫及其天敌资源数据库。一方面,专家可通过后台管理系统录入、修改或删除8种农林作物害虫及其天敌的相关图文与视频信息;另一方面,用户可通过互联网,利用多种检索方式,获得8种农林作物的害虫及其天敌信息,还可通过远程诊断专家系统、远程会议服务系统及技术论坛等方式实现用户和专家之间的互动与交流。     

基于关联语义融合的WebGIS数据库优化检索方法研究

为提高在Web上发布的空间数据的检索能力,针对传统的WebGIS数据库模糊指向性聚类检索方法容易陷入局部收敛导致检索准确度不高的问题,提出一种基于关联语义融合聚类的WebGIS数据库优化检索方法。采用有向图模型构建WebGIS数据库检索节点分布结构模型,在WebGIS数据库存储数据信息流中进行关联语义特征信息挖掘,以挖掘的特征信息为数据库检索的指向性信息素,并采用分段融合模糊聚类方法进行关联语义融合聚类处理,在数据融合中心中求得数据库检索目标值的全局最优解,实现数据库优化检索和访问。仿真结果表明,采用该方法进行WebGIS数据库检索,对检索数据的查准率较高,抗干扰能力较强,检索过程的收敛性较好。