基于逆运动学降维求解与YOLO v4的果实采摘系统研究

为提高采摘设备的执行效率,采用六自由度机械臂、树莓派、Android手机端和服务器设计了一种智能果实采摘系统,该系统可自动识别不同种类的水果,并实现自动采摘,可通过手机端远程控制采摘设备的起始和停止,并远程查看实时采摘视频。提出通过降低自由度和使用二维坐标系来实现三维坐标系中机械臂逆运动学的求解过程,从而避免了大量的矩阵运算,使机械臂逆运动学求解过程更加简捷。利用Matlab中的Robotic Toolbox进行机械臂三维建模仿真,验证了降维求解的可行性。在果实采摘流程中,为了使机械臂运动轨迹更加稳定与协调,采用五项式插值法对机械臂进行运动轨迹规划控制。基于Darknet深度学习框架的YOLO v4目标检测识别算法进行果实目标检测和像素定位,在Ubuntu 19.10操作系统中使用2000幅图像作为训练集,分别对不同种类的果实进行识别模型训练,在GPU环境下进行测试,结果表明,每种果实识别的准确率均在94%以上,单次果实采摘的时间约为17s。经过实际测试,该系统具有良好的稳定性、实时性以及对果实采摘的准确性。     

马铃薯抗坏血酸含量及其代谢相关酶活性关系的研究

 为探讨马铃薯不同器官中抗坏血酸(AsA) 含量及其代谢相关酶活性关系, 研究了马铃薯幼叶、功能叶、老叶、茎和块茎中AsA和其氧化态脱氢抗坏血酸(DHA) 的含量与L - 半乳糖- 1, 4 - 内酯脱氢酶( GalLDH) 、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR) 、谷胱甘肽还原酶( GR ) 、抗坏血酸过氧化物酶(APX) 、抗坏血酸氧化酶(AO) 和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR) 等6种酶活性之间的相关性。结果表明, 马铃薯AsA在幼叶和块茎中含量很高。叶片和茎的抗坏血酸库(AsA与DHA之和) 水平与GalLDH活性显著相关, 而AsA含量与DHAR活性显著相关, DHA含量与APX活性显著相关。说明在马铃薯幼叶中高含量的AsA可能由于GalLDH和DHAR的高活性; 而块茎中AsA的积累, 主要来自于叶片的运输和DHAR催化的DHA再生。     

嗜水气单胞菌UDP-乙酰葡萄糖胺-4-差向异构酶基因的克隆表达及酶的性质

通过水生动物源性嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila,Ah）强毒株J-1株与弱毒株MR-1株抑制差减杂交得到gneJ差减片段,该片段与创伤弧菌（Vibrio vulnificus）和人源嗜水气单胞菌的UDP-乙酰葡萄糖胺-4差向异构酶基因有较高的同源性。扩增完整的gneJ基因,进行分布检测并将其克隆至质粒pET32a（＋）,在大肠杆菌（Escherichia coli）BL21中进行异源表达,SDS-PAGE结果显示,重组表达蛋白的分子量约59．7kD,与理论推测值基本相同。酶活性分析表明,该重组蛋白可将UDP-乙酰葡萄糖胺转化为UDP-乙酰半乳糖胺,确证gneJ基因编码蛋白为UDP-乙酰葡萄糖胺-4-差向异构酶。Western Blot分析显示,嗜水气单胞菌J-1株胞外产物的兔抗血清可识别该重组蛋白,表明该蛋白与天然蛋白有相同的抗原性。以重组蛋白为免疫原,对小鼠进行动物保护实验,结果显示,该重组蛋白对小鼠有60％的保护率,证明UDP-乙酰葡萄糖胺-4差向异构酶可作为亚单位疫苗的侯选成分。     

Determination of apparent digestibility coefficient in fish by stable carbon isotopes

Estimation of the apparent digestibility coefficient ADC(%) of C₃ and C₄ plants in experimental diets for fingerlings of tambaqui (Colossoma macropomum, Cuvier, 1818) was calculated by applying chromic oxide (Cr₂O₃) external marker methodology and by a proposed mathematical expression based on the isotopic composition (δ¹³C). A total of 240 tambaqui fingerlings each weighing ±48.2 g and measuring ±9.8 cm were maintained in eight 500‐L aquariums specially designed for faeces collection. The ADC(%) of the C₃ and C₄ diets did not differ significantly between the two methods, producing results of 75.6%; 76.2% and 74.4%; 72.8%, respectively. The ADC(%) results obtained by isotopic method presented less variation than by chromic oxide. The proposed mathematical expression for calculating the ADC(%) based on δ¹³C values offers an alternative methodology, which can reduce errors and diminish the effort required to collect biological material. However, it is important to note that this method is limited to analysis of diets or food items with distinct isotopic signals.     

硫酸氘制剂对淡水浮游藻类生物量影响的研究

以多种淡水浮游绿藻的混合藻种为培养对象,在人工培养液中添加不同含量的硫酸氘(D2SO4)制剂进行培养,通过测定藻液光密度(OD)值研究了不同浓度D2SO4制剂对淡水浮游藻类生物量影响的效果。结果显示:(D2SO4)制剂在9~20℃温度条件下能促进淡水浮游藻类生物量的增加。在重氢OPAL723TM试验中,浓度0.2‰组藻类增加最多,其结果与对照有显著差异(P(0.05),与0.05‰组和0.001‰组差异不显著(P>0.05);在重氢511T试验中,浓度1‰组藻类增加最多,其他组随浓度降低藻类增加量相应减少。     

喷锌对蕹菜锌含量及产量的影响

不同喷施浓度及喷施次数对蕹菜产量及茎叶锌含量的影响结果表明：喷施０．０５％及０．１％的硫酸锌液均能提高蕹菜的产量,但以０．０５％的处理对产量的提高作用最明显,浓度超过０．１％时,对蕹菜生长有抑制作用提高喷锌浓度,蕹菜锌含量的增加为叶片大于茎;喷施１～２次,有明显的增产效果,喷施超过２次反而减产;随着喷施次数的增加,蕹菜锌含量也增加。     

Protective effect of C1q/tumor necrosis factor-related protein 3 on vascular endothelium in rats with hyperuricemia

AIM To study whether C1q/tumor necrosis factor （TNF）-related protein 3 （CTRP3）protect vascular endothelium in rats with hyperuricemia and its potential mechanisms. METHODS An animal model of hyperuricemia was established by using male SD rats drinking 10% fructose water （n=10）. The rats drinking normal water served as normal controls （n=10）. After 12 weeks, the rats were given a single injection with Ad-CTRP3 or Ad-GFP. The experiment was ended at 14th day after transfection.The serum levels of uric acid and nitric oxide （NO） were evaluated. The serum contents of TNF-α and interleukin-6 （IL-6） were measured by ELISA. HE staining and TUNEL assay were used to assess the morphological changes of intima and apoptosis of endothelial cells in thoracic aorta, respectively. The mRNA levels of endothelial nitric oxide synthase （eNOS）, TNF-α and IL-6 were detected by RT-qPCR. The protein levels of CTRP3 and Toll-like receptor 4 （TLR4） were determined by Western blot. RESULTS Compared with normal control group, the rats with hyperuricemia showed lower CTRP3 and higher TLR4 protein levels in the thoracic aorta （P<0.05）. Hyperuricemic rats had higher serum contents of uric acid, TNF-α and IL-6 （P<0.05）. Also, the intima structure disturbance of thoracic aorta, increased apoptotic rate, higher mRNA levels of TNF-α and IL-6 as well as lower mRNA levels of eNOS were observed （P<0.05）. By contrast, CTRP3 over-expression decreased TLR4 protein levels, reduced inflammatory cytokines, and obviously improved the morphology and function of thoracic aorta in the rats with hyperuricemia. CONCLUSION CTRP3 protect vascular endothelium in rats with hyperuricemia maybe via down-regulation of TLR4- mediated inflammatory signaling pathway.     

辣椒新品种辣优4号的选育

辣优 4号是以湖南地方品种分离株Ⅱ经多代自交筛选纯化的优良自交系 33号椒为母本、以材料h7 1经多代单株自交筛选的优良自交系 30号椒为父本配制而成的辣味型一代杂种 ,熟性早 ,前期产量比对照品种湘研 1号增产 16 .5%～ 4 9.1%。一般产量 16 0 0～ 2 80 0kg·(6 6 7m2 ) - 1。田间表现抗疫病、青枯病和病毒病。结果性好 ,单果质量 35～ 50g ,果实长牛角形 ,果表面光滑 ,色绿 ,商品率高 ,品质优良。现已在广东、广西、江西、海南、湖南等地推广种植 ,面积达80 0hm2 。     

水稻苗期根系铵钾离子吸收的交互作用研究

【目的】为探讨水稻幼苗根系NH_4~+、K~+吸收的交互作用,深化水稻养分吸收理论,【方法】采用溶液培养的方法,对低钾及高钾浓度下水稻在有铵和无铵时的K~+吸收动力学特征进行了研究,对不同钾浓度下水稻根系NH_4~+的吸收速率进行了比较。【结果】1)当K~+0.2 mmol/L时,水稻根系通过高亲和转运系统吸收K~+服从Michaelich-Menten动力学方程;NH_4~+的存在显著降低K~+的最大吸收速率(Vmax),且降幅随着NH_4~+浓度的增加而增大;NH_4~+对水稻根表载体与K~+的亲和力(Km)影响较小,在1.62 mmol/L NH_4~+浓度下,水稻品种齐粒丝苗和沪科3号的Km分别下降了12.33%和16.46%,远低于Vmax 47.30%和39.21%的降幅。2)当K~+0.5 mmol/L时,水稻根系K~+低亲和转运系统发挥作用,K~+吸收速率随浓度的增加而不断增加,呈不饱和特征;但在相同K~+浓度下,水稻根系的K~+吸收速率随NH_4~+浓度的增加而下降。3)水稻根系对NH_4~+的吸收速率随着NH_4~+浓度的增加而增加;在相同NH_4~+浓度下,水稻根系对NH_4~+的吸收速率受K~+浓度的影响很小。【结论】NH_4~+抑制水稻苗期根系K~+的高亲和转运和低亲和转运,NH_4~+对K~+高亲和吸收的影响主要是由于铵竞争细胞膜上的钾载体所致;外界K~+浓度的变化对水稻幼苗的NH_4~+吸收速率影响很小。水稻铵钾的交互作用主要表现在NH_4~+对K~+吸收的抑制作用。     

小麦TaNIP4-1基因的克隆及生物信息学分析

水通道蛋白不仅控制着水分和一些小分子溶质的跨膜运输,也是植物体应对非生物胁迫的重要组成部分。为了进一步研究小麦水通道蛋白的功能,本研究以NCBI和Ensemble Plant数据库中查找出的已报道的小麦水通道蛋白基因序列为模板,针对其保守区设计了19对引物,应用PCR的方法从5个小麦品种中克隆出19个基因片段。通过比对鉴定到一个此前未曾报道的新基因,并对其进行生物信息学分析,将其命名为TaNIP4-1。理化特性分析表明,该基因位于3A染色体短臂,基因全长1 315bp,CDS序列长度864bp,含有3个外显子和2个内含子,编码含有288个氨基酸的多肽,含有保守的沙漏模型,有6个跨膜区和2个保守的NPA基序。亚细胞定位预测结果表明该基因位于质膜上。该基因启动子序列含有与逆境响应相关的顺式调控元件,而对7日龄的麦苗进行干旱和盐胁迫处理后,其qRT-PCR结果显示,干旱和盐处理5h后,TaNIP4-1基因在小麦叶片中的表达量明显上调;盐处理7d后,TaNIP4-1基因在小麦根部的表达量显著上调。由此可见,TaNIP4-1基因参与了小麦应对逆境的过程。