葡萄果实cDNA文库的构建及鉴定

构建葡萄果实cDNA文库是研究果实发育相关基因表达调控的基础工作.本实验从巨峰葡萄果实中提取了高质量的RNA,利用MMLV反转录酶把总RNA中的mRNA反转录成cDNA第一链,用特异引物进行LD-PCR扩增合成双链cDNA.将分级纯化的带有粘性末端双链cDNA与λTrip Ⅰ Ex2载体连接,重组载体体外包埋成为cDNA原始文库.初步鉴定原始文库的滴度为1.32×106 pfu/mL,文库扩增后滴度达1.45×1010 pfu/mL.从扩增文库中随机挑取250个克隆进行PCR鉴定,结果表明重组率为98.7%,插入片段大小在0.5～2.0 kb之间,因此,本研究成功构建了葡萄果实cDNA文库.     

基于迁移学习的葡萄叶片病害识别及移动端应用

为解决已有的卷积神经网络在小样本葡萄病害叶片识别的问题中出现的收敛速度慢,易产生过拟合现象等问题,提出了一种葡萄叶片病害识别模型(Grape-VGG-16,GV),并针对该模型提出基于迁移学习的模型训练方式。将VGG-16网络在ImageNet图像数据集上学习的知识迁移到本模型中,并设计全新的全连接层。对收集到的葡萄叶片图像使用数据增强技术扩充数据集。基于扩充前后的数据集,对全新学习、训练全连接层的迁移学习、训练最后一个卷积层和全连接层的迁移学习3种学习方式进行了试验。试验结果表明,1)迁移学习的2种训练方式相比于全新学习准确率增加了10～13个百分点,并在仅训练25轮达到收敛,该方法有效提升了模型分类性能,缩短模型的收敛时间;2)数据扩充有助于增加数据的多样性,并随着训练次数的增加,训练与测试准确率同步上升,有效缓解了过拟合现象。在迁移学习结合数据扩充的方式下,所构建的葡萄叶片病害识别模型(GV)对葡萄叶片病害的识别准确率能达到96.48%,对健康叶、褐斑病、轮斑病和黑腐病的识别准确率分别达到98.04%、98.04%、95.83%和94.00%。最后,将最终的研究模型部署到移动端,实现了田间葡萄叶片病害的智能检测,为葡萄病害的智能诊断提供参考。     

外源NO对NaCl胁迫下山葡萄叶片叶绿素荧光和抗氧化酶活性的影响

为探究NO对山葡萄耐盐性影响的生理机制,以1年生双丰山葡萄扦插苗为试材,采用营养液栽培方法,研究了外源NO供体硝普钠(SNP)处理对50 mmol·L-1 NaCl胁迫下山葡萄叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性的影响.结果表明,外源NO能显著提升盐胁迫下山葡萄叶片超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,减少丙二醛(MDA)的产生和积累,保护光合机构免受活性氧伤害,从而提高叶片叶绿素含量;另一方面,外源NO使盐胁迫下山葡萄叶片的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)和保护性热耗散(ΦNPQ)升高,而初始荧光(Fo)和非调节性能量耗散(ΦNO)显著下降,表明外源NO通过保护性热耗散机制缓解盐胁迫引起的光抑制,增强光合电子传递效率,进而维持PSⅡ的正常功能,最终提高了山葡萄耐盐性.     

自然环境下葡萄采摘机器人采摘点的自动定位

针对葡萄果梗颜色复杂多变、轮廓不规则等影响因素使得采摘机器人难以准确对采摘点进行定位的问题,该文提出一种基于改进聚类图像分割和点线最小距离约束的采摘点定位新方法。首先通过分析葡萄图像的颜色空间,提取最能突显夏黑葡萄的HSI色彩空间分量H,运用改进的人工蜂群优化模糊聚类方法对葡萄果图像进行分割;然后对分割图像进行形态学去噪处理,提取最大连通区域,计算该区域质心、轮廓极值点、外接矩形;再根据质心坐标与葡萄簇边缘信息确定采摘点的感兴趣区域,在区域内进行累计概率霍夫直线检测,求解所有检测得出的直线到质心之间的距离,最后选取点线距离最小的直线作为采摘点所在线,并取线段中点坐标作为采摘点。以从晴天顺光、晴天遮阴、阴天光照下采集的300幅夏黑葡萄进行分类试验,结果表明,该方法的采摘点定位准确率达88.33%,平均定位时间为0.3467 s,可满足采摘机器人对采摘点的定位需求,为葡萄采摘机器人提供了一种新的采摘点求解方法。     

葡萄果实转色过程中线粒体呼吸代谢变化

为明确线粒体呼吸代谢与果实成熟期间颜色形成的关系,本试验探究了3种葡萄果实(夏黑、巨峰和金手指)成熟期间颜色、总花色苷含量、呼吸强度、内源乙烯产生和线粒体呼吸代谢的变化规律。结果表明,夏黑和巨峰葡萄果实的果皮颜色指数(CIRG)值和总花色苷含量随着果实成熟呈上升趋势,而金手指葡萄果实CIRG值在整个成熟期间变化不显著;葡萄果实成熟期间呼吸强度和内源乙烯均呈先上升后下降趋势,在花后63d达到峰值。同时,葡萄果实成熟期间,线粒体膜通透性转换孔(MPTP)逐渐增加,线粒体膜流动性(MMF)持续下降;线粒体琥珀酸脱氢酶(SDH)活性随着成熟进程逐渐下降,而细胞色素氧化酶(CCO)活性在花后63d开始上升。表明盛花63d之后是果实色泽快速形成阶段,可能为葡萄果实色泽形成的关键时期。线粒体呼吸代谢增强促进了果实成熟期间呼吸强度增加和内源乙烯释放,从而使夏黑和巨峰果实中花色苷大量积累,加快了金手指葡萄果实叶绿素的降解和类胡萝素的合成。本研究结果为调控南方葡萄果实着色提供了理论依据。     

基于K_means硬聚类算法的葡萄病害彩色图像分割方法

为了提高植物病害图像的分割精度与效果,根据植物病害症状及图像的特点,提出了一种基于K_means硬聚类算法（HCM）的葡萄病害彩色图像非监督性分割处理方法。该方法是在L*a*b*颜色空间模式下利用ab二维数据空间的颜色差异,以平方欧式距离作为像素间的相似度距离、以均方差作为聚类准则函数对颜色进行二分类聚类,并通过数学形态学运算对聚类结果进行校正。利用该方法对3种葡萄病害彩色图像进行分割的结果表明,该方法能够较为准确地将病斑区域从彩色图像中分割出来,对葡萄病害彩色图像的分割处理比较理想,鲁棒性好,分割准确率     

无核葡萄种质亲缘关系的SRAP研究

为充分了解及更合理地利用无核葡萄的种质资源,辅助无核葡萄育种,本研究采用SRAP分子标记技术,对23 个国内外主流无核葡萄品种的种质亲缘关系进行分析。结果表明：从45 对SRAP引物中筛选出38 对多态性引物,共扩增出236 条谱带,其中171 条为多态性谱带,多态性谱带百分率为72.4%。遗传相似分析显示,供试材料间遗传相似系数的变化范围为0.58~0.90,遗传距离在1.0313~4.9643 范围内变化。在遗传相似系数为0.61 处,可将供试材料分为2 个大类群,在相似系数为0.66 处,Ⅰ类群和Ⅱ类群均可分为2个亚群。说明23个品种总体来讲亲缘关系较远,特别欧美杂种具有较高的遗传多样性,部分欧亚种品种间亲缘关系较近,杂交育种时应注意亲本选择。     

果穗曝光对酿酒葡萄果实品质影响的研究进展

影响葡萄果实品质的因素很多,对于特定的葡萄产区而言,在大气候、小气候、土壤、品种等条件相对一定的前提下,通过改变栽培技术措施来改善果实区域微气候,从而提高果实品质显得尤为重要。简述了果实区域曝光,一项操作简便、高效,且能够实现机械化而备受国内外学者关注的新技术,在提高酿酒葡萄果实品质方面的研究概况,包括对总酚、花色苷、单宁等酚类物质含量、香气成分,尤其是甲氧基吡嗪类物质含量的影响。此外,就果穗曝光处理在调节葡萄产量、降低果穗紧实度从而减少病害发生率等方面进行了总结。以及该技术在我国农村劳动力不断减少,劳动力成本不断攀升,葡萄产业亟需集约化、机械化、简单化的大背景下的应用前景和研究方向进行了简要的分析。     

无核白浓缩汁加工工艺

以无核白葡萄干为原料,对无核白浓缩汁的生产工艺进行研究,确定最佳的工艺条件。结果表明,料液比1∶3,复水温度50℃,复水时间4 h为无核白葡萄干最佳复水条件;酶解最佳工艺条件酶解时间60 min,pH值3,酶解温度40℃;旋转蒸发最佳条件温度80℃,浓缩无核白汁可溶性固形物为40 Brix。     

植物提取物在葡萄保鲜中的应用研究进展

植物种类繁多,含有多样性的化学成分,一些特定的化合物如酮类、萜类等可抑制微生物的生长,并且植物提取物保鲜成本低、安全性高、副作用小,具有良好的抗菌价值,对葡萄保鲜具有重要意义。论述了应用于葡萄保鲜的植物种类及其提取物保鲜作用机理、植物提取物对葡萄采后病原菌的抑制作用及其提取和应用方法,展望了植物提取物在葡萄保鲜方面的应用前景及研究方向。