基于Transformer的强泛化苹果叶片病害识别模型

模型泛化能力是病害识别模型多场景应用的关键,该研究针对不同环境下的苹果叶片病害数据,提出一种可以提取多类型特征的强泛化苹果叶片病害识别模型CaTNet。该模型采用双分支结构,首先设计了一种卷积神经网络分支,负责提取苹果叶片图像的局部特征,其次构建了具有挤压和扩充功能的视觉Transformer分支,该分支能够提取苹果叶片图像的全局特征,最后将两种特征进行融合,使Transformer分支可以学习局部特征,使卷积神经网络分支学习全局特征。与多种卷积神经网络模型和Transformer模型相比,该模型具有更好的泛化能力,仅需学习实验室环境叶片数据,即可在自然环境数据下达到80%的识别精度,相较卷积神经网络EfficientNetV2提升7.21个百分点,相较Transformer网络PVT提升26.63个百分点,能够有效提升对不同环境数据的识别精度,解决了深度学习模型训练成本高,泛化能力弱的问题。     

基于声振信号对称极坐标图像的苹果霉心病早期检测

为实现苹果早期霉心病较高精度的检测,该研究采用对称极坐标法（Symmetrized Dot Pattern,SDP）将苹果声振信号变换为雪花图,然后采用AlexNet、VGG16和ResNet50卷积神经网络以迁移学习方式深度挖掘SDP雪花图像的特征信息,将其输入到支持向量机（Support Vector Machine,SVM）分类器,对霉心程度≤7%的苹果进行检测。研究结果表明,当时间间隔系数为25和角度放大因子为50°时,健康果与早期霉心果声振信号的SDP图形状特征差异最大,在此条件下获取的SDP图经卷积神经网络AlexNet、VGG16和ResNet50提取特征并构建了不同核函数的SVM霉心果检测模型,在各类SVM模型中,ResNet50-SVM-gaus（高斯基）模型用相对较少的训练时间和参数量可取得训练集霉心果较高分类准确率,经超参数优化训练该模型对健康果和早期霉心果测试集不平衡样本（10∶1）的总体分类准确率达到96.97%,平均查准率、平均查全率、平均加权调和均值、Kappa系数和马修斯相关系数值分别为80.19%、90.36%、86.21%,82.54%和82.68%,该模型不仅对多数类的健康果保持较高分类准确率,而且对少数类的早期霉心果也具有较高判别能力。这些研究结果为声振法应用于果蔬内部病害的早期在线检测系统研发提供了技术支撑。     

十字花科黑腐病菌中转录调控因子HpaR1调控一个纤维素酶基因的表达

十字花科黑腐病菌（Xcc8004）中的一个转录调控因子XC2736（npaRI）在致病过程中具有重要的作用。前期研究发现该转录调控因子可能调控胞外纤维素酶的合成。为了解HpaRI对纤维素酶的转录调控机理,本研究对HpaR1进行原核表达纯化,并与488bp的包含XC0639的启动子区DNA片段进行凝胶电泳迁移率试验,发现HpaR1与XC0639启动子可以发生结合。将488bp的XC0639的启动子DNA片段与报告基因gus融合,构建XC0639的报告质粒pGUS0639r,分别导入野生型8004菌株和缺失突变体DM2736中,分析发现在突变体背景下GUS的表达水平比野生型背景明显降低。表明HpaRl正调控XC0639的表达。构建XC0639的极性整合突变体PK0639,检测发现PK0639几乎丧失胞外纤维素酶的活力;通过功能反式互补构建的互补菌株CPK0639可以恢复纤维素酶活性。研究结果表明HpaRl通过调控纤维素酶基因XC-0639的表达来调控细胞的纤维素酶活性。本研究为更深入地了解HpaR1如何调控细菌生理生化功能奠定了基础。     

苹果病虫害绿色防控技术应用

随着中国社会不断发展,人们生活水平逐渐提高,对于各种产品的质量要求也不断提高。尤其是在近年来绿色食品、纯天然、无污染这样的理念的出现,消费者受这些理念的影响,更愿意购买一些采用绿色防控技术生产的产品。因此,在进行苹果栽培的过程中,要十分注意采用病虫害绿色防控技术的应用,应用生物防控技术,减少化肥农药的使用,提高苹果的质量。     

伊犁垦区苹果病虫害的发生与综合防治技术

为摸清伊犁垦区苹果主要病虫害种类及发生危害情况,从而促进苹果病虫害综合防控。本文于2016-2018年在伊犁垦区苹果主栽区采用系统普查、标准地监测及示范推广相结合的方法,对苹果主要病虫害种类、发生动态及危害规律进行调查,探讨苹果主要病虫害综合防治技术。结果表明:伊犁垦区苹果常见病害8种,常见虫害9种,其中以苹果黑星病、腐烂病、苹果蠹蛾、梨小食心虫、红蜘蛛、蚜虫为主要病虫害。危害较重的病害为苹果黑星病,该病每年4月上旬开始侵染,早春低温多雨有利于该病的爆发。危害较重的虫害是苹果蠹蛾和梨小食心虫,通过定点监测,得出苹果蠹蛾在伊犁垦区一年发生3代,梨小食心虫一年发生5代,由于受7、8月高温的影响,这两种食心虫均出现世代重叠现象。主要以幼虫钻蛀果实进行危害,防治难度较大,对晚熟品种果实危害严重。在苹果生产上采用合理密植、适时修剪、科学施肥、选种抗病品种及冬季、早春清园为主的农业措施防治,糖醋液、果实套袋及性诱剂诱杀成虫的物理措施,配合生物农药及高效、低毒的化学农药防治相结合的综合性防治措施,可有效控制苹果病虫害的发生。     

新疆野苹果传粉生物学的初步研究

对野生苹果在新疆伊犁地区的开花物候、花粉活力、柱头可授性、繁育系统和访花昆虫及访花行为进行了观察.结果表明:在整个开花过程中,从花序出现到花朵凋谢,历时较长,可达30 d以上;不同海拔,开花期相差4～14 d;一个居群的花期达30 d左右;通过对花粉活力的测定结果分析表明,花粉的活力较高,花粉平均活力达64%;用两种方法测定柱头可授性所得的结果具有一定的差距,但差异不显著;在整个花期中,昆虫的访花行为与天气密切相关.     

多种化学药剂对套袋苹果黑点病菌的室内毒力及田间防治效果

通过分离培养鉴定认为,山东栖霞、沂源两地发生的套袋苹果黑点病均由粉红聚端孢（Trictochecum roseum Link）、链格孢菌（Altemaria mali Roberts）、点枝项孢（Acremonium stictum Link）三种病原菌引起。采用菌丝生长速率法测定了多种杀菌剂对这3种病原菌的毒力,室内测定结果表明：戊唑醇、总司令、扑海因对这3种病菌均有较好的抑制效果。田间防治试验结果表明,10％宝丽安可湿性粉剂1000倍＋50％多菌灵可湿性粉剂700倍液、70％甲基硫菌灵可湿性粉剂800倍液、55％氟硅唑·多菌灵可湿性粉剂800倍液等药剂对苹果黑点病有较好的防治效果。     

梨轮纹病和炭疽病病原菌PCR检测

为建立梨轮纹病原菌和炭疽病病原菌的分子检测方法,根据GenBank上炭疽病原菌和轮纹病原菌不同种的ITS序列差异设计2对引物TJ1/TJ2和LW1/LW2,对2种病原菌菌株进行扩增,比较了常规PCR和巢式PCR的检测灵敏度,并对果园中接种梨轮纹病原菌的梨果实进行检测。结果表明,建立的PCR体系可分别从炭疽病原菌和轮纹病原菌菌株扩增出317 bp和325 bp的特异性条带,对其他相似或相近的病原真菌则无扩增条带。巢式PCR技术的灵敏度比常规PCR提高了约105倍,且可以在接种较低浓度(1 ml 10个)轮纹病原菌孢子液7 d后的梨果实组织中检测到病原菌。说明使用巢式PCR技术,可以准确、灵敏地监测梨轮纹病原菌在果园的种群消长动态。     

苹果低产低效园改造技术

通过选择"高光效高干疏散型优良树形",采用"脱掉裙子,摘掉帽子,打开天窗"的改形技术,配套综合管理措施,解决苹果低产低效园改造中树密枝多、通风透光差的问题,以实现稳产优质高效的目的。     

套袋对红富士苹果品质的影响试验

进行苹果套袋比较试验结果表明:苹果套袋能增加果面光洁度,促进果实着色,使果皮细嫩、果面光洁,无果锈,减少病虫危害,减轻冰雹等机械损伤,减少农药污染和残留,显著提高果实外观商品品质,是生产优质无公害苹果的一项关键技术。