基于深度卷积神经网络的柑橘黄龙病症状识别

【目的】探究深度学习在柑橘Citrus spp.黄龙病症状识别上的可行性,并评估识别器的识别准确率。【方法】以黄龙病/非黄龙病引起的发病叶片图像及健康叶片图像为训练素材,基于卷积神经网络及迁移学习技术构建二类识别器(I-2-C和M-2-C)和八类识别器(I-8-C和M-8-C)。【结果】M-8-C模型的整体识别表现最优,对所有图像的识别准确率为93.7%,表明构建的神经网络识别器能有效辨别柑橘黄龙病症状;I-8-C和M-8-C对所有类型图像的平均F1分值分别为77.9%和88.4%,高于I-2-C(56.3%)和M-2-C(52.5%),表明症状细分有利于提高模型的识别能力。同时M-8-C比I-8-C略高的平均F1分值表明基于MobileNetV1结构的八类识别器识别表现略优于基于InceptionV3的八类识别器。基于M-8-C改进的识别器M-8f-C能够转移到智能手机上,在田间测试中取得较好的识别表现。【结论】基于深度学习和迁移学习开发的识别器对黄龙病单叶症状具有较好的识别效果。     

云南柑橘黄龙病病原检测及其 １６ＳｒＤＮＡ序列分析

利用柑橘黄龙病菌的特异引物,对采自云南红河州建水县和个旧市、玉溪市华宁县、大理州宾川县、昭通市盐津县、德宏州瑞丽市以及保山市隆阳区等地共 １５１个疑似柑橘黄龙病样品进行了黄龙病菌的检测,其中建水县有 ５个样品检测结果为阳性,检出率为 ３３３％;个旧市、华宁县和宾川县各有 １个样品为阳性,检出率分别为 ８.３％,５.５％,６.７％;而昭通、德宏和保山的样品均为阴性。表明黄龙病在云南的主要柑橘产区建水、个旧、华宁和宾川均有不同程度的发生,其中建水县发生率较高,生产上应尽快引起重视。对所获得的黄龙病菌 １６ＳｒＤＮＡ进行了克隆和序列测定,发现 ８个云南柑橘黄龙病菌 １６ＳｒＤＮＡ的序列一致性均为１００％,与柑橘黄龙病菌亚洲种 （ＣａｎｄｉｄａｔｕｓＬｉｂｅｒｉｂａｃｔｅｒａｓｉａｔｉｃｕｓ）相应序列的一致性为 ９８.７％ ～１００％,与柑橘黄龙病菌非洲种 （ＣａｎｄｉｄａｔｕｓＬｉｂｅｒｉｂａｃｔｅｒａｆｒｉｃａｎｕｓ）的一致性为 ９７.５％ ～９８.７％,而与柑橘黄龙病菌美洲种（ＣａｎｄｉｄａｔｕｓＬｉｂｅｒｉｂａｃｔｅｒａｍｅｒｉｃａｎｕｓ）的一致性均为 ９６.５％。表明云南主要柑橘产区发生的黄龙病菌均属于柑橘黄龙病菌亚洲种。     

土霉素处理对柑橘黄龙病的防治效果及PP2基因表达的影响

【目的】评价土霉素(oxytetracycline,OTC)药剂对不同发病程度柑橘黄龙病（Huanglongbing,HLB）的防治效果,并检测OTC处理后韧皮部关键基因——韧皮部蛋白2（PP2）的表达量变化,为HLB的有效防控提供科学依据,也为OTC作用机理研究提供参考。【方法】应用可有效抑制、杀死病原菌的OTC,树干定量注射0.1 g/树于不同发病程度HLB（初感染、轻度发病和重度发病3组）的4年生Valencia夏橙,注射后7、30、60、90 d定期采集Valencia叶片样品监测HLB致病菌Cadidatus Liberibacter asiaticus(Las)含量、淀粉含量及PP2基因表达量变化。树干注射OTC后90 d采集不同处理Valencia的嫩叶、成熟叶片及茎,进行淀粉染色光学显微观察（LM）,直观反映植株累积淀粉的变化。树干注射OTC后80 d调查柑橘嫩叶抽发的情况,综合一系列指标评价OTC对HLB的防治效果。【结果】注射OTC 0.1 g/树对初感染HLB的4年生Valencia植株治疗作用最明显,7 d后检测即为阴性,并可保持90 d,其成熟叶片的淀粉含量明显减少,但茎内仍有淀粉粒富集;轻度发病夏橙注射90 d后叶片内的Las含量从（1.68×10 ⁶±858884）cells/g叶片减至（7.21×10 ⁴±30981）cells/g叶片,下降幅度极为明显,其成熟叶片内的淀粉含量在90 d内一直呈下降趋势;重度发病植株注射后叶片内的Las含量从（4.10×10 ⁸±3.04×10 ⁸）cells/g叶片减至（2.80×10 ⁷±2.70×10 ⁷）cells/g叶片,但从数量而言仍然有较多分布,除了新长出的秋梢,其成熟叶及茎内的淀粉粒含量仍旧很大,说明0.1 g/株OTC不足以治愈4年生重度发病Valencia夏橙。对PP2基因表达分析结果显示,注射OTC后30 d,Valencia夏橙体内的PP2基因表达量大幅度下降,随后90 d内表达量稳定,与注射后30 d的表达量较为一致。 【结论】OTC可以用于HLB的防控,对初感染（Las含量为<9.00×10 ⁵cells/g叶片）及轻度发病（Las含量为9.00×10 ⁵—9.00×10 ⁷ cells/g叶片）的柑橘植株治疗作用较好,不适用于重度发病植株（Las含量为>9.00×10 ⁷ cells/g叶片）的治疗。注射OTC后,PP2基因表达量下降明显,说明OTC可有效减少韧皮部病菌等的胁迫压力。     

柑桔黄龙病防控技术研究与应用

根据柑桔黄龙病病原PCR检测结果,分析其病原检出率不高与检测方法、检测部位等相关,提供了"红鼻果"作为芦柑黄龙病田间诊断的依据。通过田间调查,分析总结了至2000年前永春县柑桔黄龙病长期未蔓延危害的原因在于果园管理均衡,施药次数较多,柑桔木虱没有大量生存繁衍的空间;而近年柑桔黄龙病蔓延危害的主要原因是"三农"状况发生变化,劳力转移,失管果园多,病源多、柑桔木虱大量危害,病害迅速传播。论述了近年永春县柑桔黄龙病防控技术的实践应用与取得的成效;指出柑桔规模化连片种植,分散管理,难以统一落实防控措施是黄龙病防控工作的难点。探讨了黄龙病产区发展柑桔生产的措施。     

常规和巢式PCR对柑橘黄龙病菌的检测灵敏度比较

根据柑橘黄龙病(citrus Huanglongbing,HLB)病菌16SrDNA、16S/23S核糖体基因间隔区(ribosomal intergenic region,RIR)、核糖体蛋白β操纵子(β-operon)和外膜蛋白(out membrane protein,OMP)基因序列设计了8对引物,通过常规和巢式PCR方法对各引物的检测灵敏度进行了比较。结果表明,不同引物的检测灵敏度不同。对于上述任何基因,巢式PCR的灵敏度均比常规PCR至少高103倍;对于同一种基因,扩增短片段的引物比扩增长片段的引物灵敏度高或相当;在扩增产物大小相同时,用以扩增核糖体蛋白β操纵子基因的引物较其他三种稍高。对不同症状柑橘样品的检测进一步验证了该结果。因此,对于柑橘黄龙病的检测,可优先考虑使用巢式PCR方法,若使用常规PCR,则宜选用具有高灵敏度的扩增小片段引物。     

柑桔黄龙病环介导等温扩增检测方法建立及应用

以柑桔黄龙病（Citrus Huanglongbing,HLB）病原菌16s rDNA保守区域为靶标设计LAMP引物,建立柑桔黄龙病的环介导等温核酸扩增（loop-mediated isothermal amplification assay,LAMP）检测技术。LAMP检测方法具有极高的检测特异性和灵敏性,其检测下限约为1 pg/μL质粒DNA,是PCR检测灵敏度的100倍,能快速、准确地对田间疑似样品进行检测。建立的柑桔黄龙病LAMP检测方法是对黄龙病检测方法的拓展和延伸,可以很好地应用于田间检测,可满足基层以及科研单位对该病害检测的需要。     

Repellency of selected Psidium guajava cultivars to the Asian citrus psyllid,Diaphorina citri

Huanglongbing (HLB) is the most devastating disease of citrus worldwide. It is caused by bacteria of the genus ‘Candidatus Liberibacter’ and transmitted by two psyllid species, the Asian citrus psyllid (ACP) Diaphorina citri, and the African citrus psyllid Trioza erytreae. Considerable research has been conducted toward developing and implementing HLB and ACP management strategies. With respect to ACP control, of interest is that reports indicate guava, Psidium guajava, can be repellent to ACP. We conducted research to further evaluate repellency of guava to ACP. In one set of experiments, guava oil from five Brazilian guava cultivars (‘J3’, ‘Pedro Sato’, ‘Século XXI’, ‘Thailand’ and ‘Paluma’) was extracted from leaves (immature and mature) by hydro-distillation in a Clevenger-type apparatus and evaluated for psyllid repellency. In a second set of experiments, repellency of guava leaves to ACP was investigated using leaves (immature and mature) from two guava cultivars in Florida, ‘Pink’ and ‘Thai White’. In each set of experiments, repellency was evaluated by releasing ACP adults into a cage with two large vials, one containing a young flush shoot (= immature leaves) of Murraya exotica (a favored host plant of the psyllid, the flush of which is highly attractive to ACP) and one with M. exotica flush and the test material of interest (guava oil, immature guava leaf or mature guava leaf). The adults were free to move throughout the cage and into the vials, and the number of psyllids in each vial was counted after 24 h. The results showed that all guava materials tested had at least some repellency to ACP. Mature leaves tended to have a greater repellent effect than immature leaves. Each of the five oils exhibited repellency. A report in the literature suggested that sulfur compounds associated with guava may be responsible for ACP repellency. Interestingly, the five guava oil extracts we studied were repellent to ACP but none contained any sulfur compounds. Identification of the constituents responsible for repellency could lead to new ACP management tactics.     

柑橘黄龙病病原分化及发生规律研究进展

由韧皮部难培养细菌（Candidatus Liberibacter spp.）引起的柑橘黄龙病是一种毁灭性柑橘病害。主要综述了柑橘黄龙病菌的特性及种内分化新进展,病害的潜育期、时空动态及病害循环等田间发生特点,并从寄主植物、传播介体、生存条件等角度对影响病害流行的因素等进行了分析。     

手持式柑橘除梢机的设计与试验

针对目前柑橘人工除梢劳动强度大、效率低及反复性大等问题,通过分析柑橘新梢物理特性和生长环境,设计了一种手持式柑橘除梢机;阐述了该除梢机结构及工作原理,并对锯片和无刷电机等关键部件及切割线速度等工作参数进行了设计与试验。试验结果表明:该除梢机的除梢成功率为93.8%,除梢后留茬长度理想率为88.4%;该机最大工作高度达3.1m,整机能连续工作12h以上。     

两种不同的柑桔黄龙病综合防治理论对柑桔木虱和黄龙病的防控效果

为了验证两种不同的柑桔黄龙病综合防治理论指导对柑桔木虱和黄龙病的防控效果,笔者于2006－2008年在桂林良丰农场开展大面积对比试验,3年的试验结果表明：以控制木虱为重点的柑桔黄龙病综合防治区都没有观察到柑桔木虱,8年生无病苗定植区3年累计发病率为1.71％、年平均发病率为0.57％,分别比对照区减少19.41％和6.47％;6年生常规嫁接苗定植区3年累计黄龙病株率只有1.35％,年均0.45％,分别比对照区减少8.31％和2.77％。传统的柑桔黄龙病综合防治区（对照区）每年都观察到木虱,8年生无病苗定植区3年累计黄龙病株率高达21.12％,年均7.04％;6年生常规嫁接苗定植区3年累计黄龙病株率也达到9.66％,年均3.22％。