基于图像处理的疏透度测定及结构关系研究

为快速、准确地测定防风林林带疏透度,建立林带疏透度与林带结构因子间的关系模型,为防风林建设及调整提供合理化意见。使用图像处理技术对获取的防风林林带照片进行自动识别,通过Otsu算法自动将树木实体区域和孔隙区域分割,从而测定林带疏透度。并采用相关性分析和逐步线性回归法建立疏透度与林带结构因子间的关系模型。结果表明,采用Otsu算法测定林带疏透度的方法与图像处理软件(Photoshop)测定结果无明显差异,该方法操作简单、效率高,能够快速、准确测定防风林林带疏透度。防风林疏透度与林带行数、棵数、枝下比例、株行距、密度存在显著性相关关系,构建疏透度与林带行数、密度间的关系模型:β=-0.060 1N-0.065 8ρ+0.810 9(R²=0.961 3,P=0.000 29)。根据建立的防风林林带疏透度与林带结构因子间的关系模型,可对防风林的建设提供科学合理化的指导,使其发挥更好的防护效应。     

玉米轴色突变体698-3R的遗传鉴定

以辐射诱变获得的玉米红轴突变体698-3R为材料,通过遗传交配设计分析轴色的遗传规律,利用SSR-BSA法初步定位轴色基因,并对候选基因进行克隆和表达分析。结果表明:(1)突变体698-3R的红轴对白轴性状表现为显性遗传,受一对核基因控制,初步定位在第一染色体上的SSR标记phi095与umc1452之间,与phi095相距3.9cM,与umc1452相距7.1cM,将该基因暂定名为C(t);(2)以轴色基因 P1的cDNA为模板克隆C(t),发现698-3R有3个C(t)转录本,而野生型698-3中至少有2个;预测氨基酸序列比对发现,698-3R中3个C(t)蛋白的氨基酸序列与已知P_1-wr蛋白一致,突变使其获得完整的MYB结构域和酸性激活域,而野生型698-3中698-3-P-1蛋白由于编码序列缺失导致移码突变,不具有该功能结构域;(3)对C(t)基因qRT-PCR分析发现,除25DAP外,其余4个时期在698-3R中表达水平均显著或极显著高于698-3;以 A1和 C2基因表达验证分析发现,C(t)与验证基因表达模式一致,说明C(t)可能具有 P1激活调控 A1和 C2基因表达的功能。推测该红轴基因C(t)可能为一个 P_1-wr基因。     

基于改进VMD的离心泵空化声发射信号特征提取

针对变分模态分解算法中分解层数和惩罚因子不易确定的问题,提出一种改进变分模态分解(improved variational mode decomposition,IVMD)算法,并将其应用于离心泵空化声发射信号特征提取.应用IVMD算法时,首先根据包络熵差异系数确定变分模态分解的分解层数;然后采用人工蜂群算法优化得出惩罚因子,并将其作为变分模态分解的最佳输入参数.利用IVMD算法对仿真信号进行分析,并与集合经验模态分解结果进行比较.以60%额定流量下采集到的离心泵进口处的声发射信号为例进行IVMD计算,分析携带原信号大量信息的信号分量的频域特征及其绝对能量随离心泵空化状态变化的关系.结果表明:IVMD算法能够择优确定分解层数和惩罚因子,实现非平稳信号的自适应分解.反映离心泵空化状态的声发射信号特征频率集中在50,100 kHz及其附近.随着离心泵空化从无到有、从弱到强的变化,这2个特征频率范围信号分量绝对能量值呈“基本保持不变-减小-增大”的变化规律.     

103份小麦品种（系）抗条锈性和遗传多样性评价及基因检测

【目的】了解小麦品种（系）对条锈病的抗性水平及遗传多样性,掌握条锈病抗性基因的利用情况,为培育和合理利用优良小麦抗条锈病新品种提供理论依据。【方法】选用小麦条锈病流行生理小种CYR32、CYR33和CYR34对103份小麦品种（系）进行苗期抗条锈病分小种鉴定、成株期抗CYR32鉴定,并利用SSR分子标记对其进行遗传多样性分析,进而利用已知小麦抗条锈病基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18和Yr26的分子标记进行抗条锈病基因检测。【结果】苗期抗性鉴定表明,103份小麦品种（系）对生理小种CYR32表现为抗病的有20份,占供试材料的19.42%;有34份品种（系）对CYR33表现为抗病,占供试材料的33.01%;36份品种（系）对CYR34表现为抗病,占供试材料的34.95%;仅有郑6辐、宁麦3号、老兰麦、京411、京作278、扬麦158共6个品种对生理小种CYR32、CYR33和CYR34均表现抗病。成株期对CYR32抗性鉴定表明郑州021等55份材料表现为成株期抗性,占供试材料的53.40%。遗传多样性分析表明,103份小麦品种（系）的遗传相似系数变异范围为0.50—0.93,平均值为0.66。103份小麦品种（系）聚类分析可分为3大类,第Ⅰ类包含4个品种,分别为花培112-2、尤皮2号、鲁沾1号和Elkhart;第Ⅱ类包含43个品种（系）,其中来自于同一地区的品种（系）或含系谱来源相同的品种（系）聚在一类,说明小麦品种之间的亲缘关系与品种来源有很大的关系;第Ⅲ大类中具有相同系谱的品种（系）都聚在一个亚类,表明同一地区小麦生产品种选育过程中多数使用了相同或亲缘关系相近的材料,导致小麦育成品种之间遗传关系相近。已知抗病基因检测到含有Yr9、Yr10、Yr18和Yr26特征带的品种（系）分别有15、8、19和1份,未检测到含有Yr5和Yr15阳性条带的品种（系）。【结论】供试小麦品种（系）苗期的抗性水平较低,郑6辐、宁麦3号、老兰麦、京411、京作278、扬麦158这6份品种可能含有未知全生育期抗病基因,适用于品种轮换种植防控小麦条锈病;成株期抗性较好,抗性基因检测Yr18使用频率较高。因此,小麦育种工作应充分利用优质已知抗性基因资源,发掘新抗性材料,培育多基因聚合的持久抗性品种。     

深圳填海区植物根际土壤耐盐菌株筛选与鉴定

【目的】耐盐菌在盐渍土壤中分布广泛,研究其分布特征可为下一步盐渍土改良和降低植物盐害工作提供有益参考。【方法】从深圳坝光和宝安填海区灌木根际采集10个土壤样品,利用不同浓度的NaCl培养基分离耐盐菌种,并通过电镜形态观察和基因组DNA扩增测序对其进行鉴定。【结果】从灌木根际土壤中分离出66株根际菌株,其中14株具有强耐盐能力,可在10%～14% NaCl浓度下生长。电镜结果和16S rDNA序列分析表明,深圳坝光和宝安填海区土壤耐盐菌种类丰富且形态差异明显,14株细菌中有13株来自芽孢杆菌属(Bacillus),1株来自溶杆菌属(Lysobacter)。此外,对其中3株耐盐菌的碳源利用能力分析结果表明,3株菌具有不同的碳源利用能力,NY12可利用的碳源种类最多。【结论】首次对灌木根际耐盐菌株进行分离鉴定,共分离出14株强耐盐菌株,其形态和碳源利用能力差异显著。     

热带土壤中解淀粉芽孢杆菌HNU1的鉴定及发酵条件优化

重金属毒性强、不可降解,在环境中可持续存在,土壤中的重金属可通过食物链累积,对生物体的健康构成严重威胁。土壤微生物修复重金属污染方法具有经济成本低、周期短、效率高、无二次污染等优点,也存在外源微生物在土壤环境中不易存活和繁殖的缺点。通过形态观察、生理生化试验以及16S rDNA同源性序列分析对前期研究中分离保存的一株铜富集细菌HNU1菌株进行鉴定,鉴定该菌为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。并通过单因素试验和正交试验找出该菌株的最适发酵条件,该菌的最适培养基组成为蔗糖2 g·L-1,酵母粉4 g·L-1,胰蛋白胨6 g·L-1,MgSO4 5 g·L-1。培养条件为初始pH为8.0,温度37 ℃,接种量0.1%,摇床转速180 r·min-1,50 mL三角瓶中装液量20 mL。鉴定的解淀粉芽孢杆菌HNU1菌株对Cu具有良好的富集作用,可进一步开发为微生物肥料用于重金属污染农田土壤的修复,对土壤修复和改良具有重大意义。     

基于非接触式的牛只身份识别研究进展与展望

快速精准确定牛个体身份对疾病防控、品种遗传改良、奶制品和肉制品质量溯源以及改善农业假保险索赔等方面具有重要意义。传统的牛个体识别使用诸如烙印、耳纹、耳标和无线射频识别等方法,易遭受设备损失/工作重复、标记欺诈、动物福利安全以及监测成本和距离等方面的挑战;而基于生物特征的非接触识别由于其独特性、不变性、低成本易操作以及动物福利高,成为牛身份识别的新趋势。主要介绍了几种基于非接触式的牛身份识别的研究进展,重点关注牛脸识别的最新成果,讨论当前牛脸识别在实际应用中面临的挑战,在此基础上对深度学习在牛脸身份识别研究中的应用进行了设计构思与展望。     

突发水污染风险评价与应急对策研究进展

突发水污染事故的频繁发生,严重威胁着水生态环境,使水生生物受到威胁,社会经济遭受损失,造成恶劣社会影响。因此在事故发生前进行风险识别与评价,并采取应急预防控制措施是减小事故危害的重要手段。本文采用文献调研法综述了以突发水污染风险识别为前提的风险评价与应急对策的研究现状及发展趋势,采取专家意见法提出环境风险受体量化分级依据。并采用类比法对突发水污染风险评价的方式进行归类,依据环境风险特征对应急对策进行研究。归纳出突发水污染风险源包括固定污染源及移动污染源两种,得出突发水污染风险评价包含3种方式:定性评价法、半定量评价法及定量评价法,构建了应急预案的预警指标体系,并按照反应时间流程对应急预案进行了梳理。未来突发水污染风险评价与应急对策将进一步拓展风险源识别,构建完善的评价技术规范体系。     

冬瓜杂种种子纯度鉴定的SSR分析

种子纯度是种子质量的核心指标,目前冬瓜、节瓜杂种优势已被广泛地应用于生产。探索出一种快速、准确的冬瓜、节瓜品种纯度鉴定方法是确保种子质量的技术保证,也是品种纯度检测实现商业化的前提。本研究以‘绿优’冬瓜和‘梅花8号’节瓜及其各自亲本为试验材料,利用SSR分子标记技术对亲本及杂种之间的多态性进行分析。结果显示,从200对SSR引物中筛选出2对多态性引物scaffold4775和scaffold5674,用于‘绿优’冬瓜和‘梅花8号’节瓜杂种种子纯度的鉴定。其扩增片段电泳条带清晰可辨,杂交种中呈现双亲的互补带型,SSR标记表现出稳定的显性和共显性,能将‘绿优’冬瓜和‘梅花8号’节瓜与其父母本区分开来。分子检测平均纯度均为98%,田间纯度鉴定分别为98%和99%,结果基本一致,表明引物scaffold4775和scaffold5674可用于‘绿优’冬瓜和‘梅花8号’节瓜的纯度鉴定。SSR分子标记呈现出经济快速、准确等特点,在冬瓜、节瓜品种纯度鉴定上其应用前景十分广泛。     

行星变速机构换挡变胞与其构态属性自动识别

针对数学表征行星变速机构换挡变胞过程及自动识别各挡位构态属性较难的问题,首先,解析了行星变速机构变胞理论,基于机构转换法定义相对转速意义下行星排构件间运动副约束函数的转换规则,构建以约束函数为元素的行星变速机构构件和关联关系的邻接矩阵;然后,根据换挡逻辑分析了操纵离合器和制动器的换挡变胞过程,基于邻接矩阵分别推导这两种换挡构态演变的变胞方程,建立包含行星排空转和整体回转等特殊构态的判别准则,结合实例分析揭示换挡变胞机理;最后,通过建立相对转速方程和行星变速机构特性参数识别,结合行星变速机构等效拓扑模型的约束条件,提出了基于构态变胞方程的行星变速机构传动比和转矩自动建模和求解方法,实现了行星变速机构各挡位构态属性的自动识别。以某拖拉机行星变速器为例进行了分析,验证了该方法的可行性和有效性。