基于YOLOv5的马铃薯种薯芽眼轻量化检测算法

为了实现种薯芽眼的精准检测,方便后续实现马铃薯种薯的智能化切块,该研究提出一种基于深度学习一阶段目标检测算法YOLO的种薯芽眼检测改进模型。改进后的模型在YOLOv5检测模型基础上引入C3 Faster,降低参数量的同时加强了芽眼特征的提取能力;引入GOLD-YOLO中信息聚集-分发结构,提高模型检测芽眼的准确性;使用WIoU Loss代替CIoU Loss作为边界框损失函数,加快网络模型收敛的同时提高检测精度;使用遗传算法对超参数进行优化;最后使用剪枝与蒸馏技术,降低模型运行参数量与运行内存。优化后的模型大小为8.7 MB,仅为原始模型的61.3%,模型参数量约为原始模型的57.1%,最终的检测平均精确度在自制的种薯数据集中的测试集与验证集上分别为90.5%以及90.1%,该改进模型于自制种薯数据集的测试集上相较同类型的轻量级网络YOLOv7-tiny、YOLOv8n、YOLOv5n、YOLOv5s,平均精度均值分别高出0.5、1.3、2.8、1.1个百分点,在验证集上平均精度均值分别高出2.9、1.9、3.2、1.6个百分点,在本地计算机上检测速度达到了27.5帧/s,该研究结果可为后续种薯芽眼识别及实时切块技术提供参考。     

桃热激转录因子PpHSF18基因的克隆及功能分析

【目的】克隆桃热激转录因子PpHSF18基因，分析其在2种树型桃中的表达，探究其在分枝角度形成中的功能。【方法】测定一年生普通型桃大久保和柱型桃洒红龙柱枝条不同生长时期分枝角度，并分析11个桃PpHSFAs基因在2种树型中的表达；克隆PpHSF18基因，构建PpHSF18基因的过表达载体，并进行拟南芥遗传转化，探究其对拟南芥株型和分枝角度的影响。【结果】柱型桃品种洒红龙柱枝条分枝角度显著小于普通型桃大久保，大久保桃分枝角度随着枝条生长逐渐增大，而洒红龙柱桃分枝角度变化不明显；11个桃A类HSF转录因子家族基因在2种树型桃茎尖中的表达呈3种趋势，其中PpHSF18与PpLAZY1呈相同表达趋势，即在柱型桃中表达量显著高于普通型桃，且与水稻OsHSFA2D同源性最高；PpHSF18三个转基因株系分枝角度均小于野生型拟南芥分枝角度，表明PpHSF18参与植物分枝角度的形成。【结论】过表达PpHSF18导致转基因拟南芥分枝角度变小，为进一步解析PpHSF18在桃分枝角度形成中的作用提供理论依据。