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2种黄檀属木材DNA提取方法优化与鉴别

分子植物育种 2023年

作者：甘昌涛曹秀龙吴治洋邱坚西南林业大学材料与化工工程学院西南林业大学云南省木材胶黏剂及胶合制品重点实验室西南林业大学艺术与设计学院西南林业大学生命科学学院

木材大部分组织细胞壁厚，DNA含量低，裂解释放DNA所需时间长，为了探究木材水浴裂解时间与DNA得率的关系，提高提取木材DNA的效率，对不同存储条件黄檀属木材进行DNA条形码鉴定。以钝叶黄檀Dalbergia obtusifolia生材、存储30年以上的... 详细信息

木材大部分组织细胞壁厚，DNA含量低，裂解释放DNA所需时间长，为了探究木材水浴裂解时间与DNA得率的关系，提高提取木材DNA的效率，对不同存储条件黄檀属木材进行DNA条形码鉴定。以钝叶黄檀Dalbergia obtusifolia生材、存储30年以上的钝叶黄檀木材和斜叶黄檀Dalbergia pinnata气干材为材料，对比不同裂解时间提取的木材总DNA得率以确定最佳裂解时间，设计特异引物对ITS区进行PCR扩增、测序，构建系统发育树鉴别木材，为快速高效提取DNA鉴别木材提供参考。结果表明：钝叶黄檀生材最佳裂解时间为4 h，存储30年以上钝叶黄檀木材及斜叶黄檀气干材最佳裂解时间为5 h；基于ITS序列设计引物并构建最大似然树和邻接树均可以实现将3种木材样品与同属其它种和外类群区分开，达到树种鉴别的目的。

关键词：裂解时间黄檀属木材总DNA DNA得率系统发育树

双充种型孔滚筒式杂交稻育秧精密播种器设计与试验

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华南农业大学学报 2022年第5期43卷 70-82页

作者：陈林涛马旭李泽华曹秀龙齐龙广西师范大学职业技术师范学院广西桂林541004 华南农业大学工程学院广东广州510642 广东省水稻移栽机械装备工程技术研究中心广东广州510642 华南农业大学数学与信息学院广东广州510642

【目的】为满足杂交稻钵苗育秧低播量精密播种的农艺要求,解决型孔滚筒式育秧播种器作业过程中稻种在充种室流动性差、充种可靠性低、漏播指数高以及型孔易堵塞等问题,设计一种双充种型孔滚筒式杂交稻育秧精密播种器。【方法】基于PLC... 详细信息

【目的】为满足杂交稻钵苗育秧低播量精密播种的农艺要求,解决型孔滚筒式育秧播种器作业过程中稻种在充种室流动性差、充种可靠性低、漏播指数高以及型孔易堵塞等问题,设计一种双充种型孔滚筒式杂交稻育秧精密播种器。【方法】基于PLC控制技术,搭建型孔充种性能检测与控制系统,对播种器的关键部件进行设计,并通过EDEM离散元软件开展不同型孔形状、第一充种室充种位置角及生产率对充种性能影响的仿真试验,对第一充种区的型孔滚筒工作参数进行优化。研制试验样机并进行性能试验,试验材料为‘培杂泰丰’杂交稻。试验分2步:第1步,第二充种机构不动作,采用三因素三水平正交试验,研究型孔深度、生产率和第一充种室充种位置角对试验指标的影响,验证仿真准确性;第2步,启动第二充种机构,研究进行双充种作用下的不同振动频率对试验指标的影响,探明设计第二充种机构后播种性能。【结果】第1步试验结果表明,影响播种合格指数与重播指数的因素主次顺序为型孔深度>生产率>第一充种室充种位置角;影响漏播指数的因素主次顺序为生产率>型孔深度>第一充种室充种位置角。第2步试验结果表明,当型孔形状为椭圆凹槽形,第一充种室的充种位置角为35°、第二充种室振动频率为27 Hz、生产率在400~600盘/h,播种合格指数均大于90%,漏播指数均小于3%,试验结果满足杂交稻低播量精密播种的农艺要求。【结论】采用双充种的填充方式改善了播种器每穴的填充性能,减少了漏播指数,本研究结果为轻简型杂交稻钵苗育秧精密播种机的开发提供了理论依据。

关键词：杂交稻钵苗育秧精密播种器双充种型孔滚筒振动漏播指数

云南50种针叶材表面视觉特性和细胞结构对总色差的影响

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森林工程 2023年第3期39卷 91-99页

作者：朱培琦何鑫陈松阳曹秀龙邱坚西南林业大学材料科学与工程学院昆明650224

为探究云南常见针叶材的表面视觉特性、微观细胞结构对表面总色差(ΔE^(*))的影响,测量和计算云南50种针叶材的表面视觉物理量参数,并进行聚类分析、相关性等分析,深入研究50种针叶材表面视觉物理量的分布特征、各项视觉物理量参数之间... 详细信息

为探究云南常见针叶材的表面视觉特性、微观细胞结构对表面总色差(ΔE^(*))的影响,测量和计算云南50种针叶材的表面视觉物理量参数,并进行聚类分析、相关性等分析,深入研究50种针叶材表面视觉物理量的分布特征、各项视觉物理量参数之间的相关关系、微观细胞结构对ΔE^(*)影响的显著性以及不同颜色类型木材的加工利用特性。结果表明,云南50种针叶材的明度(L^(*))分布42.02~77.55,红绿色品指数(a^(*))分布7.34~18.18,黄蓝色品指数(b^(*))分布19.70~32.82,色彩饱和度(C^(*))分布23.30~34.25,色调(h°)分布55.66~73.48,a^(*)普遍较低,基本属于黄色的色调范围,除红豆杉属(Taxus)偏向深红褐色的色调。根据最远邻元素聚类算法50种针叶材主要被分为4类,第Ⅰ类为柏木属(Cupressus)、福建柏属(Fokienia)、刺柏属(Juniperus)、侧柏属(Platycladus)、白豆杉属(Pseudotaxus)、杉木属(Cunninghamia)、水杉属(Metasequoia)以及部分松科(Pinaceae)树种;第Ⅱ类为柳杉属(Taiwania)、云杉属(Picea)以及部分松科树种;第Ⅲ类为台湾杉属(Taiwania)和部分松科树种;第Ⅳ类为红豆杉属、刺柏属以及落叶松属(Larix)的怒江红杉(Larix speciosa)。50种针叶材视觉物理量的L^(*)、h°分别与a^(*)之间呈显著的负相关;L^(*)与h°呈显著的正相关;C^(*)与b^(*)呈显著的正相关;色差参数方面,Δa^(*)、Δb^(*)分别与ΔC^(*)呈显著的正相关,Δa^(*)与色调Δh°呈显著的负相关。50种针叶材树种的轴向薄壁组织对ΔE^(*)的影响水平显著;平均管胞长度与射线管胞二者的交互作用对ΔE^(*)的影响水平显著。

关键词：针叶材木材颜色视觉物理量色差 IAWA特征编码

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水稻秧盘自动码垛机的设计与试验

农业工程学报 2022年第3期38卷 1-10页

作者：马旭魏宇豪曹秀龙李泽华齐龙李宏伟肖荣浩华南农业大学工程学院广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 华南农业大学数学与信息学院广州510642

针对水稻工厂化育秧播种完成的秧盘人工取盘和层叠堆放劳动强度大、效率低、后续运输不便等问题,该研究设计了一种水稻秧盘自动码垛机,可完成秧盘精确夹取、转移和码垛;阐述了码垛机的基本结构和工作原理,对关键部件进行设计,以可编程... 详细信息

针对水稻工厂化育秧播种完成的秧盘人工取盘和层叠堆放劳动强度大、效率低、后续运输不便等问题,该研究设计了一种水稻秧盘自动码垛机,可完成秧盘精确夹取、转移和码垛;阐述了码垛机的基本结构和工作原理,对关键部件进行设计,以可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)作为控制核心,搭建了秧盘码垛层检测和码垛控制系统;采用Box-Behnken试验设计方法,对码垛机作业性能的主要影响因素(生产率、码垛层检测机构的检测时间和放盘高度)与码垛性能指标(码垛合格率和种子外露率)的关系进行研究,分析各影响因素及其交互作用对码垛性能指标的影响,并根据育秧播种生产线实际生产需求,设定生产率为400、500和600盘/h,采用多目标优化方法进行参数优化,得出主要影响因素间的最优参数组合为码垛层检测机构检测时间1.15 s和放盘高度1.10 cm,在最优参数组合下,进行秧盘码垛试验,得出码垛合格率分别为99.33%、99.50%和99.20%,种子外露率分别为0.40%、0.53%和0.70%。试验结果满足水稻工厂化育秧秧盘码垛作业要求,对提高水稻工厂化育秧的自动化水平具有实际应用价值。

关键词：水稻设计试验工厂化育秧秧盘码垛 PLC 码垛层检测码垛性能

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翅荚木DNA的提取及DNA条形码识别

分子植物育种 2023年

作者：曹秀龙甘昌涛陈松阳朱培琦邱坚西南林业大学艺术与设计学院西南林业大学材料与化学工程学院

翅荚木(Zenia insignis)是苏木科单种属树种，具有很高的经济价值和生态价值。以翅荚木新鲜组织和储存时间为40年左右的标本为研究对象，分别采用4种DNA提取方法对翅荚木的DNA进行提取，并采用DNA条形码技术对翅荚木进行识别研究。DNA... 详细信息

翅荚木(Zenia insignis)是苏木科单种属树种，具有很高的经济价值和生态价值。以翅荚木新鲜组织和储存时间为40年左右的标本为研究对象，分别采用4种DNA提取方法对翅荚木的DNA进行提取，并采用DNA条形码技术对翅荚木进行识别研究。DNA提取结果表明，在4种DNA提取方法中，CTAB法更适合于翅荚木木材组织DNA的提取，DNA条形码识别结果表明，CTAB试剂盒法所得翅荚木标本DNA浓度虽低，但依然能够满足于普通的PCR扩增。分别对翅荚木新鲜材和标本的trnL、rbcL和psbA-trnH 3段DNA序列进行PCR扩增，并对PCR产物进行测序和序列比对。结果显示，两个木材样品的3段DNA序列均能与NCBI系统中翅荚木100%匹配，其中psbA-trnH序列能与其他树种区分开，有较高的分辨率，可作为翅荚木分子鉴定的备选条形码，从3段序列构建的系统发育树来看，几个树种可以被正确聚类。

关键词：翅荚木 DNA提取 DNA条形码木材识别

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木材树种批量检验抽样方案的研究

木材科学与技术 2023年第3期37卷 51-57,67页

作者：陈松阳王宪王辉曹秀龙朱培琦邱坚西南林业大学材料科学与工程学院云南昆明650224 西南林业大学数理学院云南昆明650224

批量木材检验既要保证合理的精度,又要考虑检验人员的工作强度,因此研究批量木材检验的抽样方案具有重要意义。为制定按批量百分比分配的随机抽样方案,根据木材分类方法,整合历史抽样数据,使用MATLAB拟合并建立回归方程。在随机抽样方... 详细信息

批量木材检验既要保证合理的精度,又要考虑检验人员的工作强度,因此研究批量木材检验的抽样方案具有重要意义。为制定按批量百分比分配的随机抽样方案,根据木材分类方法,整合历史抽样数据,使用MATLAB拟合并建立回归方程。在随机抽样方案的基础上研究复杂抽样的设计效应(design effect,deff),并增加了放宽和加严的规则。采用分层抽样模式,根据不同分类方法设定检验批次,制定了单一树种类或多树种类分组的随机抽样、多树种类未分组的随机抽样和现场无法判断样本信息的随机抽样三种方案。所有研究方案与现行抽样方案的对比和实际验证,在参数区间和执行方面均具有可行性,加快了批量木材抽样中样本量的计算。本研究对于木材现场检验具有更好的适用性,可以提高木材检验工作的效率。

关键词：木材检验批量抽样方案样本量

基于UWB定位的农业机械辅助导航系统设计与试验

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华南农业大学学报 2022年第3期43卷 116-123页

作者：肖荣浩马旭李宏伟曹秀龙魏宇豪王承恩赵旭华南农业大学工程学院广东广州510642

【目的】低成本实现南方中小型田块中农业机械田间精确定位,降低农机操作人员劳动强度、提高农机作业效率。【方法】采用超宽带(Ultra wide band,UWB)技术对作业机械进行实时定位,通过位置解算算法,得到定位标签的三维精确位置坐标;利... 详细信息

【目的】低成本实现南方中小型田块中农业机械田间精确定位,降低农机操作人员劳动强度、提高农机作业效率。【方法】采用超宽带(Ultra wide band,UWB)技术对作业机械进行实时定位,通过位置解算算法,得到定位标签的三维精确位置坐标;利用位置校正算法,修正作业机械车身倾斜引起的田间定位误差;设计基于AB线的路径规划算法,实时规划作业路径并计算作业偏差;通过可视化人机交互界面为农机操作人员提供实时辅助驾驶信息。【结果】水田环境中,分别以0.5、1.0和1.5 m/s的速度沿规划路径行驶时,系统平均横向定位偏差均小于7 cm;当行驶速度大于1.0 m/s时,利用位置校正算法平均横向定位偏差降低了52.79%,标准差降低了49.82%,最大横向定位偏差降低了50.04%。搭载辅助导航系统进行田间插秧试验,各行作业轨迹与自身行拟合直线的平均横向偏差为5.90 cm,标准差为3.64 cm;各行作业轨迹与其规划直线路径的平均横向偏差为6.98 cm,标准差为4.95 cm。【结论】辅助导航系统具有较高的定位精度和良好的稳定性,成本低且通用性强,能够满足南方中小型田块中农业机械田间作业要求。研究结果可为农业机械田间精确定位提供参考。

关键词：超宽带技术田间定位辅助导航农业机械路径跟踪

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翅荚木解剖构造特征及DNA条形码识别研究

西南林业大学学报(自然科学) 2023年第6期43卷 156-164页

作者：曹秀龙甘昌涛陈松阳朱培琦邱坚西南林业大学材料与化学工程学院云南昆明650233 西南林业大学艺术与设计学院云南昆明650233

以翅荚木标本为研究材料,利用显微技术对其宏观构造及微观构造进行观察和分析;并以翅荚木9年生新鲜材作为对照组,对两者的DNA序列进行比对分析,分别对2个木材样品的trnL、rbcL和psbA-trnH 3段DNA序列进行PCR扩增,并对PCR产物进行测序和... 详细信息

以翅荚木标本为研究材料,利用显微技术对其宏观构造及微观构造进行观察和分析;并以翅荚木9年生新鲜材作为对照组,对两者的DNA序列进行比对分析,分别对2个木材样品的trnL、rbcL和psbA-trnH 3段DNA序列进行PCR扩增,并对PCR产物进行测序和序列比对。结果表明:翅荚木为散孔材,生长轮明显;单管孔或少数径列复管孔(2~4个),穿孔板为单穿孔,具多角形互列管间纹孔式,导管-射线间纹孔式同管间纹孔式;射线组织主为异Ⅲ型,稀异Ⅱ型。CTAB试剂盒法,能够成功提取满足PCR扩增需求的翅荚木新鲜组织及标本的DNA。2个木材样品的3段DNA序列均能与NCBI系统中翅荚木100%匹配,其中psbA-trnH序列能与其他树种区分开,有较高的分辨率,可作为翅荚木分子鉴定的备选条形码,从3段序列构建的系统发育树来看,几个树种可以被正确聚类。

关键词：翅荚木解剖技术 DNA条形码木材识别

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课程思政融入木材科学与技术专业产学研教学的实践与探索——以《木材学》为例

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中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 2022年第8期 193-196页

作者：刘琳曹秀龙高景然邱坚西南林业大学云南昆明650224

当今社会对人才培养的要求不断提高,对品学兼优的人才需求量也越来越大。“课程思政”有助于高校培养德才兼备的社会主义建设者和接班人,各大高校都积极地对“课程思政”的实施路径进行研究和探索。木材科学与技术专业作为理工科专业,... 详细信息

当今社会对人才培养的要求不断提高,对品学兼优的人才需求量也越来越大。“课程思政”有助于高校培养德才兼备的社会主义建设者和接班人,各大高校都积极地对“课程思政”的实施路径进行研究和探索。木材科学与技术专业作为理工科专业,常常被冠以专业理论知识枯燥乏味的代名词,这导致木材科学与技术的专业课教师忽略了专业课中潜藏的育人资源。为此,本文主要探讨木材科学与技术专业课程如何与思政理论相结合的问题,并以《木材学》学科部分章节为例,展示深入挖掘其中蕴含的思政元素的方法,为课程思政融入木材科学与技术专业课程教学提供思路。

关键词：课程思政木材科学与技术木材学产学研教学