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智能采摘机器人的目标定位与避障功能优化

农机化研究 2025年

作者：周乐周世乾江汉大学

传统的人工采摘方式效率低、人工成本高、容易对采摘工人造成危险,而近年来兴起的智能采摘机器人仍然存在采摘准确率不高和避障有效率不高,导致无法大面积推广。为此,对智能采摘机器人的目标定位和避障功能进行了设计和优化,主要组成包... 详细信息

传统的人工采摘方式效率低、人工成本高、容易对采摘工人造成危险,而近年来兴起的智能采摘机器人仍然存在采摘准确率不高和避障有效率不高,导致无法大面积推广。为此,对智能采摘机器人的目标定位和避障功能进行了设计和优化,主要组成包括车体、主控系统、采摘系统、感应系统和远程监控系统。为了获取待采摘果蔬的准确位置,对果蔬的目标定位流程进行了设计,包括相机的标定、图像预处理和目标定位,并采用模糊环境控制方法进行局部路径规划,以实现避障。为了验证该采摘机器人的性能,对其进行了避障试验和目标定位采摘试验,结果表明:采摘机器人在采摘过程中可以避障并进行局部路径规划,目标定位较准确,采摘成功率较高。

关键词：智能采摘机器人目标定位避障功能模糊环境控制局部路径规划

星油藤细胞分裂素反应调节子基因PvoRR22克隆及表达分析

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广西植物 2025年

作者：陈玮玥付乾堂中国科学院西双版纳热带植物园热带植物资源可持续利用重点实验室中国科学院大学

细胞分裂素反应调节子（RRs）是细胞分裂素信号转导通路上的重要组分，其中RR22是C型反应调节因子。基于星油藤基因组和转录组数据库，该文克隆了PvoRR22基因，并对其生物信息学以及不同组织部位和6-BA处理花序芽中的表达模式进行了分... 详细信息

细胞分裂素反应调节子（RRs）是细胞分裂素信号转导通路上的重要组分，其中RR22是C型反应调节因子。基于星油藤基因组和转录组数据库，该文克隆了PvoRR22基因，并对其生物信息学以及不同组织部位和6-BA处理花序芽中的表达模式进行了分析。结果表明：（1）PvoRR22编码含170个氨基酸的蛋白。PvoRR22蛋白分子量为18.65 kDa，理论等电点为4.54，且为亲水性蛋白，定位于细胞核。（2）系统进化分析表明星油藤PvoRR22与蓖麻和南欧大戟来源的RR22关系较近。（3）PvoRR22启动子序列含有大量光响应、节律与逆境胁迫响应、以及脱落酸、生长素和茉莉酸等激素响应元件。（4）PlantRegMap分析发现PvoRR22的表达可能受MYB和ERF转录因子家族的调控。（5）PvoRR22主要在星油藤的根、茎和茎尖中表达，其中在根中的表达最高；在6-BA处理的花序芽中，PvoRR22的表达量在12 h时达到最高。综上推测，PvoRR22可能在星油藤根、茎和茎尖的生长发育以及细胞分裂素信号转导方面发挥功能。

关键词：星油藤细胞分裂素反应调节子 PvoRR22 响应元件表达模式

竹丛覆盖对甜龙竹笋非结构性碳水化合物和化学计量特征的影响

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西北植物学报 2025年

作者：曹建杰辉朝茂向自乾刘蔚漪西南林业大学竹藤科学研究院国家林业和草原局丛生竹工程技术中心

【目的】探究竹丛覆盖对甜龙竹笋非结构性碳水化合物(NSC)和碳氮磷化学计量特征的影响,明确竹笋养分分布对覆盖措施的响应,提高培育技术和经济效益。【方法】以云南省保山市勐统镇10年生甜龙竹为对象,按随机区组试验,设计6个双层覆盖处... 详细信息

【目的】探究竹丛覆盖对甜龙竹笋非结构性碳水化合物(NSC)和碳氮磷化学计量特征的影响,明确竹笋养分分布对覆盖措施的响应,提高培育技术和经济效益。【方法】以云南省保山市勐统镇10年生甜龙竹为对象,按随机区组试验,设计6个双层覆盖处理(BM、JM、YK、LN、GC、CK),分析不同覆盖处理竹笋营养元素含量分布及特征差异。【结果】(1)覆盖造成NSC、可溶性糖和糖淀比一定程度的下降。(2)覆盖显著影响碳氮磷含量及化学计量比(P<0.05)。(3)NSC与碳氮磷化学计量特征存在显著相关关系(P<0.05)。(4)综合分析评价中,CK处理表现最佳,化学计量特征可塑性高,适应性强。【结论】覆盖抑制了甜龙竹生长,通过促进其对养分利用,调整可溶性糖和淀粉的转化和碳氮磷元素分配格局,形成多元素间耦合与协同作用的适应策略以增强对极端环境的抵抗力和适应性。

关键词：竹丛覆盖增温保湿甜龙竹笋非结构性碳水化合物化学计量特征

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川中古隆起北斜坡超深层龙王庙组储层预测

石油地球物理勘探 2025年

作者：马乾张旋陈康邹定永吴仕虎代瑞雪中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院

近期，川中古隆起北部蓬莱气田东坝1井龙王庙组测试获天然气，预示着蓬莱气田龙王庙组有望取得油气新发现。因此，明确其储层展布规模对预测蓬莱气田龙王庙组的勘探潜力具有重要意义。但是，研究区龙王庙组面临地层薄、上覆地层岩性变... 详细信息

近期，川中古隆起北部蓬莱气田东坝1井龙王庙组测试获天然气，预示着蓬莱气田龙王庙组有望取得油气新发现。因此，明确其储层展布规模对预测蓬莱气田龙王庙组的勘探潜力具有重要意义。但是，研究区龙王庙组面临地层薄、上覆地层岩性变化快和储层地震响应识别难度大的问题。因此，在充分考虑龙王庙组储层识别影响因素的基础上，开展高分辨率资料处理，结合分区、分带正演模拟分析，建立不同区带地震响应模式，形成储层定性、定量预测方法，最后综合评价蓬莱气田龙王庙组储层展布特征。研究结果表明：（1）基于钻井资料和正演模拟分析，明确龙王庙组地层变薄会导致其储层地震响应特征不明显，而高保真、高分辨率资料处理能有效提高薄地层的储层识别能力；（2）龙王庙组上覆地层变化对储层地震响应特征具有一定的影响，且不同区带具有不同的响应特征，据此分区、分带建立了四类地震响应模式；（3）通过岩石物理分析，认为储层相控定量表征方法能有效降低复杂岩性对储层预测的影响，提高了预测精度。高分辨资料处理技术和分区、分带储层预测方法能够有效提高龙王庙组储层识别能力和精度，共计预测龙王庙组储层面积为4200 km2，明确了蓬莱气田龙王庙组大面积发育储层有利区。

关键词：蓬莱气田超深层龙王庙组上覆地层储层

中国沙棘ACBPs基因家族成员鉴定及响应铅胁迫的表达分析

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果树学报 2025年

作者：陈科李昕娟张恬任乾丹孙菁周武青海大学生态环境工程学院中国科学院西北高原生物研究所·青海省青藏高原特色生物资源研究重点实验室·中国科学院藏药研究重点实验室

【目的】ACBPs（acyl-CoA-binding proteins）基因家族在植物的正常生长和发育、响应非生物胁迫以及生物膜修复等方面具有重要作用。旨在探究中国沙棘ACBPs基因家族成员在重金属铅胁迫下的基因表达量，为初步解析中国沙棘响应重金属铅... 详细信息

【目的】ACBPs（acyl-CoA-binding proteins）基因家族在植物的正常生长和发育、响应非生物胁迫以及生物膜修复等方面具有重要作用。旨在探究中国沙棘ACBPs基因家族成员在重金属铅胁迫下的基因表达量，为初步解析中国沙棘响应重金属铅胁迫的分子机制及利用基因工程手段培育重金属铅低积累性的新品种提供研究基础和分子靶标。【方法】通过生物信息学方法对中国沙棘ACBPs基因家族成员进行鉴定，并对其家族成员进行理化性质分析、多序列比对和系统进化分析、亚细胞定位和染色体定位分析、基因结构和Motif序列分析、顺式作用元件分析、蛋白互作网络和蛋白三维结构预测分析、物种内与物种间基因共线性分析以及对基因表达模式进行转录组分析和qRT-PCR验证。【结果】在中国沙棘全基因组中共鉴定出8个ACBPs基因，不均匀分布于7条染色体上。ACBPs家族成员可细分为4个组，同一组内的成员基因结构保守且蛋白基序差异较小。共线性分析表明，中国沙棘ACBPs基因家族与拟南芥ACBPs基因家族之间存在9条共线性，与翅果油树ACBPs基因家族之间存在17条共线性。转录组分析和qRT-PCR验证表明，中国沙棘ACBPs基因家族中大部分基因在铅浓度为1000 mg·kg-1时，表达量急剧下降；在铅浓度为5000 mg·kg-1时，表达量显著上升。【结论】在中国沙棘基因组中鉴定到8个ACBPs基因。Group1和Group3中的成员在基因结构、motif序列以及蛋白三维结构中均表现了一定的保守型；ACBPs基因家族成员的启动子区域含有多种顺式作用元件，能够响应植物激素的调控、影响分生组织的基因活性，以及响应胁迫应激。基因家族大部分成员在铅胁迫条件下的表达具有相似性，该基因家族通过调整基因的表达量响应不同浓度的重金属铅胁迫，从而降低铅胁迫带来的伤害。

关键词：中国沙棘生物信息学 ACBPs基因家族铅胁迫

长三角地区农业生产消费系统活性氮损失环境影响及减排潜力研究

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环境科学研究 2025年

作者：张泽乾刘鹏刘浩周婷婷孙丽慧中国环境科学研究院生态文明理论研究中心

为科学评估农业生产消费系统氮损失的环境影响及减排潜力，基于构建的氮流模型，以长三角地区为例，核算2011—2020年人为活性氮环境损失通量，分析其时空格局和结构特征；同时采用生命周期影响评价评估其潜在环境影响，并利用情景分析... 详细信息

为科学评估农业生产消费系统氮损失的环境影响及减排潜力，基于构建的氮流模型，以长三角地区为例，核算2011—2020年人为活性氮环境损失通量，分析其时空格局和结构特征；同时采用生命周期影响评价评估其潜在环境影响，并利用情景分析法，设定常规情景(M0)和减排情景(M1～M5)预测2035年的减排潜力，其中M1为提高农田氮素利用效率情景，M2为提高畜禽粪污循环利用率情景，M3为提高农村生活污水处理率情景，M4为合理健康饮食情景，M5为M1～M4的组合情景。结果表明：①2011—2020年，长三角地区农业生产消费系统人为活性氮总环境损失为1 778.8～1 972.0 Gg/a，年均损失值为1 884.9 Gg/a，总体呈现“先升后降”的年际变化趋势，2015年为转折点。作物种植子系统是环境损失的最大来源，大气环境是最主要的损失路径。②空间上，人为活性氮环境损失强度总体呈现“北高南低”的格局。单位面积GDP、单位面积畜禽动物数量、人口密度和耕地面积占比均与损失强度呈显著正相关，而森林覆盖率与损失强度呈显著负相关。③环境影响方面，富营养化是长三角地区农业生产和消费系统人为活性氮损失最大的环境影响类别。④基于2035年情景设定，M0情景下长三角地区系统人为活性氮总环境损失将在2020年的基础上增长2.2%，而各减排情景均可有效减少活性氮损失，减排潜力表现为M5情景(24.9%)>M2情景(14.3%)>M1情景(5.9%)>情景M4(3.6%)>M3情景(1.2%)。研究显示，长三角地区农业生产消费系统人为活性氮总环境损失时空异质性显著，主要环境影响表现为富营养化，通过优化人为活性氮管理，特别是强化循环利用，未来人为活性氮总环境损失具有较大的减排潜力，有望实现可持续发展。

关键词：长三角地区物质流分析生命周期影响评价情景分析减排潜力

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青羊参C21甾体类生物合成关键基因挖掘

中国药学杂志 2025年

作者：耿应敏周兴乾吴丽丽张体操郑兰平云南中医药大学中药学院

目的解析青羊参C21甾体类化合物的生物合成途径。方法本研究利用代谢组学和转录组学技术，比较分析青羊参根、茎、叶中C21甾体类化合物的相对含量，再通过KEGG数据库注释，筛选与C21甾体类生物合成相关的基因。最后通过实时荧光定量PC... 详细信息

目的解析青羊参C21甾体类化合物的生物合成途径。方法本研究利用代谢组学和转录组学技术，比较分析青羊参根、茎、叶中C21甾体类化合物的相对含量，再通过KEGG数据库注释，筛选与C21甾体类生物合成相关的基因。最后通过实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR， qRT-PCR）对部分差异表达基因（differentially expressed genes， DEGs）进行基因表达验证。结果青阳参苷元在根中显著上调，且在根中的相对含量约为叶中的73.10倍，约为茎中的19.05倍。转录组学分析发现，青羊参中有269条DEGs注释到了C21甾体类生物合成相关通路。通过分析各比较组间注释到的DEGs，在C21甾体类相关合成通路中筛选出了18个关键酶，且由87条基因编码，其中AACT等酶是其生物合成途径上游阶段的关键酶。进一步对其中8条DEGs进行qRT-PCR验证，其表达趋势与对应的转录组数据结果一致。结论本研究系统解析了青羊参中C21甾体类化合物的生物合成途径，筛选出多个关键酶及编码基因，丰富了青羊参的组学数据。这些发现为进一步研究青羊参C21甾体类化合物的生物合成机制奠定了基础。

关键词：青阳参苷元代谢组学转录组学生物合成途径

具有避障功能的农机自动作业全覆盖路径规划方法

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农机化研究 2025年第2期47卷 36-43页

作者：罗荣浩干熊杨光友湖北工业大学农机工程研究设计院武汉430068 湖北省农机装备智能化工程技术研究中心武汉430068

针对不同尺寸和类型障碍物条件下的农机车辆自动作业全覆盖路径规划问题,提出了静态全覆盖路径规划方法和路径优化方案。根据矩形田块信息、障碍物信息、农机最小转弯半径和机具宽度,自动选定作业方向、作业行距、地头转弯区域和转弯模... 详细信息

针对不同尺寸和类型障碍物条件下的农机车辆自动作业全覆盖路径规划问题,提出了静态全覆盖路径规划方法和路径优化方案。根据矩形田块信息、障碍物信息、农机最小转弯半径和机具宽度,自动选定作业方向、作业行距、地头转弯区域和转弯模式等参数;根据障碍物形状、高覆盖率高作业路径比的需求,对算法进行优化调整,以达到更好的作业效果。软件仿真测试结果表明:对有小矩形障碍物的田块,改进后的算法覆盖率提升了0.11%,重复率降低了0.71%;对大矩形障碍物的田块,两种分区路径的覆盖率分别为89.24%和98.08%,重复率分别为3.53%和2.84%。研究结果表明:算法提高了田块的利用率,降低了作业成本,能够有效避开大小障碍物,同时满足高覆盖率和低重复率的田间作业要求。

关键词：农机车辆路径规划算法自动作业避障

基于转录组测序分析两面针种子休眠解除的分子机制

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中国中药杂志 2025年第1期 102-110页

作者：全昌乾汤丹峰姜建萍朱艳霞广西药用植物园

为探究调控两面针Zanthoxylum nitidum种子休眠和萌发的分子机制，挖掘出关键的差异表达基因，该研究以未做处理(DS)、层积处理(SS)和发芽(GS)的两面针种胚为材料，利用Illumina Novaseq 6000平台进行高通量测序并进行系统的生物信息学... 详细信息

为探究调控两面针Zanthoxylum nitidum种子休眠和萌发的分子机制，挖掘出关键的差异表达基因，该研究以未做处理(DS)、层积处理(SS)和发芽(GS)的两面针种胚为材料，利用Illumina Novaseq 6000平台进行高通量测序并进行系统的生物信息学分析。测序共获得61.41 Gb clean data,组装获得86 386个unigene,平均长度773.49 bp。从3个比较组(SS vs DS、GS vs SS和GS vs DS)共筛选出29 290个差异表达基因(DEGs),这些基因被注释在134条KEGG通路上。KEGG富集分析发现，植物激素信号转导通路是富集DEGs最多的一条通路，包含226个DEGs。从所有DEGs中鉴定出894个转录因子，分布在34个转录因子家族，这些转录因子也主要集中在植物激素信号转导和MAPK信号通路。进一步对12个DEGs进行RT-qPCR验证，结果表明转录组数据可靠。两面针种子休眠解除与萌发过程中大量与多糖分解、蛋白质合成、脂质代谢、激素信号转导的差异基因参与表达，这些基因涉及到多个代谢途径，构成复杂的休眠和萌发调控网络。该研究为解析两面针种子休眠和萌发分子机制奠定坚实基础。

关键词：两面针转录组种子萌发休眠解除