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中国典型砖形黑茶非挥发物的代谢组学分析

食品科学 2024年第18期45卷 160-167页

作者：余士兰张宁闫昊艺张运军韩晓玉任鸿宇凌铁军安茂强安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室安徽合肥230036 湖南省益阳茶厂有限公司湖南益阳413000

为探究我国典型砖形黑茶代谢物轮廓的规律,以及砖形黑茶与黑茶真菌在代谢物种类方面的关系,本研究利用基于液相色谱-质谱联用的非靶向代谢组学和基于特征物信息的质谱分子网络技术,对我国典型的砖形黑茶(湖北青砖茶、四川康砖茶、湖南... 详细信息

为探究我国典型砖形黑茶代谢物轮廓的规律,以及砖形黑茶与黑茶真菌在代谢物种类方面的关系,本研究利用基于液相色谱-质谱联用的非靶向代谢组学和基于特征物信息的质谱分子网络技术,对我国典型的砖形黑茶(湖北青砖茶、四川康砖茶、湖南的黑砖茶、花砖茶和茯砖茶、陕西的茯砖茶)以及茶鲜叶和分离自黑茶的多种真菌进行代谢组学分析。结果表明,砖形黑茶的非挥发性代谢物轮廓更倾向于按照生产地区进行分类,一组是来自湖南和陕西的砖形黑茶,而另一组是来自四川和湖北的砖形黑茶;决定其代谢物轮廓分组的最主要因素是砖茶含梗率,来自四川和湖北的砖形黑茶含梗率明显高于另一组;造成两组砖形黑茶轮廓差异的主要原因是湖南和陕西的砖形黑茶中有更高含量的黄烷-3-醇类和大部分氨基酸及其衍生物等代谢物;针对砖形黑茶和真菌代谢物的分子网络分析发现,在砖形黑茶中,尤其是在康砖茶中广泛分布着源自真菌的线性和环状二肽;在茯砖茶中有着结构种类丰富的异戊烯基二酮哌嗪类化合物,这类化合物来自于冠突散囊菌,因此,真菌为砖形黑茶贡献了种类丰富的代谢物。本实验结果可为全面了解和认识我国典型砖形黑茶的化学物质基础提供理论参考。

关键词：中国典型砖形黑茶代谢组学非挥发性代谢产物含梗率真菌质谱分子网络

DNDC模型耦合遥感技术的保护性耕作下土壤有机碳模拟

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农业工程学报 2024年第9期40卷 108-118页

作者：刘泓君许昭辉周永馨孙君龄万炜刘忠中国农业大学土地科学与技术学院北京100193 华北耕地保育农业农村部重点实验室北京100193 南昌大学资源与环境学院鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室南昌330031

不同耕作措施会改变土壤有机碳储量,影响农田生态系统的碳收支。揭示自实行保护性耕作以来农田土壤有机碳的响应规律,对增加土壤碳库具有重要意义。该研究基于遥感反演技术耦合DNDC(denitrification-decomposition)模型,从县域和栅格尺... 详细信息

不同耕作措施会改变土壤有机碳储量,影响农田生态系统的碳收支。揭示自实行保护性耕作以来农田土壤有机碳的响应规律,对增加土壤碳库具有重要意义。该研究基于遥感反演技术耦合DNDC(denitrification-decomposition)模型,从县域和栅格尺度,精细刻画保护性耕作下2000-2020年吉林省土壤有机碳密度(soil organic carbon density,SOCD)的空间分布格局,并模拟不同秸秆还田情景下SOCD增长潜力。结果表明:1)20 a间土壤有机碳储量由6.08×10^(8)t增加到1.22×10^(9)t,增量主要与耕地面积扩大相关。县域尺度SOCD在4.46~98.09 t/hm^(2),栅格尺度SOCD在3.34~139.2 t/hm^(2),呈现中高北低的格局。2)保护性耕作对表层土的影响更大,0~10 cm土层的SOCD增长率最高达4.4%,>10~20 cm土层增长率最高为0.09%。3)吉林西南及中部具有巨大的SOCD增长潜力,达0.24~0.57 t/hm^(2)。研究结果可为保护性耕作政策制定提供科学参考。

关键词：秸秆遥感碳 DNDC模型情景模拟有机碳密度吉林省

果蔬茶贮藏与加工过程品质调控研究现状及趋势

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中国食品学报 2024年第5期24卷 19-29页

作者：赵靓田世平郜海燕宛晓春盛军单杨中国农业大学食品科学与营养工程学院国家果蔬加工工程技术研究中心农业农村部果蔬加工重点实验室食品非热加工北京市重点实验室北京100083 中国科学院植物研究所北京100093 浙江省农业科学院食品科学研究所杭州310021 安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室合肥230036 云南农业大学普洱茶学教育部重点实验室昆明650201 湖南省农业科学院农产品加工研究所洞庭实验室长沙410125

果蔬茶产业是我国现代农业产业体系和国民经济的重要组成部分,然而存在产后损失大,产品附加值低,综合利用水平不高等问题,制约了产业的高质量发展。实现果蔬茶贮藏加工过程的品质调控,是减损增值的关键。本文综述果蔬茶贮藏加工过程中... 详细信息

果蔬茶产业是我国现代农业产业体系和国民经济的重要组成部分,然而存在产后损失大,产品附加值低,综合利用水平不高等问题,制约了产业的高质量发展。实现果蔬茶贮藏加工过程的品质调控,是减损增值的关键。本文综述果蔬茶贮藏加工过程中颜色、香气、滋味、质构和营养品质调控研究现状,提出未来研究的关键科学问题为果蔬茶品质劣变的贮藏生物学基础,绿色贮藏加工技术对果蔬茶品质调控的基础理论,果蔬茶营养物质生物利用度提升和健康效应机理等3个方面,指出多维度解析品质调控机制,绿色加工技术集成创新,多学科交叉与智能化的新方向、新理念、新趋势。本文将为果蔬茶贮藏加工品质调控相关研究和产业高质量发展提供重要理论依据。

关键词：果蔬茶贮藏加工品质调控分子机制

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机耕道自动驾驶农机局部路径规划

农业工程学报 2024年第1期40卷 27-36页

作者：杨丽丽唐晓宇吴思贤文龙杨卫中吴才聪中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 农业农村部农机作业监测与大数据应用重点实验室北京100083

针对机耕道场景下自动驾驶农机行驶的安全性、平稳性与规划实时性的实际需求,该研究提出了一种基于二次规划的局部路径规划方法。首先基于有限状态机构建农机机耕道行驶模式,其次采用横纵向解耦的方法,通过改进状态栅格法分别对农机速... 详细信息

针对机耕道场景下自动驾驶农机行驶的安全性、平稳性与规划实时性的实际需求,该研究提出了一种基于二次规划的局部路径规划方法。首先基于有限状态机构建农机机耕道行驶模式,其次采用横纵向解耦的方法,通过改进状态栅格法分别对农机速度行为和轨迹行为进行决策,随后利用二次规划方法生成满足多目标、多约束条件的农机轨迹和速度,得到最优路径,最后在多种行驶环境中进行仿真和实车试验,行驶参考速度为2 m/s。实车试验结果表明,在绕行静态障碍物场景中,规划轨迹的平均绝对曲率为0.021 m^(-1),最大绝对曲率为0.056 m^(-1),平均绝对横向误差为3.23 cm,最大绝对横向误差为8.69 cm,农机与障碍物外轮廓的距离大于0.76 m;在规避相向行驶、同向行驶和横穿机耕道的动态障碍物场景中,规划速度的平均绝对速度误差为0.08~0.12 m/s,绝对速度误差小于0.38 m/s,加速度变化范围为-0.38~0.44 m/s^(2)。在规划周期为200 ms的仿真试验中,该文算法平均耗时48 ms,最大耗时75 ms,相比采用静态状态栅格法平均耗时减少38 ms,算法效率提升44%。研究结果可为机耕道场景下的农机局部路径规划提供技术支持。

关键词：农业机械自动驾驶局部路径规划二次规划有限状态机

基于粒子群算法的农用轮胎柔性环模型参数辨识方法

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农业机械学报 2024年第4期55卷 402-410页

作者：孙瑞王亚东李怡宁何志祝朱忠祥李臻中国农业大学工学院北京100083 智能农业动力装备全国重点实验室北京100083 贵州轮胎股份有限公司技术中心贵阳550201

轮胎柔性环模型能准确表达轮胎变形,但模型的刚度参数无法直接测定,因此模型刚度参数的辨识成为建模过程中的关键。本文基于轮胎柔性环模型运动学方程,分析农用轮胎固有频率与刚度参数之间的关系,提出基于粒子群算法的柔性环模型刚度参... 详细信息

轮胎柔性环模型能准确表达轮胎变形,但模型的刚度参数无法直接测定,因此模型刚度参数的辨识成为建模过程中的关键。本文基于轮胎柔性环模型运动学方程,分析农用轮胎固有频率与刚度参数之间的关系,提出基于粒子群算法的柔性环模型刚度参数辨识方法。通过轮胎模态试验获取轮胎固有频率,采用粒子群算法对柔性环模型刚度参数进行辨识。将固有频率的试验值与预测值的平均误差作为评价指标,对比粒子群算法与传统算法及遗传算法辨识结果,结果表明粒子群算法的参数辨识结果精度较高,平均绝对误差为1.67 Hz,平均相对误差为1.66%,相较于遗传算法,平均相对误差降低16.16%,运算时间减少93.19%。通过接地印痕试验获取农用轮胎接地角度,结合辨识所得刚度参数,估算轮胎所受到的垂向力,对比垂向力的试验值与预测值,结果表明粒子群算法的参数辨识结果精度较高,垂向载荷估算平均相对误差为1.97%,相对于遗传算法,平均相对误差降低12.05%。

关键词：农用轮胎柔性环模型粒子群算法模态试验参数辨识遗传算法

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长角血蜱成蜱的毛细管和生物膜2种人工饲喂技术的建立与初步应用

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中国农业大学学报 2024年第11期 131-140页

作者：陈方维郑亚鑫董子榕王冰洁王健瑜陈倩关兴艾缪娟娟黄彬王佳璐赵俊龙贺兰华中农业大学动物科学技术学院动物医学院/农业微生物学国家重点实验室

为开发硬蜱人工感染技术以便于探索其与病原体之间的共生机制及传播机制，本研究将长角血蜱成蜱分为3组，分别为经毛细管饲喂后叮咬小鼠、小鼠体表叮咬后进行生物膜饲喂和小鼠体表叮咬至饱血3种方式，其中小鼠体表叮咬至饱血为对照组。... 详细信息

为开发硬蜱人工感染技术以便于探索其与病原体之间的共生机制及传播机制，本研究将长角血蜱成蜱分为3组，分别为经毛细管饲喂后叮咬小鼠、小鼠体表叮咬后进行生物膜饲喂和小鼠体表叮咬至饱血3种方式，其中小鼠体表叮咬至饱血为对照组。对饱血蜱体重、孕卵期和产卵量，以及3种饱血方式下蜱的存活率、饱血率和产卵率进行分析，最终建立了针对长角血蜱成蜱的毛细管饲喂和生物膜饲喂技术。同时，通过该技术为长角血蜱饲喂吉氏巴贝斯虫，完成了两种长角血蜱饲喂方式在吉氏巴贝斯虫蜱传性评价的初步应用。结果表明：1）毛细管饲喂后接小鼠体表叮咬的饱血方式在饱血成蜱体重、孕卵期和产卵重量3个指标上与对照组相比差异不显著（P>0.05），但在饱血率上低于小鼠生物膜饲喂和小鼠饲喂两种饱血方式。2）生物膜饲喂在产卵率和产卵重量方面略逊于对照组（P0.05），饲喂成活率也与对照组一致。3）吉氏巴贝斯虫在长角血蜱成蜱吸血初期和后期均能够入侵卵巢并进入子代虫卵内。综上，本研究建立了长角血蜱毛细管和小鼠生物膜2种饲喂方式，并初步应用于吉氏巴贝斯虫的蜱传性研究。2种人工饲喂方式为探索蜱传病原体与媒介蜱的互作关系，开发杀蜱疫苗和药物筛选提供了技术平台。

关键词：长角血蜱人工饲喂蜱传病吉氏巴贝斯虫

基于合成孔径雷达数据的农作物长势监测研究进展

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智慧农业（中英文） 2024年第1期6卷 46-62页

作者：洪玉娇张硕李俐中国农业大学土地科学与技术学院北京100083 农业农村部农业灾害遥感重点实验室北京100083

[目的/意义]农作物长势监测能及时提供农作物的生长状态信息,对于加强中国作物生产管理、确保国家粮食安全具有重要的意义。卫星遥感技术的发展为大面积的作物长势监测提供了契机。然而,在雨热同期的作物生长旺季,光学遥感数据的获取经... 详细信息

[目的/意义]农作物长势监测能及时提供农作物的生长状态信息,对于加强中国作物生产管理、确保国家粮食安全具有重要的意义。卫星遥感技术的发展为大面积的作物长势监测提供了契机。然而,在雨热同期的作物生长旺季,光学遥感数据的获取经常受到天气的限制。因此,近年微波雷达遥感技术受到了广泛重视。[进展]梳理了利用合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)数据进行农作物长势监测的国内外研究现状,从农作物长势SAR遥感监测指标、农作物长势SAR遥感监测数据和农作物长势SAR遥感监测方法3个方面对基于SAR数据农作物长势监测研究进展与标志性成果进行总结。在分析常用于农作物长势监测的方法及其适用性的基础上,对它们在长势监测中应用情况进行分析。[结论/展望]提出了4个国内外SAR监测农作物长势所存在的问题:1)基于SAR数据的农作物长势监测方法研究整体较少;2)微波散射特征挖掘不够,特别是对极化分解参数的长势监测应用研究还有待深入;3)针对农作物长势监测中的雷达植被指数相对较少,其应用尚未得到充分发挥;4)基于SAR散射强度的农作物长势监测主要采用经验模型,难以推广到不同地区和类型的农作物上。最后,展望未来的研究应聚焦于挖掘微波散射特征、利用SAR极化分解参数、发展和优化雷达植被指数以及深化散射模型来监测农作物长势。

关键词：长势监测合成孔径雷达雷达植被指数机理模型法

玉米ACO基因家族生物信息学及表达模式分析

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中国农业科学 2024年第7期57卷 1308-1318页

作者：王程泽张燕付伟贾京哲董金皋申珅郝志敏河北农业大学生命科学学院/华北作物改良与调控国家重点实验室/河北省农业微生物生物信息利用技术创新中心/河北省植物生理与分子病理学重点实验室邯郸学院

【目的】对玉米1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶ACO基因家族进行全基因组鉴定，分析其在玉米不同器官和不同发育时期以及响应外源激素和病菌侵染中的表达模式，为明确玉米ACO基因家族功能打下基础。【方法】利用生物信息学方法，在玉米B73自... 详细信息

【目的】对玉米1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶ACO基因家族进行全基因组鉴定，分析其在玉米不同器官和不同发育时期以及响应外源激素和病菌侵染中的表达模式，为明确玉米ACO基因家族功能打下基础。【方法】利用生物信息学方法，在玉米B73自交系基因组中鉴定ACO，对其基因结构、蛋白质理化性质、家族成员间的亲缘关系以及保守基序进行分析，利用实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,qRT-PCR)技术分析ZmACO基因家族的表达模式。【结果】除ZmACO11外，ZmACO家族成员均具有Fe2+离子结合位点和底物抗坏血酸结合位点。系统发育分析显示，ZmACO2与ScACO在同一分支，亲缘关系较近，Bootstrap值达98。基因表达分析表明，ZmACO2、5、9、15、20、35在各发育时期均活跃表达，且在叶片中呈优势表达，因此选择上述6个基因进行下一步检测。喷施乙烯利后，上述6个基因的表达均有所波动，其中ZmACO2的表达量受影响较大，变化幅度在8倍左右。在乙烯利处理的0—24 h内这6个基因的表达量存在波动，但在处理后24 h,6个基因的表达量均接近0。水杨酸处理后，ZmACO5的表达量受影响较大，变化倍数在2倍左右。其他基因的表达量在处理后24 h均接近0。ZmACO9、35在3—12 h的表达量存在波动，ZmACO2、15、20表达量呈下调趋势。在响应生物胁迫方面，接种玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）后，ZmACO5、9的表达量变化幅度最大，在接种后第10天，这两个基因的表达量分别升至对照组的50和60倍。接种玉米小斑病菌（Cochlibolus heterostrophus）后，ZmACO5的表达量变化幅度较大，变化倍数在40—90倍。接种立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）后，ZmACO5、35表达量变化幅度最大，在病菌接种的第3天达到200倍。【结论】ZmACO2、5、20、35在玉米生长发育过程中表达变化最活跃；施加外源乙烯利和水杨酸可以对ZmACO的表达水平造成显著影响。病菌侵染玉米后ZmACO的表达水平产生显著变化，与生物胁迫应答关系密切。

关键词：玉米ACO基因家族实时荧光定量PCR 基因表达乙烯利水杨酸玉米大斑病菌玉米小斑病菌立枯丝核菌

机器学习与计算机视觉技术在食品质量评价中的研究进展

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食品科学 2024年第12期45卷 1-10页

作者：黄晓琛张凯利刘元杰陈洪黄凤洪魏芳中国农业科学院油料作物研究所油料脂质化学与营养湖北省重点实验室油料油脂加工技术国家地方联合工程实验室湖北武汉430062 中国农业大学信息与电气工程学院农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083 湖北洪山实验室湖北武汉430070

近年来,随着社会对食品质量和安全的关注度不断提高,计算机视觉技术在食品质量评价领域逐渐受到重视并开始广泛应用。通过学习技术,如人工神经网络、卷积神经网络和支持向量机等,研究人员能够利用大量的食品图像和相关数据进行训练,从... 详细信息

近年来,随着社会对食品质量和安全的关注度不断提高,计算机视觉技术在食品质量评价领域逐渐受到重视并开始广泛应用。通过学习技术,如人工神经网络、卷积神经网络和支持向量机等,研究人员能够利用大量的食品图像和相关数据进行训练,从而实现对食品质量的自动评估和监测。特别是深度学习技术的发展,使得计算机能够更加准确地识别食品的外观、形状、颜色等特征,进而对其进行分类、预测和质量检测。除了在食品质量评价中的常规应用,学习技术还被用于更复杂的任务,如食品缺陷检测、异物检测、新鲜度评估等。这些技术不仅可以提高食品生产和加工的效率,还能够减少人为因素带来的误差,从而确保食品质量和安全。然而,尽管学习技术在食品质量评价中的应用取得了显著进展,但仍然存在一些挑战需要克服。例如,食品图像数据集的获取和标注成本较高,数据质量和数量的不足可能会影响模型的性能和泛化能力。此外,模型的可解释性和透明性也是一个重要问题,尤其是在需要对食品质量评价结果做出解释或决策的情况下。因此,未来的研究需要继续探索如何提高数据集的质量和规模、优化模型的鲁棒性和可解释性,以及开发更加高效和可持续的食品质量评价系统。

关键词：机器学习食品质量计算机视觉食品检测