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青藏高原东缘两种马先蒿植物花性状与报酬的遗传力和遗传相关

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生态学杂志 2024年第6期43卷 1646-1654页

作者：路宁娜杨海年陈小爽卢颖蔡维陈洋洋何灏城蒋芩王银银李亚洁张颖西北师范大学生命科学学院兰州730000

与报酬质量信息相关的花性状通常受到传粉者的偏好和选择,而遗传变异和遗传相关可反映这些性状的进化潜能。青藏高原广泛分布的马先蒿属植物具有多样的花冠类型,其演化已被证明与传粉者选择作用密切相关。本研究以青藏高原东缘分布的无... 详细信息

与报酬质量信息相关的花性状通常受到传粉者的偏好和选择,而遗传变异和遗传相关可反映这些性状的进化潜能。青藏高原广泛分布的马先蒿属植物具有多样的花冠类型,其演化已被证明与传粉者选择作用密切相关。本研究以青藏高原东缘分布的无蜜的半扭卷马先蒿(Pedicularis semitorta)和有蜜的甘肃马先蒿(***)为对象,通过数量遗传实验分析花吸引性状和报酬(花粉、花蜜)的遗传力及两者间的遗传相关大小。结果表明:半扭卷马先蒿的花高、花大小和花粉量遗传力较高,但花序数和花数目遗传力较低;甘肃马先蒿的花高、盔高和糖含量遗传力较高,而花大小、花序数、花数目、糖浓度和花蜜量遗传力较低;半扭卷马先蒿的花粉量与花性状间无显著相关性,说明花吸引性状不能反映其报酬量;甘肃马先蒿的糖浓度与花序数、花数目之间具有显著正的表型相关,但遗传相关不显著;花蜜量与花大小、花高、花数目等具有显著正的表型相关,花蜜量与花大小和花高具有显著正的遗传相关,糖含量与所测花性状的表型与遗传相关均为显著正的关系;这说明多个花性状可作为甘肃马先蒿报酬的诚实信号;甘肃马先蒿花性状和报酬之间的表型和遗传相关大小显著高于半扭卷马先蒿;这可能与马先蒿属植物花冠形态演化有关;较强的遗传相关可能限制甘肃马先蒿花性状与报酬的独立进化,而半扭卷马先蒿的花性状具有较高的独立进化的潜能。本研究有助于更好理解青藏高原植物多样性的形成与维持。

关键词：花性状报酬遗传力遗传相关半扭卷马先蒿甘肃马先蒿

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基于Luenberger观测器的不确定系统鲁棒状态反馈设计

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上海交通大学学报 2024年第4期58卷 492-497页

作者：赵东东闫磊周兴文耿宗盛阎石兰州大学信息科学与工程学院兰州730000

针对不确定系统测量输出矩阵含有不确定参数的问题,提出一种基于新龙伯格(Luenberger)类型观测器的鲁棒状态反馈设计方法.首先,针对实践中状态变量难以测量的问题,通过观测状态的反馈来进行观测器设计,考虑不确定系统中测量输出矩阵含... 详细信息

针对不确定系统测量输出矩阵含有不确定参数的问题,提出一种基于新龙伯格(Luenberger)类型观测器的鲁棒状态反馈设计方法.首先,针对实践中状态变量难以测量的问题,通过观测状态的反馈来进行观测器设计,考虑不确定系统中测量输出矩阵含有不确定参数的情况,设计一种新龙伯格类型观测器;其次,在新龙伯格类型观测器基础上,结合多仿射表示和松弛变量框架,得到与李亚普诺夫函数相关的凸线性矩阵不等式(LMI)条件,进而对闭环系统进行基于线性矩阵不等式组的鲁棒稳定性分析;最后,通过实验检验上述条件的可行性,证明该方法的实用性和有效性.

关键词：不确定系统龙伯格观测器多仿射表示鲁棒设计观测状态

基于MA-ConvNext网络和分步关系知识蒸馏的苹果叶片病害识别

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浙江大学学报（工学版） 2024年第9期58卷 1757-1767,1780页

作者：刘欢李云红张蕾涛郭越苏雪平朱耀麟侯乐乐西安工程大学电子信息学院陕西西安710048 山西大学生命科学学院山西太原030031

针对复杂环境下苹果叶片病害图像背景杂乱、病斑大小不一,以及现有模型参数多、计算量大的问题,提出基于注意力和多尺度特征融合的苹果叶片病害识别网络(MA-ConvNext).通过引入多尺度空间通道重组块(MSCB)和融合三分支注意力机制的特征... 详细信息

针对复杂环境下苹果叶片病害图像背景杂乱、病斑大小不一,以及现有模型参数多、计算量大的问题,提出基于注意力和多尺度特征融合的苹果叶片病害识别网络(MA-ConvNext).通过引入多尺度空间通道重组块(MSCB)和融合三分支注意力机制的特征提取模块(TAFB),有效提取苹果叶片病害图像不同尺度的特征,增强模型对叶片病斑的关注.采用分步关系知识蒸馏方法,将“教师”网络(MA-ConvNext)和“中间”网络(DenseNet121)融合,指导“学生”网络(EfficientNet-B0)训练,实现模型轻量化.实验结果表明,MA-ConvNext网络识别准确率为99.38%,较ResNet50、MobileNet-V3和EfficientNet-V2网络分别提高了3.98个百分点、7.55个百分点和4.27个百分点.经过分步关系知识蒸馏后,识别准确率较蒸馏前提高了1.76个百分点,并且具有更小的网络规模和参数量,分别为1.56×10^(7)、5.29×10^(6).所提方法能为后续精准农业的病虫害检测提供新思路和技术支持.

关键词：苹果叶片病害识别注意力多尺度特征融合分步关系知识蒸馏

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利用图像平滑结构信息指导图像修复

光学精密工程 2024年第4期32卷 549-564页

作者：张家骏廉敬刘冀钊董子龙张怀堃兰州交通大学电子与信息工程学院甘肃兰州730000 兰州大学信息科学与工程学院甘肃兰州730000

利用图像结构特征进行图像修复,是近年来在深度学习技术广泛应用背景下出现的新方法。应用该方法可以在缺失区域内生成合理的内容,但图像修复结果过于依赖图像结构的提取内容,且在实际训练中会出现错误的持续传播和累积,一旦图像结构存... 详细信息

利用图像结构特征进行图像修复,是近年来在深度学习技术广泛应用背景下出现的新方法。应用该方法可以在缺失区域内生成合理的内容,但图像修复结果过于依赖图像结构的提取内容,且在实际训练中会出现错误的持续传播和累积,一旦图像结构存在噪声或失真会直接影响到图像的生成质量。该方法处在探索应用阶段,尚存在网络训练难度大、鲁棒性较差、生成图像上下文语义不一致等问题。为此,本文提出了一种图像平滑结构指导修复的并行网络结构。图像平滑结构的生成内容不直接作为下一级网络的输入,只为网络的解码层提供指导信息。同时,为了更好地匹配和均衡结构与图像之间的特征关系,本文结合transformer提出了一种多尺度特征指导模块。该模块利用transformer联系全局特征的强大建模能力,对结构和图像纹理之间的特征进行匹配和均衡。实验结果表明,本文方法在三个常用的数据集上能够有效地恢复图像缺损内容,并且可以作为图像编辑工具实现目标移除。

关键词：图像修复深度学习平滑结构 Transformer

尾菜-玉米芯型发酵全混合日粮发酵工艺优化及营养价值分析

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动物营养学报 2024年第7期36卷 4725-4738页

作者：刘郦周瑞卢利平李耀东柳鑫昱付雪徐红伟臧荣鑫西北民族大学生命科学与工程学院兰州730100

本试验旨在优化复合益生菌发酵尾菜-玉米芯型发酵全混合日粮(FTMR)的生产工艺参数并探究发酵对其营养成分和发酵品质的影响。以玉米芯型全混合日粮(TMR)为试验对象:1)采用单因素试验设计,设产朊假丝酵母菌、酿酒酵母、粪肠球菌、枯草芽... 详细信息

本试验旨在优化复合益生菌发酵尾菜-玉米芯型发酵全混合日粮(FTMR)的生产工艺参数并探究发酵对其营养成分和发酵品质的影响。以玉米芯型全混合日粮(TMR)为试验对象:1)采用单因素试验设计,设产朊假丝酵母菌、酿酒酵母、粪肠球菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌5种益生菌的32个不同组合,筛选最优菌种组合;2)采用L_(16)(3^(4))正交试验,设计3种益生菌的4个不同添加比例,筛选出最优菌种比例;3)在确定最优菌种组合和比例的基础上,设计接种量、温度和干物质含量3个因素,每个因素4个水平,采用L_(16)(3^(4))正交试验对玉米芯型FTMR生产工艺参数进行优化;4)利用水和不同尾菜(白菜尾菜和西兰花尾菜)调整发酵底物干物质含量,进行对比验证试验。发酵9 d后对发酵产物的感官指标、pH及营养成分含量进行测定,利用隶属函数法对相关指标进行综合评判。结果表明:1)最优菌种组合与比例为产朊假丝酵母菌∶酿酒酵母∶枯草芽孢杆菌=3∶3∶1,在接种量为0.4%、温度为33℃、干物质含量为55%时隶属值、粗蛋白质(CP)增加率和酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)降解率最高;2)验证对比试验结果显示,与发酵前相比,添加蒸馏水、白菜尾菜和西兰花尾菜的玉米芯型TMR发酵后CP含量分别提高了10.08%、22.02%、17.55%,酸溶蛋白(ASP)含量分别提高了59.69%、29.20%、34.34%,ADF含量分别降低了12.29%、11.36%、11.76%,NDF含量分别降低了6.27%、6.57%、6.13%,营养品质得到改善;3)与添加蒸馏水的对照相比,添加白菜尾菜和西兰花尾菜的玉米芯型TMR发酵后ASP和水溶性碳水化合物(WSC)含量分别提高了13.42%、14.06%和31.17%、40.43%,说明添加尾菜可以有效提升玉米芯型FTMR的营养价值。综上所述,优化复合益生菌组合及发酵工艺参数可以有效提升尾菜-玉米芯型FTMR的营养价值。

关键词：尾菜玉米芯发酵全混合日粮营养成分发酵工艺

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改进伪标签半监督方法的石榴生长阶段检测模型

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计算机工程与应用 2024年

作者：张立才张欣陈孝玉龙刘佳明文兴甜杨胜贤贵州大学大数据与信息工程学院贵州大学生命科学学院

精准检测果实的生长阶段对于提高农业机器人的作业效率至关重要。然而，传统的全监督目标检测模型依赖于大量的数据标注，实现成本过高。鉴于此，本研究提出了一种利用少量标注数据训练的目标检测模型。包括：（1）采用YOLOv8构建教师-... 详细信息

精准检测果实的生长阶段对于提高农业机器人的作业效率至关重要。然而，传统的全监督目标检测模型依赖于大量的数据标注，实现成本过高。鉴于此，本研究提出了一种利用少量标注数据训练的目标检测模型。包括：（1）采用YOLOv8构建教师-学生模型，负责生成伪标签与训练网络。（2）通过改良的伪标签分配方法，筛选出可靠、不确定与不可靠的伪标签，减少低质量伪标签对学生网络训练的负面影响。（3）针对这三种伪标签优化了训练损失函数，以更好地提取不同置信度的伪标签内的潜在信息。通过在石榴生长阶段数据集上进行实验验证，结果显示，在仅使用10%的标注数据的情况下，所提方法的平均精度达到了90.8%，比同样数据集下的YOLOv8网络提升了5.5%，且该性能已接近于使用全标注数据训练的YOLOv8的92%。这一结果充分证明了本研究提出的方法在标注资源有限的背景下，依然能够训练出高效且准确的目标检测模型。

关键词：半监督伪标签目标检测师生模型

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草莓YABBY基因家族的鉴定及表达分析

生物工程学报 2024年第1期40卷 104-121页

作者：余婷婷沈淑容许以灵王欣雨余瑶马伯军陈析丰浙江师范大学生命科学学院浙江金华321004

YABBY蛋白是一类调控植物形态建成与器官发育的重要转录因子。为了研究草莓YABBY,通过生物信息学技术鉴定了森林草莓(二倍体)与栽培草莓(八倍体)的YABBY基因家族成员及其序列特征,构建了各成员与植物YABBY的系统发育树与共线性关系图,... 详细信息

YABBY蛋白是一类调控植物形态建成与器官发育的重要转录因子。为了研究草莓YABBY,通过生物信息学技术鉴定了森林草莓(二倍体)与栽培草莓(八倍体)的YABBY基因家族成员及其序列特征,构建了各成员与植物YABBY的系统发育树与共线性关系图,并利用RNA-seq数据与定量逆转录聚合酶链反应(quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction,qRT-PCR)技术分析其表达模式,构建绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)融合表达载体,在烟草叶细胞中瞬时表达观察其亚细胞定位。研究结果表明,森林草莓有6个FvYABBY基因,栽培草莓有26个FxaYABBY基因;FvYABBY基因家族成员可归为5个不同的进化分支,与拟南芥AtYABBY基因家族存在5对直系同源。在森林草莓中,所有Fv YABBY在根和花托中基本不表达,FvYABBY1、FvYABBY2、FvYABBY5和FvYABBY6在叶、茎、花和瘦果中高表达;在栽培草莓中,FxaYABBY1、FxaYABBY2、FxaYABBY5和FxaYABBY6在瘦果中表达,所有FxaYABBY在花托中为低表达或不表达。此外,在低温、高盐和干旱等非生物胁迫下,FvYABBY1、FvYABBY3、FvYABBY4和FvYABBY6下调表达,FvYABBY5上调表达,FvYABBY2则先上调后下调表达。在烟草叶细胞中,所有FvYABBY蛋白均定位在细胞核。以上结果为草莓YABBY基因的后续功能研究奠定了基础。

关键词：草莓 YABBY基因家族序列分析表达模式亚细胞定位

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MAPK在植物响应逆境胁迫中的作用

草业学报 2024年第1期33卷 182-197页

作者：张鑫苗伍国强魏明兰州理工大学生命科学与工程学院甘肃兰州730050

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)是一类高度保守的丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶,广泛存在于真核生物中级联反应途径。植物MAPK具有相对保守的11个亚结构域,均为Ser/Thr蛋白激酶发挥其催化作用所必需的元件,其表达受活性氧、一氧化氮、激素... 详细信息

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)是一类高度保守的丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶,广泛存在于真核生物中级联反应途径。植物MAPK具有相对保守的11个亚结构域,均为Ser/Thr蛋白激酶发挥其催化作用所必需的元件,其表达受活性氧、一氧化氮、激素等调控。MAPK可磷酸化多种底物,包括转录因子、蛋白激酶和细胞骨架相关蛋白等,在调控植物响应逆境(盐分、干旱、极端温度、重金属等)胁迫中起重要作用。本研究对植物MAPK家族的发现、分类与结构、调控机制及其响应各种非生物胁迫等方面的研究成果加以综述,并对未来研究方向进行展望,以期为农作物抗逆性遗传改良提供理论依据和基因资源。

关键词：丝裂原活化蛋白激酶调控机制非生物胁迫 MAPK级联途径磷酸化

兰州百合鳞茎花青素合成相关MYB与bHLH转录因子的筛选分析

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食品与发酵工业 2024年第2期50卷 57-66页

作者：范文广李保豫田辉李欣任海伟曹莹莹姜欣彤柴佳靖陈少青兰州理工大学生命科学与工程学院甘肃兰州730050

百合鳞茎在采后贮藏过程中,由于花青素的积累导致鳞茎变紫红色,进而影响其价值。该文基于兰州百合鳞茎转录组数据,利用生物信息学技术分析花青素相关转录因子,共分析了50个MYB转录因子与73个bHLH转录因子,包括序列的比对、理化性质分析... 详细信息

百合鳞茎在采后贮藏过程中,由于花青素的积累导致鳞茎变紫红色,进而影响其价值。该文基于兰州百合鳞茎转录组数据,利用生物信息学技术分析花青素相关转录因子,共分析了50个MYB转录因子与73个bHLH转录因子,包括序列的比对、理化性质分析、亚细胞定位、系统进化关系以及保守结构域预测。MYB分类结果显示,50个MYB转录因子中有2个属于1R-MYB类,44个属于R2R3-MYB类,3个属于3R-MYB类,1个属于4R-MYB类。50个MYB不稳定蛋白均为亲水性蛋白,亚细胞定位表明48个MYB定位于细胞核。73个bHLH均为不稳定蛋白,且72个都为亲水性,亚细胞定位显示58个bHLH定位于细胞核。通过与模式植物拟南芥MYB和bHLH转录因子构建进化树分析、保守结构域预测、基因表达量分析以及转录因子与结构基因的相关性分析,初步筛选出3个MYB基因和1个bHLH基因可促进兰州百合鳞茎花青素合成,为进一步深入研究兰州百合鳞茎花青素调控基因提供了理论支持。

关键词：兰州百合(Lilium davidii var.unicolor) 鳞茎 MYB转录因子 bHLH转录因子花青素合成