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基于无人机影像和卷积神经网络的水稻育种材料产量预测研究

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南京农业大学学报 2024年

作者：吉文翰郑恒彪王迪唐伟杰郭彩丽姚霞江冲亚朱艳曹卫星程涛南京农业大学国家信息农业工程技术中心江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所江苏农业科学研究院种质资源与生物技术研究所

[目的]收获前获取水稻育种小区的产量信息是高通量表型监测的重要组成部分，也是水稻高产育种的迫切需求。当前，水稻产量预测方法大多基于少数品种，且由线性回归、机器学习等方法建模，因此估产模型一般都存在迁移性较差、精度不高等... 详细信息

[目的]收获前获取水稻育种小区的产量信息是高通量表型监测的重要组成部分，也是水稻高产育种的迫切需求。当前，水稻产量预测方法大多基于少数品种，且由线性回归、机器学习等方法建模，因此估产模型一般都存在迁移性较差、精度不高等问题。本研究旨在利用无人机影像和深度学习网络构建适用于多水稻品种的产量预测模型。[方法]利用无人机获取了水稻育种试验的多时相RGB和多光谱影像，系统比较了线性回归、机器学习、深度学习算法在产量预测上的表现；同时，提出了一种基于注意力机制和卷积神经网络的水稻产量预测方法，并对比分析了ResNet50，MobileNetV3，ShuffleNetV2三种网络的表现。[结果]线性回归和机器学习算法在水稻育种小区产量预测上表现较差(R2研究提供较好的技术支撑。

关键词：无人机影像卷积神经网络产量预测水稻育种材料

黄河三角洲稻田退耕对土壤生态化学计量特征的影响

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农业环境科学学报 2024年

作者：王琦璇杨继松卢国伟孙丹丹王志康周迪邵秋玲滨海生态高等研究院鲁东大学东营市农业科学研究院

为探究稻田退耕对土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）生态化学计量特征的影响，本文以黄河三角洲退耕2年（TG2a）和退耕15年（TG15a）土地为研究对象，以退耕前稻田（DT）、未开垦自然湿地（ZR）为对照组，对稻田退耕土壤碳、氮、磷及其生... 详细信息

为探究稻田退耕对土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）生态化学计量特征的影响，本文以黄河三角洲退耕2年（TG2a）和退耕15年（TG15a）土地为研究对象，以退耕前稻田（DT）、未开垦自然湿地（ZR）为对照组，对稻田退耕土壤碳、氮、磷及其生态化学计量特征进行研究，揭示关键作用因子。结果显示，不同土地类型土壤有机碳（TOC）、全氮（TN）和全磷（TP）含量均值变化在1.30～3.86 g·kg-1、0.30～1.03 g·kg-1和0.39～0.72 g·kg-1之间；TG2a土壤碳氮磷含量较DT明显下降，而TG15a土壤较TG2a明显上升。相应土壤C:N、C:P和N:P均值变化在4.31～5.81、8.23～17.56和1.56～4.10之间，稻田退耕后C:N变化趋势因土壤层次而异，而C:P和N:P则整体升高。研究表明，溶解性有机碳和黏粒含量是影响退耕土壤TOC、TN、TP及其生态化学计量比变化的主要因子。

关键词：碳氮磷生态化学计量特征退耕还湿稻田黄河三角洲

基于表型性状与SSR标记的冬瓜、节瓜种质资源遗传多样性分析

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中国农业科学 2024年第17期57卷 3440-3467页

作者：翟彩娇葛礼姣程玉静仇亮王小秋刘水东江苏沿江地区农业科学研究所

【目的】分析冬瓜、节瓜种质的遗传多样性，构建综合评价体系，筛选优异种质，为冬瓜、节瓜种质创新和新品种选育提供理论支撑。【方法】以148份不同来源的冬瓜、节瓜种质为供试材料，利用28个表型性状和19对SSR标记进行遗传多样性分析... 详细信息

【目的】分析冬瓜、节瓜种质的遗传多样性，构建综合评价体系，筛选优异种质，为冬瓜、节瓜种质创新和新品种选育提供理论支撑。【方法】以148份不同来源的冬瓜、节瓜种质为供试材料，利用28个表型性状和19对SSR标记进行遗传多样性分析。综合运用变异系数、Shannon-Wiener多样性指数、相关性分析、主成分分析结合隶属函数法、逐步回归和聚类分析等多元统计方法，对冬瓜、节瓜种质进行遗传多样性分析和综合评价。【结果】148份冬瓜、节瓜种质具有较高的表型遗传多样性，11个质量性状的遗传多样指数变幅为0.39（性型）—1.45（瓜形状），17个数量性状的遗传多样性指数变幅为1.89（首雄花节位）—2.09（叶柄长度），变异系数变幅为9.76%（种形指数）—63.95%（老瓜单瓜重），其中首雌花节位（42.32%）、老瓜纵径（42.95%）、瓜形指数（47.05%）、首雄花节位（47.48%）、老瓜单瓜重（63.95%）的变异系数均大于40%，进行遗传改良的潜力较大；主成分分析将18个主要表型性状转换为6个独立的综合指标，贡献率为6.427%—29.605%，累计贡献率为81.236%；结合隶属函数值计算表型综合值（F值）鉴选出新西洲冬瓜BR12(1.47)、兴蔬粉地龙冬瓜BR25(1.14)等综合性状表现较好的优异种质；18个主要表型性状中有15个性状与F值极显著相关。利用逐步回归分析建立表型评价数学模型，筛选出9个表型综合评价指标。19对SSR标记在供试材料中扩增出的等位位点数2—6个，多态性信息含量的变幅为0.02—0.70,Shannon’s多样性指数变幅为0.06—1.48,148份冬瓜、节瓜种质具有较为丰富的遗传多样性，且节瓜群体的遗传多样性相对略高于冬瓜群体，个体内的遗传变异是导致冬瓜、节瓜整体遗传多样性的主要原因；基于表型性状和SSR分子标记的聚类分析分别将148份冬瓜、节瓜种质资源划分为6大类和3大类，两种方法的聚类结果均没有将冬瓜和节瓜聚成两大类，且与地理位置来源没有明显的相关性。【结论】148份冬瓜、节瓜种质表型性状遗传变异较为丰富，遗传多样性高；叶片长度、首雌花节位、老瓜纵径、老瓜肉厚、瓜梗长度、种子宽度、瓜面蜡粉、瓜形状和种子类型可以作为冬瓜、节瓜种质资源综合评价和亲本选择的关键指标；基于主要表型性状和SSR分子标记的聚类分析结果具有一定的一致性，聚类和群体划分与地理位置来源没有明显的相关性。

关键词：冬瓜节瓜表型性状 SSR标记遗传多样性综合评价

楸子叶片酵母文库构建及甘油二酯激酶MpDGK7互作蛋白鉴定

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核农学报 2024年第9期38卷 1691-1698页

作者：冷凇凝谭延肖张煜吴玉森韩双陈晓乐德州市农业科学研究院山东德州253015 山东省葡萄研究院山东济南250100

为探究MpDGK7参与调控苹果对非生物胁迫响应的机制,本研究通过构建苹果属植物楸子(Malus prunifolia)叶片的酵母双杂交cDNA文库,筛选与甘油二酯激酶MpDGK7互作的蛋白并进行验证。结果显示,本研究构建的cDNA文库库容达到1.5×107 CFU,重... 详细信息

为探究MpDGK7参与调控苹果对非生物胁迫响应的机制,本研究通过构建苹果属植物楸子(Malus prunifolia)叶片的酵母双杂交cDNA文库,筛选与甘油二酯激酶MpDGK7互作的蛋白并进行验证。结果显示,本研究构建的cDNA文库库容达到1.5×107 CFU,重组率100%,平均插入片段长度大于1200 bp。利用MpDGK7构建诱饵载体pBT3-N-MpDGK7,质粒无毒性且不存在自激活,通过共转化方法从文库中筛选到13个与MpDGK7互作的蛋白。选取4个代表性互作蛋白(KAN4、MYC2、BTB/POZ和金属硫蛋白)进行点对点验证,发现它们均与MpDGK7发生互作。双分子荧光互补(BiFC)验证结果表明,MpKAN4与MpDGK7互作主要发生在细胞膜和细胞核上,MpBTB与MpDGK7互作主要发生在细胞膜上。因此,推测MpDGK7可能通过参与KAN4、MYC2、BTB/POZ和金属硫蛋白等介导的胞内信号转导过程来影响苹果对逆境胁迫的响应。本研究结果为进一步阐明DGK基因参与苹果抗逆分子调控的机理奠定了基础。

关键词：苹果 MpDGK7 酵母双杂交双分子荧光互补蛋白互作

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大米品种对婴幼儿米粉理化品质的影响

中国食品学报 2024年第8期24卷 298-310页

作者：谢秋涛李梦怡苏东林戴志勇李高阳袁洪燕朱玲风湖南省农业科学院、湖南省农产品加工研究所长沙410125 湖南省农业科学院长沙410125 英氏控股集团股份有限公司长沙410000

为探究更适宜婴幼儿米粉加工的原料及不同品种大米对米粉品质的影响,以10种优质稻(籼米和粳米各5种)为原料,经滚筒干燥加工成婴幼儿米粉,测定原料米及米粉的理化特性、米粉品质等指标,分析大米品种对婴幼儿米粉品质的影响。结果表明,不... 详细信息

为探究更适宜婴幼儿米粉加工的原料及不同品种大米对米粉品质的影响,以10种优质稻(籼米和粳米各5种)为原料,经滚筒干燥加工成婴幼儿米粉,测定原料米及米粉的理化特性、米粉品质等指标,分析大米品种对婴幼儿米粉品质的影响。结果表明,不同样品的理化品质和微观结构存在显著差异,籼米和粳米加工成的婴幼儿米粉各有优缺点。经过滚筒干燥制备的不同米粉样品水分含量均比原料米下降30%以上,而总淀粉和直链淀粉含量均有所增加。所有米粉样品中RDS占比最大,其中籼米创宇9号和粳米圆粒9031加工的米粉RDS占比均达到82%以上,且RDS含量高的米粉,水溶性也较高。综合米粉热特性、糊化特性、流变特性、扫描电镜图像等理化品质,籼米创宇9号和粳米圆粒9031加工的婴幼儿米粉品质较好。

关键词：婴幼儿米粉大米品种理化特性品质

基于多元数据的夏季鸡舍环境质量评价及其对产蛋性能的影响

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农业工程学报 2024年第8期40卷 188-197页

作者：谢苗苗李华龙詹凯安徽大学江淮学院合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所合肥230031 安徽省农业科学院畜牧兽医研究所合肥230031

蛋鸡舍环境质量直接影响蛋鸡产蛋性能。为探究夏季蛋鸡舍环境质量及其对产蛋性能的影响,研究提出基于多元数据的分析方法,首先采集鸡舍内7类关键环境因子数据,按照热环境、光环境和气体环境分组,再根据改进D-S证据理论规则进行迭代融合... 详细信息

蛋鸡舍环境质量直接影响蛋鸡产蛋性能。为探究夏季蛋鸡舍环境质量及其对产蛋性能的影响,研究提出基于多元数据的分析方法,首先采集鸡舍内7类关键环境因子数据,按照热环境、光环境和气体环境分组,再根据改进D-S证据理论规则进行迭代融合,得到蛋鸡舍各检测点环境质量的综合评价结果,进而分析其对产蛋性能的影响。以夏季八层层叠式蛋鸡舍为试验鸡舍开展试验。结果显示:八层层叠式蛋鸡舍下四层的环境质量和平均产蛋率的最优位置均处于鸡舍前端;平均产蛋率最差的位置处于鸡舍中端,该位置环境质量综合评价结果为一般;上四层平均产蛋率最优位置为鸡舍中端,该位置环境质量综合评价结果为适宜;平均产蛋率最差位置和环境质量最差位置均为鸡舍后端(靠近风机端)。在试验鸡舍所有检测点中,平均产蛋率高于86%的检测点,环境质量综合评价结果大都为适宜,平均产蛋率低于86%的检测点,环境质量综合评价结果为一般或差,鸡舍内各检测点环境质量综合评价结果与平均产蛋率的变化趋势高度一致。该研究为准确评价蛋鸡舍环境质量,揭示蛋鸡舍环境质量对产蛋性能的影响提供了一种行之有效的方法。

关键词：多元数据数据融合改进D-S证据理论层叠式蛋鸡舍环境质量产蛋性能

发酵茶饲料对产蛋后期蛋鸡生产性能和蛋品质的影响

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畜牧与兽医 2024年第3期56卷 10-16页

作者：葛莹李庆海王欢欢魏莹晖王彦芦刘航张雷范京辉杭州市农业科学研究院浙江杭州310024

将茶叶、豆粕、玉米混匀后经微生物发酵制得发酵茶饲料,为了研究发酵茶饲料对产蛋后期蛋鸡生产性能和蛋品质的影响,试验选取55周龄的新杨黑羽蛋鸡432只,随机分为3组,每组3个重复,每个重复48只。其中对照组饲喂基础日粮,试验组以5%、10%... 详细信息

将茶叶、豆粕、玉米混匀后经微生物发酵制得发酵茶饲料,为了研究发酵茶饲料对产蛋后期蛋鸡生产性能和蛋品质的影响,试验选取55周龄的新杨黑羽蛋鸡432只,随机分为3组,每组3个重复,每个重复48只。其中对照组饲喂基础日粮,试验组以5%、10%发酵茶饲料替代基础日粮进行饲喂,正试期8周。结果显示:饲喂2周后,产蛋率表现为10%茶饲料组>5%茶饲料组>对照组;平均蛋重则相反。饲喂3周后,料蛋比表现为对照组>10%茶饲料组>5%茶饲料组;相比于对照组,5%茶饲料组的产蛋率显著提高且料蛋比显著降低(P<0.05),10%茶饲料组的产蛋率显著提高且平均蛋重显著降低(P<0.05)。6周后,10%茶饲料组的蛋清浓蛋白比例显著低于对照组(P<0.05)。8周后,10%茶饲料组的蛋清浓蛋白比例显著低于5%茶饲料组,且稀蛋白比例显著高于其他两组(P<0.05);相比于对照组,5%、10%茶饲料组的蛋黄胆固醇及丙二醛含量显著降低(P<0.05),而超氧化物歧化酶活性显著升高(P<0.05)。综上,5%发酵茶饲料能够提高产蛋后期蛋鸡生产性能和蛋品质。

关键词：发酵茶饲料蛋鸡生产性能蛋品质

生物炭对干旱胁迫下咖啡苗生长及非结构性碳水化合物的影响

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干旱地区农业研究 2024年第1期42卷 87-96页

作者：韩泽邦吕玉兰邵忠思喻好好张佳欣董相书何飞飞云南大学农学院云南昆明650500 云南省农业科学研究院热带亚热带作物研究所云南保山678000

为明确在干旱胁迫下施用生物炭对咖啡苗生长及非结构性碳水化合物(NSC)含量的影响,以正常水分处理(W1:土壤水分为最大持水量的65%~70%,不施用生物炭;W2:土壤水分为最大持水量的65%~70%,施用相当于烘干土质量5%的生物炭)为对照,设置不同... 详细信息

为明确在干旱胁迫下施用生物炭对咖啡苗生长及非结构性碳水化合物(NSC)含量的影响,以正常水分处理(W1:土壤水分为最大持水量的65%~70%,不施用生物炭;W2:土壤水分为最大持水量的65%~70%,施用相当于烘干土质量5%的生物炭)为对照,设置不同生物炭处理(D1:不施生物炭;D2:施用量为干土质量的5%)下进行持续干旱与复水的盆栽试验,干旱与复水共设4个处理,分别为持续干旱9 d(DL)、持续干旱13 d(DS)、持续干旱9 d+复水后3 d(DL+R)、持续干旱13 d+复水后3 d(DS+R),分析各器官(根、茎、叶)干物质量、NSC组分含量及其质量的变化。结果表明:与正常水分处理(W1)相比,持续干旱9 d时(DL),D1处理咖啡苗叶的可溶性糖含量、淀粉含量和NSC比率分别下降22.5%、21.1%和21.1%,根的可溶性糖含量和NSC比率分别显著提高8.7%和62.8%,茎的可溶性糖含量和NSC比率分别显著提高22.0%和28.2%。持续干旱13 d时(DS),D1处理较W1处理的根、茎、叶干质量和总干物质量分别下降30.6%、22.2%、34.8%和30.8%,叶的NSC含量和NSC比率分别下降23.7%和16.4%,根的NSC含量和NSC比率分别增加33.8%和57.9%;生物炭处理(D2)较不施生物炭的处理(D1)总干质量增加16.7%,根的NSC含量和茎的NSC比率分别下降18.0%和24.1%,叶的NSC含量和NSC比率分别增加22.8%和15.0%。持续干旱9 d复水后3 d时(DL+R),生物炭处理(D2)对各器官NSC含量恢复作用显著,且与正常水分处理(W1)间无显著差异;干旱13 d复水后3 d时(DS+R),不施生物炭处理(D1)的咖啡苗生长未恢复,而生物炭处理(D2)对咖啡苗恢复作用显著,D2较D1处理的总干质量增加20.3%,叶的NSC含量增加22.7%,根和茎的NSC含量分别下降11.8%和15.3%。可见,施用生物炭是增强咖啡抗旱性和减缓咖啡NSC组分剧烈变化的有效途径。

关键词：干旱胁迫生物炭咖啡生长非结构性碳水化合物

不同干燥方式对羊肚菌品质特性及复水性能的影响

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农业工程学报 2024年

作者：马佳佳董明辉全鑫瑶邵千朔金梅娟王毓宁江苏太湖地区农业科学研究所

为探究羊肚菌在不同干燥方式及复水后的品质变化与成因，以六妹羊肚菌为试材，采用自然干燥（natural drying,ND），恒温干燥（constant temperature drying,CTD），真空冷冻干燥方式（vacuum freeze-drying,VFD）对羊肚菌进行干制，探... 详细信息

为探究羊肚菌在不同干燥方式及复水后的品质变化与成因，以六妹羊肚菌为试材，采用自然干燥（natural drying,ND），恒温干燥（constant temperature drying,CTD），真空冷冻干燥方式（vacuum freeze-drying,VFD）对羊肚菌进行干制，探讨3种干燥方式对微观结构、滋味、营养品质及复水性能的影响，并研究羊肚菌复水前后质地、色泽、风味的差异分析，分析判断不同方式的干燥特性。结果表明：VFD羊肚菌氨基酸、粗多糖与甜味值分别为944 mg/100 g、6.26 g/100 g、19.73，显著（P研究结果为羊肚菌干制品加工方式优选提供参考。

关键词：羊肚菌干燥方式复水性能感官品质营养品质