【目的】构建可信小麦病虫害识别模型,为病虫害智能管理提供技术支撑。【方法】在小麦病虫害智能识别中,选择高效网络作为特征提取器,基于Dirichlet分布构建不确定性评分机制,将传统高效网络的单一类别预测结果拓展为包含分类结果与不确定性评分的二维输出,增强模型对识别结果的可信表达能力;在此基础上通过Jaccard指数优化不确定性评分划分与分类正误的一致性,实现不确定性阈值的自适应选择,进一步增强模型的可信度和识别精度。【结果】与传统高效网络相比,引入不确定性机制使模型精确率、召回率和F1分数分别提升了5.31%、4.42%和4.81%;加入阈值过滤策略后进一步提升了6.21%、4.33%和4.71%;所提方法在3项指标上分别实现了11.84%、8.94%和9.74%的性能改善。正确预测样本的不确定性评分平均为0.284,显著低于错误预测样本的0.421,Jaccard指数优化的不确定性阈值为0.445,在此阈值下过滤9.51%的高不确定性预测,有效提升了模型在复杂环境下的可信度。【结论】引入的不确定性机制使模型能够在复杂环境中识别潜在错误分类并触发人工干预,显著提高了农业实践中的决策可信度。
【目的】探究国家农业高新技术产业示范区(以下简称农高区)政策对农业全要素生产率的影响,为完善农业发展相关政策提供理论依据。【方法】将国家农高区政策作为一项准自然试验,构建双重差分模型,评估国家农高区设立对农业全要素生产率的政策效应。【结果】农高区的设立显著促进了农业全要素生产率的提升。经过一系列稳健性检验后,结论仍然成立。机制分析发现,农高区政策通过提升农业创新水平、加大农业扶持程度促进农业全要素生产率的提升。从异质性结果来看,受粮食产销功能定位、区域地形条件及所在城市发展层级等客观差异影响,农高区建设对农业全要素生产率的提升效应呈现出明显的区域分化特征。其中,对非主产区的影响大于主产区,对地形起伏地区的影响大于地形平整地区,对三线及以上城市的影响大于三线以下城市。【结论】持续推进农高区政策;对非主产区、地形起伏地区及三线及以上城市的政策响应优势,适度加大资金投入、科技资源、人才引育等方面的倾斜力度。
【目的】筛选适合液体深层培养生产真菌蛋白的糙皮侧耳菌株,为替代蛋白产业的发展提供优良菌种资源。【方法】利用固体培养基平板培养和液体摇床培养,筛选生长快、生物量高且适合液体深层发酵生产真菌蛋白的糙皮侧耳菌株;通过测定菌株菌丝体的粗蛋白质量分数及蛋白质氨基酸组成,并与世界卫生组织和联合国粮食农业组织(WHO/FAO)氨基酸评价模式和全鸡蛋氨基酸评价模式进行对比,采用氨基酸评分、氨基酸比值、氨基酸比值系数、氨基酸比值系数评分、化学评分、必需氨基酸指数、生物价、营养指数等指标,综合评价蛋白质营养价值。【结果】利用平板培养从38个糙皮侧耳菌株中初筛出15个生长速率大于5.50 mm∙d-1的菌株进行液体摇床培养,复筛获得3个生物量高的菌株,分别为TD80、X831和TD130,其菌丝体生物量为18.4、17.1和17.0g∙L-1,粗蛋白质量分数为575.1、403.2和447.7 g∙kg-1。在氨基酸组成方面,3个菌株中,TD80的总氨基酸、必需氨基酸、总呈味氨基酸、鲜味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸、支链氨基酸、芳香族氨基酸及含硫氨基酸质量分数均为最高,甜味氨基酸比例和含硫氨基酸比例亦最高,营养指数最优;X831的必需氨基酸比例、苦味氨基酸比例、支链氨基酸比例和芳香族氨基酸比例均为最高,必需氨基酸指数和生物价最优;TD130的鲜味氨基酸比例最高。与WHO/FAO模式相比,3个糙皮侧耳菌株的菌丝体蛋白质富含苏氨酸、色氨酸,其他氨基酸相对不足;与全鸡蛋模式相比,3个糙皮侧耳菌株的菌丝体蛋白质中,8种必需氨基酸质量分数均相对不足;与上述2种模式相比,蛋氨酸+半胱氨酸为第一限制性氨基酸。【结论】筛选到3个适合用于液体深层培养生产食用菌蛋白的糙皮侧耳菌株,其中,TD80适合规模化真菌蛋白生产,X831适合功能性营养强化产品研制,TD130则适合风味基料制备。研究结果有助于兼具营养和功能性食用菌菌丝体产品开发和替代蛋白产业的发展。
概述合成菌群的特点和构建策略(“自上而下”“自下而上”及“整合”),围绕功能(促进植物生长、防治病害、抵抗非生物胁迫)与作用机制(根系稳定定殖、代谢通量平衡、诱导抗逆),综述其在植物调控中的应用。目前,合成菌群仍面临结构复杂、定殖困难及生产困难等挑战,未来研究需深度融合多组学、人工智能与合成生物学工具,通过生态网络分析与机器学习等构建多营养级菌群,推动合成菌群从“经验组合”向“理性设计”跨越。
【目的】探讨木犀草素对3-硝基丙酸诱导卵巢氧化应激损伤的改善效果,提升其在畜禽生产中增强繁殖性能的应用潜力。【方法】通过腹腔注射3-硝基丙酸(20 mg·kg-1)考察卵巢氧化应激模型的建立。在此基础上,将40只5周龄雌性小鼠随机分为对照组、模型组,以及木犀草素低剂量组(25 mg·kg-1)、中剂量组(50 mg·kg-1)和高剂量组(100 mg·kg-1)。木犀草素预处理3周,并于第2~3周给予3-硝基丙酸造模。试验结束后测定雌性小鼠生长性能、卵巢指数、卵巢组织形态、抗氧化指标(总抗氧化能力、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、谷胱甘肽质量摩尔浓度,丙二醛质量摩尔浓度)及血清激素水平(抗缪勒管激素、雌二醇)。【结果】与对照组相比,模型组卵巢指数极显著降低(p<0.01),成熟卵泡数量极显著减少(p<0.01),闭锁卵泡数量极显著增加(p<0.01),卵巢抗氧化能力显著下降(p<0.05),表明3-硝基丙酸成功诱导卵巢氧化应激损伤。在浓度筛选试验中,与模型组相比,木犀草素干预可不同程度改善卵巢氧化损伤;其中,中剂量组效果最为明显,表现为卵巢指数非常显著升高(p<0.001),成熟卵泡数量非常显著增加(p<0.001),闭锁卵泡非常显著减少(p<0.001),超氧化物歧化酶活性和总抗氧化能力极显著升高(p<0.01),同时丙二醛质量摩尔浓度极显著降低(p<0.01)。各剂量木犀草素干预均可显著提高血清中抗缪勒管激素和雌二醇水平(p<0.05)。【结论】木犀草素预处理能够有效缓解3-硝基丙酸诱导的卵巢氧化应激损伤,改善卵巢储备功能并促进卵泡发育,在缓解卵巢氧化损伤、维持卵巢功能方面具有潜在应用价值。
阐述呼吸道黏膜免疫佐剂的主要类型及应用研究进展。重点综述微生物来源、模式识别受体激动剂类、天然产物来源和合成纳米材料类黏膜佐剂在增强黏膜屏障免疫、诱导分泌型IgA及促进细胞免疫应答的作用特点和相关机制,并总结其在猪繁殖与呼吸综合征、禽流感、鸡传染性支气管炎等兽用疫苗中的应用研究进展。目前的兽用呼吸道黏膜佐剂研究中,畜禽等靶动物层面的系统安全性、剂量优化及攻毒保护等关键数据仍有所欠缺,未来应结合免疫学与材料工程开展靶动物免疫调控与场景化验证,为兽用黏膜疫苗佐剂设计提供参考。
【目的】探索古代、当前和未来不同气候情景下中国地域内中黑盲蝽的分布区变迁情况,为植保监测防控提供理论依据。【方法】基于现有的45个中黑盲蝽地理分布数据点,以及不同气候情景下的6个环境因子,运用最大熵模型和ArcGIS 10.2软件预测其潜在分布区,分析不同气候情景下中黑盲蝽的分布区变化和主要环境因子。【结果】优化后的最大熵模型受试者工作特征曲线平均线下面积值为0.907,精确度较高,可用于分布区预测分析。最湿季平均温度、等温性和平均月温差为影响中黑盲蝽分布的重要环境因子。全新世中期,中黑盲蝽分布区总面积达324.35×104 km2,显著高于当前分布区。当前气候条件下,总分布区面积为270.72×104 km2,主要位于中国长江流域和黄河流域大部分地区。未来气候条件下,其分布较当前均有不同程度的增加,其中,中等至高等辐射强迫情景下,2090年分布区范围增加最多,较当前扩张225.09×104 km2;从地理分布来看,其分布区逐渐向中国北部和西北部扩张,新疆、吉林等地高适生区面积大幅增加。【结论】中黑盲蝽具有耐高温且发育起点温度较低的特性,在气候逐渐趋暖的背景下,这些生理特性驱动了其种群扩张,是其生态位北移、向中国北方地区大规模扩张的主导驱动力。因此,对其防治重心或应适当向北转移。
【目的】明确花生田西花蓟马(Frankliniella occidentalis)对乙基多杀菌素、多杀菌素、吡虫啉、噻虫嗪和噻虫胺5种杀虫剂的抗性水平,筛选与植物源茶皂素具有增效作用的复配组合,减少化学农药用量,以探索蓟马的绿色生物防控技术。【方法】以室内敏感品系为对照,采用浸渍法分别测定5种药剂对河南省5个地区花生田西花蓟马田间种群成虫的致死中浓度(lethal concentration 50, LC50),评估其抗性水平;并进一步通过共毒系数法评价乙基多杀菌素与茶皂素不同配比的增效作用。【结果】花生田西花蓟马种群对供试药剂均产生了不同程度的抗药性。除信阳种群外,其余地区种群对吡虫啉和噻虫嗪均达高水平抗性,其中郑州种群对噻虫嗪的抗性倍数最高,达203.68倍。各地种群对乙基多杀菌素和多杀菌素的抗性水平相对较低,平均抗性倍数分别为29和19倍。增效试验表明,乙基多杀菌素与茶皂素在1∶1、1∶10、1∶50和10∶1配比下共毒系数(co-toxicity coefficients, Ctc)均大于120,表现出显著协同增效作用,其中,1∶10配比的增效作用最强,共毒系数达488.57。【结论】花生田西花蓟马对新烟碱类杀虫剂吡虫啉、噻虫嗪已产生高水平抗药性,可推荐使用乙基多杀菌素和多杀菌素进行防治。乙基多杀菌素与茶皂素按1∶10比例复配可作为有效的替代或轮换药剂,该增效配方有助于减少化学农药用量,为绿色、经济防控西花蓟马提供技术支撑。
【目的】分析tRNA硫醇化通路关键基因CTU2、CTU1、URM11在介导拟南芥盐胁迫中的表达水平及表型,探究相关基因介导植物盐胁迫响应的分子机制。【方法】通过亚细胞定位分析AtCTU2蛋白在细胞区室中的位置;通过实时荧光定量PCR分析AtCTU2基因在150 mmol·L-1 NaCl处理后的表达水平;DNA水平鉴定atctu2突变体并通过实时荧光定量PCR分析盐胁迫响应基因AtP5CS1和AtRCI2A的表达水平;通过酵母双杂交系统检测AtCTU1、AtCTU2和AtURM11蛋白之间复合体形成情况;通过实时荧光定量PCR分析AtCTU1和AtURM11基因在NaCl处理后的表达水平;在100和150 mmol·L-1 NaCl浓度的培养基上培养atctu2、atctu1、aturm11突变体,观察其表型并统计绿色子叶的比例。【结果】在黄化苗来源的原生质体中,AtCTU2-GFP融合蛋白定位于细胞核和细胞质;在绿色苗来源的原生质体中,AtCTU2-GFP仅定位于细胞质;拟南芥经NaCl处理后AtCTU2基因表达水平明显上调;atctu2突变体中盐胁迫响应基因AtP5CS1和AtRCI2A表达水平下调;AtCTU1和AtCTU2、AtCTU1和AtURM11蛋白之间存在相互作用;在无NaCl胁迫处理条件下,野生型及atctu1、atctu2和aturm11突变体的生长状态无显著差异;在NaCl处理后,野生型植株表现为轻度生长迟缓和子叶黄化,而所有突变体萌发率显著降低且生长受到明显抑制;其中,atctu2突变体对盐胁迫的敏感性最强,aturm11和atctu1突变体对盐胁迫的敏感性依次减弱,统计结果与表型一致。【结论】tRNA硫醇化通路关键基因CTU2、CTU1和URM11参与调控拟南芥盐胁迫耐受性,表明该通路在介导植物盐胁迫响应中起重要作用。
【目的】比较YOLO算法模型在烟叶烘烤阶段的性能,以提高烟叶智能烘烤的实时性,进而提升工艺匹配的精度。【方法】选用YOLOv3、YOLOv5s、YOLOv8s和YOLOv11s等早、中、近期4个版本分别构建模型,并根据模型的判别性能、复杂程度和检测实时性3个方面进行对比评估。【结果】YOLOv8s模型整体性能表现优于其余3种,其中精确度为95.0%,平均精度均值为97.1%,F1得分为93.0%,3项指标均为最优,而模型召回率为91.1%,也仅略低于YOLOv5s模型的93.3%;此外,YOLOv8s算法检测速度最快,单张图像检测时间仅为5.5 ms。值得一提的是,YOLOv8s算法模型对烟叶状态变化微弱的干筋期相关阶段的判别性能表现突出。从轻量化考虑,YOLOv5s模型最为出色,其参数量为7.04×106,计算量为15.8 G FLOPs,模型体积为13.7 MB;在4种模型运行功耗差距不明显的情况下,YOLOv5s模型的运行内存为1 081 MB,仅略高于YOLOv8s模型的916 MB。【结论】通过对比分析,4种版本YOLO算法模型在烟叶烘烤阶段判别性能方面表现出显著差异,其中,YOLOv5s和YOLOv8s表现较好。YOLOv8s整体性能表现最为出色,而YOLOv5s计算量、模型体积等指标较低,更能满足低成本嵌入式设备轻量化的需求。因此,YOLO算法模型适合用于烟叶烘烤阶段的实时判别,但是版本选择应当根据实际需求而定。