农业强国专栏
- 论文汇编
基于深度学习网络实现番茄病虫害检测与识别
摘要：为利用计算机或人工智能技术协助番茄病虫害防治，以存在病虫害侵害问题的番茄植株图像为研究对象，针对番茄病虫害目标小而密的特点提出基于Swin Transformer的YOLOX目标检测网络，用于精确定位图像中的病虫害目标，并采用基于经典卷积神经网络构建的旋转不变Fisher判别CNN分类网络，以此提高病虫害分类的准确率。结果表明:1)将测试结果与传统的目标检测模型和分类模型作对比，基于Swin Transformer的YOLOX网络在番茄病虫害测试集上的精确度比Faster R-CNN和SSD分别高了7.9%和9.5%，旋转不变Fisher判别CNN对病虫害类别的识别准确率与AlexNet、VGGNet相比分别提升了8.7%和5.2%；2)与基于Transformer的目标检测模型DETR和近年来新兴的图像分类模型Vision Transformer(ViT)在番茄病虫害测试集上的结果相比较，本研究的检测和分类方法也存在优势，病虫害检测精度和分类准确率分别提高了3.9%和4.3%。此外消融试验也证明了本研究方法改进的有效性。总之，本研究所构建的网络在番茄病虫害的目标检测和分类识别方面的性能优于其他网络，有助于提升番茄病虫害的防治效果，对计算机视觉在农业领域的应用具有重要意义。关键词：深度学习;病虫害识别;Swin Transformer;Fisher判别;番茄40|22|7<HTML><网络PDF><Meta-XML>更新时间：2023-12-22Lnc46198半番鸭胚胎期特异性表达及对鸭胚成纤维细胞增殖和凋亡的影响
摘要：为分析TCONS_00246198(简称lnc46198)在半番鸭胚胎期发育过程中的特异性表达及对鸭胚成纤维细胞(Duck embryo fibroblasts，DEF)增殖或凋亡的影响，本研究采用RT-qPCR分析lnc46198在10、15、20和25 d不同胚龄半番鸭性腺及半番鸭12.5 d胚龄大脑、心脏、肝脏、肺脏、肌肉、性腺和肾脏等不同组织中的表达情况。采用全基因合成法构建鸭胚成纤维细胞lnc46198-pcDNA3.1过表达载体，利用流式细胞术和CCK8法检测细胞增殖情况，采用Annexin V-FITC/PI流式和RT-qPCR检测细胞凋亡情况。结果表明:1)lnc46198在半番鸭各种组织和不同胚龄性腺中均表达，其在半番鸭12.5 d胚龄性腺的表达量极显著高于其他组织(P<0.01)，且性腺中相对表达量随着胚龄增加逐渐升高，提示lnc46198可能在半番鸭性腺发育中发挥重要作用。2)鸭胚成纤维细胞lnc46198过表达组细胞活力与对照组相比极显著降低(P<0.01)，表明过表达lnc46198可抑制鸭胚成纤维细胞的增殖活力。3)过表达组细胞凋亡率是pcDNA3.1组的7.30倍(P<0.01)，表明过表达lnc46198可促进鸭胚成纤维细胞凋亡。综上，lnc46198在不同胚龄半番鸭性腺中动态表达，在半番鸭12.5胚龄性腺中特异表达，可抑制鸭胚成纤维细胞增殖，并促进鸭胚成纤维细胞凋亡，本研究揭示了lnc46198的特异性表达及在鸭细胞增殖或凋亡中的功能，可为半番鸭性腺发育差异机制提供科学参考依据。关键词：半番鸭;lnc46198;细胞增殖;细胞凋亡;特异性表达17|10|0<HTML><网络PDF><Meta-XML>更新时间：2023-12-22刀豆蛋白A纯化猪流行性腹泻病毒的研究
摘要：为开发一种新型高效、低成本的猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus，PEDV)抗原纯化方法，本研究尝试了一种基于凝集素(刀豆蛋白A，Con A)的PEDV浓缩纯化方法。通过Con A与PEDV病毒粒子的特异性结合，形成Con A-PEDV复合物，然后通过低速离心和竞争性解离即可实现病毒纯化。结果表明:1)当Con A的使用浓度为80 μg/mL，室温作用2 h，4 000 r/min离心15 min时，纯化效果较佳；2)利用Tris-HCl缓冲液(pH 7，0.01 mol/L，内含200 mmol/L甲基-α-D-吡喃甘露糖苷和50 mmol/L NaCl)进行解离时，较PBS缓冲液有更高的解离效率；3)该方法病毒回收率大约为80%，总蛋白去除率可达90%。综上，本研究利用Con A纯化PEDV是可行的，为高质量PEDV灭活疫苗的研发奠定基础。关键词：刀豆蛋白A;猪流行性腹泻病毒;纯化16|11|0<HTML><网络PDF><Meta-XML>更新时间：2023-12-22全球棉花产业势力竞争的案例分析：内涵、范式与对策
摘要：为探究全球产业链中产业势力如何形成并影响全球产业链治理，以结构性权力理论为基础，构建一个“技术-制度-规范”的分析框架，并以棉花产业为例，剖析以美国为首的西方发达国家棉花产业势力构建和主导全球棉花产业链运行的经验。结果表明:1)产业势力演变为掌控产业链的结构性权力；2)科技创新是构建全球产业势力的驱动力，西方发达国家凭借技术优势和技术垄断，强化了其对全球经济活动的控制能力；3)制度供给在产业势力构建中发挥调节作用，西方发达国家通过影响全球棉花贸易制度体系，使发展中国家面临不公平的贸易环境，挤压了发展中国家在全球产业链中的升级空间；4)规范认同决定产业势力存续的合理性，西方发达国家试图将其道德伦理上升为“普世标准”，成为有效打压和排挤发展中国家竞争对手的武器；5)发展中国家与发达国家在产业势力上的竞争，将是长期和渐进的过程，是推动全球棉花产业秩序向更加公平合理方向发展的必经之路。据此提出，应强化有利于棉花产业技术创新和开放合作的制度供给，实现全球责任和发展中国家自身利益诉求的协调发展；提升涉棉企业的竞争力，加速制度、技术和组织创新，塑造良好的企业形象；发挥行业协会沟通、协调、服务和监督作用，完善“中国棉花”可持续生产标准和认证认可制度；提高棉花生产者的科技植棉水平、市场风险研判和市场盈利能力，提高棉花生产的品质和全球市场竞争力。关键词：全球棉花产业;产业势力;案例分析;概念内涵;逻辑范式;治理对策17|18|2<HTML><网络PDF><Meta-XML>更新时间：2023-12-22草莓6种病毒多重PCR快速检测方法的建立
摘要：为快速鉴定草莓病毒病种类以预防病毒病扩散，根据草莓镶脉病毒(strawberry vein banding virus，SVBV)、草莓斑驳病毒(strawberry mottle virus，SMoV)、草莓轻型黄边病毒(strawberry mild yellow edge virus，SMYEV)、草莓白化病毒(strawberry pallidosis-associated virus，SPaV)、草莓病毒1(strawberry virus 1，StrV-1)和芸薹黄化病毒(brassica yellows virus，BrYV)的基因保守区域设计特异性引物，建立了能够同时检测这6种病毒的多重PCR方法。该多重PCR反应体系中，2×SanTaq PCR Master Mix用量为10 μL，上下游引物(10 μmol/L)用量为4 μL，其中SVBV为0.25 μL、SMoV为0.50 μL、SMYEV为0.10 μL、SPaV为0.15 μL、StrV-1为0.50 μL和BrYV为0.50 μL，模板1 μL，ddH2O为5 μL，总体积20 μL。多重PCR反应程序设定为:94 ℃预变性5 min，94 ℃变性30 s，53 ℃退火30 s，72 ℃延伸120 s，最后72 ℃延伸10 min，循环数为35。该检测体系的灵敏度可以达到107 copies/μL。该多重PCR方法可以同时实现6种草莓病毒的高效快速检测，为草莓病毒病的早期发现和针对性防治提供了技术支持。关键词：草莓;多重PCR;草莓镶脉病毒;草莓斑驳病毒;草莓轻型黄边病毒;草莓白化病毒;草莓病毒1;芸薹黄化病毒22|11|5<HTML><网络PDF><Meta-XML>更新时间：2023-12-22新疆野生樱桃李PsoRPM2与PsoLFY互作调控植株开花的分子机制
摘要：为明确新疆野生樱桃李PsoRPM2基因引起植株的早开花现象，本研究通过形态学、转基因以及酵母双杂等试验对PsoRPM2基因进行了分析。结果显示:新疆野生樱桃李极早花、早花、中花、晚花和极晚花的比率分别为11%、24%、44%、18%和3%。早花类型的花芽分化明显快于晚花类型，早花花芽中的PsoLFY和PsoFT基因表达高于晚花，而PsoFLC基因则在晚花中表达较高。转PsoRPM2基因烟草表现为早花，并且NtLFY基因表达明显升高。在新疆野生樱桃李早花花芽中，PsoRPM2基因表达高于晚花，同一时期的PsoLFY基因表达也较高。酵母双杂试验显示，PsoRPM2与PsoLFY可以互作。综上，新疆野生樱桃李之所以早花是通过PsoRPM2与PsoLFY互作，提高花芽中PsoLFY和PsoFT基因表达，从而加快花芽分化进程，导致植株提前开花。关键词：新疆野生樱桃李;早花;转;PsoRPM;2;基因;PsoLFY;酵母双杂9|11|1<HTML><网络PDF><Meta-XML>更新时间：2023-12-22我国土壤盐碱化问题研究脉络和热点分析
摘要：为全面了解我国盐碱地研究的演化脉络、现状及前沿热点，以中国知网为数据源，借助可视化软件CiteSpce，运用文献计量学方法对1992—2021年国内发表的22 606篇论文，从发文量和关键词等方面进行分析。结果表明:1)1992—2021年盐碱地研究经历了稳定发展、快速增长和相对饱和3个时期，发文数量总体呈上升趋势；2)研究主题围绕盐胁迫对植物生理生态特征的影响、盐碱地基础理论研究以及改良修复措施、土壤水盐运移机理和水资源高效利用、土壤盐碱化监测管理和盐生植物开发利用等5个主题展开；3)演化脉络历经盐碱地基础研究、盐碱化动态监测和盐碱地生态修复这3个阶段。综上，当前我国土壤盐碱化问题研究热点主要集中在基于生态修复对新方法、新材料和新技术的探索与利用方面，未来盐碱地应加强基因技术、植物根际促生菌以及机器学习算法等前沿热点在盐碱地治理中的研究和应用。关键词：盐碱地;文献计量;CiteSpace;研究脉络和热点17|15|11<HTML><网络PDF><Meta-XML>更新时间：2023-12-22市场行情、信息渠道对农户生产周期调整的影响——以蛋鸡养殖场(户)最佳淘汰日龄为例
摘要：为探究市场行情、信息渠道对农户生产周期调整的影响，以蛋鸡产业为例，基于利润最大化理论，采用C-D生产函数测定2020年蛋鸡养殖场(户)调研样本的最佳淘汰日龄，并进一步利用Probit模型探讨最佳淘汰日龄决策的影响因素。结果表明:1)2020年蛋鸡养殖场(户)调研样本的最佳淘汰日龄为461.99日龄。2)以最佳淘汰日龄上下浮动20 d划分出最佳淘汰日龄区间，能够做出最佳淘汰日龄决策的养殖场(户)占比14.37%，提前淘汰和延后淘汰的养殖场(户)占比分别为24.76%和60.87%，以延后淘汰养殖决策为主。3)分析最佳淘汰日龄决策的影响因素可知，饲料价格、淘汰鸡价格、非洲猪瘟疫情以及养殖者的行情预判均会增加养殖户提前或延后淘汰的概率。从信息渠道的角度来看，亲朋好友的信息更有助于最佳淘汰日龄决策，政府渠道的信息增加养殖户提前或延后淘汰的概率，而互联网、龙头企业的信息渠道对此并无显著影响。此外，养殖户的周期决策也会受到生猪产业等畜禽产业的影响。因此，政府及行业应加大开展蛋鸡养殖周期科学决策培训，增强对最佳淘汰日龄的科学认识，从上下游产业链的角度完善重要农业生产资料与农产品的价格发布机制，从不同产业间关联的角度，加强突发事件背景下蛋鸡产业与生猪产业等畜禽产业间的价格联动监测预警。关键词：边际平衡原理;最佳淘汰日龄;影响因素;市场行情13|9|0<HTML><网络PDF><Meta-XML>更新时间：2023-12-22施肥方式和土壤水分变化对秸秆降解特征及微生物秸秆碳利用效率的影响
摘要：为探究华北平原施肥方式和土壤水分对玉米秸秆降解特征及微生物秸秆碳利用效率的影响，从长期定位实验站采集施用9 t/hm2牛粪的有机肥和等养分含量的化肥处理(N、P、K肥)的表层土壤，将13C标记的玉米秸秆分别添加到2种施肥方式的土壤中，在恒湿(田间持水量(WHC)60%)和干旱胁迫(WHC 30%)条件下培养56 d，测定来源于秸秆和土壤本底的CO2排放和微生物量碳(MBC)的动态变化，并分析微生物秸秆碳利用效率和代谢熵。结果表明:添加秸秆后，随着培养时间的延长，土壤总CO2-C排放通量先降低后趋于稳定，土壤总MBC先增加后降低。相比恒湿条件，干旱胁迫显著降低了来源于秸秆和土壤本底(培养第1、3天除外)的CO2-C累积排放量，却显著提高了微生物秸秆碳利用效率；培养前期(第1—7天)，干旱胁迫显著降低了土壤总MBC，但后期(第14—56天)对土壤总MBC影响不显著。恒湿条件下，施用有机肥的土壤中秸秆(培养第1天除外)和土壤本底(培养第1、3天除外)来源的CO2-C累积排放量、微生物代谢熵均显著高于化肥处理，但在培养第3天微生物秸秆碳利用效率显著低于化肥处理；而干旱胁迫条件下2种施肥方式间秸秆(培养第56天除外)和土壤本底来源的CO2-C累积排放量、微生物代谢熵和秸秆碳利用效率差异均不显著。综上，恒湿条件下，施用化肥可显著降低秸秆和土壤原有有机碳的累积矿化量，在培养第3天微生物秸秆碳利用效率显著升高，有利于秸秆碳在土壤中的固存；而在干旱胁迫下，化肥和有机肥施用均有利于秸秆碳的固存。关键词：施肥;干旱;CO;2;排放;微生物量碳17|13|4<HTML><网络PDF><Meta-XML>更新时间：2023-12-22新疆南疆阿拉尔垦区棉花生育期变化的定量气候驱动因子分析
摘要：为探究气候变化对新疆南疆阿拉尔垦区棉花生育期变化的影响，选取1990—2020年新疆南疆阿拉尔垦区棉花生育期及同期地面气象数据，运用最小二乘法、Mann-Kendall非参数突变检验、相关性分析和优势主导分析方法，分析新疆南疆阿拉尔垦区棉花生育期变化规律及其定量气候驱动因子。结果表明:1990—2020年新疆南疆阿拉尔垦区棉花播种-出苗期、出苗-现蕾期、现蕾-开花期、开花-吐絮期、吐絮-停止生长期和全生育期分别为15、35、31、77、35和190 d，播种-出苗期、出苗-现蕾期和全生育期均呈现极显著延长趋势，现蕾-开花期呈现极显著缩短趋势。1990—2020年新疆南疆阿拉尔垦区积温的增加是棉花播种-出苗期、出苗-现蕾期、吐絮-停止生长期和全生育期延长的主要气候驱动因子，贡献率分别为53.07%、34.03%、67.33%、25.54%；积温的减少是现蕾-开花期和开花-吐絮期缩短的主要气候驱动因子，贡献率分别为53.22%和27.29%。1990—2011和2012—2020年新疆南疆阿拉尔垦区棉花现蕾-开花期的缩短均以积温的减少影响为主，贡献率分别为48.15%和55.35%。综上，1990—2020年新疆南疆阿拉尔垦区棉花各生育阶段积温的动态变化是导致棉花生育期呈现延长或缩短趋势的主要气候驱动因子。关键词：棉花;生育期;气候变化;定量驱动13|18|0<HTML><网络PDF><Meta-XML>更新时间：2023-12-22
