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32份早熟禾种质资源表型性状遗传多样性分析
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作者 金玲 宋美琪 +4 位作者 鲍根生 刘勇 徐航 何霖 魏小星 《草业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1324-1335,共12页
本研究以32份早熟禾(Poa)种质资源为研究对象,利用多样性分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析,评价其表型性状的变异水平,为青藏高原高寒地区早熟禾种质资源的品种选育提供依据。结果表明:通过多样性分析,遗传多样性指数最高的是总... 本研究以32份早熟禾(Poa)种质资源为研究对象,利用多样性分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析,评价其表型性状的变异水平,为青藏高原高寒地区早熟禾种质资源的品种选育提供依据。结果表明:通过多样性分析,遗传多样性指数最高的是总生物量(H′=2.21),变异系数最大的是株高(31.70%),其次是根长(22.04%)、总生物量(19.21%)和茎粗(16.38%);通过主成分分析得出第1主成分贡献率最大(30.274%),载荷量由高到低分别是花序长(0.748)、叶面积(0.746)、叶宽(0.705)、茎粗(0.704);通过聚类分析和综合得分,将资源分为Ⅲ大类,第Ⅰ类具有植株高大、茎叶比大、花序多,茎秆粗壮等特点,筛选出18-182、18-004、17-060这3份材料适合在饲草生产、混播草地等方面应用;第Ⅱ类具有植株矮小、叶片短而宽等特点,筛选出14-061这1份材料适合在生态恢复方面加以利用;第Ⅲ类具有植株矮小、叶片长而窄、生物量大等特点,筛选出17-105、17-332、18-064、18-139、15-048、17-044这6份材料可作为观赏利用型目标亲本进行品种培育。 展开更多
关键词 早熟禾 种质资源 遗传多样性 表型性状 筛选优质种质 表型变异性 表型多样性
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基于1DCNN融合多源表型数据的杨树干旱胁迫评估方法
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作者 张慧春 周子阳 +3 位作者 边黎明 周磊 邹义萍 田野 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期286-296,共11页
目前关于不同杨树品种抗旱性的研究主要集中在利用传统测量方法获取形态结构和生理生化表型参数进而分析杨树的抗旱性,依据多源成像传感器提取的表型参数指标确定杨树干旱胁迫等级的方法较为少见。为了阐明杨树耐旱的表型机制、筛选抗... 目前关于不同杨树品种抗旱性的研究主要集中在利用传统测量方法获取形态结构和生理生化表型参数进而分析杨树的抗旱性,依据多源成像传感器提取的表型参数指标确定杨树干旱胁迫等级的方法较为少见。为了阐明杨树耐旱的表型机制、筛选抗旱性树种和明确杨树抗旱等级,本文以杨树不同性别的喜水和耐旱品种为研究对象,在杨树苗期进行梯度干旱胁迫处理,通过热红外以及RGB多源成像传感器获取杨树冠层温度参数与颜色植被指数表型数据,并建立基于1DCNN的多任务分类模型划分杨树苗期品种抗旱等级与干旱胁迫等级等2个分类任务,探究杨树性别与生长时间对杨树干旱胁迫响应机制的影响。结果表明,以27组数据变量降维后的4个特征作为模型变量,与传统机器学习算法SVM、RF、XGBoost相比,本文提出的1DCNN多任务分类模型在杨树品种抗旱等级分类与单株干旱胁迫等级分类2个任务中的模型分类精度皆达到最优,分类准确率分别为81.8%和62.3%;引入杨树的性别和生长时间后共6个特征作为模型的输入变量后,杨树苗期品种抗旱等级与干旱胁迫等级的分类精度显著提高,1DCNN多任务分类模型在2个分类任务中的准确率分别达到93.5%与76.6%,模型分类准确率分别提高11.7个百分点与14.3个百分点。研究结果表明,通过热红外与RGB成像传感器获取多源表型数据,并建立1DCNN多任务分类模型对实现杨树干旱胁迫等级评估的可行性,同时表明杨树的性别和生长时间作为模型输入变量能够有效提升模型的分类精度,可为筛选杨树抗旱性品种提供新的思路与方法。 展开更多
关键词 杨树 干旱胁迫 卷积神经网络 植物表型 多源表型数据 多任务分类模型
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17种石斛属植物表型性状多样性分析
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作者 贺漫媚 代色平 +4 位作者 陈秀萍 吴俭峰 刘国锋 阮琳 王伟 《植物资源与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期71-79,90,共10页
以17种石斛属(Dendrobium Sw.)植物为研究对象,通过观测6个叶表型性状和15个花表型性状,从形态学角度对石斛属植物表型性状进行变异和多样性分析,并揭示各表型性状间的相互关系。结果表明:叶表型性状变异系数为28.78%~63.63%,花表型性... 以17种石斛属(Dendrobium Sw.)植物为研究对象,通过观测6个叶表型性状和15个花表型性状,从形态学角度对石斛属植物表型性状进行变异和多样性分析,并揭示各表型性状间的相互关系。结果表明:叶表型性状变异系数为28.78%~63.63%,花表型性状变异系数为31.26%~117.65%,不同表型性状变异幅度差异明显,花表型性状的变异幅度大于叶表型性状。21个表型性状的Shannon s多样性指数差异较小,为4.372~4.393,Shannon s多样性指数最大的是萼囊长、最小的是花柄长和唇瓣宽。Shannon s多样性指数与变异系数整体存在显著(p<0.05)线性相关。主成分分析结果显示:前4个主成分的累计贡献率达84.2%,可以反映17种石斛属植物表型性状的基本特征,其中花纵径、叶面积、侧萼长、萼囊长和叶长宽比是造成石斛属植物表型差异的主要因子。聚类分析结果表明:17种石斛属植物可聚为4组,聚类结果与传统分类存在一定差异。相关性分析结果表明:叶各表型性状间和花各表型性状间整体上存在显著或极显著(p<0.01)相关性,叶厚与除侧萼长、侧萼宽和萼囊长外的12个花表型性状均存在显著或极显著相关性。综合研究结果表明:石斛属植物表型性状变异丰富,拥有丰富的表型多样性,各表型性状之间有着密切且复杂的关系。 展开更多
关键词 石斛属 表型性状 表型变异 表型多样性
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构建VED-SegNet分割模型提取鱼类表型比例 被引量:1
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作者 李健源 柳春娜 +3 位作者 卢晓春 王鲁海 刘轶 卢佳 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期175-183,共9页
为提高鱼类表型分割精度和准确度,实现鱼类表型智能监测,该研究基于深度学习算法构建了VED-SegNet模型用于鱼类表型分割和测量。该模型将cross stage partial network和GSConv结合作为编码器(VoV-GSCSP),保持足够精度的同时降低网络结... 为提高鱼类表型分割精度和准确度,实现鱼类表型智能监测,该研究基于深度学习算法构建了VED-SegNet模型用于鱼类表型分割和测量。该模型将cross stage partial network和GSConv结合作为编码器(VoV-GSCSP),保持足够精度的同时降低网络结构复杂性。另一方面,该模型采用EMA(efficient multi-scale attention module with cross-spatial learning)建立强化结构,加强编码器和解码器之间的信息传递,提高模型精度,并实现了8个表型类别的输出。采用自建的鱼类表型分割数据集对VED-SegNet模型进行了测试,测量结果中鱼类各表型比例与实际测量值相接近,表型最大平均绝对和平均相对误差为0.39%、11.28%,能实现无接触式提取水产养殖中鱼类表型比例。对比其他常见语义分割模型,平均交并比mean intersection over union,mIoU和平均像素准确率mean pixel accuracy,m PA最高,分别到达了87.92%、92.83%。VED-SegNet模型在环境复杂、多鱼重叠的养殖水体鱼类监测场景中精准分割鱼类形态特征,可为鱼类表型智能测量提供技术支持。 展开更多
关键词 图像分割 模型 鱼类表型 表型比例 VED-SegNet
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新疆单叶蔷薇居群表型变异及多样性研究 被引量:1
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作者 刘学森 李娜 +5 位作者 张雪云 肖丽 江律 罗乐 于超 张启翔 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期51-61,共11页
【目的】单叶蔷薇为蔷薇属唯一的单叶物种,是月季育种中的重要材料,在我国主要分布于新疆北部地区,但由于人为的破坏和环境的改变导致其面临濒危灭绝的风险。本研究通过分析单叶蔷薇表型多样性,探究其表型变异规律,旨在为更好地保护和... 【目的】单叶蔷薇为蔷薇属唯一的单叶物种,是月季育种中的重要材料,在我国主要分布于新疆北部地区,但由于人为的破坏和环境的改变导致其面临濒危灭绝的风险。本研究通过分析单叶蔷薇表型多样性,探究其表型变异规律,旨在为更好地保护和利用单叶蔷薇种质资源提供理论指导。【方法】本研究以9个单叶蔷薇天然居群中270个单株为研究材料,对其19个表型性状数据进行收集,利用巢式方差分析、皮尔逊相关性分析、主成分分析和聚类分析方法,探究其表型变异规律与多样性水平。【结果】(1)9个单叶蔷薇天然居群表型多样性水平较高,19个表型性状的变异系数和香农多样性指数均值分别为15.90%和2.031;9个居群的表型变异系数在10.32%(P4)~13.19%(P8),表现出中等程度的变异,香农多样性指数在1.274(P5)~1.825(P8)之间,其中P8居群呈现出较高的多样性水平。(2)19个表型性状在居群间和居群内均存在极显著性差异(P<0.01),居群间的平均表型分化系数为41.23%,表型变异主要来源于居群内。(3)皮尔逊相关性分析发现,单叶蔷薇花径与叶面积、花瓣面积与花斑百分比等部分性状间存在显著相关性。(4)主成分分析共提炼出5个主成分,累计贡献率为80.463%,贡献率最大的2个主成分主要解释花与叶的性状。(5)聚类分析可将单叶蔷薇9个居群分为2类,第1类为大花类,包括P6、P7、P8;第2类为小花类,包括P1、P2、P3、P4、P5、P9。【结论】新疆单叶蔷薇具有较高的表型多样性和变异水平,且变异的来源主要集中在居群内。 展开更多
关键词 单叶蔷薇 居群 表型变异 表型多样性
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不同种源酸枣表型多样性分析 被引量:2
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作者 曲凯伦 张云程 +3 位作者 王海青 李彪 康莹 董胜君 《植物资源与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期58-70,共13页
以酸枣〔Ziziphus jujuba var.spinosa(Bunge)Hu ex H.F.Chow.〕19个种源地的211份样本为研究对象,对其表型性状(包括13个质量性状和29个数量性状)进行观测和变异分析,并采用巢式方差分析、相关性分析、主成分分析研究数量性状的变异来... 以酸枣〔Ziziphus jujuba var.spinosa(Bunge)Hu ex H.F.Chow.〕19个种源地的211份样本为研究对象,对其表型性状(包括13个质量性状和29个数量性状)进行观测和变异分析,并采用巢式方差分析、相关性分析、主成分分析研究数量性状的变异来源、与地理气候因子的关系及能够反映酸枣表型特征的主要数量性状。结果表明:酸枣质量性状的变异系数和Shannon-Weaver多样性指数分别为11.44%~55.21%和0.34~1.65;数量性状的变异系数和Shannon-Weaver多样性指数分别为4.57%~85.46%和0.24~2.09,极值比为1.67~14.06。陕西佳县、内蒙古元宝山和河北复兴种源的数量性状变异程度较高,辽宁喀左、陕西延川和河北赞皇种源的数量性状多样性丰富。酸枣数量性状种源间和种源内的方差分量比例均值分别为69.86%和14.88%,表型分化系数均值为0.82。叶长、叶形指数、可食率等12个数量性状与地理气候因子存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关性。主成分分析结果表明:前9个主成分的累计贡献率为79.74%,叶形指数、叶柄长度、叶柄宽度等17个数量性状可作为评价酸枣种质资源的表型性状。基于数量性状可将19个种源分为4个类群,类群Ⅰ主要特征为叶片小、果实和果核小、出核率高;类群Ⅱ主要特征为果实和果核大、可食率高;类群Ⅲ主要特征为叶片长、枣吊长、枣吊叶片数多;类群Ⅳ主要特征为二次枝长、直刺和弯刺短。综合上述研究结果,酸枣表型多样性丰富,种源间和种源内存在不同程度的变异,种源间变异是主要变异来源,不同种源酸枣可用于选育不同表型性状酸枣品种。 展开更多
关键词 酸枣 表型性状 表型多样性 地理气候因子
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淫羊藿苷对抑郁症模型小胶质细胞表型转化的调控作用 被引量:4
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作者 曹利华 高松 +5 位作者 王笑雨 王真真 贺红娟 李娜 白明 苗明三 《天然产物研究与开发》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期187-195,共9页
探索淫羊藿苷抗抑郁的作用机制,将SPF级KM小鼠分为空白组、模型组、盐酸氟西汀组(10 mg/kg)、淫羊藿苷高(50 mg/kg)、低(25 mg/kg)剂量组。除空白组外,其余各组小鼠采用56 d慢性不可预知温和应激建立抑郁症模型。造模第1 d开始灌胃给予... 探索淫羊藿苷抗抑郁的作用机制,将SPF级KM小鼠分为空白组、模型组、盐酸氟西汀组(10 mg/kg)、淫羊藿苷高(50 mg/kg)、低(25 mg/kg)剂量组。除空白组外,其余各组小鼠采用56 d慢性不可预知温和应激建立抑郁症模型。造模第1 d开始灌胃给予各组小鼠相应药物,连续56 d。于给药后第53~56 d,进行行为学测试。末次给药后,取材。酶联免疫吸附剂实验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测脑组织匀浆白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)、白细胞介素10(interleukin-10,IL-10)、五羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)、多巴胺(dopamine,DA)、去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)水平;实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RT-PCR)检测脑组织中IL-6、IL-10、诱导性一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、分化簇206(cluster of differentiation 206,CD206)mRNA表达;蛋白免疫印迹(Western blot)检测脑组织iNOS、CD206蛋白表达。体外培养小鼠小胶质细胞(BV-2),采用细胞增殖与毒性检测试剂盒(Cell Counting Kit-8,CCK-8)法检测淫羊藿苷的细胞毒性。BV-2细胞暴露于100μg/mL脂多糖及15μg/mL、25μg/mL的淫羊藿苷24 h后,收集细胞。免疫荧光技术检测细胞iNOS、CD206蛋白表达。研究结果表明,慢性不可预知温和应激致抑郁症模型制备成功,淫羊藿苷可降低抑郁症小鼠脑组织IL-6水平及IL-6、iNOS mRNA表达,升高脑组织IL-10、5-HT、DA、NE水平及IL-10、CD206 mRNA表达;降低脑组织iNOS蛋白,升高CD206蛋白表达;改善模型小鼠抑郁症样行为。淫羊藿苷可降低LPS刺激的BV-2细胞iNOS蛋白表达,升高CD206蛋白表达。结果表明,淫羊藿苷抑制小胶质细胞M1表型转化,促进M2表型转化,从而改善模型小鼠抑郁样行为。 展开更多
关键词 淫羊藿苷 抑郁症 小胶质细胞表型转化 细胞炎症模型
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内蒙古143份冰草属种质资源表型多样性分析与综合评价 被引量:1
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作者 李鸿雁 李悦煊 +6 位作者 李俊 武自念 黄帆 朱琳 郭茂伟 李志勇 辛霞 《植物遗传资源学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1254-1267,共14页
以来源于内蒙古10个盟市及地区的143份冰草属种质资源为研究对象,通过变异系数、遗传多样性指数、相关性分析、主成分分析、聚类分析和灰色关联法等方法,鉴定了143份内蒙古地区冰草属种质资源表型性状的多样性水平,并筛选了优异种质资... 以来源于内蒙古10个盟市及地区的143份冰草属种质资源为研究对象,通过变异系数、遗传多样性指数、相关性分析、主成分分析、聚类分析和灰色关联法等方法,鉴定了143份内蒙古地区冰草属种质资源表型性状的多样性水平,并筛选了优异种质资源。结果表明:冰草属种质的17个表型性状变异较大,遗传多样性丰富,变异系数在11.47%~93.92%之间,平均为42.80%,其中叶片宽度的变异系数最高,种子长的变异系数最低;遗传多样性指数(H')为1.279~2.025,平均为1.721,其中颖长度的多样性指数最大,小穗长的多样性指数最小。相关性分析表明,17个表型性状间存在不同程度的相关性。主成分分析显示,前6个主成分因子贡献率为5.934%~20.885%,累计贡献率达69.866%。聚类分析将143份种质划分为3大类,第Ⅰ类综合性状较好,小穗数和小花数指标突出,具有高产潜力,包含27份资源;第Ⅱ类综合性状一般,种子综合性状较好,包含23份资源;第Ⅲ类综合性状较差,株高较高,包含93份资源。采用灰色关联方法综合评价冰草属种质的表现,结果表明千粒重、小穗数、叶舌长度、叶片宽度和叶面积可作为种质评价指标,并筛选出编号18、22、23、24、25、35和43等优异冰草材料及编号92、136和142等多花冰草材料,综合性状协调,可供冰草属种质遗传改良与育种利用。 展开更多
关键词 冰草属 种质资源 表型性状 遗传多样性
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基于深度主动学习与CBAM的细粒度菊花表型识别 被引量:3
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作者 袁培森 丁毅飞 徐焕良 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期258-267,共10页
针对菊花种类繁多,花型差别细微,准确标注比较困难的问题,基于深度主动学习与混合注意力机制模块(Convolutional block attention module,CBAM),提出了一种标号数据不足情况下的菊花表型智能识别方法和框架。首先,通过主动学习策略基于... 针对菊花种类繁多,花型差别细微,准确标注比较困难的问题,基于深度主动学习与混合注意力机制模块(Convolutional block attention module,CBAM),提出了一种标号数据不足情况下的菊花表型智能识别方法和框架。首先,通过主动学习策略基于最优标号和次优标号法(Best vs second-best,BvSB)在未标记菊花样本中选取信息量较大的样本进行标记,并将标记后的样本放入训练样本中;其次,使用深度卷积神经网络ResNet50作为本文的主干网络训练标记样本,引入混合注意力机制模块CBAM,使模型能够更为准确地提取细粒度图像中的高层语义信息;最后,用更新后的训练样本继续训练分类模型,直到模型达到迭代次数后停止。实验结果表明,该方法在少量菊花标记样本下,精确率、召回率和F1值分别达到93.66%、93.15%和93.41%。本文方法可为标号数据不足情况下的菊花等花卉智能化识别提供技术支撑。 展开更多
关键词 菊花表型 细粒度图像识别 主动学习 ResNet50 注意力机制模块
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非酒精性脂肪肝动物模型和疾病表型的研究进展 被引量:1
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作者 宋丽 熊伟 +7 位作者 胡宇 兰昀羲 唐宋琪 贾波 陈云慧 张晓丹 刘兴隆 黄巍 《中华中医药学刊》 CAS 北大核心 2024年第1期153-160,共8页
非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是一种以肝细胞脂肪堆积为特征的疾病,随着患病率的不断增高,NAFLD已成为全人类的健康问题。在NAFLD数十年的研究历史中,动物模型在发病机制、病理生理、治疗和预防的研究... 非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是一种以肝细胞脂肪堆积为特征的疾病,随着患病率的不断增高,NAFLD已成为全人类的健康问题。在NAFLD数十年的研究历史中,动物模型在发病机制、病理生理、治疗和预防的研究设计中发挥了不可替代的作用。NAFLD的动物模型种类繁多,按照动物的品种品系、造模时间和方法、造模判定指标进行总结,根据不同动物和方法得到的模型进行评估,比较模型与人类NAFLD的相似度和优缺点。 展开更多
关键词 非酒精性脂肪肝病 动物 模型 表型
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作物农艺性状与形态结构表型智能识别技术综述 被引量:1
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作者 张建华 姚琼 +3 位作者 周国民 吴雯迪 修晓杰 王健 《智慧农业(中英文)》 CSCD 2024年第2期14-27,共14页
[目的/意义]作物农艺性状与形态结构表型智能识别是作物智慧育种的主要内容,是研究“基因型—环境型—表型”相互作用关系的基础,对现代作物育种具有重要意义。[进展]大规模、高通量作物表型获取设备是作物表型获取、分析、测量、识别... [目的/意义]作物农艺性状与形态结构表型智能识别是作物智慧育种的主要内容,是研究“基因型—环境型—表型”相互作用关系的基础,对现代作物育种具有重要意义。[进展]大规模、高通量作物表型获取设备是作物表型获取、分析、测量、识别等的基础和重要手段。本文介绍了高通量作物表型主流平台和感知成像设备的功能、性能以及应用场景。分析了作物株高获取、作物器官检测与技术等农艺性状智能识别和作物株型识别、作物形态信息测量以及作物三维重建等形态结构智能识别技术的研究进展及挑战。[结论/展望]从研制新型低成本田间智能作物表型获取与分析装备、提升作物表型获取田间环境的标准化与一致性水平、强化田间作物表型智能识别模型的通用性,研究多视角、多模态、多点连续分析与时空特征融合的作物表型识别方法,以及提高模型解释性等方面,展望了作物表型技术主要发展方向。 展开更多
关键词 作物智能感知 表型识别 器官检测与技术 深度学习 三维重建 形态测量 大模型
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不同种源香椿无性系苗期表型性状变异及其与地理-气候因子的相关性
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作者 余青富 王正德 +3 位作者 葛婉婷 王军辉 麻文俊 辛培尧 《植物资源与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期13-21,共9页
以香椿〔Toona sinensis(A.Juss.)Roem.〕12个种源142个无性系为研究对象,研究了不同种源香椿无性系苗期的表型性状变异,探究其表型性状间及表型性状与地理-气候因子间的相关性。结果表明:香椿无性系苗期表型性状在种源间和种源内差异... 以香椿〔Toona sinensis(A.Juss.)Roem.〕12个种源142个无性系为研究对象,研究了不同种源香椿无性系苗期的表型性状变异,探究其表型性状间及表型性状与地理-气候因子间的相关性。结果表明:香椿无性系苗期表型性状在种源间和种源内差异极显著(P<0.01),且种源内的变异大于种源间的变异。12个种源香椿无性系苗期表型性状的平均变异系数变幅为18.17%~26.34%,变异系数较大。聚类分析结果表明:在欧氏距离17处,供试的12个香椿种源被分成3类,3个类群之间具有明显的表型分化,但聚类结果与地理分布无明显相关性。相关性分析结果表明:香椿无性系苗期的树皮颜色与苗高、地径分别呈显著(P<0.05)和极显著负相关,与叶痕长和叶痕宽的相关性不显著;苗高与经度呈显著负相关,与海拔呈显著正相关;地径与平均气温日较差呈显著负相关,与等温性呈极显著负相关。综上所述,不同种源香椿无性系苗期表型性状变异丰富,表型性状变异主要来源于种源内,具有优良种质资源的选择潜力,且在所收集的种源范围内,苗高的地理变异模式以经度和海拔变异为主。 展开更多
关键词 香椿 表型性状 表型变异 地理-气候因子
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基于实例分割技术的草莓叶龄及冠幅表型快速提取方法
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作者 樊江川 王源桥 +3 位作者 苟文博 蔡双泽 郭新宇 赵春江 《智慧农业(中英文)》 CSCD 2024年第2期95-106,共12页
[目的/意义]为解决高通量草莓叶龄及冠幅提取问题,提出一种基于移动式表型平台和实例分割技术的高通量表型提取方法。[方法]利用小型移动式表型平台对温室内盆栽草莓植株的俯拍图像进行数据获取,并利用改进型Mask R-CNN(Convolutional N... [目的/意义]为解决高通量草莓叶龄及冠幅提取问题,提出一种基于移动式表型平台和实例分割技术的高通量表型提取方法。[方法]利用小型移动式表型平台对温室内盆栽草莓植株的俯拍图像进行数据获取,并利用改进型Mask R-CNN(Convolutional Neural Network)模型对图像进行处理,以此获取草莓植株叶龄信息。首先利用带有分组注意力模块的Split-Attention Networks(ResNeSt)骨干网络替换原有网络,从而提高图像特征信息提取精度和执行效率。在训练时,利用Mosaic方法对草莓图像进行数据增强,并且使用二元交叉熵损失函数对原本的交叉熵分类损失函数进行优化,以达到更好的植株与叶片的检测准确度。在此基础上,对训练结果进行后处理,利用标定比值对冠幅进行计算。[结果和讨论]该方法能够在ResNeSt-101骨干网络下,实现80.1%的掩膜准确率和89.6%的检测框准确率,并且能够以99.3%的植株检测正确率和98.0%的叶片数量检出率实现高通量的草莓叶龄估算工作。而模型推理后草莓植株南北和东西向冠幅测试值与真实值相比误差均低于5%的约占98.1%。[结论]该方法有着较高的鲁棒性,能够为智慧农业下高通量植物表型获取与解析工作提供技术支持。 展开更多
关键词 移动式表型平台 实例分割 草莓表型 叶龄统计 冠幅 Mask R-CNN ResNeSt
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喀什地区慢性阻塞性肺疾病患者临床表型与肺功能指标相关性研究 被引量:1
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作者 沙吉旦·牙生 夏萍 《中国医药科学》 2024年第4期154-157,共4页
目的探讨喀什地区慢性阻塞性肺疾病(COPD)临床表型与肺功能指标的相关性。方法选取2021年3月至2022年1月喀什地区第一人民医院呼吸科收治的200例COPD患者为研究对象,依据2019版慢性阻塞性肺疾病全球倡议的划分标准,将入选COPD患者分成... 目的探讨喀什地区慢性阻塞性肺疾病(COPD)临床表型与肺功能指标的相关性。方法选取2021年3月至2022年1月喀什地区第一人民医院呼吸科收治的200例COPD患者为研究对象,依据2019版慢性阻塞性肺疾病全球倡议的划分标准,将入选COPD患者分成频繁急性加重(FE)组84例和非频繁急性加重(IFE)组116例,比较两组临床资料和肺功能指标的差异,并分析相关临床指标与肺功能的相关性。结果两组患者在性别、年龄、体重指数(BMI)、血压和吸烟史方面比较,差异无统计学意义(P>0.05)。FE组慢性阻塞性肺疾病评估测试(CAT)评分、改良英国医学研究会呼吸困难指数(mMRC)高于IFE组,差异有统计学意义(P<0.05)。FE组白细胞计数(WBC)、C反应蛋白(CRP)、降钙素原(PCT)高于IFE组,差异有统计学意义(P<0.05),第1秒用力呼气量(FEV_(1))、第1秒用力呼气量占预计值百分比(FEV_(1)%pred)、第1秒用力呼气量占用力肺活量百分比(FEV_(1)/FVC)低于IFE组,差异有统计学意义(P<0.05)。Spearman相关性分析显示,COPD患者既往1年急性加重次数与CAT评分、mMRC评分、WBC、CRP、PCT水平呈轻中度正相关(P<0.05),与FEV_(1)、FEV_(1)%pred、FEV_(1)/FVC呈中度或显著负相关(P<0.05)。结论喀什地区FE与IFE两种临床表型COPD患者的临床特点存在明显异质性,前者肺功能往往更差,且COPD急性加重次数与肺功能下降紧密相关,应引起临床高度重视。 展开更多
关键词 慢性阻塞性肺疾病 频繁急性加重表型 非频繁急性加重表型 肺功能 相关性
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自然群体小叶杨叶绿素荧光表型变异分析
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作者 周子杨 卜琛皞 +2 位作者 宋跃朋 张德强 张晓宇 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期52-62,共11页
【目的】通过对我国小叶杨叶绿素荧光表型的分析,多角度展示小叶杨叶绿素荧光表型的多样性,为相关的光合遗传机制的探究奠定基础。【方法】针对我国小叶杨叶绿素荧光参数的表型数据,通过聚类分析、表型可塑性和变异系数计算、动态拟合... 【目的】通过对我国小叶杨叶绿素荧光表型的分析,多角度展示小叶杨叶绿素荧光表型的多样性,为相关的光合遗传机制的探究奠定基础。【方法】针对我国小叶杨叶绿素荧光参数的表型数据,通过聚类分析、表型可塑性和变异系数计算、动态拟合等方法来探究其变化规律。【结果】(1)在静态光照强度下(同一光强)对小叶杨4类荧光表型进行k均值聚类,最优聚类数目受光照强度影响显著。不同类别下,所研究的经过光系统Ⅱ的电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际的光量子产量(Yield)、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(qN)4个叶绿素荧光参数具有显著差异。(2)4个小叶杨荧光参数的表型可塑性指数和变异系数的计算结果显示:所选小叶杨群体在可变环境下具有丰富的表型可塑性,随光照强度的逐渐增强,ETR、Yield、qP的表型可塑性呈现出先减后增再减的整体变化趋势,而qN的表型可塑性整体呈下降趋势,这可能与各表型内部的遗传控制有关,也反映了不同表型对梯度光强的不同响应程度;ETR、Yield、qP的变异系数随光照强度的增加呈现出先下降后上升的趋势。qN的变异系数随光照强度的增加而逐渐减小,当光照强度达最大值时,所有类别样本的变异系数均小于0.1。(3)梯度光照强度下,小叶杨叶绿素荧光表型经聚类后可划分为2个大类,经生长方程拟合后可发现,不同类别样本的表型变异速率和最大(最小)值差别明显。【结论】小叶杨叶绿素荧光表型变异丰富,受光照强度的影响显著。通过聚类分析、表型可塑性及变异系数计算和生长方程拟合等方法可以有效地探究小叶杨叶绿素荧光表型的变化规律,为小叶杨遗传分析、光合作用机制挖掘奠定了基础,对小叶杨的培育提供了科学指导。 展开更多
关键词 小叶杨 叶绿素荧光表型 聚类分析 表型可塑性 变异系数 生长方程 拟合分析
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基于VGG-UNet的食用菌菌丝体表型参数自动测量方法 被引量:1
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作者 陈燕 陆嘉豪 +1 位作者 胡小春 祁亮亮 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期233-240,共8页
食用菌菌丝体表型特征是食用菌种质资源评价和科学育种的重要依据。针对传统阈值分割方法提取菌丝体区域易受到光照不均、菌丝体不规则生长和培养皿内产生代谢物等因素干扰的问题,制作食用菌菌丝体图像数据集,并提出一种基于深度学习的... 食用菌菌丝体表型特征是食用菌种质资源评价和科学育种的重要依据。针对传统阈值分割方法提取菌丝体区域易受到光照不均、菌丝体不规则生长和培养皿内产生代谢物等因素干扰的问题,制作食用菌菌丝体图像数据集,并提出一种基于深度学习的食用菌菌丝体表型参数自动测量方法。将U-Net网络编码器部分替换为VGG16的前13个卷积层,引入预训练权重,构建适用于菌丝体分割的VGG-UNet模型。测试集上对比实验表明,该模型的平均交并比达到98.18%,比原始U-Net模型高0.93个百分点。经该模型获取菌丝体分割图像后,利用OpenCV相关函数计算菌丝体的半径、周长、面积、覆盖度、圆整度这5个表型参数。将人工测量方法与本文方法进行线性回归分析,得出菌丝体半径、周长、面积和覆盖度的决定系数分别为0.979 5、0.991 5、0.975 0和0.975 0,均方根误差分别为2.20 mm、4.73 mm、176.74 mm^(2)和3.16%。经测试,本文方法能准确地完成食用菌菌丝体表型参数自动测量任务,为食用菌表型分析研究提供理论基础。 展开更多
关键词 食用菌菌丝体 表型参数 深度学习 图像处理 语义分割 VGG-UNet
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玉米矮秆突变体20F421的表型鉴定及遗传分析
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作者 刘忠祥 周文期 +5 位作者 李永生 王晓娟 杨彦忠 连晓荣 何海军 周玉乾 《中国农业科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期22-29,共8页
矮秆资源是农作物矮化育种的物质基础,发掘矮秆基因资源对培育矮秆新品种具有重要作用。为了明确^(252)CF裂变快中子辐射诱变玉米自交系KWS49筛选得到的矮秆突变体20F421的遗传特性和矮化机理,以20F421为材料分别与玉米自交系PH6WC、B73... 矮秆资源是农作物矮化育种的物质基础,发掘矮秆基因资源对培育矮秆新品种具有重要作用。为了明确^(252)CF裂变快中子辐射诱变玉米自交系KWS49筛选得到的矮秆突变体20F421的遗传特性和矮化机理,以20F421为材料分别与玉米自交系PH6WC、B73、Mo17及KWS49杂交构建F_(1)和F_(2)分离群体,分析矮秆性状的遗传模式,并以(20F421/B73)F_(2)为定位群体,采用混池转录组测序(bulked segregant RNA-seq,BSR-seq)方法初步定位突变基因。结果表明,与KWS49相比,20F421的植株高度为95.2 cm,降低47.89%;穗位高度为23.9 cm,降低64.54%;茎秆节间长度显著缩短、叶片较直立密生,自交结实良好。遗传分析表明,F2分离群体野生型(高秆)与突变型(矮秆)植株性状分离比例符合3∶1,表明该突变体受单个核隐性基因控制;BSR-seq结果将突变基因定位在1号染色体177~255 Mb之间。通过与B73参考基因组进行比对发现,该区间内含有矮秆基因Br2,将20F421与br2突变体杂交进行等位性检测,F_(1)和F_(2)的株高均没有发生性状分离,表现为突变体20F421和br2表型,推测20F421的矮秆突变基因为矮秆基因Br2的等位突变。研究结果为进一步精细定位、克隆突变基因奠定基础,也为解析玉米矮化机理和培育矮秆玉米新品种提供重要基因资源和理论支撑。 展开更多
关键词 玉米 矮杆 突变体 表型鉴定 遗传分析
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地理环境因素对天山云杉球果和针叶表型多样性的影响
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作者 魏立志 叶尔江·拜克吐尔汉 +2 位作者 唐努尔•叶尔肯 王强 徐栋 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期23-28,共6页
以天然分布在天山北坡的天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)种群为研究对象,在天山北坡天山云杉生长范围内按一定间隔距离选择不同经度的4个区域,在区域内选择4个具有代表性的天山云杉天然林作为典型种群(吉木萨尔、乌鲁木... 以天然分布在天山北坡的天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)种群为研究对象,在天山北坡天山云杉生长范围内按一定间隔距离选择不同经度的4个区域,在区域内选择4个具有代表性的天山云杉天然林作为典型种群(吉木萨尔、乌鲁木齐、乌苏、巩留);以各种群天山云杉自然分布的下限至上限为基准,每隔50 m划分为1个海拔段,每个海拔段内随机选取3株直立、健康、叶片颜色基本一致的成年(结球果)天山云杉,每株均从树冠中部的东、西、南、北方向,采集球果20枚、针叶(主枝上2年生枝条)20枚,测定球果性状(球果干质量、球果长、球果宽、果形指数、种鳞长、种鳞宽、种鳞长宽比)、针叶性状(针叶长、针叶宽、叶形指数、叶厚度、叶面积);应用巢式方差分析法、多重比较法、多样性分析法、冗余分析法等方法,分析天山云杉球果和针叶表型分化水平、多样性特征及其与地理环境因素之间的相关性。结果表明:天山云杉球果和针叶表型分化系数均值为43.35%,表型变异的主要来源为种群内。表型性状重复力变幅为0.2007~0.5055、平均重复力0.3692,属于中等重复力水平;表型性状间球果干质量变异系数最大(14.59%),种群间乌苏的变异系数最大(8.964%)。表型性状香农-维纳(Shannon-Wiener)多样性指数均值为2.0347、辛普森(Simpson)多样性指数均值为0.8524,说明天山云杉具有较高的多样性。天山云杉不同种群间,表型分化水平、多样性特征存在一定的差异,海拔是影响天山云杉表型性状的主要影响因素,其次为降水、经度。 展开更多
关键词 天山云杉 球果 针叶 表型性状 表型多样性 地理因素
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桂糖系列甘蔗种质表型性状的遗传多样性
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作者 杨翠芳 段维兴 +5 位作者 黄玉新 周珊 高轶静 周忠凤 张革民 张保青 《云南农业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期25-32,共8页
【目的】分析桂糖系列甘蔗种质的主要表型性状及其遗传多样性,为提高其杂交育种效率提供参考。【方法】调查和测定广西甘蔗种质资源田间保育的164份桂糖系列甘蔗种质资源的21个质量性状和7个数量性状,采用多样性指数、遗传变异、相关性... 【目的】分析桂糖系列甘蔗种质的主要表型性状及其遗传多样性,为提高其杂交育种效率提供参考。【方法】调查和测定广西甘蔗种质资源田间保育的164份桂糖系列甘蔗种质资源的21个质量性状和7个数量性状,采用多样性指数、遗传变异、相关性分析和聚类分析法进行遗传多样性分析。【结果】21个质量性状的遗传多样性指数在0.3866~1.9776之间,平均值为0.9217,以芽形最大,生长裂缝最小;7个数量性状的变异系数在7.11%~42.86%之间,平均值为27.11%。相关性分析表明:株高、茎径分别与单茎质量、蔗茎产量、糖产量呈极显著正相关;单茎质量、有效茎数分别与蔗茎产量、糖产量呈极显著正相关;蔗茎产量与糖产量呈极显著正相关。聚类分析表明:164份桂糖系列甘蔗种质可聚为6个类群,其中,第Ⅰ类群数量最多,综合性状表现优异;第Ⅱ类群平均茎径最大;第Ⅲ类群各性状均衡且有效茎数稍有优势;第Ⅳ类群平均株高最高;第Ⅴ类群平均锤度最高;第Ⅵ类群平均有效茎数最多。【结论】164份甘蔗种质的质量和数量性状变异较大,遗传多样性较丰富,不同类群甘蔗种质各具优点,在甘蔗育种过程中应根据育种目标选择杂交亲本。 展开更多
关键词 甘蔗 亲本 表型性状 遗传多样性 聚类分析
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澳洲坚果种质资源花序表型性状多样性分析
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作者 马静 李扬 +3 位作者 陶亮 贺熙勇 龙青姨 宫丽丹 《云南农业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期131-140,共10页
【目的】明确澳洲坚果花序表型性状的遗传多样性,为种质资源的保护和利用奠定基础。【方法】以91份澳洲坚果种质资源为材料,利用变异系数、Shannon-Wiener多样性指数、相关性分析、主成分分析、聚类分析及逐步回归分析,对14个花序表型... 【目的】明确澳洲坚果花序表型性状的遗传多样性,为种质资源的保护和利用奠定基础。【方法】以91份澳洲坚果种质资源为材料,利用变异系数、Shannon-Wiener多样性指数、相关性分析、主成分分析、聚类分析及逐步回归分析,对14个花序表型性状进行分析及评价。【结果】(1)4个质量性状的遗传多样性指数为0.1209~1.6458,10个数量性状的遗传多样性指数为1.8641~2.0746、变异系数为10.09%~28.24%。(2)数量性状之间的相关性分析显示:23对性状的相关性呈极显著水平(P<0.01),8对性状的相关性呈显著水平(P<0.05),关系密切且复杂。(3)主成分分析筛选出5个特征值大于1的主成分,累计贡献率达75.725%,反映了澳洲坚果种质花序表型性状的大部分信息。(4)遗传距离为15时,可将种质资源聚为4个类群。(5)基于主成分贡献率权重,构建综合评价函数:F=0.356F_(1)+0.213F_(2)+0.192F_(3)+0.129F_(4)+0.109F_(5),91份澳洲坚果种质资源综合得分(F值)为0.508~2.640,排名前5的种质为D4、HAES695、YN55、广9、YN68。【结论】澳洲坚果种质资源花序表型具有丰富的遗传多样性,基于表型性状进行综合评价,筛选出5份性状较优的单株资源。 展开更多
关键词 澳洲坚果 种质资源 花序 表型性状 多样性
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