CRISPR/Cas基因编辑系统在水稻中的研究进展

基因编辑是一种能对特定基因进行修饰的基因工程技术,能快速对靶点基因编辑,是高效捕获目的基因、快速研究目标基因功能的重要手段,在基因功能研究和作物育种等方面有着重要意义和广阔的应用前景。基因编辑利用特异的DNA结合元件和切割元件开展编辑工作,然而该技术最需注意的是特异性和脱靶率问题,不同时期的基因编辑技术也针对上述2个问题进行改良,目前应用最为广泛的是CRISPR/Cas9,Cas12a由于其特异性高且脱靶率大大降低也受到越来越多的关注。本文对基因编辑的技术发展及特点、CRISPR/Cas9和Cas12a的技术优势进行介绍,并对这2种技术在水稻产量、抗性及品质中的研究进展进行综述,同时对拓展CRISPR/Cas基因编辑技术在水稻中的应用提出展望,为基因功能鉴定及遗传改良提供参考。

优质抗病粳稻新品种扬香玉200的选育与应用

扬香玉200是江苏里下河地区农业科学研究所与江苏焦点富硒农业有限公司合作育成的稻瘟病抗性与优质高产协同提升的迟熟中粳稻新品种。该品种于2023年通过江苏省农作物品种审定委员会审定,具有稻米品质优、综合抗性好、高产广适等优点。介绍了该品种的选育过程、特征特性以及主要栽培技术。

基于鸽群优化算法的图像分割方法研究

图像分割是一类需要在非线性参数空间中寻求最优解的有约束非线性优化问题.为提高此类优化问题的寻优精度,提出了一种基于鸽群优化算法的图像分割方法.首先以分割阈值为优化变量,将图像分割建模为以最大间类方差为优化目标,以像素概率分布有限为约束条件的非线性优化问题;随后,以随机的分割阈值作为迭代初值,采用鸽群优化算法(PIO)求解最优参数;最后,利用所得最优解作为最佳阈值实现图像分割.为验证方法的有效性,分别对具有两类不同特征的图片进行分割实验,并采用重叠度及时间效率对算法进行评估,进一步与PSO、KSW智能优化算法对比.结果表明,该算法重叠度最高,运算时间最短.并且对算法中的参数进行修改,将图像分割结果进一步优化.

金属基纳米复合材料的研究进展

金属基纳米复合材料以其优异的性能和独特的组织结构受到越来越多的重视,成为了材料领域研究的热点并得到了越来越广泛的应用.对目前常见的金属基纳米复合材料按照不同标准进行了分类并介绍其分类的特点,叙述了金属基纳米材料在力学、电学、热学、光学、磁学、化学等方面的特征与优势,介绍了常用制备金属基纳米复合材料的方法,并对其应用、研究热点以及难点进行了分析,提出了未来的研究的内容与方向.

稻田冬闲期土壤酶活性及理化性质对不同施肥的响应

土壤酶在维持土壤生态系统功能中具有重要作用,探究土壤酶活性与土壤理化性质的关系可以更清晰地了解施肥后土壤环境的变化,对指导稻田的合理施肥具有重要意义。通过田间试验,以常规施肥为对照,设置3个施肥处理:常规施肥、施用控释肥料、有机无机配施,研究了不同施肥处理下冬闲期稻田3种土壤酶(蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶)活性的变化,利用经典统计学分析和冗余分析探究施用不同类型肥料下土壤酶活性的差异,及其与土壤理化性质之间的关系。经典统计学分析表明不同试验地的不同施肥处理水稻产量、土壤理化性质和土壤酶活性均具有显著性差异。整体而言,ACRF(施用控释肥料)处理和NPKM(有机无机配施)处理水稻产量均高于CF(常规施肥)处理,增产效果在2.0%~7.3%之间;NPKM处理的耕层土壤理化性质得到较大程度改善;而3种酶活性表现为NPKM>CF、NPKM>ACRF。冗余分析表明7种理化性质在前两轴累计解释土壤酶活性的90.81%,即前两轴能够很好地反映土壤酶活性与土壤理化性质的关系。pH、SOC(土壤有机碳)与土壤酶活性呈极显著相关关系。土壤理化性质中SOC是土壤酶活性呈现差异性的关键因子,其次是pH。本试验条件下,施用控释肥料或者有机无机配施可较好地实现水稻增产和土壤质量提升。

有机肥配施对中国农田土壤容重影响的整合分析

有机肥配施是我国化肥减施的重要手段之一,探究化学氮肥减施并配施有机肥对不同土壤利用类型、土壤质地及有机肥类型下土壤容重的影响程度,对于深刻认识农田土壤物理状况具有重要意义。本研究通过整合2000年1月1日至2020年5月31日期间已公开发表的文献数据,建立了包含320组相对独立数据的数据库。利用Meta-analysis定量分析不同土壤利用类型、土壤质地、有机肥类型、有机肥施用量、施用频次和施用年限等分类条件下化学氮肥减施并配施有机肥对土壤容重的影响。结果表明,与常规化学氮肥施用相比,配施有机肥显著降低了土壤容重,平均降幅为4.53%。不同土壤利用类型下,有机肥配施显著降低了果园土壤容重,降幅为9.06%,显著高于水田(3.72%)和旱地(5.25%)土壤容重的降幅。不同土壤质地下,有机肥配施使砂土土壤容重下降6.96%,显著高于壤土和黏土容重的降幅。不同有机肥类型之间,生物肥料对土壤容重的影响最大,土壤容重降幅为5.70%,生物炭的影响次之,其土壤容重的降幅为5.21%,二者对土壤容重的影响显著大于动物粪肥和作物秸秆(土壤容重降幅分别为3.67%和2.30%)。此外,土壤容重的下降幅度随有机肥施用量和施用年限、施用频次的增加而呈现增大趋势。本研究为评估我国化学氮肥减施对土壤容重的影响提供了数据基础。

基于ARM的嵌入式行人检测系统

在现有的行人检测算法的基础上,本文在基于ARM的嵌入式系统下采用深度摄像机获取场景的深度信息和彩色信息,使用距离信息的阈值分割方法确定行人头肩部出现的区域,然后对头肩部区域提取梯度直方图特征并采用支持向量机对目标进行分类和识别。

低光照场景下基于序列增强的移动机器人人体检测与姿态识别

灾难救援、地下空间开发利用等场景均存在低光照、甚至完全黑暗的问题,导致机器人目标搜索与识别困难。为此,本文面向低光照场景提出基于红外深度相机图像序列的人体检测和姿态识别方法。首先,利用基于YOLO v4的AlphaPose算法检测人体框和关键点。然后,提出基于特征点匹配的漏检人体框恢复算法,降低人体漏检率,同时使用D-S(Dempster-Shafer)证据理论融合人体框和关键点的检测结果,从而降低人体误检率。最后,设计一种基于图像序列信息的人体姿态分层识别方法,在不同的识别层提取不同的人体躯干特征,利用连续多帧躯干向量特征组成的特征序列对人体姿态进行精准的识别并进行实验验证。实验结果表明本文算法能够在低光照条件下实现准确的人体检测与姿态识别,姿态识别准确率高达95.36%。