基于改进YOLOv3的水稻叶部病害检测

为了解决水稻小病斑检测不准确的问题,提出一种基于改进YOLOv3的水稻叶部病害检测方法Rice-YOLOv3。首先,采用K-means++聚类算法,计算新的锚框尺寸,使锚框尺寸与数据集相匹配;其次,采用激活函数Mish替换YOLOv3主干网络中的Leaky Relu激活函数,利用该激活函数的平滑特性,提升网络的检测准确率,同时将CSPNet与DarkNet53中的残差模块相结合,在避免出现梯度信息重复的同时,增加神经网络的学习能力,提升检测精度和速率;最后,在FPN层分别引入注意力机制ECA和CBAM模块,解决特征层堆叠处的特征提取问题,提高对小病斑的检测能力。在训练过程中,采用COCO数据集预训练网络模型,得到预训练权重,改善训练效果。结果表明:在测试集下,Rice-YOLOv3检测水稻叶部3种病害的平均精度均值(mAP)达92.94%,其中,稻瘟病、褐斑病、白叶枯病的m AP值分别达93.34%、89.68%、95.80%,相较于YOLOv3,Rice-YOLOv3检测的m AP提高了6.05个百分点,速率提升了2.8帧/s,对稻瘟病和褐斑病的小病斑的检测能力明显增强,可以检测出原始网络模型漏检的小病斑;与Faster-RCNN、YOLOv5等模型对比,Rice-YOLOv3提高了对相似病害和微小病害的识别能力,并在原始的基础上提高了检测速率。

哈茨木霉UN⁃2β⁃葡聚糖酶诱导及对水稻纹枯病的抑菌防病作用

【目的】优化哈茨木霉UN⁃2菌株产β⁃葡聚糖酶的培养基组分及发酵参数,提高其产酶能力,研究β⁃葡聚糖酶粗酶液对水稻纹枯病病原菌的拮抗作用及田间防效,阐明哈茨木霉菌株UN⁃2在水稻纹枯病生物防治中的应用潜力。【方法】采用单因素试验考察不同碳源、氮源和金属离子对哈茨木霉菌株UN⁃2产β⁃葡聚糖酶的影响,利用正交试验确定木霉菌株产β⁃葡聚糖酶的最适温度、pH、接种量、瓶装量、摇床转速和发酵时间,优化哈茨木霉菌株UN⁃2产β⁃葡聚糖酶诱导发酵条件;通过体外拮抗试验和田间防效试验研究β⁃葡聚糖酶粗酶液对水稻纹枯病的抑菌防病作用。【结果】哈茨木霉菌株UN⁃2发酵产β⁃葡聚糖酶最佳碳源和氮源分别为麦麸和硫酸铵,金属离子Ca^(2+)和Mg^(2+)对木霉产β⁃葡聚糖酶活性具有明显的促进作用。哈茨木霉UN⁃2菌株以10.0 g/L麦麸、0.5 g/Lβ⁃葡聚糖、4.0 g/L硫酸铵、1.5 mmol/L Ca^(2+)、0.5 mmol/L Mg^(2+)为培养基,在温度32℃、起始pH 6.5、接种量8 mL(10^(6) cfu/mL)、瓶装量30 mL/250 mL、摇床转速160 r/min条件下发酵64 h获得β⁃葡聚糖酶活性最高。木霉菌株UN⁃2产β⁃葡聚糖酶粗酶液对立枯丝核菌和禾谷丝核菌的菌丝生长和菌核萌发具有明显的抑制作用,对由立枯丝核菌引起的水稻纹枯病的田间防效达70.45%,与5%井冈霉素处理相当,β⁃葡聚糖酶粗酶液处理可提高水稻结实率和稻粒充实度。【结论】哈茨木霉菌株UN⁃2在最优发酵条件下产酶活性达97.68 U/mL,β⁃葡聚糖酶粗酶液对水稻纹枯病具有较强的抑菌防病效果,并对水稻植株具有一定的促生作用。

生防放线菌Sc-7的分离、鉴定、抑菌活性及其对水稻的促生作用

为了筛选出能够显著抑制水稻白叶枯病菌Xanthomonas oryzae pv. oryzae (以下简称Xoo)和水稻细菌性条斑病菌X. oryzae pv. oryzicola (以下简称Xoc)的放线菌,本研究从不同植物根际采集土壤,采用稀释涂布法和平板划线法共分离得到60株放线菌,通过共培养法和牛津杯法筛选得到对Xoo和Xoc具有显著抑制作用的1株放线菌Sc-7。依据形态和显微结构观察、生理生化试验和多基因聚类分析,构建系统发育进化树,鉴定菌株Sc-7为淡紫灰链霉菌Streptomyces lavendulae。盆栽防效试验结果表明:先喷洒菌株Sc-7发酵稀释液(2倍),再接种病原菌对水稻白叶枯病和水稻细菌性条斑病的防治效果分别为74.57%和65.33%,并且病斑长度明显变短。Xoo和Xoc病菌经过菌株Sc-7发酵滤液处理后,细胞大面积溶胀、皱缩和穿孔,细胞膜通透性增加,胞外多糖分泌量减少。浸种促生试验结果表明:不同浓度的菌株Sc-7发酵稀释液皆能促进水稻种子的芽和根生长。与无菌水对照相比,菌株Sc-7发酵稀释液10倍和50倍处理,使芽长分别增加32.79%和37.70%,使根长分别增加75.00%和97.00%。试管促生试验结果表明:菌株Sc-7发酵稀释液10倍和50倍处理,使水稻幼苗株高增长幅度分别为16.68%和10.53%。盐胁迫缓解试验结果表明:菌株Sc-7发酵稀释液10倍处理,在一定程度上能够缓解水稻盐胁迫后的症状。上述结果表明,菌株Sc-7具有显著的促生和防病潜能,有望开发成为一种生物农药和生物肥料。

2021年广西稻瘟病菌致病性分化及其无毒基因分析

【目的】探究广西稻瘟病菌的致病力、优势种群和优势生理小种,分析其无毒基因,了解其生理小种及无毒基因组成与分布情况,为水稻抗性育种和品种推广提供参考。【方法】使用7个我国统一鉴别品种和26份已知抗病基因的近等基因系,采用室内苗期人工喷雾接种方法对2021年从广西南部(桂南)、中部(桂中)、北部(桂北)和高寒山区4个不同生态稻作区分离得到的128株稻瘟病单孢菌株进行致病性测定。【结果】60.16%供试稻瘟病菌菌株表现出强致病力,128株稻瘟病菌株被划分为7个种群26个生理小种,ZB群为优势种群,出现频率为69.53%,优势生理小种为ZB_(13)和ZB_9,出现频率分别为25.00%、14.84%。供试菌株对26个抗病基因的毒力频率为28.12%~100.00%,其中,供试病菌对Pik、Pikm、Pi1、Pi9基因的毒力频率较低,分别为28.12%、28.91%、35.94%、37.50%。供试的广西稻瘟病菌含有与测试抗病基因相对应的无毒基因,其中15个无毒基因在桂南、桂中、桂北和高寒山区4个不同稻作区均有分布,无毒基因Avr-Pia(1)、Avr-Pia(2)、Avr-Pii、Avr-Pik^(s)、Avr-Pib、Avr-Pit、Avr-Pish(2)、Avr-Pi3(t)、Avr-Pi5(t)、Avr-Pi12(t)、Avr-Pi19(t)出现频率均低于20.00%。携带有5、6、7、8、10个无毒基因组合的菌株较多,其在供试菌株中占比分别为19.53%、11.72%、11.72%、15.63%、10.16%。【结论】2021年广西稻瘟病菌致病力强,优势种群为ZB群,优势生理小种为ZB_(13)和ZB_9,无毒基因Avr-Pia(1)、Avr-Pia(2)、Avr-Pii、Avr-Pik^(s)、Avr-Pib、Avr-Pit、Avr-Pish(2)、Avr-Pi3(t)、Avr-Pi5(t)、Avr-Pi12(t)和Avr-Pi19(t)出现频率较低,在水稻抗病育种与品种布局中,与之对应的抗病基因应慎用。

黑龙江、四川和海南省稻作区水稻穗腐病病原比较分析

【目的】明确中国黑龙江、四川和海南省稻作区水稻穗腐病病原种类及优势致病菌,为水稻穗腐病的精准防控提供参考。【方法】在黑龙江、四川和海南省的13个水稻主要生产区采集水稻穗腐病样品,通过组织分离和单孢分离法,共分离纯化到568个菌株,对各菌株进行形态学鉴定,结合rDNA-ITS序列分析及科赫氏法则验证,明确13个水稻主要生产区穗腐病病原菌种类,分析其优势菌株及致病特征。【结果】黑龙江省水稻穗腐病病原有弯孢菌属、链格孢属和镰孢菌属3类,分别占总病原菌数的1.10%、83.43%和15.47%,链格孢属为该省份的优势菌种。海南省水稻穗腐病病原有弯孢菌属、镰孢菌属、黑孢霉属、毛色二孢属及蠕孢菌属5类,分别占总病原菌数的1.62%、89.47%、0.81%、1.62%和6.48%,镰孢菌属为该省份的优势菌种。四川省水稻穗腐病病原有弯孢菌属、链格孢属、镰孢菌属、黑孢霉属、蠕孢菌属5类,分别占总病原菌数的23.57%、13.47%、22.86%、16.43%和23.57%,无优势菌种。根据分生孢子及菌落形态差异筛选出具有代表性的23个菌株,结合rDNA-ITS序列分析及科赫氏法则验证,明确了水稻穗腐病的致病菌有弯孢菌属的新月弯孢(Curvularialunata),链格孢属的细交链格孢(Alternariatenuissima)、链格孢(A.alternata)、芸薹链格孢(A.brassicae),镰孢菌属的拟轮枝镰孢(Fusariumverticillioides)、新知镰孢(F.andiyazi)、木贼镰孢(F.equiseti)、变红镰孢(F.incarnatum)、厚垣镰孢(F.chlamydosporum),黑孢霉属的稻黑孢(Nigrosporaoryzae)、球黑孢霉(N.sphaerica),毛色二孢属的可可毛色二孢(Lasiodiplodiatheobromae)及蠕孢菌属的嘴突凸脐蠕孢(Exserohilumrostratum)。分别于孕穗期和抽穗扬花期接种穗腐病致病菌,发现无论是粳稻还是籼稻品种,海南省致病菌在水稻抽穗扬花期接种后平均病情指数均高于孕穗期接种的平均病情指数;黑龙江和四川省的致病菌在抽穗扬花期接种的平均病情指数略低于孕穗期接种的平均病情指数。【结论】中国黑龙江、四川和海南省稻作区水稻穗腐病致病菌具有多样性,黑龙江省以链格孢属为优势菌种,海南省以镰孢菌属为优势菌种,四川省优势菌种不明显。

海南省稻瘟病菌对戊唑醇的敏感性及抗性菌株适合度

通过检测海南省稻瘟病菌对戊唑醇的敏感性及抗性菌株的适合度,了解海南省稻瘟病菌对戊唑醇的抗药性风险,为该杀菌剂的科学使用及抗性治理提供理论依据和策略。采用菌丝生长速率法测定2022年采集分离自海南省的144株稻瘟病菌株对戊唑醇的敏感性,根据菌株的敏感性频率分布,建立海南省稻瘟病菌对戊唑醇的敏感基线。选取敏感基线建立过程中测得的有效抑制中浓度(EC_(50))较低的敏感菌株15个,在连续选择压下进行抗药性驯化,对驯化出的菌株进行抗性水平划分,并测定抗性菌株的遗传稳定性及其对戊唑醇与杀菌剂吡唑醚菌酯、氟环唑、咪鲜胺、苯醚甲环唑、烯唑醇之间的交互抗性以及适合度。结果表明,供试144株菌株的EC_(50)值在0.176 9~0.998 0μg/mL,其中最不敏感菌株的EC_(50)值是最敏感菌株的5.64倍,EC_(50)平均值为(0.476 3±0.174 5)μg/mL。菌株的敏感性频率呈连续性单峰曲线分布,海南省稻瘟病菌对戊唑醇的敏感基线为0.476 3μg/mL。通过对15株敏感菌株进行药剂驯化共获得2株抗性菌株,其EC_(50)值分别为1.289 5μg/mL和1.868 4μg/mL,抗性倍数分别为5.38倍和6.65倍,均属低抗性水平。将上述2株抗性菌连续转接8代后,其始终保持低水平抗性。通过测定吡唑醚菌酯、氟环唑、咪鲜胺、苯醚甲环唑、烯唑醇对戊唑醇抗性菌株及亲本菌株的EC_(50)值并进行对比,结果显示,戊唑醇在对海南省稻瘟病菌的防治上与上述药剂均不存在交互抗性。对戊唑醇抗性菌株的离体适合度进行测定发现,相比于亲本菌株,2株抗性菌株的菌丝生长速率显著降低,且孢子产量均出现不同程度下降。此外,其对强酸和强碱环境更加敏感,致病力也大大减弱。因此,海南省稻瘟菌株对戊唑醇产生抗药性突变的频率较低,其抗性菌株的环境适合度显著下降,抗药性风险较低。此外,海南省稻瘟病菌对戊唑醇与常用杀菌剂无交互抗药性,可在生产上通过交互轮换使用或与多作用位点保护剂混合使用等策略来延缓抗药性的产生。

浅析现阶段水稻干尖线虫的危害及防治

水稻干尖线虫是危害水稻的主要病原线虫之一,随着我国水稻节水栽培模式的推广、品种布局及耕作制度的改变,该线虫病害日趋严重。介绍了水稻干尖线虫的形态特征,简析了水稻干尖线虫对水稻的侵染危害过程及水稻干尖线虫病的田间症状表现;根据水稻干尖线虫病的研究进展,总结归纳该病害的防治手段及近年存在的相关防治问题并提出展望,以期为今后水稻干尖线虫的相关研究提供参考依据。

外源氨基酸对层出镰刀菌菌丝生长和伏马毒素合成的影响

由层出镰刀菌引起的水稻穗腐病,不仅造成水稻产量损失,而且因产生真菌毒素而导致稻米品质下降。本研究通过在生长培养基中添加外源氨基酸,评价其对层出镰刀菌菌丝生长和伏马毒素合成的影响。结果表明,不同氨基酸和不同添加量对菌丝生长均有影响。与未添加氨基酸的对照相比,在MM培养基上添加L-精氨酸、L-谷氨酸、L-脯氨酸和L-瓜氨酸,在PDA培养基上添加L-谷氨酸,均抑制菌丝生长。添加氨基酸显著提高了伏马毒素含量,且随着氨基酸浓度升高,在PDA中产毒量减少,在MM中则呈增加趋势。外源氨基酸明显改变了伏马毒素生物合成基因在转录水平上的表达,但基因表达模式与毒素含量并不一致。综合分析表明,外源氨基酸会影响层出镰刀菌菌丝生长和伏马毒素含量,且不同氨基酸组分与菌丝生长和伏马毒素合成的关联性不同。

基于FPGA加速的Mask R-CNN稻瘟病高通量自适应识别模型研究

针对基于图像的稻瘟病现场检测技术依赖先验知识且受制于算力与田间网络状况,无法实现自适应实时检测的问题,提出一种可利用现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA)加速的Mask R-CNN(Mask region-based convolutional neural network)稻瘟病高通量自适应快速识别模型。首先将骨干网络改进为MobileNetV2,利用其倒残差模块降低计算量,提高模型并行处理能力;随后增加用于稻瘟病多尺度特征融合的特征金字塔网络模块,使模型具备多尺度自适应处理能力;最后由全卷积网络(Fully convolutional network,FCN)分支输出稻瘟病病斑的实例分割,同时使用交叉熵损失函数完成稻瘟病的定位与分类。稻瘟病实测数据集对模型的验证结果表明:当输入为全高清图像时,模型平均推理时间减少至85 ms,相较GPU服务器、同级别GPU边缘计算平台,速度分别提高86.2%、63.0%。在交并比为0.6时,准确率可达98.0%,病斑捕获能力平均提升21.2%。提出的Mask R-CNN自适应快速识别模型能够在田间恶劣网络状况下实现稻瘟病的快速现场检测,具有更好的抗噪能力和鲁棒性能,为水稻病害实时检测、察打一体提供了高效实时的片上系统方案。

基于改进U-Net++的水稻病害图像分割研究

针对当前作物病害图像分割方法通用性差、精度不高导致病害识别和分级诊断效率低下的问题,提出了一种改进U-Net++网络的水稻病害图像分割模型。首先将使用数码相机获取的水稻纹枯病、稻瘟病和胡麻叶斑病图像进行标注、数据增强等预处理,构建成水稻病害数据集。其次,选取U-Net++语义分割模型,将编码器中各卷积块的双层普通卷积核替换成膨胀系数为1、2、3的3层空洞卷积,扩大网络在特征提取时的感受野,增强模型对全局信息的获取能力,提高模型的分割性能。最后,利用水稻病害数据集对模型进行训练和测试。结果表明,改进后的U-Net++模型对测试集分割的平均交并比为87.48%,平均精确率为92.85%,平均召回率为93.42%,平均F_(1)分数为93.12%,与原U-Net++模型相比分别提高了2.94、1.02、2.04、1.52百分点。该模型对处理病斑分布杂乱且数量较多的复杂图像也能保持很好的分割效果,有效实现了对水稻病害的像素级分割,为作物病害的精准分割提供了一种新的手段,同时也为病害的自动无损识别和分级诊断提供了有力的技术支持。

水稻立枯病的发生与防治技术研究进展

水稻是世界主要粮食作物之一。随着水稻旱育技术的推广,秧苗立枯病的发生十分严重,立枯病已经成为水稻秧田高发的毁灭性病害,大大阻碍了我国水稻产业的发展,进而对我国的粮食安全造成严重威胁。明确其发生规律和综合防治技术对有效控制水稻立枯病的发生进而保障我国粮食安全生产具有重要意义。介绍了水稻立枯病的主要致病菌、发病症状和发生规律,从病原菌的积累、低温条件、土壤水分状况和空气相对湿度、秧苗质量及苗床管理等方面阐述了水稻立枯病的发生因素,从控制播种密度、培育壮苗、加强田间管理等方面介绍了水稻立枯病的农业防治措施,从种子处理、苗床消毒、化学防治等方面介绍了主要药剂防治措施。认为对水稻立枯病的防治,应在以合理选用品种、控制育秧、科学管理等农业防治措施的基础上,适时采取种子处理、苗床消毒、农药喷施等药剂防治措施的综合防治模式,有效控制病害的发展,保障我国水稻安全生产。

气象因子对河池市南方水稻黑条矮缩病发展的影响

利用河池市2005—2023年南方水稻黑条矮缩病(SRBSDV)的发病面积比例数据和期间气象数据,通过卡方分布的概率密度函数拟合流行周期内的发病趋势概率,分离出发病浮动概率,探究关键气象因子与发病浮动概率的相关性,并基于显著相关气象因子构建发病气象评价模型。结果表明:(1)2010年为河池市SRBSDV的暴发期,2010—2023年为SRBSDV的一个流行周期,发病概率符合自由度为3的卡方分布的概率密度函数;(2)发病浮动概率与12月—次年2月的平均气温、6—7月的降水量和相对湿度呈显著正相关,与安全播种期日序数负相关;(3)发病气象评价模型在预测暴发期的发病程度时预测偏轻,其他年份均预测正确,模型在一个流行周期内的定性评价效果较好。通过气象发病评价模型可定性评价流行周期内的发病程度,研究结论可为河池市的水稻病害防治工作提供参考依据。

大气CO_(2)浓度升高和温升对水稻纹枯病侵染后的相关蛋白和防御酶的影响

纹枯病(sheath blight)作为一种土传病害,其发生和发展严重威胁到水稻(Oryza sativa L.)的生产。目前,大气CO_(2)浓度([CO_(2)])和温度升高如何影响感病植株内病程相关蛋白(pathogenesis related proteins,PR蛋白)和防御酶尚不清楚。本研究以纹枯病易感品种(Lemont)和抗性品种(YSBR1)为实验材料,利用田间开放式自由大气[CO_(2)]和温度升高(T-FACE)平台设置四个处理:对照、[CO_(2)]升高([CO_(2)]升高至590μmol·mol^(-1))、温升(冠层温度升高2℃)及[CO_(2)]升高和温升交互,通过人工接种Rhizoctonia.solani,探究不同抗性品种叶片和茎鞘PR蛋白与防御酶活性,以及土壤基本理化性状的响应。研究结果表明:高[CO_(2)]和温升下耕作土制成的土壤浸提液培养基中R.solani生长速率无显著差异,接种R.solani后病斑发展速率与土壤基本理化性状无关。水稻植株感病后,两个品种叶片和茎鞘中PR蛋白和相关防御酶表现出明显差异,且在高[CO_(2)]和温升条件下,该差异进一步增大。对于茎鞘中的PR蛋白和防御酶,高[CO_(2)]和温升交互处理明显增加Lemont和YSBR1茎鞘中过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、β-1,3-葡聚糖酶(GLU)和超氧化物歧化酶(SOD)活性。对于两个水稻品种,当R.solani入侵后,在各处理下,YSBR1叶片中PR蛋白和相关防御酶以及茎鞘中SOD和CAT活性均显著高于Lemont,且YSBR1病斑发展速率显著低于Lemont。在整个发病过程中,温升处理及其与高[CO_(2)]互作处理均显著增加易感品种Lemont的病斑发展速率(增加了21%~45%),而对抗性品种YSBR1的病斑发展速率无显著影响。相关性分析结果表明,各处理下Lemont和YSBR1植株纹枯病病斑的发展速率均与其茎鞘中GLU活性存在显著正相关。因而,在R.solani侵染后,抗病品种中较高的PR蛋白和防御酶活性形成的防卫反应,能够有效减轻未来高[CO_(2)]和温升条件对纹枯病病斑发展速度的影响。研究结果对选育纹枯病抗性品种来适应未来气候变化背景下的水稻生产提供重要的借鉴意义。

聚合抗稻瘟病基因Pia和抗白叶枯病基因Xa23的广亲和恢复系选育

为获得抗白叶枯病和稻瘟病的水稻恢复系材料,选择携带抗白叶枯病基因Xa23的抗病品系RF76及携带抗稻瘟病基因Pia的甬优1540(F1)为供体材料,与多个优良杂交水稻恢复系进行多代杂交和回交,在分离群体中利用分子标记辅助选择和田间表型鉴定选择相结合的方法,获得70份农艺性状稳定且导入Pia、Xa23、Pia+Xa23目标基因的水稻恢复系。采用白叶枯病鉴别菌系P6对230份重点株系及其杂交组合进行抗性鉴定,所有材料在孕穗期都表现为抗白叶枯病。稻瘟病抗性鉴定结果表明,含Pia基因的恢复系及其配组的杂交稻组合稻瘟病抗性优于亲本材料RF76,均表现为中抗及以上。以此恢复系配置的杂交组合“华浙优2473”参加浙江省单季籼稻杂交稻区试及生产试验,农艺性状表现良好,2年抗性鉴定结果显示,稻瘟病和白叶枯病抗性均达到中抗以上。试验结果表明,Pia和Xa23的导入,结合连续抗病试验的筛选,获得抗稻瘟病和白叶枯病的恢复系材料,将其用于配组杂交稻组合,在生产中具有良好的应用前景。

基于SSR序列的东北不同地区稻瘟病菌遗传多样性分析

稻瘟病是制约水稻高产稳产的主要因素。为明确东北地区稻瘟病菌群体遗传多样性,以2021年分离自东北地区的96株稻瘟病菌为试材,利用简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)分子标记技术,对供试稻瘟病菌进行PCR检测,研究供试稻瘟病菌群体遗传结构、遗传多样性水平等。结果表明:16对SSR引物均能在100~500 bp内扩增出清晰条带。供试96株稻瘟病菌可划分为13个遗传宗谱,其中宗谱DQL02和DQL01为优势宗谱,分别包含37株和22株菌株,分别占总菌株数的38.54%和22.92%;宗谱DQL04、DQL06和DQL08为次要宗谱,分别包含9株、6株和6株菌株,分别占总菌株数的9.38%、6.25%和6.25%;其他8个宗谱为小宗谱,包含菌株数为1~4株。在群体水平上,东北地区稻瘟病菌群体间的遗传多样性水平比群体内的遗传多样性水平高,且存在于群体内的遗传变异占群体总遗传变异的83.37%。群体间平均Nei基因多样性指数变化范围为0.0836~0.4571,平均为0.2041;平均多态百分率变化范围为6.25%~100%,平均为45.67%,说明有一定遗传多样性差异存在于东北地区稻瘟病菌群体中;聚类分析结果表明东北13个地区稻瘟病菌群体间的遗传距离为0.0110~0.1879,存在较大差异。按遗传距离远近可将东北13个地区稻瘟病菌群体划分为4个类群,第2类群全部由辽宁省种群组成;第3类群全部由吉林省种群组成,反映出东北地区稻瘟病菌群体遗传谱系与其地理分布有一定联系。研究结果可为了解东北地区稻瘟病菌群体遗传结构和群体演化提供理论基础。

种子包衣再浸种双重措施对水稻恶苗病的防治效果

为了缓解黑龙江省局部地区水稻恶苗病病害的加重态势,探寻种子包衣+浸种双重处理应用于水稻恶苗病防治的可行性,选用5%精甲·咯·嘧菌FS、62.5 g·L^(-1)精甲·咯菌腈FSC种子包衣,然后用氰烯菌酯浸种,进行田间小区探索试验。结果表明,5%精甲·咯·嘧菌FS、62.5 g·L^(-1)精甲·咯菌腈FSC种子包衣+25%氰烯菌酯SC浸种的双重处理对水稻出苗及生长安全,可以显著增强秧苗素质,对水稻恶苗病的平均防治效果达98.47%~100.00%,显著高于单一种子包衣或单一浸种处理。说明种子包衣再浸种双重处理是提高水稻恶苗病防效的有效措施,生产上,优先推荐5%精甲·咯·嘧菌FS 1000 mL·(100 kg)^(-1)种子包衣+25%氰烯菌酯SC 2000倍液浸种,其次推荐62.5 g·L^(-1)精甲·咯菌腈FSC 400 mL·(100 kg)^(-1)种子包衣+25%氰烯菌酯SC 2000倍液浸种,5%精甲·咯·嘧菌FS 750 mL·(100 kg)^(-1)种子包衣+25%氰烯菌酯SC 2000倍液浸种,感病品种或带菌种子建议提高施用剂量。

水稻褐变穗病病原鉴定及其生物学特性分析

对石河子大学农学院试验基地水稻病穗进行分离和纯化,通过形态学、核糖体DNA内转录间隔区(rDNA-ITS)和组蛋白3基因序列对分离病原物进行分析及致病性测定,并研究其生物学特性。结果表明,引起水稻穗部褐色病斑的病原为链格孢菌(Alternaria alternata),通过致病性测定,分离菌株均可导致水稻穗部出现与采样稻穗类似的症状,且从发病的水稻穗部分离出同样的链格孢菌。该病原菌最适生长培养基是以蔗糖为碳源的培养基,最适pH 5~7,最适生长温度29~32℃,最适生长光照24 h全光。综上,本试验中水稻褐变穗病是由链格孢菌(A.alternata)引起。

基于语义分割的水稻叶瘟病分割与分级方法

针对传统叶瘟病分割和分级方法在效率、准确率等方面存在的问题,提出一种基于语义分割的水稻叶瘟病分割与分级方法。首先,对CO39品种水稻叶片进行图像采集,使用Labelme标注软件对图像叶片和病斑进行标注,建立叶片数据集;然后采用不同的卷积神经网络作为U-Net、DeepLabV3+的主干特征提取网络,构建3种水稻叶片分割模型,分别为VGG16-UNet、ResNet50-UNet、MobileNetV2-DeepLabV3+,对水稻叶片、病斑进行分割,根据叶瘟病分级标准与等级计算公式,确定水稻叶片的叶瘟病等级,在此过程中,对比3种模型的分割性能。结果表明,VGG16-UNet模型为最优模型,在平均像素精度、平均交并比和F1分数上分别达到了86.87%、80.68%和88.48%,能够有效满足水稻叶瘟病分割和分级的实际需求。该方法为开发叶瘟病智能分级系统提供了理论依据,可为其他作物病害的分级研究提供参考。

海南普通野生稻稻瘟病抗性鉴定与评价

为了对海南普通野生稻稻瘟病叶瘟、穗颈瘟的抗性进行综合鉴定与评价,2022-2023年连续两年对来自海南省11个不同市县的2002份普通野生稻材料进行苗期叶瘟人工接种和田间自然抗病鉴定,并对995份已经抽穗的普通野生稻材料进行穗颈瘟人工接种抗性鉴定。结果表明:2002份叶瘟鉴定材料中,人工接种抗叶瘟材料为494份(占24.68%),其中免疫7份,高抗17份;田间自然状态下抗叶瘟材料1160份(占57.94%),其中免疫24份,高抗233份。995份穗颈瘟人工接种鉴定材料中,抗穗颈瘟材料506份(占50.85%),其中免疫23份,高抗136份。由结果可知,海南普通野生稻普遍抗叶瘟或穗颈瘟,这些抗性资源的生长习性大多为半直立型或倾斜型,少数为直立型或匍匐型;高抗叶瘟的材料在抽穗后也普遍抗穗颈瘟,免疫或高抗穗颈瘟的材料也普遍抗叶瘟。经过鉴定和评价,筛选出双抗叶瘟、穗颈瘟的普通野生稻材料共有128份。本研究为海南普通野生稻资源抗稻瘟病研究和育种利用提供参考。

噻唑膦和吡虫啉二元复配剂防治水稻干尖线虫效果评价

水稻干尖线虫(Aphelenchoides besseyi)是水稻上的重要病原之一,主要通过种子传播,因此浸种剂的开发与应用对该线虫的防治十分重要。基于浸渍法,室内测定和评价了噻唑膦和吡虫啉及其混配剂对水稻干尖线虫杀灭活性的效果,计算混剂的共毒系数,并将杀虫活性最高配比组合加工成农药制剂用于田间防效试验。结果表明,噻唑膦和吡虫啉单剂对水稻干尖线虫致死中浓度LC_(50)值分别为71.96 mg/L和317.07 mg/L;噻唑膦和吡虫啉按质量比1∶2至1∶8的比例混配后均对水稻干尖线虫杀灭活性具有相加作用,其中1∶3配比的杀虫活性最高;按此配比加工的10%和40%噻唑膦·吡虫啉可分散油悬浮剂按1∶1000倍液浸种对水稻干尖线虫的田间防效分别为94.48%和96.26%,线虫减退率分别为97.01%和96.28%,同时显著提高水稻百粒重以及降低籽粒受损率。综上,噻唑膦和吡虫啉二元复配剂可用于水稻干尖线虫的有效防治,进一步开发和应用对保障水稻安全生产具有重要意义。