软枣猕猴桃“奇异莓6号”无芽茎段离体再生技术研究

取无芽茎段为外植体进行离体培养,具有成本低、取材方便、材料充足等优点。为克服软枣猕猴桃无芽茎段诱导再生率低的问题,以“奇异莓6号”软枣猕猴桃无菌苗无芽茎段为外植体,探究了不同植物生长调节剂、光照强度、温度、苗龄对不定芽诱导的影响,以及不同浓度IBA对生根的影响。结果表明,最佳外植体为苗龄30 d的无芽茎段,在光照12 h/d、光照强度50 lx、20℃下不定芽诱导的最适培养基为MS+2 mg/L ZT,不定芽以间接途径发生,培养40 d无芽茎段两端开始形成淡绿色愈伤组织,培养45 d愈伤组织表面出现红色小点,开始形成不定芽,培养55 d愈伤组织诱导率、愈伤组织分化率及不定芽数均到最大,分别为100%、100%及18.87个/块。待苗长至3 cm左右时转到MS+0.4 mg/L IBA中进行生根培养,培养30 d生根率可达100%,平均根数为8.53条/株,根长1.68 cm,根粗0.14 cm。

茎段和穴盘大小对北方叶用甘薯越冬育苗的影响

为探索北方叶用甘薯越冬穴盘育苗,设置4个茎段大小(4、6、8、10 cm,用D1、D2、D3、D4表示)和5种穴盘规格(32、50、72、105、128孔),搭配14个处理,研究不同搭配对种苗成活率、幼苗长势(茎粗、株高等)和鲜重等指标的影响。结果表明:相同穴盘下,随着茎段增长,幼苗的成活率、叶片数、基部茎粗和株高呈现增加的趋势,进而地上部鲜重和整株鲜重也随之增加,以D4处理最高。相同茎段下,随着穴盘孔数增加,幼苗的叶片数、基部茎粗、株高、地上部鲜重和全株鲜重减少,源于穴盘对地下部的影响,以32孔处理最高。不同茎段和穴盘搭配下,D4-32处理的生长情况最好,3月中旬,对于地上部鲜重而言,D2-72处理(9.79 g)可达到与D4-32处理相同的效果(两者间无显著性差异),其叶片数、基部茎粗和株高等指标满足移栽水平;对于整株鲜重而言,D2-105处理(10.21 g)可达到与D4-32处理相同的效果,且可节省228.1%的育苗面积,参考其重量,1月中旬,D3-72处理下的地上部和整株鲜重接近上述两个处理的水平,可节省125.0%的育苗面积。综合秧苗生长情况与经济效益,3月中旬移栽时,推荐D2-105,即含2个腋芽茎段与105孔穴盘的搭配,如有生产条件在1月中旬移栽,推荐D3-72,即含3个腋芽茎段与72孔穴盘的搭配。

马铃薯高效再生及遗传转化体系的优化

为优化马铃薯高效再生及遗传转化体系,研究鄂马铃薯3号茎段外植体在不同激素浓度配比下愈伤组织及分化情况,获得最佳愈伤组织及分化激素配比,再采用根癌农杆菌的遗传转化进行筛选,获得最佳转化体系,为马铃薯优质品种的基因工程育种提供依据。结果表明,不同激素浓度配比下愈伤组织及分化率差异较大,其中2.0 mg/L ZR+0.1 mg/L IAA激素配比下可高效再生出芽,出芽率高达100%,芽长势粗壮。通过构建植物表达载体pCambia1301,以GV3101为介导菌株,预培养2~3 d,共培养2~3 d,350 mg/L羧苄青霉素,50 mg/L卡那霉素筛选浓度转化效果较好,转化效率可达65%,其中转化苗在0.8 mg/L IBA+0.2 mg/L NAA激素配比的培养基中可形成再生植株,再生率达80%,苗茎粗壮,根系发达。

黄百香果茎段组培快繁技术研究

为筛选黄百香果组培快繁方案,为百香果组培苗繁育提供技术支撑,以黄百香果茎段为外植体,研究不同灭菌时间对外植体成活率的影响,不同培养基配方对初代芽诱导、继代增殖、生根移栽的影响。结果表明,0.1%HgCl_(2)处理6 min对百香果茎段外植体的灭菌效果最佳,外植体成活率为66.67%。MS+6-苄氨基嘌呤(6-BA)0.3 mg/L+吲哚丁酸(IBA)0.1 mg/L+抗坏血酸300 mg/L为芽诱导最佳培养基,芽诱导率79.14%。MS+6-BA 0.2 mg/L+IBA 0.05 mg/L+谷氨酸20 mg/L为继代增殖最佳培养基,增殖倍数3.21。MS+IBA 0.5 mg/L生根培养基的组培苗生根率100%,且有利于组培生根苗移栽成活。

芫花叶片和茎段离体再生体系的构建

【目的】芫花(Daphne genkwa Sieb.et Zucc.)是野生名优乡土花木和传统药用植物,具有很高的生态、观赏和药用价值。研究和解决芫花的快速繁殖技术,是对其进行资源保护和开发利用的首要条件。【方法】以芫花健壮植株的叶片和茎段为外植体,研究不同消毒方法对芫花外植体的消毒效果,以及不同激素配比对其愈伤组织的诱导、不定芽增殖和生根的影响,从而构建其高效的离体组织再生体系。【结果】分别用75%乙醇溶液消毒25~35 s,2%NaClO、0.1%HgCl_(2)溶液处理芫花外植体15 min,芫花茎段外植体的污染率为52.7%,芫花叶片外植体的污染率为49.0%。MS+0.8 mg/L 6-BA+0.35 mg/L NAA为芫花茎段外植体最佳初代诱导培养基,愈伤组织诱导率达79.7%,不定芽诱导率达96.4%;MS+0.8 mg/L IBA+0.85 mg/L NAA为芫花叶片外植体最佳初代诱导培养基,愈伤组织诱导率达99.8%,不定芽诱导率达94.5%。MS+0.35 mg/L 6-BA+0.35 mg/L IBA为芫花茎段和叶片最佳继代增殖培养基,增殖系数最高达7.36,平均芽高最高为2.47 cm;MS+0.6 mg/L IBA+1.0 mg/L NAA+0.08 g/L抗坏血酸为芫花茎段外植体最佳生根培养基,平均生根3.67条,根长2.16 cm;MS+0.6 mg/L IBA+0.6 mg/L NAA+0.07 g/L抗坏血酸为芫花叶片外植体最佳生根培养基,平均生根1.33条,根长1.95 cm。【结论】建立了以芫花叶片和茎段为外植体的离体组织再生体系,其愈伤组织诱导率、不定芽诱导率、增殖系数和生根率均较高,有效的解决了芫花的苗木高效繁殖技术难题。

‘德油6号’油茶带芽茎段快繁体系的建立

【目的】探究基本培养基、激素类型及配比对油茶带芽茎段芽诱导、芽增殖及无菌苗生根的影响,建立油茶高效快繁体系,为今后‘德油系列’油茶商品化育苗提供技术支撑。【方法】以油茶优良单株‘德油6号’的带芽茎段为试材,研究基本培养基、生长素、激素配比对芽诱导初代培养,IBA、IAA、KT等激素配比对芽增殖培养,速蘸IBA、水杨酸等处理方法对瓶内外生根培养的影响,确定适宜的消毒方法以及增殖和生根培养基。【结果】IAA与IBA诱导外植体腋芽萌发显著高于NAA,且IAA在促进芽伸长方面明显优于IBA;WPM与1/2MS基本培养基对于芽诱导均有较好的生长效果,WPM培养基对芽生长速度方面有促进作用;油茶带芽茎段芽诱导正交试验设计采用6-BA、IAA、GA_(3) 3种激素,因素主次:IAA>6-BA>GA_(3),组合A_(1) B_(1) C_(1):WPM+1.0 mg/L 6-BA+1.0 mg/L IAA+2.0 mg/L GA_(3),诱导率为93.8%;采用WPM+2.0 mg/L 6-BA+0.25 mg/L IBA+1.0 mg/L KT,增殖系数为3.14,且生长强壮,叶片翠绿;对单芽处理其基部速沾5.0 mg/mL IBA(10 s)+1.0 mg/L水杨酸(20 s),生根效果明显,接入1/2MS(4 g/L琼脂)空白培养基生根率高达90.9%,而接入扦插基质为蛭石+珍珠岩=1∶1时,生根率达到了87.5%。【结论】建立了油茶带芽茎段的组培快繁体系,尤其是采用速蘸高浓度生长素的方法,通过瓶内外生根的方式达到了较高的生根率。

秋石斛胚性愈伤组织诱导及再生体系的建立

秋石斛(Phalaenopsis-hybrid Dendrobium)花姿优美、花色丰富,是热区重要观赏植物,具有极高的产业价值。本研究以秋石斛杂交种迷你(Den.Yaya Victoria)、水蜜桃(Den.Swirl)、三亚阳光(Den.Sonia Hiasakul)原球茎和无菌苗幼嫩茎段为外植体,探讨不同植物生长调节剂组合对不同品种秋石斛胚性愈伤诱导、不定芽分化及植株再生的影响。结果表明:在胚性愈伤组织诱导阶段,原球茎和生长2个月的幼苗茎段作为外植体诱导效果最佳,暗培养30 d即可获得胚性愈伤。3个品种的愈伤组织诱导最佳培养基是以MSD(MS+30 g/L葡萄糖+1 g/L花宝1号+8 g/L琼脂)为基本培养基,添加0.5 mg/L KT和0.2~0.5 mg/L 2,4-D。迷你、水蜜桃、三亚阳光的胚性愈伤诱导率最高分别为31.11%、22.78%和50%,其中迷你品种仅需15 d即可获得胚性愈伤。最佳胚性愈伤增殖培养基为MSD+0.5 mg/L IBA+0.5 mg/L KT,胚性愈伤状态保持良好且不发生分化,增殖倍数0.9。最佳分化培养基为1/2 MS+0.5 mg/L IBA+0.15 mg/L KT,在光照条件下,接种后的胚性愈伤组织能够快速诱导形成芽点,30 d内分化形成2~3片叶的幼苗,相同培养基中保持60 d能够自行生根获得完整再生苗。最佳生根培养基为1/2 MS+30 g/L蔗糖+0.5 mg/L NAA+8 g/L琼脂,生根率为100%,平均生根数5条,根长约1.3 cm。本研究所使用的胚性愈伤组织诱导、增殖和分化培养基具有一定的广谱性,可为后续秋石斛胚再生途径及分子育种研究奠定基础。

苹果砧木CX5组织培养体系的建立

以苹果半矮化砧CX5的休眠枝条茎段和4月底至6月初的新生枝条茎段为试验材料,采用离体组织培养方法,研究了适宜CX5组培快繁的外植体类型、灭菌方式、灭菌时间,以及不同植物生长调节剂浓度对增殖培养的影响。结果表明:适合用作灭菌的CX5外植体类型为新生枝条茎段,其外植体褐化率和污染率都相对较低;外植体0.1%HgCl2灭菌时间控制在6min左右,伤害最小;CX5茎段腋芽诱导培养基为MS+0.75mg/L6-BA+0.3mg/LIBA,适宜组培苗增殖继代的培养基为MS+0.7mg/L6-BA+0.5mg/LIBA,生根培养基为1/2MS+0.2mg/LIAA。初步构建了CX5组培快繁技术体系。

基于ANSYS的油菜分段收获适收期茎秆剪切力学特性分析

针对油菜分段收获适收期茎秆因含水率高、抗剪强度大,造成割晒作业过程中切割困难的问题,开展油菜茎秆剪切力学特性研究。采用电子万能试验机配合YYD-1型茎秆强度测定仪对油菜分段收获适收期茎秆剪切力学特性进行试验测定,并运用ANSYS有限元仿真软件对油菜茎秆剪切力学特性进行分析对比。试验结果表明,直径为12-18 mm的油菜茎秆最大剪切力范围为234.77-368.31 N,剪切模量范围为0.095-0.136 GPa;最大剪切力与剪切模量试验测试值和模型仿真值的相对误差范围小于10%,说明采用有限元仿真方法研究油菜茎秆剪切力学特性具有可行性。研究结果为油菜分段收获适收期茎秆有限元仿真分析提供了参数参考。

基于DBSCAN算法的树木分割与应用

为快速准确地提取地面三维激光扫描仪获取林分点云中的单株树木点云,提出一种基于密度的抗噪空间聚类(Density-Based Spatial Clustering of Application with Noise,DBSCAN)的树木分割算法。首先采用高斯滤波对林分点云去噪,在林分点云归一化的基础上对林分点云垂直分段,然后采用DBSCAN算法垂直分段聚类,再计算每个垂直分段中每个簇的中心点,根据簇中心点间的距离判定簇间的相邻关系,并由此匹配树干段点云,最后采用RANSAC(Random Sample Consensus)算法对树干段点云拟合直线,并根据点与拟合直线间的距离判定点的归属以实现树木分割。在郁闭度分别为中与高的林分中,所提算法的调和值F范围分别为0.88~0.99与0.72~0.74,基于距离判别的树木分割算法的F范围分别为0.84~0.90与0.73~0.79。所提算法在不同郁闭度的林分点云中均能有效分割单株树木点云,特别是在郁闭度为中的林分中有较好表现,可实现对林分点云的精确树木分割。

‘海沃德’猕猴桃组织培养快繁技术

以‘海沃德’猕猴桃带芽茎段为外植体进行离体培养,筛选出最佳茎段诱导再生芽、继代增殖和生根等培养基的生长调节剂组合。初步建立离体培养体系。结果表明,最佳诱导腋芽萌发的生长剂组合为6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L,萌芽率94.3%,褐化率为0;最佳继代增殖生长调节剂组合为6-BA 1.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L,增殖系数为4.47,增殖率达到87.6%;最佳生根生长剂组合为IBA 0.4 mg/L+NAA 0.1 mg/L,生根率达到100%。

大樱桃矮化砧木吉塞拉6号的组织培养和快速繁殖技术研究

以吉塞拉6号带腋芽茎段为外植体,对大樱桃矮化砧木吉塞拉6号进行了组织培养和快速繁殖技术研究。结果表明,较佳的启动培养基:MS+0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA,较佳的增殖培养基:MS+1.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA;较佳的生根培养基:1/2 MS+0.5 mg/L IBA+2.0 g/L AC。生根培养第13天进行试管苗炼苗,第20天进行移栽,移栽后的成活率较高,分别为最佳的生根诱导和移栽时间;粉碎苔藓是吉塞拉6号较好的瓶外生根基质。

‘桂粉葛1号’组织培养再生体系的建立

目的:粉葛传统的栽培方式主要有压条繁殖、块茎苗、扦插繁殖等,繁殖效率较低,为建立粉葛组培再生体系,实现粉葛组培苗的工厂化生产。方法:本文以‘桂粉葛1号’嫩茎段为外植体,研究了灭菌时间、植物生长调节剂配比、移栽基质配比对‘桂粉葛1号’组织培养过程中外植体消毒、启动培养、继代培养、生根培养及组培苗移栽的影响。结果:实验结果如下:以75%酒精30 s+0.1%氯化汞8 min组合进行消毒,外植体成活率达83.45%;启动及继代培养基为MS+0.4 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA,腋芽萌芽率达92.22%,继代增殖系数约2.61;生根培养基为MS+0.3 mg/L NAA,同时增加蔗糖添加浓度至30g/L,可明显提高组培苗根长、根数及根粗等指标,生根率达95.00%;组培苗移栽基质为黄泥:珍珠岩:营养基质(1∶1∶1),移栽存活率达98.00%。结论:本研究初步构建了高效的‘桂粉葛1号’组培再生体系,为粉葛组培营养杯苗的工厂化生产提供参考依据。

液体培养甘薯组培苗对培养基分装量和接种茎段的优化

为降低甘薯组培苗生产成本,提高快繁效率,以甘薯脱毒组培苗茎段为外植体,以MS+IBA(0.1 mg/L)+蔗糖(30 g/L)为扩繁培养基,文章研究了培养方式、培养基分装量及接种茎段长度与形态对甘薯组培苗生长的影响.结果表明:液体培养优于同等培养条件下的固体培养和玻璃棉支撑培养.采用液体培养快繁甘薯组培苗,以30 mL/瓶的扩繁培养基分装量最有利于组培苗的生长与增殖,保留半截叶柄且长度为1.5~2.0 cm的茎段是最适宜的外植体,不仅便于切割与接种,且成苗率高,组培苗生长茁壮、迅速.因此,甘薯脱毒苗最佳的离体快繁方法是截取1.5~2.0 cm长并保留半截叶柄的茎段,接种于30 mL/瓶液体培养基,经过一个培养周期的离体培养,不仅茎段腋芽萌发不受影响,成苗率与成苗数高,且组培苗生长迅速,增殖系数高.

基于语义分割与实例分割的玉米茎秆截面参数测量方法

茎秆微观结构与其力学性能密切相关,影响作物的抗倒伏性能。但作物茎秆微观表型参数难以通过人工方式获取,因此急需自动化的测量方法。本研究以玉米为材料,通过光学显微镜获得玉米茎秆横截面切片图像,基于深度学习架构融合ResNet和Unet构建语义分割Res-Unet网络模型,对截面表皮、周皮和髓区3个功能区域进行分割;针对维管束数量多、面积小、密度大的特点,以EfficientDet作为基础网络架构,根据维管束尺寸小的特性,减少双向特征图金字塔(BiFPN)的层数,达到提高推理速度、减少显存占用量的目的,同时添加掩膜分割分支,构造新的网络Eiff-BiFPN实现对维管束的分割。实验结果表明,功能区域分割的平均DICE达到88.17%;维管束分割的AP50和AP50:70分别达到88.78%和72.80%。根据分割结果,可以获得玉米茎秆截面尺寸、各功能区域尺寸和维管束数量、面积等微观结构参数。本文方法具有精确性、实时性和可用性,可用于玉米茎秆微观结构参数的自动化测定,为作物抗倒伏研究提供技术基础。

霍山石斛茎段培养诱导丛生芽的研究

以霍山石斛2a生嫩茎为外植体,开展霍山石斛茎段离体培养诱导丛生芽的研究。结果表明:在2.5%的次氯酸钠溶液消毒10min的处理效果较好,污染率26.67%,死亡率23.33%;茎段腋芽在MS、N_(6)培养基上萌发率均能达到90%,优于1/2MS、1/2N_(6);5%土豆泥与10%香蕉泥的组合,添加在MS、N_(6)培养基中,促进腋芽生长要优于仅添加一种有机物;在MS+5%土豆泥+10%香蕉泥的培养基上调整,0.7mg/L6-BA与0.07mg/L NAA的激素配比对霍山石斛丛生芽继代增殖作用突出,增殖倍数在4.2,且丛生芽长势良好。综合分析,最终筛选出霍山石斛丛生芽增殖最佳培养基为MS+5%土豆泥+10%香蕉泥+0.7mg/L6-BA+0.07mg/LNAA。

八月瓜茎段初代培养基本条件筛选

为探索八月瓜组织培养适宜的基本培养条件,以八月瓜当年生幼嫩带芽茎段为试材,开展了适宜消毒方式与基本培养基的筛选。结果表明,70%酒精30 s+0.1%HgCl212 min是八月瓜带芽茎段最适宜的消毒方式,污染率19.82%,成活率达81.47%;最佳的基本培养基是WPM,芽诱导率为67.59%。

‘紫琦’紫薇组织培养及增殖过程中内源激素含量变化

【目的】开展‘紫琦’紫薇组培研究工作,筛选出最适培养条件,建立紫薇新品种‘紫琦’组织培养快速繁殖体系,为‘紫琦’紫薇快速繁殖提供试验参考,并探明组培苗增殖过程中内源激素的调控机理。【方法】以‘紫琦’紫薇幼嫩的带腋芽茎段为外植体,研究HgCl2处理不同时间对外植体萌发的影响;研究不同基本培养基和不同浓度的6-BA与NAA组合对‘紫琦’紫薇增殖的影响;运用酶联免疫吸附测定法测定‘紫琦’紫薇组培苗不同增殖时期4种内源激素(IAA、ABA、ZR、GA3)的含量,研究‘紫琦’紫薇增殖过程中内源激素的含量变化;研究不同IBA浓度及不同遮光天数对‘紫琦’紫薇生根的影响,并对生根组培苗进行炼苗。【结果】用HgCl2对‘紫琦’紫薇茎段进行消毒处理,消毒时间为10 min时,萌发率最高,为81.1%,污染率为19.0%;DKW培养基适合‘紫琦’紫薇继代增殖,增殖系数最高达5.90,且增殖芽多,植株生长健壮。当6-BA浓度为1.0 mg·L^(-1),NAA浓度为0.2 mg·L^(-1)时增殖系数最高;增殖过程中内源GA3含量最高,IAA含量次之,ABA和ZR含量较低,4种内源激素增殖后含量均高于增殖前,GA3/ZR、GA3/ABA和IAA/ZR值波动幅度较大,IAA/ABA和ABA/ZR值波动幅度较小;IBA浓度和遮光天数均对‘紫琦’紫薇生根影响显著,在生根培养基中添加0.6 mg·L^(-1)IBA并遮光5 d,生根率最高为94.0%,且植株生长健壮;炼苗后将组培苗移栽到泥炭土∶珍珠岩为2∶1的基质上,成活率高达94.0%。【结论】HgCl2处理时间为10 min时消毒效果最好,DKW培养基更合适‘紫琦’紫薇继代增殖,最佳增殖培养基为DKW+1.0 mg·L^(-1)6-BA+0.2 mg·L^(-1)NAA,高浓度内源IAA和GA3有利于‘紫琦’紫薇组培苗增殖分化,GA3/ZR、GA3/ABA和IAA/ZR值在增殖过程中起主要调控作用,生根诱导时添加0.6 mg·L^(-1)的IBA并遮光5 d,生根率最高。

‘茶花’蓝莓茎段初代培养体系建立

以蓝莓(Vaccinium spp.)主栽品种‘茶花’一年生的半木质化茎段外植体为试材,探讨不同消毒时间、不同植物生长调节剂组合对‘茶花’蓝莓初代培养的影响。结果表明:‘茶花’蓝莓茎段用75%乙醇浸泡30 s,再用2.5%次氯酸钠溶液浸泡10 min,灭菌效果最好,成活率最高;改良WPM+6-BA 1.5 mg/L+ZT1.0 mg/L诱导培养基最适宜茎段腋芽诱导;改良WPM+IAA 1.0 mg/L+ZT 1.5 mg/L增殖培养基最适宜再生芽增殖。该研究为‘茶花’蓝莓高效组培快繁体系的建立提供参考依据。

高架草莓的果实识别与果梗分割

在高架栽培环境下,精准识别草莓果实并分割果梗对提升草莓采摘机器人的作业精度和效率至关重要。该研究在原YOLOv5s模型中引入自注意力机制,提出了一种改进的YOLOv5s模型(ATCSP-YOLOv5s)用于高架草莓的果实识别,并通过YOLOv5s-seg模型实现了果梗的有效分割。试验结果显示,ATCSP-YOLOv5s模型的精确率、召回率和平均精度值分别为97.24%、94.07%、95.59%,较原始网络分别提升了4.96、7.13、4.53个百分点;检测速度为17.3帧/s。此外,YOLOv5s-seg果梗分割模型的精确率、召回率和平均精度值分别为82.74%、82.01%和80.67%。使用ATCSPYOLOv5s模型和YOLOv5s-seg模型分别对晴天顺光、晴天逆光和阴天条件下的草莓图像进行检测,结果表明,ATCSPYOLOv5s模型在3种条件下识别草莓果实的平均精度值为95.71%、95.34%、95.56%,较原始网络提升4.48、4.60、4.50个百分点。YOLOv5s-seg模型在3种条件下分割草莓果梗的平均精度值为82.31%、81.53%、82.04%。该研究为草莓采摘机器人的自动化作业提供了理论和技术支持。