基于MHSA-YOLOv7的小麦赤霉病感染率检测

在抗病育种中小麦赤霉病感染率是衡量籽粒抗性表型鉴定的重要衡量指标,针对目前小麦赤霉病感染率检测存在检测时间长、硬件成本高以及检测方式破坏植株等问题,设计了一种适用于麦穗籽粒此类小目标检测的深度学习网络模型——MHSA-YOLOv7。通过在原YOLOv7主干网络中融合多头自注意力(Muti-Head Self-Attention,MHSA)机制来提高模型对深层语义特征的提取能力,并使用加权双向特征金字塔网络(Bidirectional Feature Pyramid Network,BiFPN)实现模块间的跨层连接,使该模型能够提取和传递更丰富的特征信息。实验结果表明,MHSA-YOLOv7在小麦单穗赤霉病数据集上达到了90.75%的检测精度,相较于原YOLOv7模型,改进后的算法对于麦穗籽粒此类小目标物体具有更强的特征提取能力,检测精度、召回率、F1值、mAP@0.5以及mAP@0.5∶0.95分别提高了0.33%、1.83%、0.011、1.19%以及0.38%,有效满足了小麦赤霉病感染率的精确检测,为实现小麦植株病害走势的长期观测以及小麦籽粒抗性的准确评估提供了技术支持。

一种快速检测小麦赤霉病菌种类的方法

为建立一种能够快速、简便和准确检测我国小麦赤霉病菌种类的方法,直接采用发病麦穗快速提取DNA,并结合特异性分子标记对采自我国的小麦赤霉病菌种类进行快速检测。该检测方法成功实现了对小麦赤霉病菌基因组DNA的快速提取和特异性分子标记检测,通过对河北、河南、江苏、安徽四省41份样本的检测验证,结果显示,安徽合肥与江苏南京地区的18份材料均为亚洲镰刀菌(Fusarium asiaticum),河北安新与赵县地区的12份材料均为禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum),而河南地区的11份材料中2种致病菌株均有出现,检测结果与已经报道的这2种致病菌的地区分布情况一致。该方法不仅可以达到传统方法(CTAB法提取DNA)的效果,而且与之相比还具有快速、简便的优点,可用于小麦赤霉病菌群体结构和地区分布情况的研究。

冀、京、津产麦区小麦赤霉病菌原体形成期的气象要素演变特征与分析

根据河北省、北京市、天津市22个代表站1960-2000年逐日平均气温、降雨量、相对湿度以及日照时数等资料,运用统计学方法,分析了京、津、冀地区小麦赤霉病菌原体形成期各相关气象因子的年际、年代际变化及空间分布。结果表明,日平均气温≥12℃日数大部地区呈弱增加趋势,降雨量和雨日呈减少趋势,中部以南地区的日照条件向降低小麦抗病能力的方向转化;贴近度分析表明,塘沽-天津-保定以南地区秋季小麦赤霉病菌原体形成期的气候条件是最适宜或适宜小麦赤霉病发生。

新杀菌剂JS399-19的生物活性研究

JS399 19是国家南方农药创制中心江苏基地发现并正在开发中的新型氰基丙烯酸酯类杀菌剂。研究表明 ,JS399 19对小麦赤霉病、辣椒疫霉病、水稻恶苗病、棉花枯萎病、小麦纹枯病及黄瓜灰霉病等具有优良的抑制活性 ,对小麦赤霉病菌的EC50 为 0 1895～ 0 2 2 5 2g/L ;并具保护和治疗作用 ;田间试验表明 ,应用剂量为30 0～ 75 0g/hm2 可有效控制小麦赤霉病的发生与危害。研究比较表明 ,JS399 19对小麦赤霉病的防效显著优于多菌灵。

小麦抗赤霉病(抗扩展)品种轮回选择研究

本研究采用8个品种(系),分别组建3个抗赤霉病轮回选择基础群体,制定了实施轮回选择方案和选择技术。经一轮选择,群体平均发病小穗数有所减少,群体抗赤霉性有了明显提高,通过几轮选择,从中选出了9个抗赤霉病品系,经江苏、浙江,福建建阳等地植保研究所进行自然和人工接种赤霉菌接种鉴定结果属中抗一抗级。农艺性状也有同步提高。本文还就亲本抗性稳定性,接种鉴定技术以及选择技术进行探讨。

不同症状小麦赤霉病粒中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的含量分析

目的测定不同症状的小麦赤霉病粒中脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的含量。方法采用免疫亲和层析净化高效液相色谱法测定健康、皱缩、皱缩发黑和皱缩发红的小麦籽粒中脱氧雪腐镰刀菌烯醇含量。结果健康麦粒中DON的含量为未检出,皱缩红色和皱缩发黑的麦粒中DON的含量均接近我国食品安全国家标准规定的食品中真菌毒素限量1000μg/kg;皱缩麦粒中DON的含量约为皱缩红色麦粒中的一半,极显著低于皱缩红色和皱缩发黑的麦粒(P<0.01)。结论本方法能为粮食收购时判断DON毒素的含量提供理论依据。

三唑噻吩并嘧啶衍生物杀菌活性的QSAR研究

为了研究三唑噻吩并嘧啶衍生物对小麦赤霉菌抑菌活性(G/%)的定量构效关系(QSAR),按照分子的拓扑环境编程计算了14种上述化合物的电性距离矢量(M_D)。通过最佳变量子集回归,建立了它们的二参数(M_(26)、M_(32))QSAR模型,非交叉验证相关系数(R^2)与逐一剔除法交叉验证相关系数(R_(cv)~2)分别为0.857、0.648,显示良好的稳健性和预测能力。根据进入模型可知,影响三唑噻吩并嘧啶衍生物对小麦赤霉菌抑菌活性的主要因素是>C-、-O等结构碎片。

小麦盛花期穗胆碱浓度与赤霉病抗性的关系研究初报

研究表明,(1)普通小麦品种间盛花期穗胆碱浓度存在着极显著差异;系谱分析表明这一生理性状具有遗传性。(2)盛花期穗胆碱浓度与赤霉病田间抗性之间呈极显著负相关,即与病圃病小穗率、反应级值均呈极显著正相关(r_1=0.8634),可作为筛选小麦赤霉病抗源的重要生化指标之一。(3)富含胆碱的残留花药、雌蕊及早期颖果是禾谷镰孢菌的主要初侵染源;富集在穗轴和护颖表皮层叶绿素组织的胆碱则可能作为“分生孢子座的营养源”,刺激菌丝由此滋生并伸至穗表面形成分生孢子座,散发分生孢子进行再侵染;穗筛管汁液中的咀碱刺激菌丝沿着维管束扩展并在维管束节处繁茂生长。因此,胆碱不仅影响小麦抗赤霉病侵染性(r=0.9762),也影响抗扩展性(r=0.8871)。

不同轮作模式下高发小麦赤霉病土壤真菌多样性变化

为了研究东北春麦区不同轮作模式下土壤中小麦赤霉菌的含量和真菌群落组成特点,以小麦-小麦-马铃薯轮作(T)、小麦-小麦-水飞蓟轮作(MT)、小麦-小麦-油菜轮作(R)、小麦-小麦-甜菜轮作(S)和小麦-小麦-小麦连作(W)为对象,利用MiSeq高通量测序平台ITS2扩增子测序技术,测定土壤真菌群落组成、多样性及小麦赤霉菌相对丰度。数据显示,土壤中真菌OTUs数目在小麦连作,小麦与马铃薯、水飞蓟、油菜和甜菜轮作中分别为:389,362,390,471,438个。油菜和甜菜与小麦轮作模式中,Chao1指数较小麦连作分别增加了11.08%和8.59%。结果表明,水飞蓟、油菜和甜菜与小麦轮作增加了土壤真菌的丰富度。水飞蓟和小麦轮作模式的Shannon指数和Simpson指数在5种种植模式中最高,表明该处理的土壤真菌群落多样性更好。5种不同种植模式中土壤真菌群落结构相似性聚类分析显示,4种轮作模式聚为一支。4种轮作模式与连作相比,担子菌门丰度增加,接合菌门丰度降低。与小麦连作相比,油菜、甜菜和水飞蓟与小麦轮作模式中,玉蜀黍赤霉的相对丰度分别下降了16.67%,50.00%,83.33%,并且有益菌群明显富集。然而,马铃薯与小麦轮作模式中玉蜀黍赤霉丰度显著增加。综上所述,在东北春麦区建议选择水飞蓟、甜菜和油菜与小麦轮作以减轻小麦赤霉病的危害。

沼液防治小麦赤霉病的研究

本文研究沼液防治小麦赤霉病的效果,并与对照和多菌灵进行比较,得出下列结论: 1.采用正常运行的沼气池生产的沼液防治小麦赤霉病发病率比对照下降20.71％,相对防治效果提高44.88％,与多菌灵防效相当。 2.沼液防治小麦赤霉病,以不稀释在小麦盛花期亩喷50公斤效果最好。 3.沼液防治小麦赤霉病,不需投资,便于推广,避免使用农药造成的环境污染。

小麦呕吐毒素含量与赤霉病粒含量的相关性研究

该文通过大量数据的积累与分析,建立了小麦呕吐毒素含量与赤霉病粒含量的相关性曲线y=297.6x+135.96,并通过数十组实验数据加以验证曲线的正确性。所建立的相关性曲线在辅助仓库进仓小麦呕吐毒素定性筛查上具有较好的应用价值。

禾谷镰刀菌武昌菌株毒素的毒性分析

为提高小麦抗赤霉病体细胞的筛选效果，对禾谷镰刀菌（Ｇｉｂｂｅｒｅｌｌａｚｅａｅ）武昌菌株的产毒、毒素提取、纯化、毒素组分及毒素初定量进行了研究。麦粒培养基培养２５天后可检测到两个主要毒性组分（Ａ和Ｂ）。其特征吸收峰值分别为２７０和２７５ｎｍ，Ｒｆ值分别为０．４５和０．５５左右。ＳＰＭ培养基培养只能检测到组分Ａ。Ａ组分与脱氧雪腐镰刀菌烯醇（ＤＯＮ）的结构特征基本相同。经高压灭菌的毒素可渗入到培养基中作抗性愈伤组织的筛选剂。毒素对愈伤组织的作用有致死、抑制生长、减少绿点数及较长的后续效应，应根据不同抗感品种采取相应的浓度。苯丙氨酸解氨酶（ＰＡＬ）酶活水平可用作抗性系的鉴定指标。

小麦赤霉病粒的识别与处理方法

小麦赤霉病是小麦生产中的主要病害。小麦赤霉病粒的含量直接影响小麦的品质,必须严加控制。识别赤霉病粒的方法是一看、二捏、三解剖,处理方法有风除法、水漂法和分离法3种。

小麦赤霉病粒与脱氧雪腐镰刀烯醇、玉米赤霉烯烔关系的研究

小麦赤霉病粒和脱氧雪腐镰刀菌烯醇、玉米赤霉烯烔毒素含量有密切相关。将赤霉病粒以一定梯度添加,再用酶联免疫试剂盒测定小麦中DON、ZEN含量。分析结果显示随着赤霉病粒的增高DON、ZEN含量增加,呈正相关。

基于不同监测年份下小麦DON含量与籽粒特点研究

以2016~2019年江淮下游地区新收获小麦为监测对象,在前期研究基础上系统分析不同呕吐毒素(DON)含量小麦的籽粒特征。结果表明:随DON含量增大小麦各类粒型呈现明显不同的变化规律,赤霉病粒、发芽粒和破损粒比例均呈现变大趋势,而黑胚粒则无相关性;玉米赤霉烯酮(ZEN)随DON含量升高而变大且呈显著线性关系。不同年份“纵向监测”与同年份“横向监测”其规律一致。

小麦品种的抗赤霉病性与PGIP含量和分布的关系

研究了小麦品种的抗赤霉病性与多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)含量和分布的关系。斑点免疫结合测定(Dot-immunobinding assay)和蛋白质印迹分析(Western blotting analyze)结果显示,SW89-2589品种的PGIP含量高于89-106-2-9-24、80-8及3625品种;免疫组织化学定位表明,SW89-2589品种PGIP分布比80-8品种更为广泛。由此可见,小麦品种对赤霉病的抗性愈强,PGIP含量愈高、分布愈广。此研究结果为选育小麦抗性品种提供了一种新的鉴定方法。

RF－1小麦品系抗赤霉病机理初探

高抗赤霉病且丰产性较好的ＲＦ－１小麦品系和泗麦２号小麦比较后发现：该品种在扬花后残留的花药极少，穗形结构松散，麦穗主轴弯曲度大，穗轴表皮下机械组织排列紧密且层次多。室内离体麦穗接种的病情扩展较对照品种慢。