基于PMMS-Net和叶绿素荧光成像的绿豆叶斑病抗性鉴定方法

考虑到相近发病指数的绿豆叶片病斑区域特征区分不明显,在检测类似大小的病斑时,使用固定尺度的卷积核检测效果不是很好,故设计一种并行多分支多尺度卷积神经网络(PMMS-Net)模型。该模型先使用并行多分支多尺度特征融合模块获取丰富的病斑特征;然后采用坐标注意力机制,使模型能更好地定位到病变区域,实现对感兴趣区域的选择性强调;最后使用特征充分提取模块,将深度可分离卷积与普通卷积结合,实现对特征的充分提取,进一步优化特征提取效果。试验数据集由绿豆叶斑病的叶绿素荧光图像构成,其中包含五种抗性类型的绿豆叶斑病图像。结果表明,本文提出的方法在试验数据集上训练迭代1000次,所耗费时间仅比AlexNet多0.8倍,验证准确率却比AlexNet高出18.9%,本模型在该数据集上的验证准确率为87.8%,平均特异度为96.92%,参数内存仅为0.54 MB。本文提出的方法有利于将该模型部署在移动终端等资源受限的嵌入式设备上,为绿豆叶斑病的抗性鉴定提供一种新方法。

基于卷积神经网络和叶绿素荧光成像的绿豆叶斑病识别研究

为了解决绿豆叶斑病不同病害等级之间容易混淆的问题,本研究以感染不同程度叶斑病的绿豆叶片叶绿素荧光图像为研究对象,提出了多模块串联卷积神经网络(Multi-Module Sequential Convolutional Neural Network,MMS-Net)模型。该模型主要由本研究搭建的Sub模块和Wave模块串联堆叠组成,并且在每个Sub模块中和每个Wave模块结尾处加入混合注意力机制CBAM,在减少非叶斑病特征干扰的同时,对相似病斑进行更为细致的特征提取,提高病害识别的准确率。在相同条件下,与经典的卷积神经网络模型(VGG16、GoogLeNet、ResNet50)以及流行的轻量级卷积神经网络模型(MobileNetV2、MobileNeXt、MobileNetV3、Shuffle-NetV2)进行比较,本研究提出的MMS-Net模型参数量仅为11.43 M,测试准确率达到91.25%,均高于其他模型,分类效果最优。通过分析精度、召回率、F1分数等评价指标可以看出MMS-Net模型具有较好的鲁棒性和泛化能力。本研究结果可为绿豆等作物的抗病种质资源识别和筛选提供新思路。

绿豆叶斑病病原鉴定及生物学特性研究

对绿豆叶斑病菌进行形态学和分子特征鉴定,结果表明,分离物在V8培养基上菌落近圆形,菌落边缘泛紫色,分生孢子无色;用通用引物18SF和28SR扩增6个分离物的rDNA-ITS部分序列和测序,并到GenBank(登录号:KM435076)数据库进行比对,6个分离物与变灰尾孢分离物序列相似性为99%,基于形态和分子特征将绿豆叶斑病病原菌鉴定为变灰尾孢。致病性测定结果表明,6个分离物对绿豆‘中绿一号’叶片均致病且存在致病力差异。不同培养基、温度和pH对病原菌生长的影响研究表明,V8培养基最适宜该病菌生长,病菌生长的最适温度为25℃,最适pH为6。

化学药剂对绿豆尾孢菌叶斑病的田间防治效果比较

[目的]筛选防治绿豆尾孢菌叶斑病的最佳药剂及方案。[方法]通过田间药效试验测定了4种化学药剂对绿豆尾孢菌叶斑病的防治效果。[结果]43%戊唑醇悬浮剂800倍液喷雾、25%嘧菌酯悬浮剂800倍液喷雾、43%戊唑醇悬浮剂500倍液浸种2 h+43%戊唑醇悬浮剂800倍液喷雾、25%嘧菌酯悬浮剂500倍液浸种2 h+25%嘧菌酯悬浮剂800倍液喷雾处理对绿豆尾孢菌叶斑病的防治效果明显,第3次施药后28 d的防治效果均达到80%以上,且具有一定的增产效果,建议在生产上推广应用。[结论]为绿豆尾孢菌叶斑病的化学防治提供了理论依据。

绿豆叶斑病菌分生孢子的产生和萌发条件研究

为了明确绿豆叶斑病病原菌变灰尾孢菌（Cercospora canescens）分生孢子形成及萌发的最适条件,研究了变灰尾孢菌在9种供试培养基上,在不同培养条件下分生孢子的产生及分生孢子的萌发情况。结果表明,在高粱粒培养基上25℃,光暗交替条件下培养10天后即可产孢,培养14天后产孢量可达9×10~5个/mL,玉米粉培养基和小麦粒培养基产孢较少,其他培养基不产孢。分生孢子在25℃、pH 6~7、连续黑暗条件下无菌水中培养20 h后萌发率可达76.0%,不同温度、不同光照处理间萌发率差异显著。在蔗糖溶液和蛋白胨溶液中培养20 h后萌发率分别达87.0%和86.3%。变灰尾孢菌的最适产孢条件为高粱粒培养基上25℃光暗交替培养;分生孢子最适萌发条件为25℃、pH 6~7、连续黑暗培养,蔗糖和蛋白胨可适当提高分生孢子的萌发率。

绿豆尾孢菌叶斑病田间药剂防治试验

试验研究了3种杀菌剂10种处理对绿豆尾孢菌叶斑病的防治作用,结果表明,用25%嘧菌酯悬浮剂500倍液浸种2 h+25%嘧菌酯悬浮剂600倍液喷雾、25%多.霉威悬浮剂500倍液浸种2 h+25%多.霉威悬浮剂600倍液喷雾、25%戊唑醇乳油500倍液浸种2 h+25%戊唑醇乳油600倍液喷雾,相对防效分别为87.23%,84.85%,82.29%,防治效果较好,是防治绿豆尾孢菌叶斑病较理想的药剂,且具有一定的增产效果。建议生产上配合其他药剂交替使用。

绿豆尾孢菌叶斑病研究进展

综述了近年来绿豆尾孢菌叶斑病的病害症状、侵染循环、生长特性、病害防治和互作关系等研究进展,并展望了绿豆尾孢菌病今后的研究方向,为今后的绿豆尾孢菌叶斑病的防治及培育绿豆抗病品种提供了参考。

基于PARMS技术的绿豆抗叶斑病基因 VrTAF5 分子标记的开发

叶斑病是绿豆生产上主要的真菌性病害,利用抗性品种是防治该病害最经济、安全、有效的途径。为筛选抗病资源,根据抗性基因VrTAF5的突变位点,利用五引物扩增受阻突变体系(Penta-primer amplification refractory mutation system,PARMS)开发分子标记。并利用抗病性具有差异的164份绿豆资源对所开发的分子标记的可靠性进行检验和评价。结果表明,VrTAF5-1517分子标记在7个分子标记中的检出率最高,基因分型为AA、AC、CC,可以有效区分基因碱基序列的SNP差异。根据叶斑病抗性评价结果,该标记对抗病材料的选择效率为75.00%、感病材料的选择效率为93.42%。VrTAF5-1517分子标记对抗病资源中检出抗病基因型的比例、对高感和感病资源中检出感病基因型比例均为100%,说明本研究开发的分子标记可用于绿豆抗叶斑病分子标记辅助育种。

几种生物农药对绿豆叶斑病的防治效果

采用田间试验的方法,研究1 000亿CFU/g枯草芽孢杆菌WP、3亿CFU/g哈茨木霉菌WP、2亿CFU/g宁盾一号EW、0.3%丁子香酚SL、1%蛇床子素EW、10%多抗霉素WP等6种生物农药对绿豆叶斑病的防治效果。结果表明,参试的生物农药对绿豆叶斑病均有一定的抑制作用,防治效果分别为72.58%、63.27%、77.53%、58.64%、72.60%和62.37%,彼此间差异显著,但防治效果均显著低于化学农药430g/L戊唑醇SC的防治效果(85.22%);2亿CFU/g宁盾一号EW是防治绿豆叶斑病较理想的生物农药;喷施农药防治绿豆叶斑病对产量有一定的促进作用,但效果不显著。

绿豆叶斑病病菌生长特性研究

对采集的绿豆叶斑病病叶,进行了病原菌分离、鉴定及其菌丝生长特性研究。结果表明,绿豆叶斑病病菌为变灰尾孢菌（Cercospora canescens Ell.et Martin）;菌丝生长最适培养基是PSA培养基。不同培养基上的菌落颜色不同。病菌生长适宜温度为25-30℃;病菌对p H的适应范围较广;光照有利于菌丝的生长;病菌生长最适碳源为麦芽糖,最适氮源为酵母膏。