甘加型藏羊发情周期和乏情期血浆NKB动态变化及HPO轴NK3R的表达

为探讨神经激肽B(NKB)和神经激肽B受体(NK3R)在甘加型藏羊(Ovis aries)繁殖调控中的作用,本研究采用酶联免疫吸附法(ELISA)、实时荧光定量PCR(qRT-PCR)、蛋白免疫印迹(western blot)和免疫组织化学(IHC)方法,对甘加型藏羊发情周期和乏情期血浆NKB含量、下丘脑-垂体-卵巢(HPO)轴组织NK3R mRNA及蛋白的表达和分布进行检测。结果表明,甘加型藏羊发情周期和乏情期血浆中NKB含量呈动态变化,NKB平均含量在发情期最低、间情期最高,二者差异显著(P<0.05),发情周期各时期的NKB含量均高于乏情期。发情周期和乏情期HPO轴组织均有NK3R mRNA和蛋白表达,且各时期表达存在差异,下丘脑中发情前期NK3R mRNA表达量最高,显著高于发情期、发情后期、间情期和乏情期(P<0.05),NK3R蛋白在发情后期表达量最高;垂体中间情期NK3R mRNA表达量最高,与其他时期差异显著(P<0.05),NK3R蛋白在发情期表达量最高;卵巢组织中NK3R mRNA和蛋白表达趋势一致,均在发情前期表达量高;NK3R蛋白主要分布于下丘脑神经内分泌小细胞和神经胶质细胞,垂体嗜酸性细胞、嫌色细胞、嗜碱性细胞,卵巢颗粒层细胞、卵泡膜、黄体细胞中。以上结果表明,NKB与HPO轴特异性受体NK3R结合,参与调节甘加型藏羊生殖内分泌和周期性发情等生殖活动。本研究结果可为深入探究藏羊繁殖调控机理提供科学依据。

甘加藏羊发情周期输卵管和子宫中THRs的表达及分布

【目的】为阐明甘加藏羊(Ovis aries)发情周期甲状腺激素受体α(THRα)和甲状腺激素受体β(THRβ)在输卵管和子宫中表达,探讨其对藏羊繁殖活动中的调控作用。【方法】选取健康未孕处于发情周期和乏情期的甘加藏羊30只,应用实时荧光定量PCR、蛋白免疫印迹和免疫组织化学染色方法研究了发情周期和乏情期输卵管和子宫组织THRα和THRβmRNA及其蛋白含量的表达和分布。【结果】THRα、THRβmRNA及其蛋白在藏羊发情周期和乏情期输卵管和子宫中均有表达,输卵管中THRα、THRβmRNA表达量在发情后期最高,显著(P<0.05)高于其他3个时期和乏情期;子宫中发情期表达量最高,与其他时期差异显著(P<0.05)。THRβmRNA的平均相对表达量显著高于THRαmRNA。输卵管组织中THRα蛋白在发情后期表达量最高,子宫中发情期最高,显著(P<0.05)高于与其他时期。输卵管和子宫中THRβ蛋白在发情后期表达量最高,与其他时期差异显著(P<0.05)。乏情期THRα、THRβmRNA及其蛋白的平均表达量显著低于发情周期各时期。免疫组织化学染色结果显示:藏羊发情周期THRα和THRβ免疫反应阳性细胞主要表达在输卵管的黏膜上皮、纤毛细胞、分泌细胞和肌层,在子宫中主要表现在基质细胞和子宫腺。【结论】THRα和THRβ二者两者浓度差异性表达,表明THRs对甘加藏羊发情时期的输卵管和子宫有一定的调控作用,可能参与甘加藏羊生殖生理活动。

基于低空遥感与GA-BP神经网络的葡萄叶片含水量估算研究

以武威市凉州区威龙庄园的葡萄为研究对象,使用无人机搭载多光谱相机对田间葡萄叶片含水量进行无损检测。选用Pix4D mapper软件对多光谱影像进行拼接,并利用矫正板矫正,通过指数计算器得到5个波段的光谱反射率影像。随机选取70组葡萄叶片光谱反射率作为训练样本,采用经典BP神经网络建立基于多光谱图像的葡萄叶片含水率模型,并融合遗传算法(Genetic Algorithms,GA)优化神经网络,输入量为蓝、绿、红、红边、近红等5个波段图像对应反射率,输出为葡萄叶片含水量。30组葡萄叶片验证样本用于模型反演数据的相关性分析。试验结果表明,利用多光谱图像信息并结合遗传算法优化的BP神经网络葡萄叶片含水量的反演模型,多光谱反演的含水量模型拟合相关系数达0.76982,30组验证集中葡萄叶片含水率实测参考值和网络反演值的相关系数r为0.8146,反演结果比较理想。本方法可实现对葡萄叶片含水量的快速无损准确检测,有助于西北干旱区农业的灌溉决策与精准管理。

甘加藏羊发情周期和乏情期HPO轴中THRβmRNA和蛋白的表达分布

甲状腺激素(TH)通过与其靶细胞受体特异性结合发挥其生物学效能。为阐明松果体、下丘脑-垂体-卵巢轴(Hypothalamic-pituitary-ovary axis,HPOA)甲状腺激素受体β(Thyroid hormone receptorβ,THRβ)基因和蛋白的表达及分布对季节性繁殖动物甘加藏羊(Ovis aries)生殖活动的调节。本研究以处于发情周期和乏情期的甘加藏羊为研究对象,应用RT-qPCR、Western blot和免疫组织化学方法检测和分析了松果体、HPO轴中THRβmRNA及其蛋白的表达和分布。结果显示,THRβmRNA及其蛋白在松果体和HPO轴组织中均有表达和分布。在松果体中,THRβmRNA及其蛋白的表达量均在乏情期最高,显著(P<0.05)高于发情周期;在下丘脑中,THRβmRNA表达量在发情后期显著(P<0.05)高于其他时期,蛋白表达量在间情期显著(P<0.05)高于其他时期;在垂体中,THRβmRNA及其蛋白的表达量在间情期显著(P<0.05)高于其他时期;在卵巢中,THRβmRNA及其蛋白的表达量在发情后期显著(P<0.05)高于其他时期。免疫组织化学结果显示:THRβ免疫阳性产物主要分布在松果体细胞的细胞浆,下丘脑的神经胶质细胞、大神经元胞体和椎体细胞胞浆,腺垂体的嗜酸性和嗜碱性细胞胞浆,卵巢的颗粒细胞胞浆、卵泡内膜细胞及黄体细胞。甘加藏羊发情周期和乏情期松果体、HPOA组织中THRβmRNA和蛋白的差异性表达,表明THRβ参与调控甘加藏羊的生殖活动。

甘加藏羊发情周期血浆Kisspeptin动态变化和PHPT轴中Kiss1/GPR54的表达与分布

松果体-下丘脑-垂体-甲状腺轴(PHPTA)对动物的繁殖活动有重要的调节作用。为探讨Kiss1/GPR54系统在甘加藏羊PHPT轴的表达及其对繁殖活动的调控,选取24只处于发情周期内健康未孕的甘加藏羊作试验组,6只处于非繁殖季节的甘加藏羊作对照组,运用酶联免疫吸附法检测其血浆Kisspeptin动态变化,用实时荧光定量PCR、蛋白免疫印迹和免疫组织化学方法检测视神经、松果体、下丘脑、垂体和甲状腺组织中Kiss1、GPR54 mRNA及其蛋白的表达与分布。结果显示:血浆Kisspeptin分泌量在发情后期显著高于其他时期(P<0.05),繁殖季节内各时期分泌量均显著高于非繁殖季节(P<0.05)。Kiss1、GPR54 mRNA及其蛋白在视神经、PHPT轴组织中均有表达:视神经Kiss1、GPR54 mRNA相对表达量在发情前期显著高于其余时期;松果体在Kiss1 mRNA及其蛋白乏情期达到最大值,显著高于繁殖周期;下丘脑和甲状腺Kiss1、GPR54 mRNA相对表达量均在发情后期显著升高(P<0.05);垂体组织中二者mRNA的相对表达量在发情期显著高于其他时期。免疫组织化学检测结果显示:在视神经中,Kisspeptin与GPR54分别主要分布在神经胶质细胞核与胞质中;松果体细胞胞质中二者均呈强阳性表达;在下丘脑中,Kisspeptin表达在神经内分泌小细胞和神经胶质细胞中,GPR54表达在神经内分泌小细胞胞质中;在垂体组织中,Kisspeptin和GPR54主要表达在嗜碱性细胞的胞质中;而在甲状腺中,二者主要表达在滤泡细胞胞质中。甘加藏羊发情周期血浆Kisspeptin的动态变化及Kiss1、GPR54在各组织中的差异表达,表明Kiss1/GPR54系统参与调节了甘加藏羊的生殖生理活动。

基于无人机多光谱的葡萄氮含量监测研究

快速准确地获取葡萄关键生育期的元素含量,是现代精准农业的基本要求。利用无人机搭载五通道多光谱相机,采集4个葡萄关键生育期多光谱影像数据,并以相应实测葡萄叶片氮含量为基准,进行葡萄叶片氮含量估测遥感无损监测研究。通过皮尔逊相关性分析,筛选出16个与氮含量强相关的光谱变量,并采用后退逐步回归分析法逐个剔除不显著变量,综合考虑模型精度与简洁度,在不同生育期选择合适的光谱变量进行建模,实现对葡萄叶片氮含量较高精度检测。在各生育期选取无人机多光谱遥感最优光谱变量监测葡萄氮素含量,为葡萄园的精准管理提供决策信息和技术支持。

果园监控机器人自主行驶及视觉导航系统研究

目前果园的人工巡检在面对大规模区域种植时,作业任务极为繁重。基于此研究了一种在果园道路自主行驶的监控车以及机器视觉导航系统。选用基于图优化的Cartographer算法进行果园路面信息采集以及全局路径规划,采用LiDAR(Light Detection and Ranging)进行道路建图和路径规划,利用机器视觉系统进行道路分割识别并提取道路虚拟中线为导航线,并在转角区域等利用激光雷达定位和路径规划。提出了聚类算法和HSV颜色空间分割算法相结合的道路区域图像分割识别算法,并采取形态学滤波和连通域处理降噪方法,实现了果园道路的准确提取。在视觉导航实验研究中,分块并标记道路目标区域中心点,曲率拟合获得导航线,实验结果表明拟合提取的虚拟导航线与道路实际中线偏差小于4%,准确性高,满足机器视觉导航的精度要求。

基于双目视觉的葡萄识别定位及跟踪方法研究

为消除不同光照强度和葡萄叶片遮挡等因素对果穗识别定位与跟踪精确度的影响,通过搭建基于vs2017与OpenCV3.4双目识别定位系统,研究基于自然光环境下红提葡萄果穗的识别、定位及跟踪,提出一种K-Means聚类算法和HSV颜色分量相结合的葡萄果穗识别分割方法,并提出了基于深度卷积神经网络与双目视觉相结合的葡萄跟踪算法。选用OpenCv与MATLAB对双目相机标定,去除误差过大及模糊的照片,标定误差控制在0.13%以内。采用双目相机视差获得深度图进行葡萄定位,试验表明,当定位距离在0.8~1.5 m时,葡萄定位误差小于1%;利用轻量级卷积神经网络YoLov4训练葡萄位置区域模型,试验结果表明葡萄位置区域检测平均准确率达85.4%,召回率达87.6%;利用MATLAB对葡萄轮廓模型实施匹配跟踪和kalman滤波,试验结果表明跟踪效果较好。

基于Open GL的黄芪生长可视化模型构建研究

以药食同源作物黄芪为研究对象,在提出黄芪形态可视化技术框架的基础上,首先研究了黄芪器官的三维几何建模技术,基于L系统构建了基于器官形态特征参数的叶茎几何模型。其次,基于OpenGL图形平台,采用颜色渲染处理和双缓存显示等开发了黄芪器官的三维形态虚拟仿真技术,实现了黄芪从器官到个体的形态可视化,为构建可视化黄芪生长系统奠定了技术基础。

甘加型藏羊发情周期血浆孕酮动态变化及HPO轴PGR的表达

为研究甘加型藏羊(Ovis arise)发情周期血浆孕激素(P4)的分泌及孕激素受体(Progesterone receptor,PGR)在HPO轴中的表达,分析其在藏羊繁殖活动中的调控作用,本研究应用酶联免疫吸附试验、蛋白免疫印迹法、实时荧光定量和免疫组织化学染色法检测甘加型藏羊发情周期血浆中孕酮含量的动态变化、HPO组织中PGR mRNA及其蛋白的表达和组织分布。结果显示:1)甘加型藏羊发情周期血浆孕酮呈波动式和脉冲式分泌,在间情期达到最高峰值,发情期最低,二者差异显著(P<0.05)。2)PGR mRNA及其蛋白在HPO组织中均有表达;下丘脑中,PGR mRNA及其蛋白相对表达量在间情期最高,各时期之间差异显著(P<0.05);垂体中,PGR mRNA表达量在发情后期达到最高,显著高于发情前期和间情期(P<0.05),发情前期蛋白相对表达量高于其他时期;卵巢中,PGR mRNA在发情期最高,与间情期差异显著(P<0.05),蛋白表达水平在发情前期最高。3)PGR免疫阳性反应产物表达在下丘脑神经胶质细胞和大神经元胞体中,腺垂体嗜酸性细胞和嗜碱性细胞的胞浆中,卵巢生长卵泡的颗粒层细胞、卵泡膜细胞以及黄体细胞胞浆中。综上,甘加型藏羊发情周期血浆中孕酮含量的动态变化、HPO轴中PGR mRNA、蛋白的差异性表达表明孕酮通过与分布在HPO生殖轴上的PGR受体结合,调节甘加型藏羊周期性发情和生殖器官的功能活动。