基于改进YOLO v5的复杂环境下柑橘目标精准检测与定位方法

针对自然环境下柑橘果实机械化采收作业环境复杂和果实状态多样等情况,提出了一种多通道信息融合网络——YOLO v5-citrus,以解决柑橘果实识别精准度低、果实分类模糊和定位精准度低等难题。将不同的柑橘目标通过不同遮挡条件分为“可采摘”和“难采摘”两类,这种分类策略可指导机器人在真实果园中顺序摘取,提高采摘效率并减少机器人本体和末端执行器损坏率。YOLO v5-citrus中,在颈部网络插入多通道信息融合模块,对柑橘的深浅特征信息进行处理,提高柑橘采摘状态识别精度,同时修改颈部网络拼接方法,针对目标柑橘大小进行识别,训练后在识别部分嵌入聚类算法模块,将训练部分识别模糊的柑橘目标进行最后区分。识别后进行深度图像和彩色图像的像素对齐,并通过坐标系转换获取柑橘目标三维坐标。在使用多种增强技术处理的数据集中,YOLO v5-citrus比原始YOLO v5在平均精度均值和精确率上分别提高2.8个百分点与3.7个百分点,表现出更优异的泛化能力。与YOLO v7和YOLO v8等其他主流网络架构相比较,保持了更高的检测精度和更快的检测速度。通过真实果园的检测与定位试验,得到柑橘目标的三维坐标识别定位系统的定位误差为(1.97 mm,0.36 mm,9.63 mm),满足末端执行器的抓取条件。试验结果表明,该模型具有较强的鲁棒性,满足复杂环境下柑橘状态识别要求,可为柑橘园机械采收设备提供技术支持。

我国主产地柑橘的农药残留现状研究

我国柑橘生产使用农药种类多、剂量大,对产品质量安全有一定影响。文中采用气相色谱和高效液相色谱检测技术,对我国6省(市)柑橘产地抽取的198个鲜果样品进行了26种农药残留的检测与评价。10种农药残留检出,包括禁限用农药,其中1个样品有1种农残超标,超标率为0.47%,各省(市)柑橘鲜果样品的农药残留检出率均在48.9%以上,我国柑橘质量安全存在潜在风险。

亚洲柑橘木虱的发生与防治研究进展

黄龙病(Citrus Huanglongbing, HLB)是柑橘上一种毁灭性病害,可危害几乎所有的柑橘及其近缘属植物,但目前尚无该病的有效防治方法。亚洲柑橘木虱作为黄龙病重要的传播媒介已成为近年来研究的热点,对亚洲柑橘木虱的防治效果好坏直接关系到黄龙病防控的成败。笔者试图对亚洲柑橘木虱(Diaphorina citri)的发生分布、寄主范围、传毒机制、生活史、预测预报及防治方法等方面的研究进展进行总结,同时突出该研究领域的最新研究进展,旨在为更好地防治柑橘黄龙病提供借鉴。

柑橘类黄酮提取方法的研究进展

黄酮类化合物是一类具有广泛开发应用前景的天然植物成分,在柑橘属中含量丰富,因其具有多种生物活性,对人体有着重要的保健功能,故在食品行业和医药领域有着广阔的应用前景。本文介绍了柑橘类黄酮的种类、分布、生理活性,重点综述了柑橘类黄酮的几种常用提取方法,阐述了方法的基本原理,并比较了各自的优缺点。

真正柑橘果树类植物基于AFLP分子标记的分类与进化研究

用AFLP分子标记技术对芸香科Rutaceae柑橘亚科Aurantioideae真正柑橘果树类(the True Citrus Fruit Trees Group)6属植物的59个生物类型以及九里香Murraya exotica L.、蚝壳刺Severinia buxifolia Tenore和酒饼簕Atalantia buxifolia Oliv.进行了分析。从64对引物组合中筛选出15对分辨率好的引物对全部材料进行了扩增,共获得312条带,其中多态型带305条,多态位点达97.8%。利用PAUP软件构建了全部材料基于AFLP数据的UPGMA距离树。结果表明,AFLP证据支持基于形态特征建立的真正柑橘果树群以及群内各属的划分,只是金柑属Fortunella Swingle作为一个独立的分支嵌于柑橘属CitrusL.内。对于柑橘属,我们的分子证据支持Swingle关于亚属的划分以及Scora等关于C.medica、C.grandis和C.reticulata是真正柑橘亚属subgen.Eucitrus三个基本种的观点。AFLP分子证据显示宜昌橙C.ichangensis Swingle位于真正柑橘亚属中,与香橙C.junos Sieb.exTanaka的亲缘关系最近,而与大翼橙亚属subgen.Papeda中马蜂柑C.hystrix DC.相隔甚远。另外,莽山野橘C.mangshanensis S.W.He & G.F.Liu在系统树上居于宽皮柑橘类的基部。最后,对真正柑橘果树群6属植物间以及柑橘属各主要类型(种)的进化关系进行了详细的讨论。

柑橘铜胁迫研究进展

铜是植物必需的矿质营养元素,在柑橘生长发育过程中起着重要作用。国内外长期广泛应用铜制杀菌剂防治溃疡病、炭疽病等,致使果园土壤积累了过量铜,甚至部分柑橘园树体出现铜中毒现象。另一方面,我国柑橘产区背景土壤有效铜含量较低,不使用或很少使用铜制剂的果园树体又易出现缺铜现象。铜胁迫会影响柑橘树体正常生理代谢,导致果实品质、产量下降。就此,笔者对柑橘铜胁迫现状、铜胁迫对柑橘生长发育和新陈代谢的影响、铜胁迫抗性机制等进行了综述,并对柑橘铜胁迫的影响因子、柑橘砧木对铜胁迫的耐性差异以及铜胁迫防治措施进行了概括,旨在为铜胁迫有关研究以及生产实践提供参考。

我国柑橘近年新发生的病毒及类似病害研究进展

柑橘病毒类病害是由病毒、类病毒引起的严重危害世界柑橘产业的病害。随着柑橘产业的发展,新的柑橘病毒类病害不断出现,柑橘病毒类病害的危害也日趋严重。笔者对柑橘黄脉病、柑橘褪绿矮缩病、柑橘叶斑驳病、柑橘树皮裂纹类病毒、柑橘类病毒V和柑橘类病毒VI 6种我国近年来新发柑橘病毒类病害的发生分布、生物学特性和分子生物学特性进行总结,并对新发柑橘病毒类病害的检测和防治方法进行阐述,以期为我国柑橘产业的健康可持续发展提供借鉴。

利用GBS技术研究240份宽皮柑橘的系统演化

【目的】GBS(genotyping-by-sequencing)是一种高效而经济的SNP(单核苷酸多态性)发掘和基因分型技术。采用GBS技术对240份宽皮柑橘进行基因分型,以阐明一些野生宽皮柑橘和地方品种的遗传背景,为其起源和演化研究提供更可靠的证据。【方法】选用国家柑橘种质重庆资源圃保存的具有广泛遗传多样性和地理起源的240份宽皮柑橘作为材料,利用Eco R I限制性内切酶消化基因组DNA后构建GBS文库;然后进行Illumina HiSeqPE150二代测序获得短读序列,通过BWA软件将序列映射到克里曼丁参考基因组上,再利用SAMTOOLS软件鉴定SNP位点。依据SNP的基因分型结果,采用邻近法构建系统演化树,并进行主成分分析。【结果】利用GBS简化基因组测序技术对240份宽皮柑橘进行测序,共获得96.3 Gb的测序数据,平均每个样本测序数据为401.26 Mb,经过测序深度为4X、Miss0.2、次要等位基因频率(MAF)>0.01的筛选条件过滤,最后共获得了114 200个高质量的SNP位点。主成分分析结果显示240份宽皮柑橘被分为4大类,其中温州蜜柑亚群、野生宽皮柑橘亚群可明显区分于其他宽皮柑橘。利用系统演化树可将240份宽皮柑橘划分到11个类群中。系统演化树和主成分分析都揭示了不同地理来源和特定形态的宽皮柑橘在遗传水平上存在明显的差异,比如来源于日本的温州蜜柑、欧美的克里曼丁橘及其杂种后代,以及中国南方的野生宽皮柑橘由于地理分布不同而形成了较为独特的类型,彼此间能够相互区分开。进化树结果表明中国南、北不同地域的宽皮柑橘可能存在不同的演化路径,南岭山脉及南方地区的野生宽皮柑橘、酸橘和目前南方地区栽培的砂糖橘存在较近的起源演化联系,而北方宽皮柑橘的演化却与宽皮柑橘中的古老地方品种存在紧密联系。人工杂交育种、长期的人工选择和驯化形成了不同类型的宽皮柑橘,同时也导致宽皮柑橘遗传多样性的增加。另外,一些宽皮柑橘资源中的可疑亲本也通过GBS技术得以准确鉴定。本研究表明沃柑与金诺橘有较近的亲缘关系。【结论】GBS技术用于柑橘种质资源的基因分型高效可靠,建立的系统演化树可以对240份宽皮柑橘进行准确划分,与用植物形态学划分的结果高度吻合。另外,GBS技术用于资源材料的准确鉴定和亲缘关系的研究,可为柑橘植物新品种权的保护提供可靠的技术支撑。

柑橘衰退病毒弱毒株筛选方法研究进展

柑橘衰退病毒(Citrus tristeza virus,CTV)引起的衰退病是一种严重危害世界柑橘产业的病毒病害。随着我国柑橘产业的发展,柑橘衰退病的危害也日趋严重。目前交叉保护技术是防治柑橘衰退病最有效的手段。现有研究表明,由于CTV存在复杂的株系分化现象,导致弱毒株筛选仍存在诸多困难。对运用生物学方法、血清学检测以及分子生物学技术鉴定CTV弱毒株的最新研究进展予以综述,同时就现有交叉保护防治技术的不足和解决途径进行讨论和展望,旨在为更好地防治柑橘衰退病提供借鉴。

杀菌方式对柑橘汁品质影响的研究进展

热杀菌是目前柑橘汁生产过程中最常用的有效杀菌方式,但是热杀菌会导致柑橘汁营养品质下降和理化成分的改变。非热加工技术因能最大限度地保持其色、香、味等特性,已成为柑橘汁加工领域的研究热点。综述了目前应用于柑橘汁杀菌的主流非热加工技术(如超高压杀菌、超声波杀菌、高压脉冲电场杀菌等)的研究现状,以期为非热杀菌技术应用于柑橘汁的工业化生产提供参考。

5%啶虫脒乳油对柑橘粉虱的防效研究

[目的]明确啶虫脒对柑橘粉虱的防治效果。[方法]对5％啶虫脒乳油进行了田间防治柑橘粉虱的药效试验。[结果]结果表明，在试验剂量范围内，各处理对柑橘粉虱都有较好的防治效果，以2000倍（25mg／kg）和3000倍（16．67mg／kg）防治效果较优，可以在生产上应用。防治最好在第1代1～2龄若虫孵化高峰期进行，重点在于喷施新梢嫩叶的叶背。[结论]研究结果为柑橘粉虱的防治提供了参考。

SSRs分子标记在柑橘研究中的应用最新进展

综述了SSRs分子标记在柑橘遗传多样性分析、遗传图谱构建、亲本起源推导、品种及杂交苗区分与鉴定以及进化和分类等方面的应用最新进展。

柑橘花茶包埋工艺探索

采用包埋技术的柑橘花茶与传统茉莉花茶从茶汤气味嗅闻对比发现,茉莉花茶在茶汤挥发性成分的气味强度整体高于柑橘花茶,柑橘花茶则在茶汤挥发性成分的丰富性和持久性上强于茉莉花茶.从化合物定性角度看,柑橘花茶中来自柑橘花的芳樟醇、橙花醇、D-柠檬烯等含量更高,而茉莉花茶中来自茉莉花的苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯等含量更高.茉莉花茶在冲泡5次后的气味主要为苯甲酸甲酯、香叶醇、反式石竹烯、邻甲氨基苯甲酸甲酯、α-柏木烯、(顺式)苯甲酸叶醇酯等6种具有茉莉花香特征的物质构成.柑橘花茶在5次冲泡后有2-蒈烯、D-柠檬烯、γ-松油烯、芳樟醇、芳樟醇乙酸酯、α-松油醇、橙花醇、苯甲醇、苯乙醇、香叶醇、苯甲腈、(α-,β-)金合欢烯、β-紫罗酮、邻氨基苯甲酸甲酯等14种呈香物质,气味整体结构较完整.从嗅觉识别上看,创新包埋工艺的柑橘花茶具有较好且稳定的气味输出.茶汤味觉方面,柑橘花茶在鲜味、丰富性方面高于茉莉花茶,在苦味和苦味回味方面均低于茉莉花茶,可减轻大众消费群体对于茶叶中苦涩味不适感的抵触.

柑橘全爪螨防控研究进展

柑橘全爪螨作为柑橘重要的害螨之一,对柑橘的危害十分严重。化学防治由于见效快一直是主要防治手段,但柑橘全爪螨的抗药性也不同程度的发生。另外,利用天敌进行柑橘全爪螨的生物防治也已经成为国内外研究的热点之一。除了化学防治和生物防治,物理防治和农业防治也引起广泛重视。本文综述了柑橘全爪螨四大防治特点及应用,并针对研究中存在的问题提出了相应的建议,旨在为柑橘全爪螨的预防和控制研究提供一定的理论指导。

柑橘杂种材料鉴定研究进展

从形态鉴别法、化学鉴别法、同工酶鉴别法、分子标记鉴别法几方面,综述了目前国内外关于柑橘材料鉴定方法的研究进展。

基于图像处理的果树滴水线导航路径检测方法研究

针对果园开沟施肥,提出一种基于图像处理的果树滴水线导航路径检测方法。该方法采用垂直地面向上布置的CCD相机采集果树冠层投影图像,并实现果树冠层沿地面垂直投影轮廓的识别与滴水线平滑处理,进而对无人施肥装备沿果树环状行走路径进行确定。通过相机标定获取相机内部参数和畸变参数,对原始图像进行畸变矫正;通过对图像在RGB颜色空间的分布特征进行定量分析,使用平均值法对图像灰度处理,使用定阈值法进行二值分割;二值图像中由于存在大量的空间间隙,使用形态学膨胀操作,填充间隙,以凸显树冠投影边缘轮廓;使用边界跟踪算法,提取树冠轮廓边缘;引入Beseel曲线拟合方法,对轮廓边缘进行平滑处理,通过对比二阶、三阶、四阶、五阶拟合结果,得出使用三阶和四阶Beseel拟合结果较为符合导航路径要求。将相机固定在一个位置,分别在晴天和阴天拍摄条件下采集图像,进行滴水线导航路径提取,分别使用三阶和四阶Beseel曲线拟合晴天和阴天的图像边缘轮廓,使用四阶拟合结果较为符合实际要求,平均像素误差为19.5像素,平均像素相对误差为2.6%,平均每帧图像处理速度为27 ms,能较好地满足导航精度和实时性的要求,为施肥作业平台沿滴水线自动导航提供参考。

基于近红外光谱的脐橙产地溯源研究

为研究近红外光谱分析技术鉴别脐橙产地的可行性,该文采用江西、重庆和湖南3个产地脐橙样品1140～1170nm波段的近红外光谱经一阶导数(9点平滑)预处理,分别建立了簇类独立软模式法脐橙产地鉴别模型。在5%显著水平下,模型对3个产地训练集样品的识别率均为100%,拒绝率分别为85.7%、83.3%、100%;对验证集样品的识别率均为100%,拒绝率分别为100%、89.5%、100%,表明簇类独立软模式法模型基本能够判别脐橙产地。将江西、重庆和湖南3个产地的脐橙样品分别赋值0、1、?1,在全波段范围内建立原始光谱脐橙产地的偏最小二乘判别模型,其预测值与真实值的决定系数为0.973,校正标准差为0.110,预测标准差为0.159,模型对训练集和验证集样品的识别率达到100%。因此,应用近红外光谱分析技术可准确、快速地追溯脐橙产地来源。

超高效液相色谱法同时测定柑橘中11种类黄酮物质

通过正交试验优化样品前处理条件,建立超高效液相色谱快速检测柑橘中11种类黄酮物质的方法。以甲醇-乙酸溶液为流动相,梯度洗脱,8种黄烷酮和3种多甲氧基黄酮11min内完全基线分离(检测波长283nm和330nm)。方法检出限为0.005～0.02mg/kg(RSN=3),线性方程的相关系数均达到0.9993以上。果皮和果汁的回收率分别为94.6%～100.2%,94.5%～101.8%;相对标准偏差(n=6)分别为1.1%～3.7%,0.9%～3.9%。该方法快速、高效、低成本、环境友好、结果准确可靠,能满足柑橘中类黄酮化合物的检测要求。

气相色谱-质谱联用快速检测柑橘中55种农药多残留

建立了固相萃取-气相色谱-质谱法快速检测柑橘中55种农药多残留的分析方法。样品用乙腈均质提取,盐析除水液液萃取,石墨炭黑-氨基串联柱净化后用气相色谱-质谱仪(GC-MS)分析。采用选择离子监测模式(SIM),以保留时间和特征离子定性、峰面积定量。方法的检出限(S/N=3)为0.003 8～0.066 mg/kg,方法回收率为45.0%～137.5%,相对标准偏差<20%。

柑橘碎叶病毒外壳蛋白基因的克隆和序列分析

【目的】了解中国CTLV分离物外壳蛋白(CP)基因的变异情况。【方法】对来源于中国不同地区、不同寄主品种的18个柑橘碎叶病毒(CTLV)分离物进行RT-PCR、克隆、测序,应用DNAMAN软件进行序列分析。【结果】18个分离物的CP基因全长714nt,推导的CP含237个氨基酸。CP核苷酸序列及推导的氨基酸序列最大相似性分别为88.5%～99.9%和91.1%～99.6%。与核苷酸序列G289→A或C、A409→C和G414→T的单碱基突变相对应,CTLV外壳蛋白第97、137、138位氨基酸在强、弱毒分离物之间存在差异,多数弱毒分离物为Q97或K97、Q137、H138,而多数强毒分离物为E97、R137或K137、Q138。在根据CP氨基酸序列构建的系统进化树上,本研究获得的18个CTLV分离物至少可以划分为2个组群,其中,在指示植物上表现较弱症状的多数(4/6)CTLV分离物划分在第Ⅰ组群,多数(10/12)CTLV强毒分离物划分在第Ⅱ组群。【结论】CTLV外壳蛋白基因相对保守,其第289、409、414位碱基在强、弱毒分离物之间存在差异,可能与病毒致病性相关。