检索结果-内蒙古大学图书馆

农业机械学报 2025年第3期56卷 18-26页

作者：段凌凤王新轶魏函志王旭升杨万能华中农业大学工学院武汉430070 华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室武汉430070

小麦根系作为关键的水分和养分吸收器官,其表型特征对了解小麦生长状况及土壤环境具有重要意义。然而,根系地下生长的特性使得其观测面临挑战。本研究设计了一套小麦水生培养装置、基于虹吸原理的柔性换液装置及根系图像采集系统,并针... 详细信息

小麦根系作为关键的水分和养分吸收器官,其表型特征对了解小麦生长状况及土壤环境具有重要意义。然而,根系地下生长的特性使得其观测面临挑战。本研究设计了一套小麦水生培养装置、基于虹吸原理的柔性换液装置及根系图像采集系统,并针对该系统开发了图像光学折射校正方法,通过SFM算法构建了根系的三维点云模型,并提取了相关表型特征。试验表明,柔性换液装置使换液前后根系图像结构相似度提高至0.98;折射校正方法使图像误差减少62%。采用提出的装置及方法对小麦根系生长发育受氮环境的影响进行了探讨。研究结果表明,在低氮条件下,小麦根系展现出更深、分布更密集的生长趋势。另外,相比于氮高效品种,氮低效品种对氮环境变化更敏感。本文提出的装置及方法有助于高通量植物根系三维表型分析。

关键词：小麦根系三维重建折射校正图像处理表型提取 SFM

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基于超分辨率重建与机器学习的油菜苗情监测方法

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农业机械学报 2024年第6期55卷 196-201页

作者：杨扬刘洋苏宸赵杰张强强周广生华中农业大学工学院武汉430070 华中农业大学植物科学技术学院武汉430070 安徽农业大学农学院合肥230036

为优化养分管理和确保植株正常生长,以无人机遥感技术高效且非破坏采集田间作物苗情信息,监测油菜苗期的叶面积指数(LAI)与叶绿素相对含量(SPAD)。针对无人机因飞行高度与图像分辨率相互制约,监测效率与监测精度难以兼顾的问题,采用超... 详细信息

为优化养分管理和确保植株正常生长,以无人机遥感技术高效且非破坏采集田间作物苗情信息,监测油菜苗期的叶面积指数(LAI)与叶绿素相对含量(SPAD)。针对无人机因飞行高度与图像分辨率相互制约,监测效率与监测精度难以兼顾的问题,采用超分辨率重建方法,融合较低飞行高度拍摄高分辨率影像,重建较高飞行高度拍摄影像,建模完成后可通过拍摄飞行影像监测LAI和SPAD。试验设置3个氮肥梯度、3个播期、3个种植密度处理,在苗期利用无人机分别采集20m及40m 2个飞行高度的油菜苗影像,采用SRRestnet方法,对40m影像进行超分辨率重建。基于20m、40m及40m重建影像中提取的3种特征组合,利用偏最小二乘回归(PLSR)、随机森林(RF)、支持向量回归(SVR)3种机器学习方法对LAI和SPAD进行监测。结果表明,超分辨率重建后的图像在表型苗情监测中表现出良好效果,PLSR监测LAI、RF监测SPAD的监测精度最高,且40m重建图像的作业效率相比于20m图像提高48.6%。

关键词：油菜苗情监测叶面积指数叶绿素相对含量超分辨率重建机器学习

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基于深度学习的小麦抗旱相关根系表型原位测量与分析

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农业机械学报 2024年第5期55卷 207-217页

作者：段凌凤傅金阳王新轶施家伟李为坤杨万能华中农业大学工学院武汉430070 华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室武汉430070

根系是植物吸收水分的主要通道,根系表型与植物抗旱能力息息相关。为了快速准确地获取小麦根系表型指标,利用土培根盒法进行了小麦干旱胁迫实验,共采集18个时间点的根系时序图像。设计了一套基于深度学习的根系图像处理与分析流程,针对... 详细信息

根系是植物吸收水分的主要通道,根系表型与植物抗旱能力息息相关。为了快速准确地获取小麦根系表型指标,利用土培根盒法进行了小麦干旱胁迫实验,共采集18个时间点的根系时序图像。设计了一套基于深度学习的根系图像处理与分析流程,针对土壤遮蔽引起的断根问题,提出了一种融合目标检测网络和沙漏注意力网络的检测-修复两阶段断根修复方法,以修复根系断裂区域,并通过多尺度训练和自适应迭代法提高修复精度和鲁棒性。提取了小麦在干旱胁迫和对照处理下的根面积、总根长、根宽、根深、根宽深比、根密度6个表型性状,分析了小麦根系对干旱胁迫的表型响应。结果显示,干旱胁迫下,小麦会有更低的根系生物量、更深的根系扎根深度及更分散的根系构型。同时计算了小麦根系干旱胁迫耐受性指数,结合主成分分析法,对小麦品种的抗旱能力进行了描述和排序。

关键词：小麦根系表型原位测量抗旱性分析断根修复深度学习

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微重力生物学知识图谱三元关系预测模型构建及应用

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空间科学学报 2025年第2期45卷 493-505页

作者：朱学松曲恩锐朱玉锋全源华中农业大学信息学院武汉430070

空间微重力环境会对航天员的生理和心理健康造成重大影响,包括骨骼密度下降、肌肉萎缩、心血管功能改变等.这些问题对于实现长期空间居住和深空探测构成重大障碍.为应对这些问题,研究通过整合微重力生物学知识图谱(Microgravity Biomedi... 详细信息

空间微重力环境会对航天员的生理和心理健康造成重大影响,包括骨骼密度下降、肌肉萎缩、心血管功能改变等.这些问题对于实现长期空间居住和深空探测构成重大障碍.为应对这些问题,研究通过整合微重力生物学知识图谱(Microgravity Biomedical Knowledge Graph,MBKG)和药物重定位知识图谱(Drug Repurposing Knowledge Graph,DRKG),构建一个全面的知识图谱,覆盖广泛的疾病、药物和基因实体及实体之间的复杂关系.在此基础上,研究训练并使用新的三元关系预测模型异质因果元路径图神经网络(Heterogeneous Causal Meta path Graph Neural Network,HCMGNN)获取预测结果.结果表明,与传统的知识图谱二元链路预测相比,研究提出的三元预测方法在提高基因和药物预测准确率方面具有明显优势.研究结论强调三元关系模型在探测基因-药物-疾病三元关系预测方面的有效性和潜力,不仅为未来空间探测中航天员的生理和心理健康、药物再利用研究提供了新的方法和研究思路,而且为药物再利用领域开辟了新的视角.

关键词：空间微重力老药新用知识图谱三元关系预测图神经网络

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基于网络引导随机森林的电离辐射对人类B细胞影响机制

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空间科学学报 2025年第2期45卷 506-516页

作者：何敏敏朱玉锋吕萱唐广燕全源华中农业大学信息学院武汉430070

在空间环境中,电离辐射可破坏细胞DNA和其他分子结构,导致细胞突变或死亡,增加癌症及其他疾病风险.解析电离辐射对人类细胞的影响机制已成为航天医学领域亟待解决的问题.近年来,空间组学数据的大量累计以及生物信息学技术的发展为该问... 详细信息

在空间环境中,电离辐射可破坏细胞DNA和其他分子结构,导致细胞突变或死亡,增加癌症及其他疾病风险.解析电离辐射对人类细胞的影响机制已成为航天医学领域亟待解决的问题.近年来,空间组学数据的大量累计以及生物信息学技术的发展为该问题的解决提供了可行途径.本文使用网络引导随机森林(Network Guided Random Forest,NGF)算法研究人类B细胞对电离辐射的响应机制.基于基因功能富集分析发现人类B细胞在经过大剂量电离辐射后难以对受损伤的DNA进行正常修复,大量细胞发生凋亡或癌变.基于cMap(Connectivity Map)数据库进行潜在抗电离辐射药物筛选,结果显示紫杉醇和醉椒素等天然产物或可辅助人体抵抗电离辐射伤害.研究结果将为空间环境对人体影响机制的解析奠定基础,辅助开展航天员抗空间逆境策略研究.

关键词：电离辐射人类B细胞网络引导随机森林算法基因功能分析药物筛选

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基于YOLO v8n-seg和改进Strongsort的多目标小鼠跟踪方法

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农业机械学报 2024年第2期55卷 295-305,345页

作者：梁秀英贾学镇何磊王翔宇刘岩杨万能华中农业大学工学院武汉430070 华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室武汉430070

多目标小鼠跟踪是小鼠行为分析的基本任务,是研究社交行为的重要方法。针对传统小鼠跟踪方法存在只能跟踪单只小鼠以及对多目标小鼠跟踪需要对小鼠进行标记从而影响小鼠行为等问题,提出了一种基于实例分割网络YOLO v8n-seg和改进Strongs... 详细信息

多目标小鼠跟踪是小鼠行为分析的基本任务,是研究社交行为的重要方法。针对传统小鼠跟踪方法存在只能跟踪单只小鼠以及对多目标小鼠跟踪需要对小鼠进行标记从而影响小鼠行为等问题,提出了一种基于实例分割网络YOLO v8n-seg和改进Strongsort相结合的多目标小鼠无标记跟踪方法。使用RGB摄像头采集多目标小鼠的日常行为视频,标注小鼠身体部位分割数据集,对数据集进行增强后训练YOLO v8n-seg实例分割网络,经过测试,模型精确率为97.7%,召回率为98.2%,mAP50为99.2%,单幅图像检测时间为3.5 ms,实现了对小鼠身体部位准确且快速地分割,可以满足Strongsort多目标跟踪算法的检测要求。针对Strongsort算法在多目标小鼠跟踪中存在的跟踪错误问题,对Strongsort做了两点改进:对匹配流程进行改进,将未匹配上目标的轨迹和未匹配上轨迹的目标按欧氏距离进行再次匹配;对卡尔曼滤波进行改进,将卡尔曼滤波中表示小鼠位置和运动状态的小鼠身体轮廓外接矩形框替换为以小鼠身体轮廓质心为中心、对角线为小鼠体宽的正方形框。经测试,改进后Strongsort算法的ID跳变数为14,MOTA为97.698%,IDF1为85.435%,MOTP为75.858%,与原Strongsort相比,ID跳变数减少88%,MOTA提升3.266个百分点,IDF1提升27.778个百分点,与Deepsort、ByteTrack和Ocsort相比,在MOTA和IDF1上均有显著提升,且ID跳变数大幅降低,结果表明改进Strongsort算法可以提高多目标无标记小鼠跟踪的稳定性和准确性,为小鼠社交行为分析提供了一种新的技术途径。

关键词：小鼠行为多目标跟踪 YOLO v8n-seg Strongsort

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外泌体及其在中枢神经系统中的功能

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生物化学与生物物理进展 2024年第2期51卷 378-393页

作者：王子源白宇轩曹罡戴金霞华中农业大学生命科学技术学院武汉430070 华中农业大学农业微生物学国家重点实验室武汉430070 华中农业大学动物医学院武汉430070

外泌体是一类由细胞分泌至胞外的囊泡,生物发生主要涉及细胞质膜的两次内陷、多囊泡体的形成以及外泌体的释放。外泌体具有丰富多样的内含物,包括一些标志性膜蛋白、可溶蛋白、各类RNA分子和DNA片段等。细胞可以通过分泌和接受外泌体来... 详细信息

外泌体是一类由细胞分泌至胞外的囊泡,生物发生主要涉及细胞质膜的两次内陷、多囊泡体的形成以及外泌体的释放。外泌体具有丰富多样的内含物,包括一些标志性膜蛋白、可溶蛋白、各类RNA分子和DNA片段等。细胞可以通过分泌和接受外泌体来实现细胞间的信号交流,外泌体通过膜上携带的配体分子与其他细胞质膜表面的受体相互作用,从而激活细胞的信号转导或与受体细胞质膜发生融合释放内容物进入胞质来发挥调节功能。在中枢神经系统中,神经元及各类神经胶质细胞分泌的神经外泌体可以介导布线式的突触信号传递,但主要还是以容积传递的方式发挥类似神经调质的功能。本文详细阐述了外泌体的生物发生过程及部分重要的功能性成分,就神经外泌体在发生、内容物分选和受控释放三个方面的特性与突触囊泡进行比较,总结了神经外泌体在中枢神经系统中发挥的生理功能及其在神经退行性疾病和抑郁症发生、发展中作用的研究进展,并对外泌体在神经系统疾病早期诊断及靶向治疗方面的应用前景进行了展望。

关键词：外泌体神经元神经胶质细胞容积传递中枢神经系统疾病诊断靶向递送

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基于Nrf2/HO-1启动子筛选抗水生病毒药物的方法

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水产学报 2024年第2期48卷 143-154页

作者：王靖雯吴苗苗李莉娟顾泽茂袁军法华中农业大学水产学院华中农业大学水生动物疫病专业实验室

为建立基于Nrf2、HO-1启动子活性的抗病毒药物筛选方法，实验以胖头鱥上皮细胞系(FHM)为材料，构建Nrf2、HO-1启动子重组质粒，利用双荧光素酶报告系统检测不同浓度(0、3.1、6.3、12.5、25.0、50.0μg/mL)的白藜芦醇、水飞蓟宾、穿心莲... 详细信息

为建立基于Nrf2、HO-1启动子活性的抗病毒药物筛选方法，实验以胖头鱥上皮细胞系(FHM)为材料，构建Nrf2、HO-1启动子重组质粒，利用双荧光素酶报告系统检测不同浓度(0、3.1、6.3、12.5、25.0、50.0μg/mL)的白藜芦醇、水飞蓟宾、穿心莲内酯及姜黄素对启动子活性的影响，并利用鲤春病毒血症病毒(spring viremia of carp virus,SVCV)和蛙虹彩病毒(rana grylio iridovirus,RGV)验证阳性药物的抗病毒效果。结果显示，Nrf2、HO-1启动子序列中存在FOX家族、IRF家族等多种转录因子的结合位点，并分别存在1个和3个与甲基化相关的CpG岛。双荧光素酶报告实验显示，水飞蓟宾、穿心莲内酯及姜黄素可激活Nrf2、HO-1启动子。药物浓度梯度实验显示，6.3μg/mL的姜黄素和穿心莲内酯可显著上调Nrf2和HO-1的启动子活性。病毒感染后的细胞病变效应、病毒的复制及病毒滴度结果均表明姜黄素和穿心莲内酯可抑制SVCV和RGV的感染。综上，本实验建立的pGL3-Nrf2和pGL3-HO-1启动子报告质粒，可用于抗水生病毒药物的筛选，也为Nrf2、HO-1转录调控机制的研究提供了工具。

关键词：水生病毒胖头鱥上皮细胞(FHM) Nrf2 HO-1 启动子抗病毒药物筛选

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基于结合型制图方法的土壤类型推理研究

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土壤学报 2025年第2期62卷 348-361页

作者：李坤黄魏傅佩红陈宇昊王子影华中农业大学资源与环境学院武汉430070

通过数字土壤制图获取更高精度的土壤类型空间分布,对于人们合理利用土地资源具有重要意义。本研究基于实地采样点根据母质类型筛选环境因子,并使用随机森林,土壤景观推理模型方法(Soil-land Inference Model,So LIM)、K邻近算法(K-Near... 详细信息

通过数字土壤制图获取更高精度的土壤类型空间分布,对于人们合理利用土地资源具有重要意义。本研究基于实地采样点根据母质类型筛选环境因子,并使用随机森林,土壤景观推理模型方法(Soil-land Inference Model,So LIM)、K邻近算法(K-Nearest Neighbor,KNN)等三种不同制图方法分别分区建模,得到制图结果后合并形成全域土壤类型空间分布图,继而,使用FP-Growth算法挖掘环境因子内部关联关系(频繁项集),分别将其与上述三种制图结果结合,再次推理土壤类型空间分布。制图结果显示:(1)按母质类型分开制图的效果和精度均较母质一起制图时好,且土壤类型空间分布的推理也更加合理。(2)随机森林与频繁项集结合制图在本研究中精度最高,为70.73%,且与另外两种结合方法推理的土壤类型空间分布也有一定的相似性,通过对比分析能够确定研究区土种类型的空间分布。(3)与频繁项集结合后,三种方法的制图精度和Kappa系数均有提升,提升最多的为KNN方法(分别提升9.76%,11.70%),最少的为随机森林方法(分别提升4.88%,5.85%),验证了本文设计结合方法的有效性。本研究主要进行了两方面探究,一方面探究了母质对环境因子筛选的影响,为数字土壤制图的因子筛选提供参考;另一方面通过将频繁项集与不同制图方法相结合为数字土壤制图提供了新的方法和思路,同时也为关联关系的信息化应用提供了参考。

关键词：环境因子母质机器学习频繁项集数字土壤制图

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改良剂施用下的土壤降酸培肥效果——基于中国酸性土壤改良研究的Meta分析

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土壤学报 2025年第2期62卷 400-410页

作者：明润廷万方那立苹吴海程王薇谭文峰伍玉鹏华中农业大学资源与环境学院武汉430070

为了准确评估土壤改良剂施用对中国酸性土壤的降酸培肥效果,对127篇已发表的相关文献进行了Meta分析,明确了酸性土壤改良剂施用对土壤酸度、土壤肥力和作物产量的影响。结果显示:改良剂在极强酸性土壤(pH≤4.5)中的降酸效果最好,施用后... 详细信息

为了准确评估土壤改良剂施用对中国酸性土壤的降酸培肥效果,对127篇已发表的相关文献进行了Meta分析,明确了酸性土壤改良剂施用对土壤酸度、土壤肥力和作物产量的影响。结果显示:改良剂在极强酸性土壤(pH≤4.5)中的降酸效果最好,施用后土壤pH增幅达14.39%,土壤交换性铝和交换性酸的削减率分别为68.61%和69.90%。改良剂本身的pH和碱度是影响改良剂降酸效果的主要因素,其中以石灰类改良剂降酸效果最好,施用后土壤pH增加18%,交换性酸减少75.81%。改良剂本身的养分含量和施用量是影响改良剂培肥土壤的主要因素,其中有机肥类改良剂施用对土壤速效氮、有效磷的提升效果最好(分别为60.16%和135.30%),生物质炭类改良剂对土壤速效钾和有机质的提升效果最好(达75.52%和76.02%)。施用改良剂通过降低土壤酸度、增加土壤肥力达到增产的效果,其中以生物质炭类改良剂的增产效果最好(达78.23%)。综上,对于强酸性土壤建议施用石灰、高碱度生物质炭等高pH、高碱度改良剂;对于酸性且有机质含量较低的土壤建议施用高碱度有机肥、生物质炭等改良剂;对于酸性且有机质含量较高的土壤建议施用生物质炭、矿物类改良剂;而对于弱酸性土壤,建议施用普通有机肥。未来有必要进一步加强无机类和有机类改良剂的配合施用研究,以此获得较好的酸性土壤改良效果。

关键词：酸性土壤土壤改良改良剂土壤肥力 Meta分析

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