玉米育种过程中,灌浆期籽粒含水率检测时,通常需要脱粒,采集穗中间200粒为检测样本。为了保护亲本,避免破坏性检测,该研究提出一种基于近红外光谱的灌浆期玉米籽粒水分定量分析通用模型,用于灌浆期玉米籽粒水分的田间原位检测。首先构建...玉米育种过程中,灌浆期籽粒含水率检测时,通常需要脱粒,采集穗中间200粒为检测样本。为了保护亲本,避免破坏性检测,该研究提出一种基于近红外光谱的灌浆期玉米籽粒水分定量分析通用模型,用于灌浆期玉米籽粒水分的田间原位检测。首先构建GA-IRIV-DS光谱数据处理策略。利用遗传算法(genetic algorithm,GA)和迭代保留信息变量(iterative retention of information variables,IRIV)二次波长筛选方法,提取光谱数据中有效的水分变量信息,减小特征空间维度的同时提高模型预测精度;再结合直接校正算法(direct standardization,DS),降低预测样本与建模样本的差异性,将玉米灌浆期穗尖部籽粒光谱数据校正为中间200籽粒的光谱,使水分定量分析模型能够具备中间200籽粒和穗尖部籽粒2种检测样本的通用性。在GA-IRIV-DS光谱数据处理策略的基础上,构建基于偏最小二乘法(partial lpeast squares regression,PLSR)的水分定量分析通用模型。经过验证,GA-IRIV-DS光谱数据处理策略校正后的光谱差异性降低了59.4%。为了进一步验证GA-IRIV-DS光谱数据处理策略的有效性,分析了GA+IRIVN组合波长筛选提取光谱特征,并分别与全光谱、多种典型波长筛选方法结合DS方法构建基于偏最小二乘法(PLSR)的水分定量分析模型结果相比较。试验结果表明,两种样本预测集GA-IRIVN-DS-PLSR模型效果均优于全光谱和其他模型,中间籽粒样本和穗尖部籽粒样本的预测决定系数(R^(2))达到了0.9715和0.9012,均方根误差(RMSEP)较全光谱下降了80.10%和64.60%。证明基于GA-IRIVN-DS光谱数据处理策略建立的近红外光谱水分定量分析模型具有一定泛化能力,可以为玉米育种过程中,减少检测过程中的样本破坏和提高检测效率提供可行的参考方法。展开更多
为确定凝胶电泳后条带中DNA的长度和浓度,该文提出了一种通过DNA荧光强度精确分析DNA长度及浓度的有效方法。对D2000 DNA ladder进行凝胶电泳,采集图像并进行处理。利用荧光强度与DNA浓度之间的线性关系以及迁移距离与DNA长度的线性关...为确定凝胶电泳后条带中DNA的长度和浓度,该文提出了一种通过DNA荧光强度精确分析DNA长度及浓度的有效方法。对D2000 DNA ladder进行凝胶电泳,采集图像并进行处理。利用荧光强度与DNA浓度之间的线性关系以及迁移距离与DNA长度的线性关系进行数据分析。结果显示:采用SYBR Green I作为荧光染料电泳DNA时,图像中各像素点中的绿色与红色灰度值可以反映DNA的特征信息,且绿色灰度值明显高于红色灰度值;对于小于2000 bp的DNA片段,其分子量与迁移距离呈反比例函数关系,当二者分别取对数时,其相关系数达0.971,可用于建立DNA分子量与迁移距离的数学模型以计算DNA分子量;通过计算电泳峰峰值及电泳峰积分面积,发现对于浓度比为2∶1的两个DNA条带,二者的比值为2.16与1.96、2.11与1.94、2.16与1.93,表明电泳峰积分面积能更有效地反映DNA的真实浓度值。该研究对于核酸凝胶电泳仪的开发具有重要应用价值。展开更多
扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)在材料表征领域具有广泛的应用前景,然而所获得的图像通常难以直接提取定量信息。针对一种共晶高熵合金的扫描电镜图像,提出了一种基于机器学习和图像分割技术的自动化、定量化分析方...扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)在材料表征领域具有广泛的应用前景,然而所获得的图像通常难以直接提取定量信息。针对一种共晶高熵合金的扫描电镜图像,提出了一种基于机器学习和图像分割技术的自动化、定量化分析方法,该方法能够有效测量共晶高熵合金板条状区域的面积、长度、宽度、周长以及不同组分的占比。实验结果表明,本研究所提出的方法在高熵合金图像上具有良好的鲁棒性和准确性,为研究高熵合金材料的表面结构提供了重要的技术支持。展开更多
文摘玉米育种过程中,灌浆期籽粒含水率检测时,通常需要脱粒,采集穗中间200粒为检测样本。为了保护亲本,避免破坏性检测,该研究提出一种基于近红外光谱的灌浆期玉米籽粒水分定量分析通用模型,用于灌浆期玉米籽粒水分的田间原位检测。首先构建GA-IRIV-DS光谱数据处理策略。利用遗传算法(genetic algorithm,GA)和迭代保留信息变量(iterative retention of information variables,IRIV)二次波长筛选方法,提取光谱数据中有效的水分变量信息,减小特征空间维度的同时提高模型预测精度;再结合直接校正算法(direct standardization,DS),降低预测样本与建模样本的差异性,将玉米灌浆期穗尖部籽粒光谱数据校正为中间200籽粒的光谱,使水分定量分析模型能够具备中间200籽粒和穗尖部籽粒2种检测样本的通用性。在GA-IRIV-DS光谱数据处理策略的基础上,构建基于偏最小二乘法(partial lpeast squares regression,PLSR)的水分定量分析通用模型。经过验证,GA-IRIV-DS光谱数据处理策略校正后的光谱差异性降低了59.4%。为了进一步验证GA-IRIV-DS光谱数据处理策略的有效性,分析了GA+IRIVN组合波长筛选提取光谱特征,并分别与全光谱、多种典型波长筛选方法结合DS方法构建基于偏最小二乘法(PLSR)的水分定量分析模型结果相比较。试验结果表明,两种样本预测集GA-IRIVN-DS-PLSR模型效果均优于全光谱和其他模型,中间籽粒样本和穗尖部籽粒样本的预测决定系数(R^(2))达到了0.9715和0.9012,均方根误差(RMSEP)较全光谱下降了80.10%和64.60%。证明基于GA-IRIVN-DS光谱数据处理策略建立的近红外光谱水分定量分析模型具有一定泛化能力,可以为玉米育种过程中,减少检测过程中的样本破坏和提高检测效率提供可行的参考方法。
文摘为确定凝胶电泳后条带中DNA的长度和浓度,该文提出了一种通过DNA荧光强度精确分析DNA长度及浓度的有效方法。对D2000 DNA ladder进行凝胶电泳,采集图像并进行处理。利用荧光强度与DNA浓度之间的线性关系以及迁移距离与DNA长度的线性关系进行数据分析。结果显示:采用SYBR Green I作为荧光染料电泳DNA时,图像中各像素点中的绿色与红色灰度值可以反映DNA的特征信息,且绿色灰度值明显高于红色灰度值;对于小于2000 bp的DNA片段,其分子量与迁移距离呈反比例函数关系,当二者分别取对数时,其相关系数达0.971,可用于建立DNA分子量与迁移距离的数学模型以计算DNA分子量;通过计算电泳峰峰值及电泳峰积分面积,发现对于浓度比为2∶1的两个DNA条带,二者的比值为2.16与1.96、2.11与1.94、2.16与1.93,表明电泳峰积分面积能更有效地反映DNA的真实浓度值。该研究对于核酸凝胶电泳仪的开发具有重要应用价值。
文摘扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)在材料表征领域具有广泛的应用前景,然而所获得的图像通常难以直接提取定量信息。针对一种共晶高熵合金的扫描电镜图像,提出了一种基于机器学习和图像分割技术的自动化、定量化分析方法,该方法能够有效测量共晶高熵合金板条状区域的面积、长度、宽度、周长以及不同组分的占比。实验结果表明,本研究所提出的方法在高熵合金图像上具有良好的鲁棒性和准确性,为研究高熵合金材料的表面结构提供了重要的技术支持。
