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智慧农业研究进展:应用纳米生物技术获取作物信息 被引量：2
1
作者 李家其 吴晗 +4 位作者 陶云鹏 徐雯颍 戚杰 叶婷 吴洪洪 《智慧农业导刊》 2021年第11期1-6,共6页
智慧农业离不开对农业生产过程中作物信息的有效和实时获取。传统手段监测作物信息存在如破坏性取样、精度或分辨率不够等一些局限性。而蓬勃发展的纳米生物技术则为作物信息的实时高效获取提供新的途径。文章将从识别胁迫信号分子的纳... 智慧农业离不开对农业生产过程中作物信息的有效和实时获取。传统手段监测作物信息存在如破坏性取样、精度或分辨率不够等一些局限性。而蓬勃发展的纳米生物技术则为作物信息的实时高效获取提供新的途径。文章将从识别胁迫信号分子的纳米感应元件、递送遗传编码传感器的纳米载体以及可穿戴纳米元件等方面介绍纳米生物技术获取作物信息的方法途径以及相关的一些研究进展。文章将不仅有利于了解更多的高效实时作物信息获取方法,而且有利于从更丰富的维度去理解智慧农业内涵和可能的一些发展路径。 展开更多
关键词 纳米感应元件 胁迫信号分子 可穿戴传感器 智慧农业 作物信息
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智慧农业背景下的作物信息学:以信息获取、 分析和智能决策为例 被引量：7
2
作者 李家其 徐雯颖 +3 位作者 叶婷 吴晗 姚雪 吴洪洪 《智慧农业导刊》 2021年第10期11-16,共6页
智慧农业是农业现代化的发展方向之一,是未来农业的形态之一。作物信息学是发展智慧农业的一个重要支撑点。作物生产过程中大量信息的获取、分析及智能决策都是作物信息学的研究范畴。因此,文章将从作物信息的获取、分析及智能决策等方... 智慧农业是农业现代化的发展方向之一,是未来农业的形态之一。作物信息学是发展智慧农业的一个重要支撑点。作物生产过程中大量信息的获取、分析及智能决策都是作物信息学的研究范畴。因此,文章将从作物信息的获取、分析及智能决策等方面来论述相关的一些研究进展,以期来更好地理解作物信息学在智慧农业发展中的作用。 展开更多
关键词 智慧农业 作物信息 智能决策 信息获取及分析 人工智能
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智慧农业背景下的纳米智能作物构建
3
作者 徐雯颍 叶婷 +2 位作者 姚雪 李家其 吴洪洪 《智慧农业导刊》 2021年第9期9-13,共5页
智慧农业是未来农业的发展方向之一。而通过应用纳米感应元件构建纳米智能作物则可能是智慧农业的一种实现形态。文章详细地介绍了利用纳米感应元件构建纳米智能作物的构想和工作原理,并以能特异识别葡萄糖和H_(2)O_(2)的纳米感应元件为... 智慧农业是未来农业的发展方向之一。而通过应用纳米感应元件构建纳米智能作物则可能是智慧农业的一种实现形态。文章详细地介绍了利用纳米感应元件构建纳米智能作物的构想和工作原理,并以能特异识别葡萄糖和H_(2)O_(2)的纳米感应元件为例,简要描述了其改造后的植物可实时监测葡萄糖变化规律和不同胁迫下(强光、紫外和Flg_(22)的H_(2)O_(2)变化规律,展示了纳米智能作物应用到作物胁迫早期诊断乃至智慧农业中的良好潜力。然后,文章从物联网及5G的角度,探讨了一些把纳米智能作物整合到智慧农业中的可能方式。总之,通过纳米感应元件构建纳米智能作物将会是助力智慧农业发展的一个备选方案。 展开更多
关键词 纳米感应元件 物联网 5G 逆境胁迫 智能管理
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黄颡鱼硒蛋白基因的克隆与分析 被引量：1
4
作者 刘光辉 余岸艮 +3 位作者 何杨 郭雨诗 柯江 罗智 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期185-193,共9页
为探讨黄颡鱼硒蛋白selenow2a、selenop2和selenot2基因之间的关系,采用3′/5′RACE PCR克隆得到3个基因的cDNA全长,分别为891、1998和1432bp,其中ORF长度分别为288、828和600bp,编码95、275和219个氨基酸。在线工具SECISerach3对3个基... 为探讨黄颡鱼硒蛋白selenow2a、selenop2和selenot2基因之间的关系,采用3′/5′RACE PCR克隆得到3个基因的cDNA全长,分别为891、1998和1432bp,其中ORF长度分别为288、828和600bp,编码95、275和219个氨基酸。在线工具SECISerach3对3个基因的cDNA序列分析结果显示,它们都含有可以编码硒代半胱氨酸的终止密码子,以及在3′非编码区存在SECIS元件。通过氨基酸序列比对和系统发育树分析,发现sele-now2a、selenop2和selenot2基因预测得到的氨基酸序列与斑马鱼(Danio rerio)氨基酸相似性分别为82.24%、66.19%和79.45%,而与斑点叉尾鮰(Ictalurus punetaus)的氨基酸相似性分别为94.74%、68.50%和90.95%,在发育树上则显示为树杈相接近。采用实时荧光定量PCR检测3个硒蛋白基因的mRNA在黄颡鱼心脏、肝脏、肌肉、脑、肠、脾脏、精巢和卵巢组织中的表达,结果显示其mRNA表达水平呈现组织特异性。表明3个基因拥有硒蛋白家族的特征,但在组织表达上具有特异性。 展开更多
关键词 硒蛋白 基因克隆 分子特征 黄颡鱼 组织表达
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基于高光谱和多头注意力机制的草鱼鲜味强度检测
5
作者 万仕文 冯耀泽 +4 位作者 舒国强 赵名泉 王益健 孔丽琴 朱明 《华中农业大学学报》 北大核心 2025年第5期280-287,共8页
针对现有鲜味强度检测方法主观性强、耗时长和样本破坏性等问题,使用深度学习和机器学习算法结合高光谱成像技术构建草鱼鲜味强度快速无损检测方法。采集草鱼高光谱数据后,使用竞争性自适应重加权抽样法选取光谱特征波长,开发高斯加权... 针对现有鲜味强度检测方法主观性强、耗时长和样本破坏性等问题,使用深度学习和机器学习算法结合高光谱成像技术构建草鱼鲜味强度快速无损检测方法。采集草鱼高光谱数据后,使用竞争性自适应重加权抽样法选取光谱特征波长,开发高斯加权多头注意力网络(gaussian-weighted multi-head attention network,GMANet)并应用支持向量机回归(support vector machine regression,SVR)、偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)、随机森林(random forest,RF)、1D-ResNet等传统算法建立和优化草鱼鲜味检测模型。结果显示,GMANet网络的预测均方根误差RMSEP和预测决定系数(R_(P)^(2))分别为0.0082和0.8844,优于传统算法中的最优建模方法SVR,其RMSEP和R_(P)^(2)分别为0.0077和0.8188。 展开更多
关键词 草鱼 高光谱 鲜味强度 深度学习 高斯加权多头注意力网络 感官分析
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计算机视觉与深度学习在猪只识别中的研究进展 被引量：9
6
作者 刘峰 吴文杰 +4 位作者 刘小磊 王欣然 方亚平 李国亮 杜小勇 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期47-56,共10页
探索人工智能领域新技术与生猪养殖相结合,是当前智慧养殖领域的一个重要研究方向。其中,如何自动地识别猪只个体身份与行为,是当前生猪养殖行业要解决的一个关键问题。为推动计算机视觉和深度学习技术在猪只健康状态智能化监测方面的应... 探索人工智能领域新技术与生猪养殖相结合,是当前智慧养殖领域的一个重要研究方向。其中,如何自动地识别猪只个体身份与行为,是当前生猪养殖行业要解决的一个关键问题。为推动计算机视觉和深度学习技术在猪只健康状态智能化监测方面的应用,本文先分析了基于计算机视觉与深度神经网络的人的身份及行为识别模型的研究进展,然后对利用计算机视觉与深度神经网络识别猪只个体身份及行为的方法进行了归纳总结,并指出已有方法中存在的问题,最后提出了下一步的重点研究方向:(1)在猪只运动不可控及关键特征部位受到污染的情况下,准确提取其身份及行为特征的方法研究;(2)针对猪只身份及行为特征的基于计算机视觉的原创性深度学习模型的研究;(3)能够同时检测猪只身份及行为的多任务神经网络的研究;(4)适用于多场景的基于基础姿态及动作的通用型猪只行为识别方法的研究;(5)基于边缘计算的猪只个体身份及行为识别的部署方法研究。 展开更多
关键词 身份识别 行为识别 深度学习 计算机视觉 智慧养殖 猪脸识别 自动监测
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基于深度学习的图像分割在畜禽养殖中的应用研究进展 被引量：2
7
作者 姚超 倪福川 李国亮 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期39-46,共8页
图像分割作为智慧农业养殖中“视觉系统”的重要组成部分,被广泛应用于畜禽的智慧养殖中。近年来,深度学习算法飞速发展,基于深度学习的图像分割技术也取得了重大突破。这些方法赋予了分割区域更准确的语义信息,使得图像分割更加精准和... 图像分割作为智慧农业养殖中“视觉系统”的重要组成部分,被广泛应用于畜禽的智慧养殖中。近年来,深度学习算法飞速发展,基于深度学习的图像分割技术也取得了重大突破。这些方法赋予了分割区域更准确的语义信息,使得图像分割更加精准和智能,为畜禽智慧养殖提供了更强的技术支持。本文通过广泛收集和整理国内外研究的相关文献,重点阐述了图像分割技术在畜禽养殖中的畜禽计数、体尺体质量测量、姿态估计与行为识别、体况及疾病检测、精准饲养等方面的应用现状,给出了如何根据实际性能需求(精度、处理速度)、数据集、计算资源等方面选择合适图像分割方法的建议,总结分析了当前研究中与畜禽养殖相关且可用于图像分割训练的公开数据集;并指出了基于深度学习的图像分割技术在畜禽养殖中所面临的挑战与未来的发展趋势,希望能为畜禽养殖中图像分割技术的具体应用提供参考。 展开更多
关键词 图像分割 深度学习 畜禽养殖 智慧农业 计算机视觉
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基于转录组测序的巴马香猪和杜洛克猪骨骼肌差异lncRNA分析 被引量：1
8
作者 胡梦灵 范新浩 +5 位作者 姚一龙 闫超 谢炳坤 兰干球 梁晶 唐中林 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期650-659,共10页
【目的】通过对巴马香猪和杜洛克猪背最长肌组织进行转录组测序鉴定差异表达lncRNA,筛选与骨骼肌发育形成相关的候选基因,为明确lncRNA对骨骼肌生长发育的调控机制提供理论基础。【方法】采集12月龄的巴马香猪和杜洛克猪背最长肌组织进... 【目的】通过对巴马香猪和杜洛克猪背最长肌组织进行转录组测序鉴定差异表达lncRNA,筛选与骨骼肌发育形成相关的候选基因,为明确lncRNA对骨骼肌生长发育的调控机制提供理论基础。【方法】采集12月龄的巴马香猪和杜洛克猪背最长肌组织进行转录组测序,以错误发现率(FDR)<0.05且|log2Fold Change|>1为标准筛选差异表达基因(DEGs)和差异表达lncRNA,并进行实时荧光定量PCR验证,预测差异表达lncRNA靶基因并进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,选取表达差异最大的lncRNA构建其与靶基因互作网络。【结果】在巴马香猪和杜洛克猪背肌间共鉴定出6316个DEGs和675个差异表达lncRNA;GO功能注释分析结果表明,差异表达lncRNA靶基因主要涉及代谢过程、肌肉组织发育及骨骼肌细胞增殖和分化等生物过程;KEGG信号通路富集分析结果表明,差异表达lncRNA靶基因在Hippo和Wnt信号通路显著富集(P<0.05),说明差异表达lncRNA与骨骼肌细胞的增殖、自噬和分化相关;对表达差异最大的lncRNA-MSTRG.16703进行实时荧光定量PCR验证,发现其在巴马香猪中的相对表达量极显著高于杜洛克猪(P<0.01),与转录组测序结果一致。lncRNA-MSTRG.16703与靶基因互作网络分析结果表明,上调靶基因包括QKI、MBNL1和YBX2,QKI和MBNL1在均与可变剪接相关。【结论】在巴马香猪和杜洛克猪间发现的差异表达lncRNA是调控骨骼肌发育的候选基因,其靶基因主要富集在Hippo和Wnt等骨骼肌发育相关信号通路。lncRNA-MSTRG.16703的表达差异最大且在巴马香猪中上调,其靶基因在骨骼肌细胞增殖分化和肌纤维形成中有重要调控作用。 展开更多
关键词 巴马香猪 杜洛克猪 背最长肌 转录组测序 lncRNA
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基于局部红外图像的种猪核心温度反演 被引量：2
9
作者 徐迪红 韩宏鑫 +2 位作者 刘小磊 赵书红 黎煊 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期57-62,共6页
为了获取种猪的核心体温,收集大白猪、长白猪、大白×长白二元杂3个品种共108头母猪样本,使用手持式红外热像仪获取种猪眼睛、耳根、脖子、肩部、前背、后背、臀尖、尾根、外阴、臀部、腹部共11个部位的红外图像信息;通过温度、湿... 为了获取种猪的核心体温,收集大白猪、长白猪、大白×长白二元杂3个品种共108头母猪样本,使用手持式红外热像仪获取种猪眼睛、耳根、脖子、肩部、前背、后背、臀尖、尾根、外阴、臀部、腹部共11个部位的红外图像信息;通过温度、湿度、风速传感器获取相应猪场的环境信息。利用基于5×4嵌套交叉验证对数据进行样本集划分,并采用标准化及独热编码方式对数据进行预处理,分别建立基于红外图像技术的种猪核心温度与局部红外图像及环境因素的最小二乘支持向量机(LSSVR)、支持向量机、随机森林以及岭回归定量分析模型。通过验证确定LSSVR模型为表现最优的模型,模型决定系数R2为0.639,RMSE、MAE分别为0.133、0.110℃。为了提升模型拟合效果,增加了猪品种、妊娠时间、是否发情以及采集时段(上、下午)4个可能的影响因素,结果显示,除了种猪品种对模型结果没有贡献,其他因素使模型R2分别提高了4%、8%、10%,最终模型R2为0.773,RMSE、MAE分别为0.106、0.09℃。表明增加妊娠时间、是否发情以及采集时段(上、下午)3个因素,可以明显地增强模型的拟合度,模型更加精确,可作为种猪核心温度反演的一个因素。 展开更多
关键词 种猪体温 红外热成像 独热编码 快速检测 智慧养殖
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种猪采食行为与生长性状关联分析与实现 被引量：1
10
作者 王婷婷 黎煊 +3 位作者 赵书红 雷明刚 刘望宏 刘诗尧 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期240-247,共8页
为便于开展种猪采食性状研究及满足测定设备智能化发展需求,设计了一套基于物联网技术和Web技术的种猪性能测定信息管理系统。系统选取CAN总线进行数据双向传输,采用B/S(Browser/Server)前后端分离架构,前端基于Reactjs技术栈,后端采用f... 为便于开展种猪采食性状研究及满足测定设备智能化发展需求,设计了一套基于物联网技术和Web技术的种猪性能测定信息管理系统。系统选取CAN总线进行数据双向传输,采用B/S(Browser/Server)前后端分离架构,前端基于Reactjs技术栈,后端采用flaskweb框架和MySQL数据库进行系统开发;2次测试结果表明,系统数据传输可靠性高,各功能模块满足预期设计要求,满足种猪性能测定实际使用需求;以杜洛克种猪为研究对象,分析采食性状与生长性状间的表型相关,并构建种猪达100 kg体质量日龄偏最小二乘回归(partial leastsquare,PLS)预测模型,交叉验证结果显示PLS测试集平均决定系数为0.68,平均MAE为3.2 d,使用试验数据对PLS模型进行测试,测试结果表明可以将采食性状与生长性状结合对种猪生长速度进行预测。 展开更多
关键词 种猪 信息管理 采食行为 生长性能 智能化设备 精确育种
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