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基于RGB与高光谱图像的小麦低温胁迫评估模型
被引量：
1
1
作者
余德炤
江晓东
+5 位作者
杨莹颖
张建取
忻乐
张艳
秦思容
杨再强
《南方农业学报》
北大核心
2025年第1期97-110,共14页
【目的】探究低温胁迫对小麦叶片叶绿素荧光参数、RGB图像参数和高光谱指数的影响,建立小麦低温胁迫评估模型,为小麦生产防灾减灾提供参考。【方法】以济麦22为研究对象,在小麦拔节期开展低温胁迫控制试验,设白天(8:00—20:00)/夜间(20...
【目的】探究低温胁迫对小麦叶片叶绿素荧光参数、RGB图像参数和高光谱指数的影响,建立小麦低温胁迫评估模型,为小麦生产防灾减灾提供参考。【方法】以济麦22为研究对象,在小麦拔节期开展低温胁迫控制试验,设白天(8:00—20:00)/夜间(20:00—次日8:00)平均温度分别为8℃/0℃(T1)、6℃/-2℃(T2)和4℃/-4℃(T3)3个处理,持续时间3 d,以大田自然环境的盆栽小麦(23℃/8℃)为对照(CK),研究低温胁迫处理结束后1、3和6 d小麦叶片叶绿素荧光参数、RGB图像参数及高光谱指数的变化规律;使用一元线性回归、随机森林(RF)和人工神经网络(ANN)建立小麦低温胁迫评估模型。【结果】叶绿素荧光参数DIo/RC可作为评估小麦低温胁迫的指标。在一元线性回归模型中,使用增强型植被指数(EVI)建立的一元线性回归模型效果最佳,回归方程为y=-1.261x+1.401,决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、平均相对误差(MRE)分别为0.536、0.058、0.045和11.31%。在RF和ANN模型中,基于RGB图像参数建立的模型精度高于基于高光谱指数建立的模型,RF模型测试集R^(2)、RMSE、MAE、MRE分别为0.771、0.042、0.033、8.57%,R^(2)相比一元线性回归模型提高43.78%,RMSE、MAE、MRE分别降低28.31%、28.06%、24.21%;ANN模型测试集R^(2)、RMSE、MAE、MRE分别为0.742、0.046、0.037、9.01%,测试集R^(2)相比一元线性回归模型提高38.34%,RMSE、MAE、MRE分别降低20.33%、18.06%、20.32%。【结论】基于RGB图像参数的RF模型效果最好、精度最高,可用于小麦的低温胁迫评估。
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关键词
小麦
叶绿素荧光参数
RGB图像
高光谱图像
低温胁迫评估模型
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职称材料
基于高通量测序的土壤可培养有机解磷菌多样性研究
2
作者
夏围围
邹萌萌
+4 位作者
张泽霖
陈晓芬
王玉芳
孙祥鑫
贾仲君
《土壤》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期999-1006,共8页
采用常规细菌培养基(BPM)、无机解磷菌培养基(IPM)和有机解磷菌培养基(OPM)分别对土壤解磷菌进行平板培养,经3次传代富集,获得可培养微生物菌落集合,连同原位土壤,以phoD基因为分子标靶进行高通量测序分析,评价土壤本底和可培养解磷菌...
采用常规细菌培养基(BPM)、无机解磷菌培养基(IPM)和有机解磷菌培养基(OPM)分别对土壤解磷菌进行平板培养,经3次传代富集,获得可培养微生物菌落集合,连同原位土壤,以phoD基因为分子标靶进行高通量测序分析,评价土壤本底和可培养解磷菌多样性差异,及其在不同培养基中的富集规律。结果表明:基于phoD基因的高通量测序结果能够较大程度覆盖土壤本底和菌落富集物中phoD相关解磷菌种群,Goods coverage指数大于98.3%。土壤可培养解磷菌phoD基因的α多样性显著低于原位土壤,其中Shannon和Simpson指数在IPM中最低,而在BPM和OPM中无显著差异;Chao 1指数在不同培养基富集物中均无显著差异,仅为原位土壤的5.3%~8.4%。在微生物属水平对phoD基因序列进行分类注释发现,原位土壤共检测到34属可分类解磷菌,可培养解磷菌的比例约为26.5%~41.2%。原位土壤和不同培养基富集物之间的phoD相关解磷菌共有属仅为6个,多为可培养的优势属,包括Pseudomonas、Bradyrhizobium、Cupriavidus、Sinorhizobium、Xanthomonas和Actinoplanes。进一步通过LEf Se(LDA effect size)差异分析显示,共有属中有4个在不同培养基中存在显著富集差异,Cupriavidus在IPM和OPM中显著富集,而Pseudomonas、Bradyrhizobium和Xanthomonas在BPM和OPM中显著富集。此外,Burkholderia仅在OPM中被检测。最后,在属水平上还存在大量pho D基因序列目前无明确分类,在所测序列中占比为0.13%~59.6%。本研究通过将传统微生物培养技术与高通量测序技术相结合,定量评价了培养基成分对土壤可培养解磷菌pho D基因多样性的影响,揭示了pho D相关解磷菌的可培养特性和生理特点,为发掘和利用土壤解磷菌资源提供了参考。未来亟待培养技术创新,以定向分离和鉴定更多解磷菌,增强对环境解磷资源微生物的全面认识。
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关键词
高通量测序
解磷菌
phoD基因
无机磷
有机磷
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职称材料
题名
基于RGB与高光谱图像的小麦低温胁迫评估模型
被引量：
1
1
作者
余德炤
江晓东
杨莹颖
张建取
忻乐
张艳
秦思容
杨再强
机构
南京信息工程大学生态与应用气象学院/农业与生态气象江苏省高校重点实验室
南京
信息
工程
大学
大气科学学
院
出处
《南方农业学报》
北大核心
2025年第1期97-110,共14页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFD2300202)。
文摘
【目的】探究低温胁迫对小麦叶片叶绿素荧光参数、RGB图像参数和高光谱指数的影响,建立小麦低温胁迫评估模型,为小麦生产防灾减灾提供参考。【方法】以济麦22为研究对象,在小麦拔节期开展低温胁迫控制试验,设白天(8:00—20:00)/夜间(20:00—次日8:00)平均温度分别为8℃/0℃(T1)、6℃/-2℃(T2)和4℃/-4℃(T3)3个处理,持续时间3 d,以大田自然环境的盆栽小麦(23℃/8℃)为对照(CK),研究低温胁迫处理结束后1、3和6 d小麦叶片叶绿素荧光参数、RGB图像参数及高光谱指数的变化规律;使用一元线性回归、随机森林(RF)和人工神经网络(ANN)建立小麦低温胁迫评估模型。【结果】叶绿素荧光参数DIo/RC可作为评估小麦低温胁迫的指标。在一元线性回归模型中,使用增强型植被指数(EVI)建立的一元线性回归模型效果最佳,回归方程为y=-1.261x+1.401,决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、平均相对误差(MRE)分别为0.536、0.058、0.045和11.31%。在RF和ANN模型中,基于RGB图像参数建立的模型精度高于基于高光谱指数建立的模型,RF模型测试集R^(2)、RMSE、MAE、MRE分别为0.771、0.042、0.033、8.57%,R^(2)相比一元线性回归模型提高43.78%,RMSE、MAE、MRE分别降低28.31%、28.06%、24.21%;ANN模型测试集R^(2)、RMSE、MAE、MRE分别为0.742、0.046、0.037、9.01%,测试集R^(2)相比一元线性回归模型提高38.34%,RMSE、MAE、MRE分别降低20.33%、18.06%、20.32%。【结论】基于RGB图像参数的RF模型效果最好、精度最高,可用于小麦的低温胁迫评估。
关键词
小麦
叶绿素荧光参数
RGB图像
高光谱图像
低温胁迫评估模型
Keywords
wheat
chlorophyll fluorescence parameters
RGB image
hyperspectral image
low temperature stress assessment model
分类号
S512.1 [农业科学—作物学]
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职称材料
题名
基于高通量测序的土壤可培养有机解磷菌多样性研究
2
作者
夏围围
邹萌萌
张泽霖
陈晓芬
王玉芳
孙祥鑫
贾仲君
机构
南京信息工程大学生态与应用气象学院/农业与生态气象江苏省高校重点实验室
江西省
农业
科学
院
土壤肥料与资源环境研究所
土壤与
农业
可持续发展
重点
实验室
(中国科学
院
)
中国科学
院
东北地理与
农业
生态
研究所
出处
《土壤》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期999-1006,共8页
基金
国家自然科学基金项目(42177280)资助。
文摘
采用常规细菌培养基(BPM)、无机解磷菌培养基(IPM)和有机解磷菌培养基(OPM)分别对土壤解磷菌进行平板培养,经3次传代富集,获得可培养微生物菌落集合,连同原位土壤,以phoD基因为分子标靶进行高通量测序分析,评价土壤本底和可培养解磷菌多样性差异,及其在不同培养基中的富集规律。结果表明:基于phoD基因的高通量测序结果能够较大程度覆盖土壤本底和菌落富集物中phoD相关解磷菌种群,Goods coverage指数大于98.3%。土壤可培养解磷菌phoD基因的α多样性显著低于原位土壤,其中Shannon和Simpson指数在IPM中最低,而在BPM和OPM中无显著差异;Chao 1指数在不同培养基富集物中均无显著差异,仅为原位土壤的5.3%~8.4%。在微生物属水平对phoD基因序列进行分类注释发现,原位土壤共检测到34属可分类解磷菌,可培养解磷菌的比例约为26.5%~41.2%。原位土壤和不同培养基富集物之间的phoD相关解磷菌共有属仅为6个,多为可培养的优势属,包括Pseudomonas、Bradyrhizobium、Cupriavidus、Sinorhizobium、Xanthomonas和Actinoplanes。进一步通过LEf Se(LDA effect size)差异分析显示,共有属中有4个在不同培养基中存在显著富集差异,Cupriavidus在IPM和OPM中显著富集,而Pseudomonas、Bradyrhizobium和Xanthomonas在BPM和OPM中显著富集。此外,Burkholderia仅在OPM中被检测。最后,在属水平上还存在大量pho D基因序列目前无明确分类,在所测序列中占比为0.13%~59.6%。本研究通过将传统微生物培养技术与高通量测序技术相结合,定量评价了培养基成分对土壤可培养解磷菌pho D基因多样性的影响,揭示了pho D相关解磷菌的可培养特性和生理特点,为发掘和利用土壤解磷菌资源提供了参考。未来亟待培养技术创新,以定向分离和鉴定更多解磷菌,增强对环境解磷资源微生物的全面认识。
关键词
高通量测序
解磷菌
phoD基因
无机磷
有机磷
Keywords
High-throughput sequencing
Phosphate-solubilizing bacteria(PSB)
phoD gene
Inorganic phosphorus
Organic phosphorus
分类号
X171 [环境科学与工程—环境科学]
S154.3 [农业科学—土壤学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于RGB与高光谱图像的小麦低温胁迫评估模型
余德炤
江晓东
杨莹颖
张建取
忻乐
张艳
秦思容
杨再强
《南方农业学报》
北大核心
2025
1
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职称材料
2
基于高通量测序的土壤可培养有机解磷菌多样性研究
夏围围
邹萌萌
张泽霖
陈晓芬
王玉芳
孙祥鑫
贾仲君
《土壤》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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