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基于无人机多光谱图像的小麦病害检测无监督域适应语义分割方法:精准农业的新突破
在广袤的麦田里,小麦作为全球重要的粮食作物,其健康生长关乎着人类的 “饭碗”。然而,小麦锈病、赤霉病和黄矮病等病害却如潜伏的 “杀手”,时刻威胁着小麦的产量与质量。以往,人们检测小麦病害主要靠人工,在田间来回奔波,耗费大量时间和人力,效率还不高。后来,计算机视觉和机器学习技术发展起来,给病害检测带来了新希望。不过,传统的图像检测方法需要复杂的人工特征提取,面对大规模、多样化的样本时,就显得力不从心。深度学习虽然在一定程度上提高了检测精度,但在实际农田环境中,由于不同地区和季节的差异,数据分布变化大,这些模型的效果大打折扣。而且,现有的基于无人机(UAV)的检测模型大多只能检测单一病害,无法满足
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-05-07
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基于Sentinel-2时序影像与对象化方法的中国临沂园艺作物精细分类研究
研究背景与意义园艺作物作为现代农业的重要组成部分,其精准分类对产量估算、政策制定至关重要。然而,苹果、桃、柿子等果树作物存在光谱特征相似、地块破碎化严重等问题,传统遥感分类方法面临"同物异谱"和"异物同谱"的干扰。现有研究多聚焦于水稻等差异显著的作物,而针对视觉相似园艺作物的精细分类仍存在技术空白。中国临沂地区作为典型园艺作物产区,其条带状间作模式进一步增加了分类难度。研究设计与方法北京农林科学院团队在《Computers and Electronics in Agriculture》发表研究,整合Sentinel-2时序影像与Google Earth Engine(GEE)平台,采用线性插值
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-05-07
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计算机视觉助力谷物作物收获前损失精准量化:创新突破与农业变革
在农业生产的大舞台上,谷物作物(如小麦、大豆等)是全球粮食安全的重要支柱。然而,收获前损失却像隐藏在暗处的 “窃贼”,悄悄侵蚀着农作物的产量。据估算,2018 年因收获前的各种因素,大豆和小麦损失了 26% - 30% 的潜在生物产量。传统测量收获前损失的样方法,就如同用一把简陋的尺子去衡量复杂的世界,不仅需要耗费大量人力,而且获取的数据稀疏,无法准确反映田间的实际情况。更糟糕的是,在测量过程中,人为干扰还可能导致额外损失,使得测量结果出现偏差。与此同时,现有的收获后损失评估方法,如依靠联合收割机产量损失监测器,也存在传感器精度有限、难以检测未脱粒谷物损失等问题。这些不足,严重阻碍了农业技术的
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-05-07
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半监督多尺度检测技术:为农业除草精准 “导航”,大幅提升效率
在广袤的农田里,杂草就像一群不速之客,肆意地与农作物争夺着阳光、水分和养分,严重影响着农作物的产量。据估算,全球因杂草导致的作物产量损失约为 34%,不同地区和作物类型的损失在 20% - 50% 之间。为了应对这一挑战,传统的除草方式主要依赖化学除草剂,但这种方式不仅耗费大量人力和财力,还容易造成除草剂滥用,对土壤、水源和生物多样性都带来了极大的危害。随着科技的发展,基于计算机视觉和深度学习的自动杂草检测技术应运而生,为精准除草带来了新的希望。然而,传统的深度学习方法需要大量标注数据来训练模型,获取这些数据不仅成本高昂,而且耗时费力。在这样的背景下,研究人员迫切需要找到一种更高效、更实用的方
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-05-07
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无人机多光谱影像与DSSAT-CROPGRO-SCOPE耦合模型同化技术提升加工番茄生长监测与产量预测精度
在现代农业向数字化、智能化转型的浪潮中,如何将遥感监测数据与作物生长模型有机结合,一直是精准农业领域的重大挑战。传统作物模型如DSSAT-CROPGRO虽然能模拟作物生长发育过程,但存在参数校准困难、难以反映田间实际状况等问题;而无人机遥感虽能快速获取作物冠层信息,却缺乏对作物生理过程的深入解读。这种"模型"与"数据"的割裂,严重制约了农业决策支持的准确性。针对这一难题,以色列农业研究组织的科学家们开展了一项创新研究,将无人机多光谱影像数据同化到DSSAT-CROPGRO与SCOPE辐射传输模型的耦合系统中。研究团队选择加工番茄这一典型经济作物作为研究对象,通过精心设计的灌溉施肥试验场(包含9
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-05-07
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高效运用大数据与分布式计算技术实现作物生长模拟:开启智慧农业新时代
随着农业数字化进程的不断推进,大量详细的数据如潮水般涌现。这些数据涵盖了作物生长的各个方面,从土壤的特性到天气的变化,从种植管理的细节到作物本身的生长规律,它们为优化粮食生产系统中的资源利用提供了前所未有的机遇。然而,如同硬币的两面,数据量的爆炸式增长也带来了巨大的挑战。如何有效地管理和处理这些不断增加的数据,成为了摆在农业领域研究者面前的一道难题。传统的计算设备和方法在处理如此庞大的数据量时,逐渐显得力不从心。无论是存储的容量限制,还是处理速度的瓶颈,都阻碍了对这些数据的充分利用,进而影响了农业生产的进一步优化和发展 。在这样的背景下,来自国外的研究人员决心攻克这一难题。他们开展了一项极具意
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-05-07
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基于规则模型与 LLNA、GPMT 统计模型构建皮肤致敏评估的共识模型:突破与创新
在现代生命科学和健康医学领域,皮肤致敏评估是毒理学研究的重要一环。传统上,皮肤致敏的潜在性评估主要依赖于体内(in vivo)动物实验,比如使用小鼠进行的局部淋巴结检测(local lymph node assay,LLNA) 。然而,随着动物福利意识的不断提高,以及全球范围内对动物实验限制和禁令的逐步推行,这种依赖动物的实验方法面临着巨大挑战。从动物福利的角度出发,减少动物实验的呼声日益高涨,美国环境保护署甚至发布指令,要求到 2035 年消除所有哺乳动物测试请求和资金支持。这一背景下,开发准确可靠的非动物替代方法成为了科研人员亟待解决的问题。在此关键节点,科研人员积极探索,来自未知研究机构
来源:Computational Toxicology
时间:2025-05-07
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猫杯状病毒感染流行病学调查:分子与病毒分离技术揭示感染现状及防控要点
猫杯状病毒(Feline calicivirus,FCV)在猫的世界里可是个 “大麻烦”。自 1957 年首次在一只家猫身上被发现后,它就一直备受关注。FCV 属于杯状病毒科水疱病毒属,拥有约 7.7kb 的单链正链 RNA 基因组,别看它个头小,能耐可不小。它能引发多种症状,从常见的上呼吸道感染、慢性牙龈炎、口腔炎,到严重的肺炎、关节炎,甚至是致死性的全身性疾病(Virulent systemic disease,VSD) ,严重威胁着猫咪的健康。以往的研究显示,FCV 在全球各地猫群中的感染率差异巨大,从 0% 到 75% 不等。在土耳其,之前的分子研究虽有涉及,但检测出的阳性率也各有不同
来源:Comparative Immunology, Microbiology and Infectious Diseases
时间:2025-05-07
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冷冻电子断层扫描技术揭示染色质生物分子凝聚体的定量空间结构与异质性网络
Significance生物分子凝聚体在细胞组织和功能中发挥关键作用,但其内部结构因成像技术限制仍不明确。本研究开发了一种能保持生化重构凝聚体完整性的工作流程,通过冷冻电子断层扫描(cryo-ET)技术解析了染色质凝聚体中核小体单元及其高阶互作网络的结构,发现尽管两种系统的染色质纤维长度差异巨大,其网络异质性却高度相似。Abstract相分离(LLPS)是生成生物分子凝聚体的重要机制,但其内部动态难以通过传统高分辨率成像技术观测。本研究以生化重构的染色质凝聚体为模型,发现传统制样方法会破坏凝聚体形态,而高压冷冻(HPF)结合聚焦离子束铣削(FIB-milling)能有效维持其完整性。通过深度学
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-05-07
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遗传毒理学中 DNA 损伤检测新策略:技术革新与监管变革的深度探索
在当今科技飞速发展的时代,人类与各种化学物质的接触日益频繁,无论是在日常生活使用的化妆品、食品添加剂,还是工业生产中的各种化合物,都可能对人体健康造成潜在威胁。遗传毒理学正是在这样的背景下,肩负起评估化学物质和药物对人类健康和环境潜在风险的重任。它主要研究化学物质与生物体遗传物质之间的相互作用,重点关注基因突变、染色体畸变、DNA 损伤等问题,这些变化往往是导致癌症、遗传疾病以及发育异常等健康问题的根源。传统的遗传毒理学检测方法,如 20 世纪中期建立的 Ames 试验,虽然在一定程度上揭示了致突变性与致癌性之间的联系,但随着时代的发展,其局限性也逐渐凸显。体外试验无法完全模拟人体复杂的生理环
来源:BioData Mining
时间:2025-05-07
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基于沉积物微生物燃料电池的石油污染土壤低碳修复技术研究
近三十年来对原核生物电催化特性的深入研究催生了一个新兴生物技术领域——微生物燃料电池(MFC)和电解池系统。在这些装置中,微生物细胞作为生物催化剂,既能通过阳极氧化有机物产电,又能在阴极通过电养型CO2固定(electrotrophic CO2 fixation)合成生物质和高附加值化合物。其中,MFC在废水处理和生物修复领域的应用最具经济前景。本研究构建了双室沉积物MFC(SMFC),采用石油污染土壤接种,在210天持续运行中成功为环境参数自主传感器供电。电流产生伴随着污染土壤中烃类物质的降解,并形成独特的微生物群落分布:缺氧土壤层主要富集潜在石油降解菌,阳极区以产电菌(electricig
来源:Microbiology
时间:2025-05-07
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探秘贝加尔湖产紫色素嗜冷菌碘杆菌属菌株 S-LB17:开启生物技术新征程
紫色素紫罗精(violacein)具有广泛的生物活性,对其产生菌的分离、研究和鉴定,有助于生物技术过程的发展。从贝加尔湖水中分离出了一株产紫色素、革兰氏染色阴性、杆状、需氧且无运动性的菌株,命名为 S-LB17。对 16S rRNA 基因序列进行系统发育分析表明,S-LB17 菌株属于碘杆菌属(Iodobacter),与北极碘杆菌(Iodobacter arcticus)菌株 M4-16T的序列相似度为 98.7%。S-LB17 菌株与北极碘杆菌(I. arcticus)和河流碘杆菌(I. fluviatilis)的模式菌株相比,在表型特性上存在多处差异。
来源:Microbiology
时间:2025-05-07
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Eu3+掺杂 Ba3Lu4O9纳米材料:高色纯度发光体在 LED 领域的创新突破
通过经济的溶液燃烧技术,成功制备了 Eu3+掺杂(1 - 10 mol%)的 Ba3Lu4O9亮红色发光体。利用 X 射线衍射(XRD)图案进行相形成和结构分析,经 Rietveld 精修分析得到具有 R3 (146) 空间群的纯菱面体 Ba3Lu3.8Eu0.2O9样品。场发射扫描电子显微镜(FE - SEM)和透射电子显微镜(TEM)显示粒子呈聚集态,粒径在 60 - 70 nm。主体晶格(4.9 eV)和 Ba3Lu3.8Eu0.2O9成分(5.50 eV)的能带隙处于半导体范围,拓展了应用领域。电子衍射研究(EDS)证实了最佳成分(5 mol%)中 Ba、Lu、Eu 和 O 元素的存在
来源:Journal of Fluorescence
时间:2025-05-07
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基于苝的亮红色发射探针:通过激基缔合物形成实现免洗细胞膜成像的创新突破
激基缔合物发射与单体发射相比,具有红移、展宽和大斯托克斯位移(Stokes shift)的特征,这使其在生物成像方面具有优势。在这项研究中,一种基于苝(perylene)的两亲性荧光团(DAVP)被开发用于免洗细胞膜成像。DAVP 很容易形成激基缔合物,发出强烈的红色荧光。在水中,它的荧光非常微弱,但当通过增加浓度或向水溶液中添加四氢呋喃(THF)诱导分子聚集时,其发射强度会显著增加。值得注意的是,与聚集状态相比,DAVP 在阳离子和阴离子表面活性剂胶束中荧光增强。利用这些特性,DAVP 作为一种膜特异性成像剂,具有亮红色发射、大斯托克斯位移(Stokes shift)、高水溶性、低细胞毒性、
来源:Journal of Fluorescence
时间:2025-05-07
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正负选择策略:基因敲除技术在小鼠反向遗传学研究中的革命性突破
在20世纪80年代,哺乳动物基因功能研究面临重大挑战:传统正向遗传学(forward genetics)依赖随机突变筛选,难以系统研究多基因家族或保守基因的功能,且果蝇和线虫等模式生物与人类基因组同源性有限。如何精准靶向修饰特定基因成为发育生物学和医学研究的核心问题。美国犹他大学医学院的Mario Capecchi团队(2007年诺贝尔生理学或医学奖得主)及其合作者Suzanne Mansour和Kirk Thomas,通过结合同源重组和胚胎干细胞技术,开发了正负选择策略。这一突破性成果发表于1988年《Nature》,论文标题为《Disruption of the proto-oncogen
来源:Developmental Biology
时间:2025-05-07
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综述:基于人工智能的冷冻电镜蛋白质结构模型质量评估方法
1. 引言冷冻电镜(cryo-EM)在确定蛋白质三维结构方面应用愈发广泛,其分辨率不断提升,2017 - 2024 年,分辨率达 4Å 或更好的 cryo-EM 图谱比例从 31% 增至 64%。然而,解释 cryo-EM 图谱以构建精确蛋白质结构仍困难重重。图谱局部分辨率存在差异,低分辨率区域会干扰氨基酸类型和位置的正确确定。而且,缺乏专业知识的研究人员增多,建模错误的概率也随之上升,约 15% 或更多由 cryo-EM 确定的 PDB 结构存在建模误差。cryo-EM 领域一直重视图谱和结构模型的验证,但 X 射线晶体学的质量评估方法无法直接用于 cryo-EM。cryo-EM 图谱分辨率
来源:Current Research in Structural Biology
时间:2025-05-07
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BiteBarrier 周边装置:蜱虫防控与防叮咬的创新利器
在自然界中,蜱虫就像隐藏在暗处的 “小恶魔”,悄无声息地给人类和动物的健康带来巨大威胁。蜱传疾病(TBDs)的影响范围越来越广,每年新增的病例数不断攀升,其中莱姆病每年估计有 476,000 例。而且,新的蜱虫物种长角血蜱(Haemaphysalis longicornis)也在不断扩散,目前已在美国 20 个州出现。此外,蜱诱导的 α - 半乳糖过敏(又称红肉过敏)病例也在增加,这一系列问题都让蜱虫防控变得刻不容缓。然而,现有的预防蜱虫叮咬的方法却存在诸多问题。美国疾病控制与预防中心(CDC)推荐的如使用避蚊胺(DEET)等驱虫剂、穿经氯菊酯处理的衣物等措施,在全美使用并不均匀,在莱姆病低发
来源:Current Research in Parasitology & Vector-Borne Diseases
时间:2025-05-07
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基于RNA-seq技术解析哥伦比亚锥蝽对拟除虫菊酯抗性的新型分子机制
在拉丁美洲的农村地区,一种名为锥蝽的吸血昆虫正悄然引发公共卫生危机。这些其貌不扬的虫子携带克氏锥虫(Trypanosoma cruzi),是导致恰加斯病(又称美洲锥虫病)的主要传播媒介。尽管拟除虫菊酯类杀虫剂长期作为防控利器,但近年来在哥伦比亚等地的田间监测中,锥蝽种群开始表现出令人担忧的抗药性迹象。更棘手的是,与蚊虫等快速繁殖的媒介不同,锥蝽生命周期长、繁殖率低,理论上不易产生抗性,这使得其抗性机制的研究更具挑战性。为破解这一难题,来自哥伦比亚安蒂奥基亚大学的研究团队选取当地重要病媒物种Triatoma dimidiata为研究对象,在《Current Research in Insect
来源:Current Research in Insect Science
时间:2025-05-07
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综述:持久性有机污染物的可持续修复:近期创新技术回顾
持久性有机污染物的危害与分类持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs)是一类合成化学物质,对人类健康和生态系统危害极大。自 20 世纪后期以来,合成化学品使用量剧增,其中部分成为 POPs,如有机氯农药(OCPs)、多氯联苯(PCBs)和多溴联苯醚(PBDEs)等。这些污染物通过农业径流、工业排放等途径进入环境,在环境中持久存在、远距离传输并在生物体内积累。POPs 分为农药、工业化学品和无意副产物三类。农药中的有机氯农药,像 DDT、艾氏剂等,虽能除害虫,但长期大量使用污染了土壤、水和食物链,会导致神经毒性、内分泌紊乱甚至致癌,还会破坏生态平衡,
来源:Current Research in Biotechnology
时间:2025-05-07
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综述:从组学技术到榴莲果园:组学在榴莲种植中的作用
榴莲概述榴莲在东南亚经济价值高,全球需求持续增长。它属锦葵科榴莲属,热带地区广泛种植,有至少 30 个物种,其中D. zibethinus是最主要的商业化栽培种。泰国的 Monthong 和 Chanee 是主要商业栽培品种,且当地存在丰富的榴莲变异品种。榴莲生长阶段和果园管理榴莲果园分传统和现代两种。传统果园榴莲自然生长,多位于山区,管理粗放;现代果园注重修剪和灌溉,树形控制合理,利于提高产量和果实品质。榴莲通过嫁接繁殖,一般 4 - 6 年开花结果。生长过程中,土壤管理、修剪、施肥、授粉等环节至关重要。例如,开花前需充足的光合产物积累,花诱导期需干旱环境;榴莲夜间开花,主要靠果蝠授粉,商业
来源:Current Plant Biology
时间:2025-05-07