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基于卷积神经网络与轨道监测的温室番茄植株特异性蒸散量估算系统
关键技术创新点视觉伺服与运动规划技术高速运动技术的核心在于实时感知与精准控制的协同。视觉伺服(Visual Servoing)通过摄像头实时反馈调整机械臂轨迹,显著提升动态目标追踪能力;运动规划算法则致力于解决双臂协作中的路径优化与碰撞规避问题,尤其在枝叶交错(Branch Occlusion)的农业场景中,需结合深度学习预测障碍物位移。柔性抓取技术(Flexible Grasping)通过仿生夹爪与触觉传感器(Tactile Sensor)实现果蔬的无损操作,避免机械损伤。农业场景下的应用挑战非结构化农田环境(如作物形态随机、光照多变)对双臂机器人的感知系统提出极高要求。当前研究重点包括:多
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-10-17
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综述:数字孪生在果园管理中应用的机遇与挑战
数字孪生(Digital Twins, DTs)作为一种创新工具,正为数据驱动的果园管理开辟新的可能性。其核心在于构建物理果园实体的虚拟副本,并实时集成传感器数据与预测模型,从而优化资源分配与决策过程。然而,与一般农业或一年生园艺系统不同,果树生产受固定季节性周期约束,难以在周期外进行实验或干预。加之果树的多年生特性、复杂冠层结构和长生产周期,进一步增加了果园管理的复杂性和变异性。概念起源与定义数字孪生的概念最早可追溯至21世纪初,由Michael Grieves与美国国家航空航天局(NASA)的John Vickers共同提出。Grieves将其构想为包含三部分:现实空间中的物理产品、虚拟空
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-10-17
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环境化学物通过四细胞胎儿-母体界面芯片模型诱发早产炎症反应的机制研究
在全球范围内,早产(妊娠不足37周分娩)是导致新生儿死亡和儿童期健康问题的主要因素,影响着约10%的妊娠。尽管医学进步显著,但早产的具体机制仍未完全阐明。流行病学研究提示,母亲暴露于环境污染物可能是早产的风险因素之一,特别是像双酚A(BPA)、全氟辛酸(PFOA)等一些持久性有机污染物。然而,观察性研究存在混杂因素多、结果不一致等局限性,难以确立因果关系。更重要的是,传统的研究模型,如动物模型或二维细胞培养,无法准确模拟人体内复杂的胎儿-母体界面结构及其功能,这限制了对环境暴露如何触发早产机制的深入理解。胎儿膜(由羊膜和绒毛膜组成)和母体蜕膜是维持妊娠和启动分娩的关键组织,其炎症状态被广泛认为
来源:Chemico-Biological Interactions
时间:2025-10-17
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年轻洋壳深海热液喷口亚海底自养菌的代谢与种群动态及其生态意义
摘要在深海热液喷口,由岩浆驱动的岩石-水反应在洋壳中产生气体和其他还原性化合物,亚海底微生物利用这些物质进行化能自养。本研究利用RNA稳定同位素探测技术,对2013年和2014年从轴向海山三个弥散流热液喷口采集的样品中的微生物自养菌进行了同位素标记,靶向了亚海底的中温(30°C)、嗜热(55°C)和超嗜热(80°C)自养菌。我们构建了活跃化能自养菌的分类学和功能谱图,检查了种群在不同位点的分布,并将初级生产者与其在亚海底群落中的特定代谢策略联系起来。优势自养菌表现出氢依赖的异化代谢,如硫和硝酸盐还原以及产甲烷作用,甚至在80°C时也存在微好氧的硫化物氧化,这与各站点的流体化学特征一致。虽然氢营
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-10-17
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金黄色葡萄球菌在确定培养基中的生长与乙酸代谢:关键营养比例调控代谢转换的机制研究
摘要金黄色葡萄球菌是重要的人类病原体,其代谢调控与致病性密切相关。本研究通过确定培养基实验,揭示了乙酸代谢的关键分子机制及其与营养浓度的动态关联。乙酰辅酶A合成酶(AcsA)的活性受乙酰化酶(AcuA)和去乙酰化酶(AcuC)调控,而乙酸分解代谢的启动依赖于培养基中葡萄糖与氨基酸的特定比例。高葡萄糖浓度会抑制乙酸、脯氨酸和精氨酸的利用,导致后指数期生长缺陷;而降低葡萄糖浓度或调整氨基酸组成可恢复代谢平衡。这些发现为优化病原体代谢研究模型提供了重要依据。引言金黄色葡萄球菌的代谢研究传统上依赖复杂培养基,但其成分不明确可能干扰结果准确性。确定培养基可精确控制营养条件,但早期配方中高葡萄糖浓度会抑制
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-10-17
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噬菌体编码生物膜分散因子在大肠杆菌中的粗提制备及其在环境水样细菌学分析中的应用潜力
摘要检测水生环境中病原菌的一个基本技术挑战是无法准确估算水中与生物膜相关的细菌。考虑到生物膜在细菌病原体的环境持久性和水传播中的作用,人们对能够有效降解细菌生物膜的物质越来越感兴趣。通过对具有生物膜分散能力的霍乱弧菌噬菌体JSF7进行全基因组测序分析,发现其携带一个预测编码复杂多糖降解酶的基因。该基因被克隆到大肠杆菌DH5α中,重组大肠杆菌的粗提物增强了多种细菌生物膜的分散,包括大肠杆菌、痢疾志贺菌、铜绿假单胞菌和霍乱弧菌。该粗提物在37°C温度和pH 7.0条件下完全具有活性,但可被蛋白酶K处理灭活。通过富集培养法对环境水样中霍乱弧菌O1的存在进行分析发现,当富集培养基补充该粗提物时,检测到
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-10-17
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丁酸梭菌B-3通过调节肠道菌群与短链脂肪酸代谢发挥抗肥胖作用及其机制研究
菌株特性与体外功能评估研究首先对丁酸梭菌B-3的基本益生特性进行了评估。与对照菌株MIYAIRI 588(MIY 588)相比,B-3表现出更优的生长活力、产酸能力和丁酸产量,其发酵液pH可稳定在约4.3,丁酸产量达到约1.0 g/L。体外功能实验显示,B-3的发酵上清液(FS)和菌体细胞(BC)均具有一定的抗氧化能力,包括DPPH自由基清除活性、羟基自由基(OH)清除活性和还原能力。在降脂能力方面,B-3展现出较强的胆盐(包括牛磺胆酸钠和甘氨胆酸钠)结合能力、对胰脂肪酶(Pancreatic lipase)的抑制活性以及胆固醇降解率。这些体外结果初步揭示了B-3作为益生菌在调节氧化应激和脂质
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-10-17
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微生物硫酸盐还原过程中呼吸速率与硫同位素分馏效应的动态关系分子机制研究
微生物硫酸盐还原及其硫同位素分馏效应微生物硫酸盐还原(MSR)在硫和碳的生物地球化学循环中具有关键作用。该过程产生的硫化物中轻硫同位素相对富集,形成特定的同位素指纹,成为追溯古代和现代硫循环及微生物代谢活动的重要指标。长期以来,细胞特异性硫酸盐还原速率(csSRR)与硫同位素分馏(34ε)之间的负相关关系被广泛接受为主要控制因素,但固氮生长等例外情况表明这一关系存在更复杂的调控机制。实验设计与方法本研究选用硫酸盐还原菌DMSS-1(Desulfovibrio sp.)为模式菌株,通过控制电子供体(乳酸、苹果酸、果糖)和氮源(铵盐/固氮)条件进行批次培养。监测指标包括生长曲线、硫化物/硫酸盐浓度
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-10-17
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鼠李糖乳杆菌YQ001通过膜蛋白结合抑制GII.4型人诺如病毒复制的新机制
摘要人诺如病毒(HuNoVs)是全球病毒性胃肠炎的主要致病源,但目前有效的抗病毒手段仍十分有限。本研究发现在MRS培养基中培养的鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)YQ001菌株,其发酵上清液(FB)和细胞游离上清液(CFS)能够显著抑制GII.4型HuNoVs在斑马鱼(Danio rerio)幼虫体内的复制,使病毒RNA滴度分别降低约2.18 log10和1.12 log10拷贝。值得注意的是,FB的抑制效果显著强于CFS(P < 0.05),而单独的鼠李糖乳杆菌YQ001菌体则未显示出抑制效果。与注射未经处理的GII.4 HuNoVs的幼虫相比,注射经FB处理的G
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-10-17
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综述:分子印迹聚合物结合气相色谱-质谱法在环境、生物和食品基质中有机污染物检测的应用
分子印迹技术的原理与优势分子印迹聚合物(MIPs)是一类通过模板分子引导合成的高选择性合成材料。其制备过程类似于制造一把分子“钥匙”的“模具”:首先,模板分子(即目标分析物)与功能单体通过共价或非共价作用预组装;随后,在交联剂存在下进行聚合反应,形成刚性聚合物网络;最后,通过物理或化学方法将模板分子从聚合物网络中移除,从而留下在形状、尺寸和功能基团排列上与模板分子高度互补的识别空穴。这种独特的“锁钥”识别机制赋予了MIPs卓越的分子识别能力,使其能够从复杂的样品基质中高效、选择性地捕获目标分析物,即使在结构相似的干扰物共存的情况下也能保持高选择性。相较于传统的固相萃取吸附剂(如C18硅胶),M
来源:Critical Reviews in Analytical Chemistry
时间:2025-10-17
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肠道菌群对糖尿病肾病的因果影响:16S rRNA测序与双向孟德尔随机化研究的深入解析
引言糖尿病肾病(DKD)作为糖尿病主要微血管并发症,以蛋白尿或估算肾小球滤过率(eGFR)下降为特征。尽管血糖控制手段不断进步,但DKD进展仍存在显著的个体差异,提示非血糖因素如肠道菌群失调可能参与其中。肠道微生物组包含超过100万亿微生物细胞,关键调控宿主代谢、免疫功能和黏膜完整性。在DKD中,肠道菌群可能通过改变内分泌信号和微生物代谢物(如短链脂肪酸、尿毒症毒素)影响疾病进展;反之,高血糖和肾功能下降可能加剧菌群失调,形成潜在反馈循环。虽然观察性研究报告了DKD患者与对照之间的微生物差异,但关键知识空白依然存在:这些改变是DKD的因果驱动因素还是继发后果?哪些特定分类群对疾病进展发挥双向效
来源:Renal Failure
时间:2025-10-17
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综述:纳米材料在光催化环境修复中的应用:合成、机理与性能
ABSTRACT纳米材料因其大比表面积、可调带隙和优异的电荷分离性能,已成为高效的光催化剂。本综述旨在对金属氧化物、掺杂纳米结构、纳米复合材料和异质结系统进行全面分析,重点关注它们在降解有机污染物和染料中的作用。文章重点介绍了合成方法——分为物理法、化学法和绿色法——如何影响直接决定光催化性能的结构、形态和光学性质。讨论了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和光致发光光谱(PL)等关键表征技术,用于评估晶粒尺寸、带隙、比表面积和电荷载流子动力学。该综述进一步详细介绍了光催化降解机理,强调了活性物种的产生和电子-空
来源:Environmental Technology Reviews
时间:2025-10-17
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综述:微塑料与儿童健康:关于产前和生命早期暴露途径及潜在健康风险的综述
在现代社会中,微塑料(Microplastics, MPs)作为一种环境污染物,正逐渐成为人们关注的焦点。微塑料指的是粒径小于5毫米的塑料颗粒,它们来源于大型塑料废弃物的降解、回收过程以及各种日常消费品的使用。由于其体积小且在环境中广泛存在,微塑料的暴露不仅影响成人的健康,也对胎儿、婴儿和儿童等易感人群造成潜在威胁。本研究旨在探讨微塑料暴露对人类健康的潜在影响,尤其是其在早期发育阶段可能带来的健康风险。### 微塑料的来源与特性微塑料的来源多样,包括工业生产、日常消费品、环境降解等。一些微塑料是直接制造的,例如用于面部清洁的微珠、化妆品中的微颗粒、食品包装材料等。而另一些微塑料则是由较大塑料的
来源:Toxicology Reports
时间:2025-10-17
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泥炭替代与消费选择:德国园艺爱好者盆栽土决策偏好的混合方法研究
在家庭园艺日益普及的今天,盆栽土作为植物生长的基础,其选择不仅关乎园艺成果,更牵涉重大的环境议题。传统盆栽土高度依赖泥炭(peat),这种源于沼泽地的有机材料因其优良的保水性和透气性而备受青睐。然而,泥炭开采对湿地生态系统和气候变化(泥炭地是重要的碳汇)的负面影响,已促使德国等国家的政策制定者和园艺产业寻求减少乃至淘汰泥炭使用的路径。尽管市场上出现了“泥炭减少”(peat-reduced)或“无泥炭”(peat-free)的替代产品,但消费者的接受度仍是决定这场绿色转型成败的关键。消费者究竟如何做出选择?是品牌、价格、颜色,还是环保属性在驱动他们的决策?这些决策背后的深层逻辑是什么?为了解开这
来源:Scientia Horticulturae
时间:2025-10-17
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辐射-亚硫酸盐协同自由基策略高效降解全氟己烷磺酸:机理创新与环境应用
研究亮点本研究的发现突出了eaq-和SO3•-之间协同相互作用的关键作用,它们在克服复杂环境基质中全氟烷基物质(PFAS)化合物的顽固性方面功不可没。通过利用SO3•-与PFHxS及其降解中间体形成瞬态复合物,这项工作展示了一条削弱强C-F键的新途径,从而增强了eaq-的还原脱氟能力。这一机理见解展示了一种具有显著潜力的新型自由基策略。环境意义这项研究证明了一种新机制,即SO3•-与PFHxS形成瞬态复合物,促进C-F键裂解并增强eaq-的还原脱氟。集成的IR/SO32-和IR/H2O2工艺能有效降解复杂水基质中的PFAS。这些发现强调了基于机理指导的自由基策略对于提高脱氟效率和推进PFAS修
来源:Journal of Hazardous Materials
时间:2025-10-17
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沙特绿色行动:气候治理与微塑料污染防控的协同路径研究
在21世纪全球环境挑战中,气候变化与塑料污染如同两柄悬在人类头顶的达摩克利斯之剑。随着全球气温攀升、海平面上升,生态系统正遭受前所未有的破坏,而塑料消费的指数级增长更导致微塑料(粒径<5毫米的塑料颗粒)对空气、土壤和水体的全面侵袭。沙特阿拉伯作为典型的干旱国家,其快速城市化进程与化石燃料依赖型经济模式,使其在应对环境挑战时面临尤为严峻的考验。沙特每年产生超过156万吨塑料垃圾,塑料占主要城市固体废弃物的17.4%,但回收率仅15%-20%。与此同时,该国气候绩效指数(CCPI)排名第67位,凸显出高能耗与有限的水资源循环利用等结构性难题。正是在此背景下,沙特于2021年启动的沙特绿色倡议(SG
来源:Journal of Hazardous Materials Advances
时间:2025-10-17
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轮胎磨损颗粒表面反应异质性驱动 redox 激活增强活性污泥硝酸盐去除:光电化学-胞外聚合物(EPS)协同机制解析
hHighlights/hhPreparation of TWPs from various road interactions/h本研究以装配碳黑轮胎(米其林PS3型号)的小型汽车为研究对象,通过滚动摩擦(R-TWPs)、滑动摩擦(S-TWPs)及低温破碎(C-TWPs)三种方式制备初始轮胎磨损颗粒,严格遵循先前研究方法。hCharacterization results of basic properties of TWPs/hSEM分析显示:C-TWPs表面光滑带脆性断裂痕,R-TWPs和S-TWPs(尤其是后者)呈现粗糙褶皱表面并附着颗粒物,表明其高温生成特性。EDS检测证实颗粒与胎面
来源:Journal of Hazardous Materials
时间:2025-10-17
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蓝藻拥挤效应调控代谢产物分配:2-甲基异莰醇(MIB)释放动力学模型与环境启示
Highlight高风险条件下MIB生产者快速生长及拥挤诱导的释放理解促进产嗅蓝藻快速生长和拥挤的环境条件,对于预测水源地MIB风险动态至关重要。我们的分析表明,Logistic生长模型中的拐点时间(TIP)可作为蓝藻种群达到与MIB释放风险升高相关临界密度的可靠指标。较短的TIP值意味着更快的生长速率和更早出现的拥挤效应,最终导致细胞内代谢物(如MIB)加速释放到水环境中。结论蓝藻产生的土霉味次级代谢产物2-甲基异莰醇(MIB)的胞内外分配动力学仍知之甚少,这限制了我们预测水源地嗅味事件的能力。本研究开发了一个基于生长阶段的模型来表征MIB释放模式,并将其应用于传统方法难以解释复杂嗅味现象的
来源:Journal of Hazardous Materials
时间:2025-10-17
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簇虫定殖对钩虾宿主功能反应的影响:从寄生到共生的生态互作新视角
在微观世界的隐秘角落,有一类名为簇虫(Gregarines)的顶复门(Apicomplexa)原生生物,它们广泛定殖于水生和陆生无脊椎动物体内,却长期处于科学研究的边缘地带。与引发疟疾的疟原虫(Plasmodium)等"明星病原体"不同,簇虫与宿主的互作关系宛如一部尚未打开的生命剧本——它们可能是寄生者、共栖者,甚至可能是互利伙伴。这种关系认知的缺失,很大程度上源于簇虫培养技术的空白,使得研究人员只能依赖野外样本管中窥豹。作为水生生态系统的"基石物种",钩虾属(Gammarus)甲壳动物不仅是营养循环的关键环节,更是实验室研究的经典模型。然而,这些看似透明的实验动物体内,可能潜藏着复杂的寄生生
来源:International Journal for Parasitology
时间:2025-10-17
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水生流式细胞术标准化实践:CytoSense在浮游植物群落分析中的优化与应用指南
仪器校准与质量控制CytoSense流式细胞仪的标准化操作始于仪器校准。荧光微球(如1μm和3μm聚苯乙烯微球)的定期分析可监测光学稳定性,实验显示在赫尔辛基至特拉弗明德的渡轮部署中,微球的绿色荧光(FLG)和前向散射(FWS)信号分布保持稳定。若微球光学值异常,可能提示激光失准、流动室堵塞或液流速率变化,需及时检修。样本泵校准通过称重法或注射器体积测量验证,误差超过5%时需通过CytoUSB软件重新校准。此外,鞘液需添加防腐剂(如0.03%-0.1% Proclin)并定期更换,以防生物污损和盐结晶堵塞管路。采集参数优化策略计数速率与重合误差控制高事件速率可能导致重合误差,即多个粒子同时通过
来源:Cytometry Part A
时间:2025-10-17