美国白蛾热激蛋白70基因的鉴定及功能分析

[目的]探究热激蛋白70 (heat shock protein 70,HSP70)基因在美国白蛾Hyphantria cunea抵御高温胁迫过程中的作用,为揭示美国白蛾的扩散机制以及预测潜在分布区提供理论支撑.[方法]利用PCR技术克隆美国白蛾HSP70基因,并进行生物信息学分析;利用qPCR技术检测新蜕皮的美国白蛾...     

基于深度残差神经网络迁移学习的牙形刺图像识别

为了探索基于深度神经网络模型的牙形刺图像智能识别效果,研究选取奥陶纪8种牙形刺作为研究对象,通过体视显微镜采集牙形刺图像1188幅,收集整理公开发表文献的牙形刺图像778幅,将图像数据集划分为训练集和测试集。通过对训练集图像进行旋转、翻转、滤波增强处理,解决了训练样本不足的问题。基于ResNet-18、ResNet-34、ResNet-50、ResNet-101、ResNet-152五种残差神经网络模型,采用迁移学习方法,对网络模型进行训练以获取模型参数,五种模型测试Top-1准确率分别为85.37%、85.85%、83.90%、81.95%、80.00%, Top-2准确率分别为94.63%、94.63%、94.15%、93.17%、93.66%,模型对牙形刺图像具有较好的识别效果。通过对比研究发现,ResNet-34识别准确率最高,说明对于特征简单的牙形刺属种,增加网络深度并不一定能提升准确率,而确定合适深度的模型则不仅可以提高识别准确率,还可以节约计算资源。通过ResNet-34模型的迁移学习训练和重新训练效果对比可以看出,迁移学习不仅可以获得较高的准确率,而且可以较快获取模型参...     

中国寄生于美国白蛾的啮小蜂—新属—新种(膜翅目,姬小蜂科,啮小蜂亚科)

1985年春季,作者与本院81级学生黄飞在调查美国白蛾Hyphantria cunea(Drury)的天敌昆虫时,从该害虫的蛹中养出了一种小蜂。这种小蜂寄生率很高,达80％以上。而且个体数量很大,一头美国白蛾的蛹中出蜂大多为200头以上,最高达306头。有些科研人员及防治工作者在美国白蛾的研究和防治中也采到或养出了这种小蜂。经     

美国白蛾防控技术研究进展

美国白蛾Hyphantria cunea(Drury)原产于北美,是重要的国际性检疫害虫。自1979年我国首次发现该虫以来,已经对我国农林业生态系统特别是园林植物造成了严重危害。防控技术一直是美国白蛾研究领域的热点之一,利用性信息素、现代通讯技术和遥感技术,能够更精准地监测美国白蛾的发生危害情况。美国白蛾的防治措施主要以人工、物理、生物和化学防治为主,其中人工防治主要采取剪除网幕和草把诱集化蛹的方法,化学防治以飞机和机器人进行喷药,生物防治主要在美国白蛾幼虫期施用核型多角体病毒HcNPV,老熟幼虫和蛹期释放白蛾周氏啮小蜂Chouioia cunea Yang,可持续控制美国白蛾种群数量。该技术取得了良好的效果并大面积推广使用。尽管对美国白蛾防控技术的研究已经取得了重大进展,但仍存在一些问题需要进一步研究解决。如防治措施持续控制效果的科学评价方法、美国白蛾原产地天敌的引进利用、美国白蛾灾害分布特征与人类活动和生态环境的关系等。此外,随着害虫防治新技术的出现,如基因重组技术以及RNAi技术在多种害虫防治中的应用,均可为美国白蛾防治提供新的借鉴。本文还列出了国内外美国白蛾部分天敌昆虫名录,并对美国白蛾防控技术的未来发展趋势进行了展望,以期为美国白蛾及同类入侵生物的治理策略有所启示。     

基于深度学习的葡萄砧木叶片识别研究

嫁接有利于增强树体对生物及非生物胁迫的适应能力,提高葡萄产量和品质。葡萄砧木品种多样复杂,识别难度较大,深度学习能够快速提取图像的深层特征,被广泛应用于植物图像分类识别领域。本研究以30份葡萄砧木成龄叶图像作为研究对象,通过采集叶片图像,构建了一个包含13547张的葡萄砧木叶片图像的数据集。采用GoogleNet、ResNet-50、ResNet-101以及VGG-16等4个卷积神经网络对其进行自动识别。结果表明：精度最高的分类网络为ResNet-101,在最优模型参数（学习率：0.005,最小批次：32,迭代次数：50）下精度达到97.5%。ResNet-101模型检测的30个品种中,平均预测精确率为92.59%,有7个品种的预测精确率达到100%;平均召回率为91.08%,有8个品种的召回率达到100%,叶片的叶面纹理、叶脉以及叶缘部分对品种识别的影响最大。以上结果证实,深度学习网络模型可以实现对葡萄砧木的自动实时识别,为葡萄砧木品种的保护、利用、分类研究以及其他农作物的品种识别提供参考。     

取食不同食料的美国白蛾幼虫肠道细菌多样性及差异性研究

为了解取食不同食料的美国白蛾Hyphantria cunea Drury幼虫肠道细菌多样性及差异性,本研究应用Illumina Hi Seq二代测序技术检测16S rDNA基因序列的方法分析以人工饲料、桑树Morus alba Linn和柳树Salix babylonica Linn为食的3种美国白蛾5龄幼虫肠道细菌类群结构、丰度差异和α多样性。共获得657 819对读数,聚成3 743个OTUs,注释到23个门,60个纲,90个目,143个科,196个属和58个种。科以上分类阶元,以两种植物为食的幼虫肠道的优势类群一致,但取食人工饲料的幼虫在各级分类水平与前者不同(门水平除外)。在属分类阶元,取食3种美国白蛾幼虫肠道菌群优势属各不相同,丰度最高分别为希瓦氏菌属Shewanella(12.81%)、葡萄球菌属Staphylococcus(7.86%)和芽孢杆菌属Bacillus(5.24%)。种水平上海藻希瓦氏菌Shewanella algae在3种食料的美国白蛾幼虫肠道中都有较高的丰度;松鼠葡萄球菌Staphylococcus sciuri在以桑树和柳树为食料的美国白蛾幼虫肠道中比例较高,但在以人工饲料的幼虫中比例很低。3种食料的幼虫共有的OUTs为228个,特有的OUTs分别为人工饲料145个、桑树160个和柳树138个。以上结论表明取食不同食料的美国白蛾幼虫的肠道细菌类群结构和丰度存在一定差异。α多样性指数表明美国白蛾幼虫肠道细菌群落具有较高的丰富度和多样性。为进一步探明其肠道细菌的功能以及对寄主的适应机制等方面的研究奠定基础。     

基于深度特征融合的鸟鸣识别方法及其可解释性分析

鸟鸣识别是生态监测的重要手段,为进一步提升鸟鸣识别的准确性和鲁棒性,本文提出了1种新的基于深度特征融合的鸟鸣识别方法。该方法首先利用深度特征提取网络对鸟鸣的对数梅尔谱图和补充特征集的深度特征进行提取,再将两种深度特征进行融合,最后使用轻量级梯度提升机(light gradient boosting machine,light GBM)分类器进行分类。本文充分利用深度神经网络的特征提取能力以及light GBM的分类性能,将特征提取和特征分类过程进行分离,从而实现了高准确率的鸟鸣识别。实验结果显示,本文提出的方法在北京百鸟数据集中取得了目前已知的最佳结果,模型的平均准确率达到了98.70%,平均F₁分数达到了98.84%。相比传统方法,深度融合特征在鸟鸣识别任务上准确率提升了5.62%以上。同时,引入的light GBM分类器使分类准确率提升了3.02%。此外,在CLO-43SD和Bird CLEF2022比赛的数据集中,本文方法也展现出卓越的性能,分别取得了98.32%和91.12%的平均准确率。本文还引入了类激活图对不同类型鸟鸣的识别结果进行可解释性分析,揭示了...     

基于目标检测的东北虎个体自动识别

东北虎个体的自动识别是种群数量评估和制定有效保护策略的重要基础。以东北虎林园和怪坡虎园38 只虎为研究对象,将目标检测方法首次应用到东北虎个体识别研究中,采用多种深度卷积神经网络模型,以实现虎个体的自动识别。首先通过相机在不同角度对 38 只东北虎进行拍摄取样,建立包含13579张图像的虎样本数据集。由于虎的体侧条纹信息不具有对称性,所以运用单次多盒目标检测（Single Shot MultiBox Detector, SSD）方法,对虎的躯干左侧条纹、右侧条纹以及脸部等不同部位图像,进行自动检测并分割提取,极大节省手工截取时间。在检测分割出的左右侧及脸部不同部位图片基础上,运用上、下、左、右平移变换进行数据增强,使图片数目扩大为原来的5 倍。采用LeNet、AlexNet、ZFNet、VGG16、ResNet34共5 种卷积神经网络模型进行个体自动识别。为了提高识别准确率,运用平均值和最大值不同组合方式来优化池化操作,并在全连接层引入概率分别为0.1、0.2、0.3、0.4的丢弃（Dropout）操作防止过拟合。实验表明,目标检测模型耗时较少,截取分割老虎不同部位条纹能达到0.6 s/张,远快于人工截取速度,并且在测试集上准确率能达到97.4%。不同姿态下的目标部位都能正确识别并分割。ResNet34模型的准确率优于其他网络模型,左右侧条纹以及脸部图像识别准确率分别为93.75%、97.01%和 86.28%,右侧条纹识别准确率优于左侧条纹和脸部图像。研究为野生虎自动相机影像的识别提供技术参考。在未来研究中,对东北虎个体影响数据进行扩充,选取更多影像数据进行训练,使网络具有更强的适应性,从而实现更准确的个体识别。     

爪哇棒束孢侵染美国白蛾过程及抗氧化酶活性变化

[目的]爪哇棒束孢Isaria javanica是一种重要的虫生真菌,已广泛应用于多种害虫的防治.本研究从美国白蛾Hyphantria cunea僵虫尸体中分离出对美国白蛾具有致病作用的爪哇棒束孢BE01菌株,为了解该菌株对美国白蛾的侵染过程,并通过研究宿主体内抗氧化酶系对爪哇棒束孢BE01菌株入侵的响应,评价该菌的杀虫作用,为爪哇棒束孢BE01防治美国白蛾提供依据.[方法]采用扫描电镜技术,观察爪哇棒束孢BE01分生孢子侵染的美国白蛾3龄幼虫,并测定美国白蛾接菌后体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)含量的变化.[结果]爪哇棒束孢对美国白蛾侵染过程包括:分生孢子粘附在美国白蛾的角质层上,接种后6h孢子开始萌发,24h产生附着胞,48 h菌丝在体表继续生长,96h菌丝从虫体内长出并产分身孢子,120 h菌丝覆盖整个虫体.在受到爪哇棒束孢BE01侵染后,美国白蛾幼虫体内的3种抗氧化酶SOD、POD、CAT酶活性明显升高,并在侵染48 h时达到峰值.随着侵染时间的增加,48 h后3种酶的活性开始下降, 60 h后酶活性均低于对照组.[结论]爪哇棒束孢BE01孢子活力高、萌发速率快,导致美国白蛾体内的保护酶系难以发挥保护作用.爪哇棒束孢BE01菌株能够快速侵染美国白蛾幼虫,具有开发成新的高效生物防治菌株的潜能.     

美国白蛾幼虫消化道形态和超微结构观察

美国白蛾Hyphantria cunea Drury是我国重要的林业检疫性害虫之一,世界范围内寄主多达600余种,对我国林业生产和生态环境建设造成了巨大损失。明确美国白蛾幼虫消化道各部分的形态结构,可为进一步研究其幼虫的食性及消化机能奠定基础。利用光学显微镜、扫描电子显微镜与透射电子显微镜观察了美国白蛾6龄幼虫消化道形态及超微结构。美国白蛾幼虫的消化道由前肠、中肠、后肠组成。前肠是消化道最长的部分,占整个消化道的54.27%,包括咽、食道、嗉囊、前胃四部分;中肠较短,占整个消化道的21.28%,内部具围食膜;后肠由幽门、回肠、结肠和直肠组成,幽门由幽门锥和幽门瓣组成。马氏管共6条,丝腺2条。美国白蛾幼虫消化道总体结构大部分鳞翅目消化道结构相似,但是其前肠在长度上发生了较大的变异,本文进一步讨论了美国白蛾幼虫消化道结构与其食性及耐饥饿能力等的相关性。     

Recent advances in the study of Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus replication and pathogenesis

It has now been over twenty years since a novel herpesviral genome was identified in Kaposi's sarcoma biopsies. Since then, the cumulative research effort by molecular biologists, virologists, clinicians, and epidemiologists alike has led to the extensive characterization of this tumor virus, Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus(KSHV; also known as human herpesvirus 8(HHV-8)), and its associated diseases. Here we review the current knowledge of KSHV biology and pathogenesis, with a particular emphasis on new and exciting advances in the field of epigenetics. We also discuss the development and practicality of various cell culture and animal model systems to study KSHV replication and pathogenesis.     

The structure, reproduction and taxonomy of Vidalia and Osmundaria (Rhodophyta, Rhodomelaceae)

Comprises species occurring mostly in subtidal habitats in tropical, subtropical and warm-temperate areas of the world. An analysis of the type species, V. spiralis (Sonder) Lamouroux ex J. Agardh, a species from Australia, establishes basic characters for distinguishing species in the genus. These characters are (1) branching patterns of thalli, (2) flat blades that may be spiralled on their axis, (3) width of the blade, (4) primary or secondary derivation of sterile and fertile branchlets and (5) position of sterile and fertile branchlets on the thalli. Application of the latter two characters provides an important basic method for separation of species into three major groups. Osmundaria , a genus known only in southern Australia, was studied in relation to Vidalia , and its separation from the Vidalia assemblage is not accepted. Species of Vidalia therefore are transferred to the older genus name, Osmundaria. Two new species, Osmundaria papenfussii and Osmundaria oliveae are described from Natal. Confusion in the usage of the epithet, Vidalia fimbriala Brown ex Turner has been clarified, and Vidalia gregaria Falkenberg, described as an epiphyte on Osmundaria pro/ifera Lamouroux, is revealed to be young branches of the host, Osmundaria prolifera.     

New or rare chromosome counts in Artemisia L. (Asteraceae, Anthemideae) and related genera from Kazakhstan

Fifteen chromosome counts of six Artemisia taxa and one species of each of the genera Brachanthemum, Hippolytia, Kaschgaria, Lepidolopsis and Turaniphytum are reported from Kazakhstan. Three of them are new reports, two are not consistent with previous counts and the remainder are confirmations of very scarce (one to four) earlier records. All the populations studied have the same basic chromosome number, x = 9, with ploidy levels ranging from 2x to 6x. Some correlations between ploidy level, morphological characters and distribution are noted.     

肝癌中HBV和HCV基因和抗原的分布及意义

采用原位分子杂交方法检测HCV RNA及HBV X基因;采用免疫组织化学方法研究HCV核心抗原,非结构区C33c抗原及HBxAg在肝细胞肝癌中的定位及分布.结果表明(1)HCV RNA、HBV X基因在肝细胞肝癌组织检出率分别为40%(55/136)和82%(112/136).HCV RNA定位于癌细胞的胞浆内,阳性细胞呈散在、灶状及弥漫分布三种形式;HBV X基因在肝癌细胞中的分布呈胞浆型、核型及核浆型,阳性细胞也呈上述三种分布形式;(2)HCV C33c抗原、核心抗原在肝细胞肝癌中的阳性率为81%(133/164)及86%(141/164).C33c抗原定位于癌细胞及肝细胞的胞浆内;核心抗原既定位于癌细胞核中,又可定位于胞浆中.C33c抗原阳性细胞以灶状分布为主;而核心抗原阳性细     

Selection with two alleles and complete dominance

For a plant selection model with frequency-independent viabilities, fertilities and selfing rates, it is shown that apart from global fixation, for certain parameter combinations a protected polymorphism and facultative fixation (either allele may become fixed according to initial frequencies) may both occur. Facultative fixation requires different selling rates for the dominant and recessive type. Protection of the polymorphism requires resource allocation for male and female function. In this connection the problem of purely genetically caused population extinction is discussed.
For general frequency dependence and regular segregation, the chances for establishment of a completely recessive gene are compared to those of a completely dominant gene. It is proven that the process of establishment of the recessive gene, despite a fitness advantage, may be considerably endangered by drift effects if random mating prevails. The recessive gene may reach the same effectivity in establishment as a dominant gene, only if the recessive homozygote mates exclusively with its own type during the period of establishment.