科研产出
基于深度学习、小波变换和可见光谱的茶树冻害程度评估
《光谱学与光谱分析 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：茶树冻害鉴定是评价茶树抗逆性、指导茶园越冬管理的基础。茶树冻害鉴定的传统方法主要通过人工观察茶树叶片的冻害数量和冻害程度，存在准确率低，效率低，主观性强等缺点。提出一种基于深度学习、小波变换和可见光谱的茶树冻害程度评估框架。首先，采集了1 000张茶树受冻后的树冠图像，并且按照4∶1分为训练集和测试集，并对训练集图像的冻害叶片进行标注。其次，采用Faster R-CNN网络对茶树的冻害叶片进行识别提取，并且分别选择了AlexNet、 VGG19和ResNet50三种特征提取器，选择鲁棒性最高的特征提取器作为主干网络。然后，将提取到的茶树冻害叶片图像进行小波变换增强处理，从而得到了一张低频率和三张高频率的图像。将小波变换处理后的图像和未经小波变换处理的图像分别输入到VGG16、 SVM、 AlexNet、 ResNet50等网络对冻害叶片进行分级，比较四种网络的分类性能。根据冻害叶片的数量、冻害叶片的程度，不同冻害程度叶片的权重系数，对茶树受冻程度打分，从而对茶树整体的冻害程度进行评估。结果表明：（1）基于ResNet50的Faster R-CNN模型提取茶树冻害叶片的性能最好，其查准率为93.33%,查全率为92.57%,高于VGG19和AlexNet作为主干网络的识别性能，可以确保大多数的冻害叶片都能被提取出来，并为叶片的冻害程度进一步分级提供基础。（2）VGG16模型分类不同冻害程度的叶片的整体准确率为89%,高于其他模型（SVM、 AlexNet、 ResNet50）的整体分类准确率，表明VGG16模型具有较高的鲁棒性。（3）小波变换处理后的冻害叶片图像与未经小波变换处理后的冻害叶片相比较，能提升模型的整体分类准确率2%～6%。说明小波变换增强技术可以提高网络的准确率。因此，本实验框架可以准确和高效地将茶树冻害叶片进行分级，对于茶园冻害程度的评估具有重要价值，为北方茶园的越冬防护提供技术支撑。
关键词： 茶树 冻害叶片 Faster R-CNN VGG16 小波变换
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外源物质对茶树耐寒及蔗糖代谢关键基因表达的影响
《植物学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：冬春季节低温伤害是影响茶树(Camelliasinensis)生产的重要因素。以茶树盆栽苗为试验材料,通过喷施不同浓度的γ-氨基丁酸(GABA)、绿藻粉和竹醋液溶液,研究低温胁迫下3种外源物质对茶树耐寒能力的影响,并对蔗糖代谢关键基因SPS、SUS4、INV4和INV5表达量及耐寒相关生理指标进行分析,解析外源物质影响茶树耐寒性的生理与分子机制。结果表明,低温胁迫下,用不同浓度GABA、绿藻粉和竹醋液喷施处理茶树盆栽苗叶片,其冻害指数和相对电导率显著低于对照;可溶性糖含量显著高于对照,以10 mmol·L~(–1)GABA、0.22 mg·mL~(–1)绿藻粉及2.5 mg·mL~(–1)竹醋液处理效果最佳。低温胁迫下,与清水处理相比,分别用10 mmol·L~(–1)GABA、0.22 mg·mL~(–1)绿藻粉或2.5 mg·mL~(–1)竹醋液处理茶树盆栽苗后,茶树苗丙二醛含量显著降低,抗氧化酶活性显著提高;叶片叶绿素、可溶性糖和脯氨酸含量显著增加,蔗糖含量在处理72小时后分别增加了15.24%、11.39%和5.97%;SPS、SUS4、INV4和INV5基因的表达量显著升高。实验结果表明,GABA、绿藻粉和竹醋液能显著增强茶树的耐寒性。研究结果可为茶树抗寒剂的筛选提供理论依据。
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农杆菌介导茶树遗传转化中抗生素种类和浓度优化
《分子植物育种 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：茶树是一种多年生木本植物,建立其基因转化体系是进行基因工程育种的重要环节。在以茶树体胚为材料,研究了三种抗生素对其抑菌和生长的影响。结果表明,三种抗生素对茶树体胚的抑菌和生长有明显的不同,随着抗生素浓度的不同,茶树体胚生长趋势明显不同;头孢霉素400 mg/L与潮霉素15 mg/L协同抑制农杆菌,促进茶树体胚的增殖;与其相比,特美汀300 mg/L抑制农杆菌,显著促进茶树体胚的增殖,有植物激素的作用。本研究为下一步茶树的遗传转化奠定基础。
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不同诱导条件对茶树体胚诱导及增殖的影响
《分子植物育种 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：为了获得茶树的体胚,本研究以福鼎大白、碧香早和白毫早的自然杂交实生种子为外植体,进行组织培养及植株再生研究。通过优化不同浓度的植物生长调节剂组合以及不同培养基和不同光照的预处理,探索茶树体胚诱导及增殖的适宜培养基和培养条件。结果表明:体胚诱导培养基:B5+6-BA 3.5~4 mg/L+IBA 1.5 mg/L~2 mg/L;MS+6-BA 2.0 mg/L~2.5 mg/L+IBA 0.2 mg/L为理想的继代增殖培养基。本研究对茶树体胚诱导及植株再生提供了一定的借鉴意义。
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