基于碰撞特性的杂交水稻裂颖种子识别方法研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jql
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
水稻是重要的粮食作物,由于不育系的一种遗传特征,杂交水稻种子存在着较严重的裂颖现象,裂颖将导致水稻种子的发芽性能和秧苗质量较正常种子差,且对贮藏环境要求较高,在一定程度上提高了贮藏成本。因此,识别裂颖种子并将其分选出来,可以有效的提高杂交水稻种子的秧苗质量以及大田生产的产量,并且可以有效的降低杂交水稻种子的贮藏成本。本研究首先根据杂交水稻正常种子与裂颖种子颖壳结构不同,推测两者具有不同的振动特性,因此自由下落碰撞悬臂梁薄板时会产生不同的振动信号,提取信号特征进而可以将正常、裂颖种子识别出来。设计了种子下落高度H可调,悬臂梁薄板可更换的振动信号检测装置。通过MATLAB对振动信号进行了零均值化及去除多项式趋势项、傅里叶变换及功率谱密度计算等处理,经过分析发现时域上,电压最大值、最小值、绝对值最大值、极差、均方根、斜度、峰度、能量以及频域上信号一定处理后的功率谱密度最大值可以作为识别正常、裂颖种子的特征参数,其中,以能量作为标准识别效果最好。通过单因素试验,研究悬臂梁薄板材料、厚度、长度及种子下落高度对测试系统识别效果的影响,发现以上四种因素对识别效果均有一定影响,根据单因素试验结果选择弹性好、成本低的65Mn钢作为悬臂梁材料,并设计L9(34)(含误差列)的正交试验的3个因素为板厚、板长、种子下落高度以及每个因素相对应的3个水平;通过正交试验,确定了测试系统结构参数的较优组合为A3B2C3,即厚0.25mm、长200mm的65Mn钢板(宽25mm),种子下落高度为250mm,在此因素水平下以能量作为标准识别,非样本检验试验结果为:川优6203的综合识别率为86.25%;荃优123的综合识别率为83.50%;中1优188的综合识别率为83.92%;珍稻的综合识别率为84.95%。对4个品种杂交水稻随机选取正常、裂颖各200粒分别进行信号采集及特征参数提取,对信号特征参数数据进行主成分分析,提取主成分及高权重特征参数,作为两种神经网络输入层。设计BP神经网络及RBF神经网络,经过神经网络训练及测试,发现主成分-BP结构的神经网络模式识别效果较好。经过训练,川优6203综合识别率可达到89.64%,荃优123综合识别率可达到87.50%,中1优188综合识别率可达到86.90%,珍稻综合识别率可达到84.58%。与单一特征参数为标准的线性分类方法相比,神经网络模式识别的方法有效的提高了杂交水稻种子裂颖籽粒的识别效果。本研究说明,利用杂交水稻种子下落碰撞悬臂梁薄板产生振动信号的振动特性来识别裂颖籽粒是可行的。
其他文献
大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)病是大豆主要的病害之一,给我国大豆生产带来了巨大的损失。大豆抗病育种是目前防治大豆花叶病最为经济有效的措施,发掘抗病基因已经成为抗病育种的基础。目前国内外对抗SMV种质的筛选以及抗SMV基因的定位已经有了深入的研究。本文在本课题组前期SMV株系SC3抗性基因Rsc3定位的基础上,克隆了 2个具有TIR-NBS-LRR典型抗病结构域的基
随着多年的注水开发,我国大多数油田进入了高含水或特高含水开发阶段,剩余油分布呈现“整体分散、局部富集”的特征。针对我国目前油田开发现状,分析剩余油影响因素,明确高含水油田剩余油主控因素并提出科学合理的挖潜对策,以实现“调整流线”、“控水稳油”、“挖潜富集区”、“提高采收率”的目的,这对延长高含水油藏开发寿命、提高原油采收率、获取矿场经济效益具有极其重要的现实指导意义。针对胜利油田GD高含水油藏“注
本文研究基因调控网络同步的数学机制.同步是指由于细胞间耦合力或环境因素等作用,细胞群体表现出一致的行为.同步对于细胞活性和生物节律起着重要的作用.关于动植物细胞中自然存在或人工合成的基因调控网络的同步现象,文献中已有许多研究,研究方法包括分子生物学实验,数学建模,定性分析以及数值模拟.本文在前人工作的基础上,建立多细胞基因振子耦合系统模型,探索系统同步的条件,并应用数值方法模拟系统的同步行为.全文
生长素在植物生长发育过程中起着核心作用。在模式植物拟南芥中的研究表明,生长素主要调控由TIR1/AFBF-box蛋白、Aux/IAA转录抑制因子和ARF转录因子组成的调控途径对下游基因进行转录水平的调控。生长素受体蛋白TIR1/AFB2在生长素信号通路起重要作用,介导植物整个生长发育过程,但在其他植物中鲜有报道。我国农业依赖大量氮肥投入提高和维持产量带来系列环境问题。农业部2015年提出“化肥减量
可降解膜是采用生物可降解材料例如蛋白质、多糖、脂质等大分子物质通过特定的加工方式使其产生分子间相互作用,获得特定性能的制品。薄膜的厚度在0-10μm之间。然而与传统石化塑料相比,可降解膜机械性能阻隔性能较差,应用受限。可得然多糖(CD)是一种微生物发酵所产生的胞外多糖,其热凝胶性、持水性优良,常被应用在食品工业中,但是纯可得然多糖膜在断裂延伸率和阻气性方面较差。聚乙烯醇(PVA)是一种安全无毒的可
作物模型是现实世界中生物和非生物因素相互作用的不完美近似,在某些情况下,模型的结构、输入和参数选择的不确定性可能超过模拟产量的时空变异性,从而限制了模型的可预测性。不确定性分析是基于模型的风险分析和决策的重要组成部分,它能够给风险分析人员和决策者提供模型输出结果的准确性程度。模型的不确定性有三种来源,即输入变量的不确定性、模型参数的不确定性和模型算法的不确定性。其中,模型输入变量的不确定性主要源于
细胞自噬(Autophagy)是真核细胞物质降解及重利用的重要途径,在维持细胞稳态、提高细胞逆境存活率方面发挥着重要作用。酵母细胞自噬过程可分为自噬前体组装位点(Phagophore assembly site,PAS)的形成、自噬前体(Phagophore)的延伸、自噬前体的闭合、自噬体(Autophagosome)与液泡的融合和自噬小体(Autophagic body)的降解五个阶段,这其中的
缺血性脑卒中作为当今致残率第一、死亡率第二的脑血管类疾病已经严重威胁到人类的健康,给社会也带来沉重负担,然而目前治疗该疾病的手段和方法十分有限。缺血性脑卒中发生的病理基础十分复杂,已有的研究表明动脉粥样硬化是引发缺血性脑卒中的一个重要原因。动脉粥样斑的形成不仅直接减少了血液的供应,同时动脉粥样硬化疾病发病后期粥样斑块极易破裂,一旦粥样斑块破裂,可直接促进血栓的形成,引起急性缺血,所以动脉粥样硬化是
学位
肌浆蛋白是畜禽碎肉分离出肌原纤维蛋白过程中的共产物,具有很大的经济利用价值,但目前对其功能性质,特别是油-水界面性质的研究较为匮乏。蛋白-多糖类的互做来提升复合体系的功能性质是食品工业的常用调控思路。当蛋白质和多糖溶液按比例混合后,根据所含有的蛋白质和多糖分子特性、溶液的组成和环境条件不同体系既可能形成一相也可能形成两相。本研究中的多糖选取黄原胶,由于黄原胶与肌浆蛋白带同种电荷,因此如何调控二者的