针对依赖人工主观判断水稻叶瘟抗性费时费力且准确率低的问题，本文提出了一种基于水稻冠层尺度RGB图像和掩膜区域卷积神经网络（mask regions with convolutional neural network, Mask-RCNN）深度学习框架的水稻叶瘟病斑识别检测方法，通过分析水稻RGB图像中不同类别病斑的数量信息，构建多种分类模型来评估病斑数量和抗性水平之间的关联性。首先采集包括粳稻品系、早籼品系和籼型恢复系等不同品系的水稻育种材料的苗期RGB图像，然后通过对输入图像进行预处理和标记，最终建立了用于识别水稻叶瘟病斑的Mask-RCNN模型，实现了叶瘟病斑的矩形框检测、掩膜分割和分类，其平均交并比（mean intersection over union, mIoU）为0.603。当采用0.5的交并比（intersection over union, IoU）阈值时，测试数据集的病斑检测平均准确率均值（mean average precision, mAP）为0.716。在基于病斑数量的抗性评估模型中，高斯过程支持向量机在测试数据集上取得了94.30%的最高抗性评估准确率。研究结果表明，基于水稻冠层RGB图像和Mask-RCNN模型可实现水稻叶瘟病的准确识别，检测的病斑数量特征和叶瘟抗性水平高度相关。本研究为水稻抗病性品种的高效选育提供了技术支撑。

为实现准确、快速地识别柑橘叶片溃疡病，提出一种基于朴素贝叶斯分类的柑橘叶片溃疡病诊断方法。基于不同病害程度的叶片数码图像，根据颜色空间特征，构建基于朴素贝叶斯的柑橘叶片溃疡病斑识别模型，并对比分析朴素贝叶斯分类、固定阈值分割、自适应阈值分割、支持向量机分割对柑橘叶片溃疡病的诊断能力。结果表明：基于朴素贝叶斯分类的柑橘叶片溃疡病斑分割效果较好，误分割率仅为3.58%，远远优于阈值法和支持向量机。在运行效率方面，4种算法耗时排序为固定阈值法＜自适应阈值法＜朴素贝叶斯法＜支持向量机法，但均在较合理的范围内；结合前期准备时间，朴素贝叶斯法的运行效率最佳。综上所述，朴素贝叶斯分类算法在柑橘叶片溃疡病诊断方面具有快速、精准的应用能力，可以为果树从业者精确诊断果树病害严重度提供新思路。

为更准确地监测玉米叶面积指数（leaf area index, LAI）垂直分布，以多层离散各向异性辐射传输（discrete anisotropic radiative transfer, DART）模型构建的模拟数据集为基础，提出一种条件约束的LAI垂直分布反演方法。首先，基于3层垂直分布场景，评价DART模型对玉米冠层反射率和光合有效辐射（photosynthetically active radiation, PAR）的模拟效果，并构建相应的模拟数据集。其次，基于模拟数据集构建LAI和PAR单参数反演模型。最后，以单参数反演模型为先验知识，通过求解约束化问题实现基于高光谱植被指数的玉米冠层LAI垂直分布反演。结果表明：相较于单参数反演模型，约束优化条件下的反演模型精度更高。玉米上层LAI反演结果的决定系数（R²）提高0.022，均方根误差（root-mean-square error, RMSE）降低0.016 m²/m²，归一化均方根误差（normalized root-mean-square error, NRMSE）降低1.3%；玉米中层LAI反演结果的R²提高0.08，RMSE降低0.219 m²/m²，NRMSE降低10.1%；玉米下层LAI反演结果的R²提高0.069，RMSE降低0.041 m²/m²，NRMSE降低4.6%。说明利用条件约束优化的方法进行玉米冠层LAI的垂直分布反演，能有效提高反演精度。

为检验深度学习方法对不同品种玉米雄穗在不同生育时期的分割精度和稳定性，利用2019年7月—9月于河南省新乡市中国农业科学院试验基地内采集的RGB影像，通过构建以轻量级网络为特征提取层的PspNet、DeepLab V3＋、SegNet和U-Net 4种模型，比较不同模型对玉米雄穗分割精度的差异。结果显示：U-Net模型对不同生育时期玉米品种的雄穗分割精度最高（mIoU=0.780）。该模型在玉米雄穗不同生长阶段的分割精度总体上较好（mIoU=0.703～0.798），其中在完全抽雄期的分割精度最高（mIoU=0.798）；U-Net模型对不同玉米品种的雄穗分割精度差异明显，但对所有玉米品种雄穗的平均分割精度较高（mIoU=0.749），其中对郑单958（ZD958）的分割精度最高（mIoU=0.814）。表明U-Net模型对玉米雄穗分割具有较好的普适性与鲁棒性，为今后玉米表型试验中对雄穗的监测提供了一种有效的方法。

本研究基于玉米-大豆带状套作复合种植模式，以不同施氮水平下的玉米为试验材料，在拔节期、抽雄吐丝期和灌浆期分别测定其叶片与冠层的反射光谱和叶绿素含量，通过连续小波变换和其他算法（最大一阶导数法、四点内插法和线性外推法）分别提取其红边位置，系统分析红边位置与叶绿素含量之间的定量关系，以比较用各红边位置算法提取的红边位置在叶片和冠层尺度上对叶绿素含量估测的准确性及稳定性。结果表明：基于连续小波变换提取的红边位置，在叶片和冠层尺度上对叶绿素含量的估测精度较高，稳定性最强，表明连续小波变换方法在提取玉米反射光谱红边位置上是可行的。通过线性外推法提取的红边位置构建的玉米叶片叶绿素含量和四点内插法构建的冠层叶绿素含量定量估测模型的预测效果最佳。本研究为玉米反射光谱红边位置的提取提供了新方法，构建了玉米叶绿素含量在不同观测尺度（叶片、冠层）上最佳的定量估测模型，为玉米氮素营养状况的监测提供了有效途径。

铁是地壳中含量最丰富的元素之一，在所有地壳元素中排第4位。铁作为一种植物生长发育所必需的微量元素，在光合作用、激素合成、线粒体呼吸以及氮同化等生命进程中发挥着至关重要的作用。植物会将营养生长过程中积累的大部分营养物质如铁等转移到种子中来提高下一代的存活率。由于游离态铁会产生活性氧并对植物造成伤害，因此，铁通常以螯合态的形式储存在种子中。当外界条件适宜时，种子中的铁会被再利用，帮助幼苗从环境中吸收铁之前转化为活跃的光合状态，这对提高幼苗的生命力有非常重要的影响。种子也是全球多数人口对铁的重要膳食来源，而缺铁会导致缺铁性贫血等疾病，威胁人类的生命健康，因此，全面了解种子铁的储存、运输和再利用的分子机制对提高其铁含量和铁生物有效性非常关键。本文总结了目前植物种子铁的长期储存、运输和萌发后铁的再利用的研究进展，并展望了今后需要加强的研究方向，以期为培育铁富集作物和提高膳食铁的生物有效性提供理论指导。

N⁶-甲基腺苷（N⁶-methyladenosine, m⁶A）是真核生物信使RNA（messenger RNA, mRNA）最广泛的修饰方式之一，在RNA代谢和功能方面发挥重要作用。最近的研究相继发现m⁶A在多种病毒复制周期中发挥作用，同时影响宿主对病毒感染的应答。宿主与病毒的互作关系受m⁶A修饰的影响，一方面m⁶A修饰病毒RNA，调控病毒的复制、基因表达及子代病毒产量；另一方面宿主细胞mRNA m⁶A修饰的改变可以参与调控病毒感染。m⁶A调控蛋白的发现以及m⁶A测序方法的发明，使得关于病毒m⁶A的报道大量涌现，然而m⁶A修饰在病毒感染中的具体作用机制至今尚未完全阐明。本文综述了近年来m⁶A修饰在病毒感染及宿主应答中的作用，旨在为今后进一步深入探索m⁶A调控病毒感染的功能和机制提供参考。

通过采用黑木耳菌渣、蛭石、珍珠岩、有机肥等材料，比较和探究按照不同体积比配制的栽培基质对生菜生长发育及品质的影响。结果表明，添加菌渣的基质的持水能力比对照提高2倍多，基质保水能力显著提升。菌渣搭配蛭石、珍珠岩和有机肥的基质中有效磷、全钾、全氮含量高，保水性好，有利于生菜的生长。部分基质处理的生菜在株高、单株叶片数、单株叶面积、产量等生产指标和抗坏血酸、可溶性糖、可溶性蛋白质等含量上高于土壤栽培的生菜。依据生菜生物学和品质综合判定，适于生菜生产的基质配方为V（菌渣）∶V（有机肥）∶V（蛭石）=4∶2∶2（T₁₃）、V（菌渣）∶V（有机肥）∶V（蛭石）∶V（珍珠岩）=4∶2∶1.5∶0.5（T₁₄）以及V（菌渣）∶V（有机肥）∶V（蛭石）∶V（珍珠岩）=5∶2∶1.5∶0.5（T₁₇）。生菜硝酸盐含量与有机肥占比呈正相关，与菌渣占比呈负相关。由此可知，通过合理、科学配比，以黑木耳菌渣为主的栽培基质可代替传统生菜栽培基质，提高生菜的品质及产量。

以‘浙优21’水稻品种为材料进行田间试验，设置正常施药（375 g/hm² 75%三环唑可湿性粉剂，D1）和减药（225 g/hm² 75%三环唑可湿性粉剂，D2）2种施药水平，每种施药水平含追施硅肥（750 kg/hm²，＋Si）组和不追施硅肥（－Si）组，共4个处理组，研究在这2种施药水平下追施硅肥对水稻抗逆性及产量的影响。结果表明：在正常施药水平（D1）下，相较于不追施硅肥，追施硅肥的水稻基部第2节抗折力增大26.71%，倒伏指数降低13.29%，水稻穗颈瘟发病率降低15.37%，病情指数降低19.09%，水稻产量提高3.33%（P＜0.05）；在减药水平（D2）下，相较于不追施硅肥，追施硅肥的水稻基部第2节抗折力增大33.67%，倒伏指数降低14.04%，水稻穗颈瘟发病率降低28.98%，病情指数降低23.11%，水稻产量提高11.44%（P＜0.05）。由此说明，在农药减施条件下，追施硅肥能降低水稻的倒伏指数和水稻穗颈瘟病情指数，增强水稻抗倒伏能力和抗水稻穗颈瘟能力，提高水稻产量。在不施硅肥情况下，减药使水稻减产；而在施硅肥情况下，减药与否对水稻产量无显著影响。

采用数理统计和反距离权重空间插值分析方法，分别对浙江省温岭市2006年和2017年间隔11年的土壤pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾含量数据进行时空动态变化趋势分析。结果表明：土壤呈现一定的酸化趋势，pH下降达5.40%；土壤有机质和氮磷钾养分总体上呈现增加趋势，其中土壤有效磷含量增幅最为明显，增幅高达50.34%；其次是土壤速效钾，增幅达到26.23%；同时，土壤有机质和全氮含量也有一定程度的增加，增幅分别为13.97%和10.76%。空间分析结果表明，土壤pH总体上呈现西降东升的趋势，土壤全氮含量总体上呈现北减南增现象，土壤有效磷和速效钾含量总体上都显著增加。因此，在后续全市域土壤培肥过程中，需依据土壤pH及氮磷钾养分丰缺情况，并结合所种作物的需肥规律，进行合理平衡施肥，实现全市耕地土壤质量的全面提升和土壤的可持续发展。

借助¹³C自然丰度法，通过盆栽实验测试2种植物（玉米、高粱）、2种土壤（水稻土、土）在2个生育期中的根际激发效应以及土壤样品的轻组有机碳（ρ₁＜1.7 g/cm³）和重组有机碳（ρ₂＞1.7 g/cm³）含量。结果表明：种植作物显著增强了土壤有机质的分解；在水稻土中种植玉米的大喇叭口期，总二氧化碳（CO₂）碳通量中来源于土壤的碳最多，达到18.49 mg/（kg?d）。在各个时期，玉米的根际激发效应比高粱的根际激发效应都要强，种植玉米将带来更多的CO₂排放。轻组有机碳含量在根际激发效应发生过程中显著改变，而重组有机碳含量则维持稳定。因此，根际激发效应可能直接作用于轻组有机碳。本研究为合理控制根际激发效应强度和降低全球CO₂排放量提供了理论基础。

由前期的研究可知，Zmu-1∶DHP远交系豚鼠对口蹄疫病毒的敏感性为100%，和其他DHP品系相比存在显著差异。本研究利用不同品系豚鼠（Zmu-1∶DHP远交系、Zmu-2∶DHP远交系和DHP品系），提取其脾脏RNA，转录为cDNA后进行聚合酶链式反应扩增，扩增产物经过高通量测序，分析豚鼠MHCⅠ类基因结构、单倍型及多态性信息，以检测各品系间该类基因的表达是否存在差异。结果表明：本研究系统地得到豚鼠的8条MHCⅠ类基因单倍型序列，其中部分单倍型在外显子3存在23个氨基酸缺失，但依旧存在一定程度的表达；部分品系间单倍型表达测序片段（reads）频率差异显著（P＜0.05），推测MHCⅠ类基因单倍型表达差异可能和不同品系的免疫能力差异有关。本研究为豚鼠品系应用于疾病模型及疫苗开发奠定了理论基础。