为研究腐败变质鸡蛋内容物细菌群落, 本研究以蛋白液化(J)、发臭(JC)的鸡蛋为样品, 鸡蛋内容物细菌基因组DNA为模板进行16S rDNA(V4+V5)区域Miseq测序、多样性指数分析及物种组成分析。结果表明, J样品和JC样品分别得到了42 550条和38 477条高质量序列, 可归为19个操作分类单元(OTU), 分属于2门、14科、19属、23种; 多样性指数分析表明J样品的细菌丰度小于JC样品, 而群落多样性高于JC样品。两样品的优势菌群均为变形菌门(Proteobacteria)肠杆菌科(Enterobacteriaceae)的柠檬酸杆菌属(Citrobacter)、沙雷氏菌属(Serratia)和莫拉菌科(Moraxellaceae)不动杆菌属(Acinetobacter)、假单胞菌科(Pseudomonadaceae)假单胞菌属(Pseudomonas)细菌以及厚壁菌门(Firmicutes)芽孢杆菌科(Bacillaceae)芽孢杆菌属(Bacillus)和肉杆菌科(Carnobacteriaceae)肉杆菌属(Carnobacterium)的细菌; 其中, J样品中芽孢杆菌属(Bacillus)相对丰度最大(40.10%), 但在种水平上未分类; 而JC样品中主要是柠檬酸杆菌属(Citrobacter)相对丰度最大(81.23%), 多为吉伦氏柠檬酸杆菌(Citrobacter gillenii)、埃希氏-志贺氏菌属(Escherichia-Shigella)和肠球菌属(Enterococcus)等序列极少, 丰度很低; 在种水平上23个种中, 有14个种为未分类或未培养, 同一个种分属于不同OTU。本研究得出, 腐败变质鸡蛋内容物细菌种群复杂, 其菌群组成及丰度能对鸡蛋腐败变质造成影响, 为进一步研究鸡蛋主要腐败菌及其控制提供了参考。

为了从不同的拍摄位置实时获取同一区域的眼底视网膜图像, 实现视网膜表面形貌的三维重建, 设计了一种基于双目立体视觉下的视网膜成像系统。系统由成像光路和照明光路组成。照明光路通过柯勒照明的方式为眼底提供均匀背景光, 并设置黑点板消除杂光; 成像光路通过反射镜组形成两个平行光路, 从两个光路同时拍摄同一区域的眼底视网膜图像。实验结果表明, 本系统放大倍数为7.3, 能在850nm的近红外光照明下实时拍摄到两组同一区域的图像。拍摄过程中视差角约为10°, 较好地校正了色差、球差等近轴像差。系统使将来与OCT技术融合, 实现深度信息图像和三维重建图像的拼接成为可能。

基于实际激光除冰过程对光斑尺寸与作用距离的需求, 根据激光器功率与抗激光损伤阈值的工艺参数, 确定激光除冰光学系统的纵向长度与横向尺寸, 据此设计了作用距离为100~500 m且光斑尺寸为200~600 mm可调的抗高功率损伤光学系统.针对激光作用距离、光斑尺寸与调焦距离的关系曲线进行了理论计算与模拟仿真, 仿真结果表明系统可实现所需的作用距离与光斑, 并经实际样机实验得以验证.

利用激光增材制造技术制备了沉积态和锻态Ti60A钛合金,并在600~800 ℃温度下进行了氧化实验,研究了不同氧化条件下试样的增重量及显微硬度的变化规律。结果表明,沉积态和锻态Ti60A合金的表面氧化产物主要由TiO₂和Al₂O₃构成,氧化层的生成是由氧向基体内扩散与Al和Ti元素向外扩散的共同作用所致;在相同的实验条件下,与锻态的相比,沉积态Ti60A合金氧化增重量更小,表面氧化层更致密,厚度更小,氧元素的扩散深度更小,高温抗氧化性能更好。

研究水稻-油菜双序列复种免耕、翻耕稻田土壤真菌的多样性。采用MiSeq 高通量测序方法, 对湖南安乡(AX)、农大(ND)、南县(NX)3个相同处理试验点免耕、翻耕土壤样品进行ITS 区高通量测序、多样性比较分析、物种组成分析及样品聚类分析。结果表明6个样品共得到真菌优化序列221 105条, 分属于1 356个OTU, 真菌种类覆盖7门、121科、230属; 指数分析表明NT样品菌群相对丰度及群落多样性均略高于CT样品; 在门水平上各试验点菌群结构相似, 前三位为子囊菌门、接合菌门和担子菌门, 但是同一试验点NT样品子囊菌相对丰度均低于CT样品, 接合菌和担子菌相对丰度均高于CT样品。科属水平比较表明, 3个试验点NT样品被孢霉科相对丰度比CT样品的大3-5倍, 毛壳菌科的相对丰度小1-2倍; NT样品Carpoligna、栓菌属(Trametes)、网孢菌属 (Filobasidium)、被孢霉属(Mortierella)的序列数明显大于CT样品, 毛壳属(Chaetomium)、柄孢壳菌属(Podospora)及瓜亡革菌属(Thanatephorus)的序列数明显小于CT样品。土壤理化因子测定表明NT样品的有机质、全氮及速效钾含量均高于CT样品。本研究得出水稻-油菜双序列复种免耕、翻耕稻田土壤样品真菌物种组成丰富, 不同耕作方式土壤真菌种群结构存在差异, 菌群组成及丰度对土壤理化因子有一定影响。

研究了ATP生物荧光检测法与国标法《GB4789.2-2010食品卫生微生物学检验菌落总数测定》检测鸡蛋壳表面细菌总数的相关性。采用ATP生物荧光检测法和国标法对40个混合样品表面细菌总数进行检测, 以logCFU/个蛋壳为横坐标(x), 以logRLU/个蛋壳为纵坐标(y), 分别进行线性、对数、乘幂、指数拟合。结果表明, ATP荧光检测法与国标法检测结果Pearson相关系数为0.912, 线性模型y=0.7306x-1.0041(R2=0.8322)拟合度较高。该试验结果为ATP荧光检测法在鸡蛋壳表面细菌总数快速检测中应用的可行性提供了依据。

使用JDSU公司的MicroNIR1700型微型近红外光谱仪, 研究了适合进行单籽粒玉米单倍体鉴别的光谱测量方法。 基于近红外光谱定性分析技术, 比较了漫反射和漫透射两种情况下玉米单倍体鉴别的效果。 光谱数据经过预处理后, 采用PLS＋OLDA特征提取算法, 应用SVM建立玉米单倍体鉴别模型, 分别统计漫反射和漫透射实验条件下, 鉴别模型的正确识别率。 在微型光谱仪内置光源漫反射的光谱测量方式下, 不分胚面朝向, 玉米单倍体籽粒平均识别率低于60%, 不能有效鉴别玉米单倍体和多倍体。 而采用外置光源对籽粒进行漫透射光谱测量方式, 获得了平均正确识别率为93.2%的鉴别效果, 并且模型稳定性好。 实验结果表明, 漫反射光谱仅能获得玉米籽粒表层信息, 因此玉米籽粒胚面朝向严重影响漫反射光谱鉴别单倍体种子的效果; 而漫透射光谱可以实现分析光程纵深信息全累加, 能够得到样品内部的信息, 因此对胚面朝向不敏感, 能够有效地对随机摆放的玉米单倍体和多倍体进行识别。 近红外方法能快速、无损地鉴别单倍体, 并且微型光谱仪采集速度快, 成本低, 为实现实用化的自动鉴别提供了条件。

单倍体技术已发展成为玉米遗传研究及现代玉米育种的重要技术之一, 单倍体籽粒的鉴别筛选是其中的重要环节。 目前单倍体籽粒主要是依赖于籽粒的R1-nj遗传标记通过人工肉眼观察颜色的有或无进行鉴别, 费时费工。 而且部分材料由于标记颜色很难从籽粒外部观察到, 导致人工筛选准确率较低。 基于可见光光谱分析建立玉米单倍体籽粒鉴别方法, 探索利用可见光光谱鉴别玉米单倍体籽粒的可行性。 同时, 由于每季用于诱导单倍体的育种材料不尽相同, 模型须能够鉴别未参加建模的材料的单倍体。 本研究以9个遗传背景的单倍体和杂交籽粒共284粒作为试验材料, 利用便携式紫外-可见光光纤光谱仪采集单个玉米籽粒的可见光漫透射光谱。 光谱数据经平滑、 矢量归一化预处理和主成分分析, 基于支持向量机方法建立单倍体和杂交籽粒判别模型。 每次选择1个背景的样本作为测试集, 其余背景的样本作为建模集对模型进行交叉验证。 模型交叉验证平均正确判别率达到92.06%。 其中8次测试正确判别率在85%以上。 结果表明利用可见光光谱分析建立玉米单倍体籽粒鉴别方法, 并使模型可鉴别未参与建模材料的单倍体具有可行性。 并且基于该方法有望建立玉米单倍体籽粒的自动化快速筛选系统, 提高玉米单倍体育种效率。

利用一款标准的日盲型紫外探测传感器对枪击火焰进行了探测实验,结合紫外光传输特性,对实验数据进行分析,提出了探测枪击火焰紫外光谱的传感器技术指标.不考虑入射角度和响应时间的影响,1 km处要检测到步枪击发,传感器响应电流达到能明显检出的100 nA,则传感器的响应率和响应面积乘积至少达到0.002 AW-1m2.根据一种枪击探测装置原型方案,对紫外探测传感器的透光性、日盲特性、对紫外光的响应率、入射角和短路电流等技术指标进行了分析.采用分子束外延法制备了一种MgZnO紫外探测传感器,对其紫外光谱透光率、响应率和响应时间进行了测量,进一步优化性能后有望满足枪击探测要求.

以同一品种同一批次玉米单倍体和多倍体个体种子为研究对象,基于近红外光谱定性分析技术,分析研究了用漫透射光谱测量方式采集光谱时,不同光照强度和光阑孔径得到的光谱曲线质量以及对玉米单倍体种子鉴别结果的影响.光谱数据经过预处理后,采用 PLS＋OLDA特征提取算法,应用 SVM建立玉米单倍体鉴别模型.分别统计多种不同实验条件所测数据建立的鉴别模型的正确识别率.结果表明,光阑孔径的大小影响光谱曲线信噪比,越接近玉米籽粒大小的孔径获得的光谱曲线越平滑;光照强度影响光谱曲线有效性,光照越强,波形峰谷差值越大,识别率越高.选择较高的光源强度和适合种子大小的光阑,可以得到高质量的光谱曲线,以此建立的玉米单倍体鉴别模型,识别率达到了 100%.