KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
/
v.14
no.8
/
pp.3312-3327
/
2020
Plant diseases are a significant yield and quality constraint for farmers around the world due to their severe impact on agricultural productivity. Such losses can have a substantial impact on the economy which causes a reduction in farmer's income and higher prices for consumers. Further, it may also result in a severe shortage of food ensuing violent hunger and starvation, especially, in less-developed countries where access to disease prevention methods is limited. This research presents an investigation of Directional Local Quinary Patterns (DLQP) as a feature descriptor for plants leaf disease detection and Support Vector Machine (SVM) as a classifier. The DLQP as a feature descriptor is specifically the first time being used for disease detection in horticulture. DLQP provides directional edge information attending the reference pixel with its neighboring pixel value by involving computation of their grey-level difference based on quinary value (-2, -1, 0, 1, 2) in 0°, 45°, 90°, and 135° directions of selected window of plant leaf image. To assess the robustness of DLQP as a texture descriptor we used a research-oriented Plant Village dataset of Tomato plant (3,900 leaf images) comprising of 6 diseased classes, Potato plant (1,526 leaf images) and Apple plant (2,600 leaf images) comprising of 3 diseased classes. The accuracies of 95.6%, 96.2% and 97.8% for the above-mentioned crops, respectively, were achieved which are higher in comparison with classification on the same dataset using other standard feature descriptors like Local Binary Pattern (LBP) and Local Ternary Patterns (LTP). Further, the effectiveness of the proposed method is proven by comparing it with existing algorithms for plant disease phenotyping.
Fusarium wilt caused by Fusarium oxysporum f. sp. niveum (Fon) is the most serious soil-borne disease in the world and has become the main limiting factor of watermelon production. Reliable and quick detection and quantification of Fon are essential in the early stages of infection for control of watermelon Fusarium wilt. Traditional detection and identification tests are laborious and cannot efficiently quantify Fon isolates. In this work, a real-time polymerase chain reaction (PCR) assay has been described to accurately identify and quantify Fon in watermelon plants and soil. The FONRT-18 specific primer set which was designed based on identified specific sequence amplified a specific 172 bp band from Fon and no amplification from the other formae speciales of Fusarium oxysporum tested. The detection limits with primers were 1.26 pg/µl genomic DNA of Fon, 0.2 pg/ng total plant DNA in inoculated plant, and 50 conidia/g soil. The PCR assay could also evaluate the relationships between the disease index and Fon DNA quantity in watermelon plants and soil. The assay was further used to estimate the Fon content in soil after disinfection with CaCN2. The real-time PCR method is rapid, accurate and reliable for monitoring and quantification analysis of Fon in watermelon plants and soil. It can be applied to the study of disease diagnosis, plant-pathogen interactions, and effective management.
This test checked jujube witches'-broom disease, sumac witches'-broom disease, paulonia witches'- broom disease, and mulberry dwarf disease whether or not they were infected by phytoplasma, using universal and specific primers. Upon treatment of DNA amplified by PCR of phytoplasma with Alu I , Hpa II and Sat I restricted enzymes, distinction of phytoplasmas was possible. Particularly, phytoplasma of each host was distinguishable by treatment of Hpa II restricted enzyme. Meanwhile, analysis of restricted enzymes of jujube witches'-broom disease showed a higher infectivity of phytoplasmas of two origins. There were a lot of relations between jujube witches'-broom disease and sumac witches'-broom disease, and between paulonia witches'-broom disease and mulberry dwarf disease.
Ji-Su Baek;Jong-Min Kim;Hye-Ryung Kim;Yeun-Kyung Shin;Oh-Kyu Kwon;Hae-Eun Kang;Choi-Kyu Park
Korean Journal of Veterinary Service
/
v.46
no.2
/
pp.123-135
/
2023
Feline calicivirus (FCV) is considered the main viral pathogen of feline upper respiratory tract disease (URTD). The frequent mutations of field FCV strains result in the poor diagnostic sensitivity of previously developed molecular diagnostic assays. In this study, a more sensitive real-time reverse transcription-polymerase chain reaction (qRT-PCR) assay was developed for broad detection of currently circulating FCVs and comparatively evaluated the diagnostic performance with previously developed qRT-PCR assay using clinical samples collected from Korean cat populations. The developed qRT-PCR assay specifically amplified the FCV p30 gene with a detection limit of below 10 copies/reaction. The assay showed high repeatability and reproducibility, with coefficients of intra-assay and inter-assay variation of less than 2%. Based on the clinical evaluation using 94 clinical samples obtained from URTD-suspected cats, the detection rate of FCV by the developed qRT-PCR assay was 47.9%, which was higher than that of the previous qRT-PCR assay (43.6%). The prevalence of FCV determined by the new qRT-PCR assay in this study was much higher than those of previous Korean studies determined by conventional RT-PCR assays. Due to the high sensitivity, specificity, and accuracy, the new qRT-PCR assay developed in this study will serve as a promising tool for etiological and epidemiological studies of FCV circulating in Korea. Furthermore, the prevalence data obtained in this study will contribute to expanding knowledge about the epidemiology of FCV in Korea.
Rabies virus (RABV)-specific antibodies in animals and humans are measured using standard methods such as fluorescent antibody virus neutralization (FAVN) tests and rapid fluorescent focus inhibition tests, which are based on cell culture systems. An alternative assay that is safe and easy to perform is required for rapid sero-surveillance following mass vaccination of animals. Two purified monoclonal antibodies (4G36 and B2H17) against RABV were selected as capture and detection antibodies, respectively. A genetically modified RABV, the ERAGS strain, was propagated and concentrated by polyethylene glycol precipitation. Optimal conditions for the RABV antigen, antibodies, and serum dilution for a blocking enzymelinked immune sorbent assay (B-ELISA) were established. We evaluated the sensitivity, specificity, and accuracy of the B-ELISA using serum samples from 138 dogs, 71 raccoon dogs, and 25 cats. The B-ELISA showed a diagnostic sensitivity of 95.8-96.3%, specificity of 91.3-100%, and accuracy of 96.0-97.2% compared to the FAVN test. These results suggest that the B-ELISA is useful for sero-surveillance of RABV in dogs, raccoon dogs, and cats.
Riu, Myoungjoo;Kim, Man Su;Choi, Soo-Keun;Oh, Sang-Keun;Ryu, Choong-Min
Molecules and Cells
/
v.45
no.7
/
pp.502-511
/
2022
Bacterial volatile compounds (BVCs) exert beneficial effects on plant protection both directly and indirectly. Although BVCs have been detected in vitro, their detection in situ remains challenging. The purpose of this study was to investigate the possibility of BVCs detection under in situ condition and estimate the potentials of in situ BVC to plants at below detection limit. We developed a method for detecting BVCs released by the soil bacteria Bacillus velezensis strain GB03 and Streptomyces griseus strain S4-7 in situ using solid-phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry (SPME-GC-MS). Additionally, we evaluated the BVC detection limit in the rhizosphere and induction of systemic immune response in tomato plants grown in the greenhouse. Two signature BVCs, 2-nonanone and caryolan-1-ol, of GB03 and S4-7 respectively were successfully detected using the soil-vial system. However, these BVCs could not be detected in the rhizosphere pretreated with strains GB03 and S4-7. The detection limit of 2-nonanone in the tomato rhizosphere was 1 µM. Unexpectedly, drench application of 2-nonanone at 10 nM concentration, which is below its detection limit, protected tomato seedlings against Pseudomonas syringae pv. tomato. Our finding highlights that BVCs, including 2-nonanone, released by a soil bacterium are functional even when present at a concentration below the detection limit of SPME-GC-MS.
Plant disease is one of the most irritating problems for agriculture growers. Thus, timely detection of plant diseases is of high importance to practical value, and corresponding measures can be taken at the early stage of plant diseases. Therefore, numerous researchers have made unremitting efforts in plant disease identification. However, this problem was not solved effectively until the development of artificial intelligence and big data technologies, especially the wide application of deep learning models in different fields. Since the symptoms of plant diseases mainly appear visually on leaves, computer vision and machine learning technologies are effective and rapid methods for identifying various kinds of plant diseases. As one of the fruits with the highest nutritional value, apple production directly affects the quality of life, and it is important to prevent disease intrusion in advance for yield and taste. In this study, an improved deep residual network is proposed for apple leaf disease identification in a novel way, a global residual connection is added to the original residual network, and the local residual connection architecture is optimized. Including that 1,977 apple leaf disease images with three categories that are collected in this study, experimental results show that the proposed method has achieved 98.74% top-1 accuracy on the test set, outperforming the existing state-of-the-art models in apple leaf disease identification tasks, and proving the effectiveness of the proposed method.
Ren, Zhaoyu;Zhang, Wei;Wang, Mengke;Gao, Haifeng;Shen, Huimin;Wang, Chunping;Liu, Taiguo;Chen, Wanquan;Gao, Li
The Plant Pathology Journal
/
v.37
no.5
/
pp.437-445
/
2021
Tilletia laevis Kuhn (syn. Tilletia foetida (Wallr.) Liro.) causes wheat common bunt, which is one of the most devastating plant diseases in the world. Common bunt can result in a reduction of 80% or even a total loss of wheat production. In this study, the characteristics of T. laevis infection in compatible wheat plants were defined based on the combination of scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and laser scanning confocal microscopy. We found T. laevis could lead to the abnormal growth of wheat tissues and cells, such as leakage of chloroplasts, deformities, disordered arrangements of mesophyll cells and also thickening of the cell wall of mesophyll cells in leaf tissue. What's more, T. laevis teliospores were found in the roots, stems, flag leaves, and glumes of infected wheat plants instead of just in the ovaries, as previously reported. The abnormal characteristics caused by T. laevis may be used for early detection of this pathogen instead of molecular markers in addition to providing theoretical insights into T. laevis and wheat interactions for breeding of common bunt resistance.
Plants and microorganisms (microbes) use information from chemicals such as volatile compounds to understand their environments. Proficiency in sensing and responding to these infochemicals increases an organism's ecological competence and ability to survive in competitive environments, particularly with regard to plant-pathogen interactions. Plants and microbes acquired the ability to sense and respond to biogenic volatiles during their evolutionary history. However, these signals can only be interpreted by humans through the use of state-of the-art technologies. Newly-developed tools allow microbe-induced plant volatiles to be detected in a rapid, precise, and non-invasive manner to diagnose plant diseases. Beside disease diagnosis, volatile compounds may also be valuable in improving crop productivity in sustainable agriculture. Bacterial volatile compounds (BVCs) have potential for use as a novel plant growth stimulant or as improver of fertilizer efficiency. BVCs can also elicit plant innate immunity against insect pests and microbial pathogens. Research is needed to expand our knowledge of BVCs and to produce BVC-based formulations that can be used practically in the field. Formulation possibilities include encapsulation and sol-gel matrices, which can be used in attract and kill formulations, chemigation, and seed priming. Exploitation of biogenic volatiles will facilitate the development of smart integrated plant management systems for disease control and productivity improvement.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.