2023年, 第46卷, 第02期　
刊出日期：2023-03-15

  

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  水稻柱头外露率主效QTL qTSE4的定位

  何晓娟, 万华, 高俊文, 顾伟航, 谢振威, 赵志刚, 万建民

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 217-225.

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  [目的]柱头外露率是杂交水稻制种的一个重要指标，本研究旨在检测控制水稻柱头外露率QTL及精细定位相关基因。[方法]以低柱头外露率粳稻品种‘02428’和高柱头外露率亲本ZH464配组的F_2群体进行QTL位点检测，在目标区域内利用分子标记筛选杂合单株，对连续自交获得的F_(2:3)和F_(3:4)群体进行多年稳定QTL位点定位，同时利用BSA-seq技术对F_(3:4)群体进行柱头外露率QTL定位和候选基因序列分析。[结果]相关性分析结果显示单柱头外露率、双柱头外露率和总柱头外露率这3个性状存在极显著的相关性。以总柱头外露率作为表型数据，利用已构建的覆盖全基因组分子连锁遗传图谱进行QTL定位，检测到第2和4染色体上的2个位点：qTSE2和qTSE4,选择贡献率大的qTSE4位点进行后续研究，该位点在F_(2:3)和F_(3:4)群体中被重复检测到。结合BSA-seq测序结果，在qTSE4位点区间内筛选到2个存在差异的基因。[结论]qTSE4位点作为柱头外露相关的主效QTL位点，可进行后续的精细定位，筛选到的2个候选基因有待进一步转基因功能验证。
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  GmDREB8在大豆干旱胁迫下的功能分析

  许建玉, 陆阳, 孙睿东, 王修帅, 丁文涛, 邓肃霜, 王鹏崴, 赵晋铭, 郭娜, 邢邯

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 226-236.

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  [目的]本研究旨在解析大豆DREB(dehydration responsive element-binding protein)转录因子基因GmDREB8与干旱胁迫的关系，为DREB转录因子参与大豆干旱胁迫的分子机制研究奠定基础，也为大豆耐旱转基因育种提供新的基因资源。[方法]以大豆品种‘天隆1号’为试材，通过荧光定量PCR(RT-qPCR)分析10个DREB基因在干旱胁迫诱导下的表达模式及GmDREB8在大豆不同组织和植物激素处理下的表达。采用生物信息学方法分析GmDREB8保守基序和亚细胞定位。通过农杆菌介导的烟草瞬时表达体系进行GmDREB8蛋白的亚细胞定位。分别在拟南芥中异源表达GmDREB8和利用VIGS(virus-induced gene silencing)技术在大豆中沉默GmDREB8,分析该基因在拟南芥和大豆干旱胁迫中的功能。[结果]10个DREB基因在干旱胁迫下都被诱导表达，但这10个基因间表达谱存在差异。筛选并克隆得到GmDREB8,其位于大豆17号染色体上，含有1个AP2结构域，蛋白相对分子质量为19.79×10~3,pI为9.76。GmDREB8基因受到植物激素赤霉素(ABA)和水杨酸(SA)的诱导表达。GmDREB8蛋白位于细胞核内。异源表达GmDREB8转基因拟南芥在不同浓度的甘露醇处理下表现出比野生型更短的根，对干旱胁迫更敏感。与空载对照相比，大豆GmDREB8沉默株系叶片在干旱处理后相对电导率、相对失水率、丙二醛(MDA)含量更低，游离脯氨酸(Pro)含量更高，表现出更强的耐旱性。[结论]GmDREB8可负向调控植物的耐旱能力。
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  香蕉果实酵母双杂交文库的构建及后熟转录因子MaMADS2互作蛋白筛选

  王川, 盛鸥, 窦同心, 李斌, 胡春华, 杨乔松, 邓贵明, 董涛, 李春雨, 易干军, 毕方铖

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 237-246.

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  [目的]本文旨在鉴定香蕉果实后熟关键调控因子MaMADS2的互作蛋白，深入解析MaMADS2影响香蕉果实后熟过程的分子机制。[方法]以MaMADS2为诱饵利用酵母双杂交文库获得候选互作蛋白，通过克隆候选互作基因编码区进行点对点酵母双杂交试验来验证互作情况；利用转录组学分析互作蛋白相关基因在后熟过程中的表达情况；利用双分子荧光互补试验鉴定重要互作蛋白与MaMADS2的互作；最后用蛋白免疫印迹分析MaMADS2蛋白在香蕉后熟过程中的表达。[结果]成功构建了果实在乙烯利催熟下的cDNA文库，初级和次级文库的库容分别为2.9×10~6和3.2×10~6 CFU·mL~(-1),平均插入片段大小在1 200 bp以上，可满足后续酵母双杂交筛选的要求。最终共鉴定出7个互作蛋白，其中有2个MADS-box转录因子，3个E3泛素连接酶，2个具有转录抑制作用的蛋白。转录组数据表明，乙烯利可抑制2个MADS-box基因的表达，而1-甲基环丙烯(1-MCP)对其表达起诱导作用。双分子荧光互补试验表明，MaMADS2与MADS-box转录因子Ma04＿p30020.1存在互作关系。蛋白免疫印迹分析显示，MaMADS2在后熟过程中蛋白水平逐渐降低，这与其可以和E3泛素连接酶互作是一致的。[结论]通过构建高质量的果实cDNA文库与酵母双杂交筛库技术，鉴定出多个与MaMADS2互作的蛋白，并明确了MaMADS2与另一MADS-box转录因子Ma04＿p30020.1之间存在明显的互作关系。
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  茉莉酸甲酯对荆芥抗氧化能力、腺毛密度及其分泌物的影响

  师建玲, 崔英静, 夏威, 刘水龙, 马召, 唐晓清, 王康才, 李宇峰, 顾斌杰

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 247-256.

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  [目的]本文旨在研究不同浓度茉莉酸甲酯(MeJA)及不同处理时间对荆芥次生代谢的影响，为优化荆芥栽培技术、提高其药用品质提供理论参考。[方法]采用盆栽试验，测定4个MeJA处理浓度(0、50、100、250μmol·L~(-1))和6个处理时间(0、6、24、72、120、168 h)下荆芥抗氧化物质含量、抗氧化能力、腺毛密度以及腺毛分泌物等指标，初步确定有利于其药用品质提升的最佳浓度和处理时间组合。[结果]MeJA处理的荆芥叶片总酚、总黄酮含量增加，抗氧化活性增强，且随着处理时间的延长呈先升后降的趋势，在50μmol·L~(-1)MeJA处理120 h时达到峰值。荧光显微镜下荆芥叶表皮腺毛在不同波长条件有不同响应，头状腺毛和盾状腺毛分别在紫外光(512～542 nm)和蓝光(435～485 nm)下具有荧光现象。50μmol·L~(-1) MeJA处理的荆芥叶片头状腺毛和盾状腺毛密度显著增加。MeJA处理对荆芥腺毛分泌物各组分所占比例影响较大，其中单萜类化合物相对含量增加，倍半萜类含量下降。胡薄荷酮相对含量在50μmol·L~(-1)MeJA处理72 h以及250μmol·L~(-1) MeJA处理120 h时较对照均显著增加，薄荷酮含量变化与胡薄荷酮呈相反趋势。D-柠檬烯在MeJA处理后相对含量下降。[结论]MeJA能有效调控荆芥挥发性成分萜类化合物的代谢，提高植株抗氧化能力，以50μmol·L~(-1)MeJA处理120 h效果最优。
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  体外施用小分子RNA抑制稻瘟病菌分生孢子发育及致病性的作用效果

  喻晗晞, 丁绍晨, 陈盼, 圣聪, 李绚, 徐乐, 赵弘巍

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 257-265.

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  [目的]本文旨在分析体外施加靶向细胞色素b(Cytb)的小分子RNA对稻瘟病菌致病性的抑制作用。[方法]将稻瘟病菌与双链小分子RNA(ds-sRNA~(MoCytb-21))共同孵育，通过测定孢子萌发效率和形态，确定小分子RNA对稻瘟病菌孢子萌发和附着胞形成有抑制作用。在分别施加溶剂(对照组)或dsRNA~(MoCytb-500)(处理组)的情况下，使用稻瘟病菌菌株Guy11侵染水稻‘日本晴’,明确体外施加小分子RNA是否可以降低稻瘟病菌的致病能力。[结果]与对照相比，与小分子RNA共同孵育的稻瘟病菌孢子萌发率和附着胞形成率显著降低。2′-O-甲基修饰(OMe)和硫代甲氧基修饰(SOMe)能够延长小分子RNA的抑制效果。用Guy11和dsCytb混合喷施的水稻病斑面积较对照组显著降低。[结论]体外施加特异性靶向稻瘟病菌Cytb的小分子RNA能够抑制稻瘟病菌的致病性，具有开发成为高效绿色环保RNAi药剂的潜力和价值。
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  复合性状转cry2A~*/bar基因水稻T2A-1与杂草稻F_1、F_2、F_3的适合度

  李雷, 肖乐铨, 王园园, 强胜, 戴伟民, 宋小玲

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 266-277.

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  [目的]本文旨在评价复合性状转cry2A~*/bar基因水稻T2A-1向杂草稻基因漂移的生态风险。[方法]在农田非竞争环境下，以T2A-1、受体水稻‘明恢63’及其分别与江苏泰州(WRTZ)、广东茂名(WRMM)、湖南益阳(WRYY)杂草稻的杂交后代(以T2A-1为父本的抗性后代F_1+、F_2+、F_3+,以MH63为父本的非抗性后代F_1-、F_2-、F_3-)为材料，评价T2A-1与杂草稻杂交后代的适合度。[结果]抗性基因在杂交后代中的传递符合孟德尔遗传规律；外源抗虫基因的导入显著降低抗性杂交后代的靶标虫压。虽然抗性杂交后代与相应非抗性杂交后代的部分适合度指标存在差异，但总相对适合度均无显著差异；抗性杂交后代总相对适合度显著高于或相当于相应杂草稻，且随杂交代数的增加无显著变化。抗性杂交后代与相应非抗性杂交后代的落粒率均无显著差异，除F_1TZ+、F_2TZ+与WRTZ相当外，其他杂交后代的落粒率均显著低于相应杂草稻。F_2和F_3在3和20 cm埋藏120 d后，只有27.75%～41.75%的F_2TZ+和F_3TZ+种子具有活力。[结论]在低虫压下，WRMM、WRYY的抗性杂交后代与杂草稻相比尽管具有相似或较高的营养和生殖能力，但落粒性和种子越冬能力较低，而WRTZ的抗性杂交后代种子虽然具有越冬能力，但落粒率较低，且从三代抗性杂交后代适合度变化来看，并无适合度提高的风险。因此在无除草剂选择压下T2A-1向杂草稻基因漂移可能引起的生态风险较低。
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  富氢水对草莓生长发育及光合作用的影响

  潘妮, 程雪, 沈文飚, 陆巍

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 278-286.

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  [目的]本文旨在探究富氢水对草莓(Fragaria×ananassa Duch.)生长和光合作用的调控及其作用机制，为富氢水在农业生产中的应用提供依据。[方法]用富氢水(hydrogen-rich water, HRW)灌溉草莓，测定草莓生长、光合气体交换和光合效率等参数。以地表水灌溉为对照。[结果]HRW处理后草莓叶面积增加，叶片干重、鲜重分别增加57.7%和60.4%,相对生长率和净同化率分别增加50.0%和59.9%,表明HRW对草莓生长有明显促进作用。HRW处理后叶绿素a含量增加14.4%、叶绿素b含量无明显变化，叶片净光合速率提高22.3%,叶片可溶性糖、葡萄糖和蔗糖含量显著增加。HRW处理后，经过PSⅡ的电子传递速率增加但不显著，而光合系统Ⅱ非调节性能量耗散的量子产量Y(NO)的显著降低表明草莓叶片光合机构保护调节能力提高；经过PSⅠ的电子传递速率及有效光化学量子产量Y(Ⅰ)显著增加，暗示PSⅠ环式电子流的提高。进一步分析发现跨膜质子梯度(ΔpH)显著高于对照，占跨膜质子动力势的主要部分，ATP含量较对照增加43.9%,验证环式电子流增加的结果。[结论]富氢水通过增强环式光合电子流促进草莓叶片的光合作用和生长。
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  香蕉长链非编码RNA Malnc2310启动子区域分析及上游调控因子筛选

  李文彬, 于晓玲, 闫羿辰, 孙建波

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 287-296.

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  [目的]为了深入研究香蕉长链非编码RNA Malnc2310的功能和特性，对Malnc2310的启动子顺式作用元件、病原菌响应模式及结合因子进行了初步的研究。[方法]将Malnc2310全长启动子P1(1 625 bp)及从5′端到3′端序列互补的启动子片段P2(400 bp)、P3(800 bp)和P4(425 bp)转入拟南芥，研究其在高盐和尖孢镰刀菌粗毒素胁迫下的响应模式；以Malnc2310启动子P1为诱饵，利用酵母单杂交技术筛选获得与该启动子结合的转录因子，并确定启动子的核心功能区。[结果]Malnc2310的启动子包含多个与光照、病原菌、激素响应相关的顺式作用元件；所有启动子片段在尖孢镰刀菌粗毒素处理的GUS活性比高盐处理后更高，且P3驱动下GUS的活性与全长P1驱动下的活性相似；通过酵母单杂文库筛选到128个潜在的结合因子序列，其中双C2H2结构的锌指蛋白ZFP-WIP2经点对点酵母单杂交验证可与P1和P3互相结合。[结论]Malnc2310的启动子对尖孢镰刀菌粗毒素比对高盐处理更敏感，筛选到1个锌指蛋白ZFP-WIP2可与启动子核心功能区(425～1 225 bp)结合。
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  联合接种原生动物和木霉对黄瓜生长及土壤微生物区系的影响

  莫雅旎, 郭赛, 欧燕楠, 焦子轩, 黄若菱, 李荣, 沈宗专, Geisen Stefan, 沈其荣

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 297-305.

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  [目的]本文旨在探究吞噬性原生动物、真菌及两者联合对黄瓜生长和土壤微生物群落组成的影响。[方法]供试黄瓜品种为‘露丰黄瓜’,采用盆栽试验，设计不接种对照(CK)、单独接种贵州木霉(Trichoderma guizhouense NJAU 4742)(T处理)、单独接种丝竹虫(Cercomomnas lenta)(C处理)、组合接种丝竹虫和贵州木霉(T+C处理)4个处理，处理2周后采集植株及土壤样品，评估各处理对黄瓜性状及土壤细菌和真菌群落的影响。[结果]相较于CK,T、C和T+C 3个处理黄瓜株高分别增加6.0%、12.5%和21.5%,生物量分别提高5.6%、12.9%和24.0%,即贵州木霉和丝竹虫均能促进黄瓜生长且两者组合能够进一步增强促生效应。基于主坐标分析发现，3个处理均显著改变了土壤细菌和真菌群落组成，随机森林模型进一步发现细菌和真菌群落组成是影响黄瓜生物量的主要因素。线性判别分析发现，与CK相比，3个处理分别激发22、51和82个关键细菌操作分类单元(OTU),2、6和16个关键真菌OTU;T+C处理激发了更多的与黄瓜促生相关的OTU,其中，有21个关键细菌OTU仅在T+C处理中被激发，对黄瓜促生贡献最大的分别归属于Parasediminibacterium、Fluviicola和Roseimaritima;有11个关键真菌OTU仅在T+C处理中被激发，对黄瓜促生贡献最大的分别归属于隔指孢属、Melanoleuca和毛壳菌属。[结论]相比于单一接种，丝竹虫和木霉组合接种后能更显著促进黄瓜生长，两者协同调控土著细菌和真菌群落，激发并富集潜在的土著功能微生物以塑造更有利于黄瓜生长的土壤微生物群落。
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  奶牛乳房炎源肺炎克雷伯菌耐药特性分析

  高兴, 赵柯杰, 于勇, 潘子豪, 马家乐, 姚火春

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 306-315.

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  [目的]通过分析212株奶牛乳房炎源肺炎克雷伯菌分离株的耐药特性和超广谱β-内酰胺酶(ESBL)产生情况，了解该类致病菌对新型抗生素的耐药现状，防范其对公共卫生安全产生的潜在威胁，为防控肺炎克雷伯菌引起的奶牛乳房炎提供参考。[方法]通过对分离株的细菌形态学观察、khe基因的PCR检测和16S rRNA序列测定筛选并鉴定肺炎克雷伯菌株，利用K-B琼脂平板扩散法和微量肉汤稀释法评估肺炎克雷伯分离株的耐药性。[结果]肺炎克雷伯菌耐药率由高到低依次为头孢吡肟(5.7%)、环丙沙星(4.7%)、头孢他啶(4.2%)、美罗培南(2.8%)、厄他培南(0.5%)、亚胺培南和替加环素(0%)。在对替加环素中度敏感菌株中均检测到ramR基因，但未发现tetX和ramA基因。在对喹诺酮类抗生素耐受菌株中，有2株检测到qnrA基因，6株检测到qnrB基因，23株检测到qnrS基因，未发现qnrD基因。在对β-内酰胺类抗生素耐受菌株中，SHV-1、SHV-11、SHV-34、SHV-76、SHV-171、TEM-1、CTX-M-3、CTX-M-14、CTX-M-15、CTX-M-27、CTX-M-55、CTX-M-244、ACT-6、ACT-31、DHA-1、CMY-174、CMY-81和LEN-5检出率分别是6.56%、9.84%、1.64%、3.28%、1.64%、27.87%、8.20%、1.64%、3.28%、1.64%、9.84%、4.92%、3.28%、1.64%、9.84%、1.64%、1.64%和1.64%,未检测到上述耐药基因的突变体。[结论]本试验分离的肺炎克雷伯菌对新型头孢类抗生素产生耐药性，部分菌株具有多重耐药性，甚至对碳青霉烯类抗生素产生耐药。该结果提示需防范新型抗生素耐药菌株的产生和传播，以免引发公共卫生安全危害，对防控肺炎克雷伯菌引起的奶牛乳房炎提出了新要求。
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  米非司酮的抗伪狂犬病毒作用及其与氢醌的协同效应

  李紫彤, 赵晨遥, 朱慧欣, 蓝培如, 王先炜

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 316-323.

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  [目的]本试验探究药物米非司酮的抗伪狂犬病毒(PRV)作用及其与另一种抗伪狂犬病毒药物氢醌的协同作用，为抗PRV药物的研究和临床应用奠定基础。[方法]用Western blot和qPCR等方法检测米非司酮及其与氢醌联用在体外对伪狂犬病毒复制的影响及其影响的作用阶段，再通过小鼠攻毒保护试验进一步确认其抗病毒作用及与氢醌联用的协同作用。[结果]15μmol·L~(-1)米非司酮具有抗病毒作用，且随着浓度升高而增强，此作用发生于伪狂犬病毒复制早期。体内、体外试验结果表明，米非司酮(体内5μmol·L~(-1)、体外40 mg·kg~(-1))单独或与氢醌(体内5μmol·L~(-1)、体外50 mg·kg~(-1))联用均具有抗病毒作用，与氢醌具有协同抗病毒作用，同时能减轻单独用药对肝脏的损伤。[结论]米非司酮在病毒复制早期发挥抗病毒作用，与氢醌的联用具有更好的抗病毒效果，既减轻氢醌对肝脏的损伤，又弥补米非司酮药效上的不足。
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  丙二醛对豆粕蛋白质氧化的影响及茶多酚的缓解作用

  宋娟娟, 谢婷, 刘文涵, 汪鹏, 王岩, 陈跃平, 周岩民

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 324-332.

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  [目的]本试验旨在研究丙二醛(MDA)对豆粕蛋白质氧化的影响以及茶多酚(TP)的缓解作用。[方法]将新鲜豆粕分为8个处理组，分别采用0、0.1、1、10 mmol·L~(-1) MDA和0、0.1、1、10 mmol·L~(-1) MDA+0.6 mg·mL~(-1) TP进行处理，测定豆粕中的羰基、巯基、氨基酸含量等指标。[结果]随着MDA浓度的升高，豆粕中羰基含量逐渐增加(P<0.05),巯基、总巯基基团、蛋氨酸、酪氨酸和赖氨酸含量和豆粕蛋白质体外消化率逐渐降低(P<0.05),色氨酸内源荧光强度呈先升高后降低趋势，内源荧光λ_(max)逐渐发生蓝移，且席夫碱荧光强度逐渐升高。与对照组相比，当MDA浓度达1 mmol·L~(-1)时，豆粕羰基含量显著增加(P<0.05),巯基和总巯基基团含量显著降低(P<0.05),豆粕蛋白质体外消化率均极显著降低(P<0.01);MDA浓度达10 mmol·L~(-1)时，豆粕羰基含量极显著增加(P<0.01),豆粕巯基和总巯基基团含量及蛋白质体外消化率均极显著降低(P<0.01);而豆粕中的蛋氨酸、酪氨酸和赖氨酸含量均极显著降低(P<0.01)。添加TP可减缓豆粕羰基含量的增加、巯基和总巯基基团含量的减少、蛋氨酸含量的减少、蛋白质体外消化率的下降、豆粕中色氨酸内源荧光强度的降低和席夫碱生成量的增加。[结论]1 mmol·L~(-1)丙二醛可引起豆粕中的蛋白质氧化，造成豆粕蛋白质结构发生较大改变，蛋白质体外消化率下降，茶多酚则可有效缓解丙二醛诱导的豆粕蛋白质氧化及其体外消化率的下降。
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  发酵豆粕对蛋雏鸡生长性能、养分表观代谢率、血液指标和盲肠微生物的影响

  陈添晔, 许晨远, 敖蕊, 朱崇淼, 姚文, 郑卫江

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 333-344.

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  [目的]本试验旨在研究发酵豆粕对蛋雏鸡生长性能、养分表观代谢率、血清生化指标、抗氧化性能和盲肠微生物的影响。[方法]选取320只33日龄海兰褐蛋雏鸡，随机分成5组(每组8个重复，每个重复8只鸡),对照组饲喂基础饲粮，试验组分别饲喂含质量分数为2.5%、5.0%、7.5%和10.0%发酵豆粕的等能等蛋白替代基础饲粮中普通豆粕的试验饲粮，试验为期28 d。[结果]不同比例发酵豆粕对蛋雏鸡各阶段生长性能均无显著影响(P>0.05),对总能、干物质和钙的表观代谢率也无显著影响(P>0.05),但2.5%发酵豆粕组粗蛋白、粗灰分和总磷的表观代谢率显著高于对照组(P<0.05)。2.5%和7.5%发酵豆粕组血清丙氨酸氨基转移酶活性显著低于10%发酵豆粕组(P<0.05),5%发酵豆粕组血清丙氨酸氨基转移酶活性显著低于对照组和10%发酵豆粕组(P<0.05);2.5%发酵豆粕组血清总抗氧化能力和谷胱甘肽过氧化物酶活性显著高于对照组(P<0.05)。与对照组相比，2.5%发酵豆粕组盲肠食糜中普氏菌属9(Prevotella 9)和Mucispirillum相对丰度显著升高(P<0.05),螺杆菌属(Helicobacter)和副萨特氏菌属(Parasutterella)相对丰度显著降低(P<0.05)。[结论]2.5%发酵豆粕对部分养分表观代谢率和血清抗氧化指标具有积极作用，但随着发酵豆粕水平的增加，蛋雏鸡养分表观代谢率和血清抗氧化性能呈线性或二次曲线降低。此外，2.5%发酵豆粕提高了盲肠食糜有益菌(普氏菌属9和布劳特氏菌)的相对丰度，抑制了病原菌(螺杆菌属和副萨特氏菌属)的定殖。
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  日粮添加尿素对育肥湖羊空肠菌群结构及氨和尿素转运蛋白表达的影响

  孙美杰, 郑文金, 申军士, 朱伟云

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 345-353.

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  [目的]本试验旨在探究日粮添加尿素对育肥湖羊空肠发酵、菌群结构以及氨和尿素转运蛋白表达的影响。[方法]将42只3月龄育肥公湖羊(约24.3 kg)随机均分为3个处理组，在饲喂基础日粮的基础上分别添加0 g·kg~(-1)(U0组)、10 g·kg~(-1)(U10组)、30 g·kg~(-1)(U30组)尿素。试验预饲期1周，正试期10周。试验结束每组随机选取6只屠宰，采集空肠内容物，测定发酵参数和定量总菌，并利用Illumina MiSeq测序分析空肠细菌组成；采集空肠上皮组织样品检测氨转运蛋白b(Rhbg)、氨转运蛋白c(Rhcg)和尿素转运蛋白B(UT-B)基因mRNA表达。[结果]与U0组相比，U10和U30组空肠氨态氮含量显著升高(P<0.05)。与U0组相比，U10组总挥发性脂肪酸和乙酸含量显著降低，U30组丁酸和异戊酸含量相较于U10组显著升高(P<0.05)。相较于U0组，U10和U30组的总菌数量显著升高(P<0.05)。Illumina-MiSeq测序结果显示，添加尿素并未影响空肠Chao 1、ACE、Shannon和Simpson指数(P>0.05),PCoA分析结果显示各组间空肠细菌群落组成明显区分。添加尿素对湖羊空肠中细菌门水平相对丰度无显著影响，但细菌属水平相对丰度存在差异。各处理组主要优势菌属为Lachnospiraceae NK3A20 group、Ruminococcus 2、Acetitomaculum和Bifidobacteriaceae unclassified,其中Lachnospiraceae NK3A20 group和Ruminococcus 2的相对丰度均在U10组中最高。此外，U10组Ruminococcus gauvreauii group和Olsenella的相对丰度相较于U30组显著升高(P<0.05)。与U0和U30组相比，U10组空肠上皮Rhbg基因mRNA表达水平显著上调(P<0.05);Rhcg基因和UT-B基因表达水平随尿素添加水平的升高逐渐降低，但差异不显著(P>0.05)。[结论]日粮补充适宜尿素(10 g·kg~(-1))可提高空肠内氨态氮含量，促进氮利用细菌的生长定殖，改善菌群结构。此外，添加尿素会影响空肠上皮Rhbg基因的表达，但不影响Rhcg基因和UT-B基因的表达。
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  基于猪体外仿生消化法研究单宁对高粱养分降解效率的影响

  李旺, 顾晓明, 安冬, 李军, 冯少轩, 朱伟云, 潘龙

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 354-359.

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  [目的]本文旨在探究高粱单宁对高粱养分降解效率的影响。[方法]采用单因素随机试验设计，通过猪的体外仿生消化技术模拟高粱原料在猪前段肠道中化学酶消化和后段肠道中微生物消化，在国产低单宁含量的高粱(单宁含量0.04%)原料中添加不同含量的高粱单宁提取物(单宁含量分别为0、0.15%、0.3%、0.6%、1.8%和3.0%,质量分数),每个处理设置5个重复和3个自溶(不加消化酶或不接种微生物)的空白对照。[结果]在胃蛋白酶、胃蛋白酶-胰液素或者胃蛋白酶-胰液素-微生物发酵作用下，随着高粱单宁添加量的增加，高粱的风干物质、总能和氮素的消失率呈现线性降低(P<0.01);且0、0.15%、0.3%和0.6%处理间差异均不显著(P>0.05)。在胃蛋白酶-胰液素或者胃蛋白酶-胰液素-微生物发酵作用下，1.8%单宁组的养分消失率显著高于3%处理组(P<0.05),但是显著低于其他处理组(P<0.05);且模拟的线性方程系数为3.56～6.33(R~2>0.994)。[结论]高粱单宁线性降低高粱养分的体外消失率，但是高粱单宁含量低于0.6%对高粱养分的体外消失率无负面影响；在胃蛋白酶-胰液素或者胃蛋白酶-胰液素-微生物发酵作用下，高粱单宁含量每增加1%,高粱养分的体外消失率平均降低3.5%以上。
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  瘦素对牦牛乳腺上皮细胞中SOCS3和STAT3蛋白表达的影响及催乳素的作用

  董宝霞, 杨玉莹, 张勤文, 魏青, 荆海霞

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 360-367.

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  [目的]本文旨在了解瘦素(LEP)对牦牛乳腺上皮细胞(YMEC)中细胞信号转导抑制因子3(SOCS3)和信号传导及转录激活蛋白3(STAT3)蛋白表达的作用特点及催乳素(PRL)对LEP功能发挥可能产生的影响。[方法]以牦牛乳腺上皮细胞为载体，以添加和不添加催乳素(500 ng·mL~(-1))为前提，用不同剂量瘦素(0、50、100、200、400、800 ng·mL~(-1))作用YMEC 48 h以及添加JAK2/JAK3信号通路阻滞剂AG490作用48 h,采用Western blot技术检测SOCS3和STAT3蛋白的相对表达水平及STAT3蛋白磷酸化水平。[结果]无催乳素时，除50 ng·mL~(-1)瘦素外，其余各剂量均抑制SOCS3蛋白的表达，而各浓度LEP均抑制STAT3蛋白的表达，STAT3蛋白磷酸化水平高于蛋白表达水平。有催乳素时，SOCS3蛋白除了在100 ng·mL~(-1) LEP下被抑制之外，其余各剂量均有促进作用；800 ng·mL~(-1) LEP对STAT3蛋白表达有显著抑制作用，STAT3磷酸化水平除100 ng·mL~(-1)组外，均有所升高。添加AG490之后，SOCS3与STAT3都主要是通过JAK2激活诱导。[结论]高浓度瘦素会抑制SOCS3及STAT3蛋白的表达，瘦素主要通过JAK2/STAT3通路发挥生理功能，而SOCS3是JAK2/STAT3通路的负反馈调节因子；PRL能够缓解高浓度LEP导致的瘦素抵抗作用，并且能促进SOCS3和STAT3蛋白的表达。
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  尿素中毒对山羊肾脏氧化应激及铁死亡指标的影响

  郝宁浩, 张桦, 王利, 魏勇, 向益, 俄木曲者, 孟元华, 苗斌, 陈勇

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 368-376.

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  [目的]本研究旨在探究尿素引起山羊肾脏损伤的病理分子机制。[方法]选择健康无病的简州大耳羊9只，将试验羊随机分为3组：对照组(C组)、5%尿素组(U5组)和10%尿素组(U10组),日粮供给采用粗精料混合饲喂及尿素代替部分豆粕的精料饲喂方式，对照组不加尿素，试验周期为21 d。试验结束后，检测血清血氨含量、肾组织氧化应激指标和铁离子含量，用HE染色和Masson染色观察肾组织病理损伤，透射电镜观察肾小管上皮细胞的超微结构，qPCR检测肾组织铁死亡相关基因mRNA相对转录水平，Western blot检测谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)蛋白表达水平。[结果]与对照组相比，U5组和U10组简州大耳羊丙二醛(MDA)含量极显著上升(P<0.01),谷胱甘肽(GSH)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性极显著下降(P<0.01),铁离子含量极显著上升(P<0.01),肾小管上皮细胞肿胀、变性、坏死，胶原纤维增生，肾小管上皮细胞线粒体皱缩，膜电子密度增加，膜嵴减少，铁蛋白重链1基因(FTH1)、电压依赖性阴离子通道3基因(VDAC3)、肿瘤抑制基因p53、核受体辅活化子4(NCOA4)基因mRNA表达水平均极显著上升(P<0.01),GPX4 mRNA水平和蛋白表达水平均显著下降(P<0.05)。[结论]添加高剂量尿素导致山羊尿素中毒，NRF2表达受到抑制并启动细胞铁死亡机制，引起肾脏氧化应激和铁离子代谢失衡。
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  扣囊复膜酵母Y11固态发酵对麦麸理化特性的影响

  杨克胜, 王沛, 董华, 陆兆新, 吕凤霞

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 377-386.

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  [目的]本文旨在筛选固态发酵能提高麦麸抗氧化的酵母菌，并探究该菌固态发酵前、后麦麸理化特性的变化。[方法]使用酸面团中分离出的14株酵母菌分别对麦麸进行固态发酵，以总酚含量(TPC)和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除率为指标，筛选具有最佳抗氧化效果的酵母菌并进行鉴定。采用扫描电镜观察发酵前、后麦麸的微观结构，并通过测定固态发酵前、后麦麸中可溶性蛋白、多肽、氨基酸、膳食纤维、烷基间二苯酚、黄酮及8种酚酸含量，探究固态发酵对麦麸理化特性的改善效果，并对麦麸总抗氧化性与麦麸活性物质含量(可溶性膳食纤维、多肽、水解氨基酸、总酚、黄酮、烷基间苯二酚及总游离酚酸)进行Spearman相关性分析。[结果]使用菌株Y11固态发酵后的麦麸，DPPH自由基清除率是未处理麦麸的2.53倍；TPC达2.84 mg·g~(-1),是未处理麦麸的1.70倍。经过内部转录间隔区(ITS)序列比对确定Y11菌株为扣囊复膜酵母菌(Saccharomycopsis fibuligera)。经扣囊复膜酵母Y11固态发酵后麦麸微观结构变得疏松粗糙，表面空隙增多。固态发酵后麦麸的可溶性膳食纤维含量显著增加，可溶性蛋白含量显著下降；多肽含量和17种游离氨基酸含量增加，总酚、黄酮、烷基间苯二酚及酚酸含量显著增加；8种游离酚酸中绿原酸含量增加最为显著，是未处理麦麸的3.70倍。此外，麦麸总酚、游离酚酸、可溶性膳食纤维及多肽含量与麦麸总抗氧化能力存在正相关性。[结论]扣囊复膜酵母Y11对麦麸进行固态发酵可显著改善麦麸的抗氧化能力及其理化特性。
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  土壤宏基因组来源新型四环素破坏酶基因tet(64)的表达及功能鉴定

  荣宇凤, 王绍琛, 卫林, 高月皎, 吕云斌, 冯治洋

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 387-395.

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  [目的]本文旨在研究土壤宏基因组来源的新型四环素破坏酶Tet(64)的耐药机制并分析tet(64)的基因环境，为tet(64)基因的传播及抗生素和佐剂的研发奠定基础。[方法]利用体外生化反应验证Tet(64)降解四环素的功能，通过液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析降解产物，结合序列比对、系统发育树构建、分子对接等生物信息学方法推测Tet(64)中与四环素结合的重要氨基酸残基，解析Tet(64)的耐药机制和tet(64)基因的水平转移风险。[结果]MQ776克隆的序列分析发现tet(64)上游存在IS1插入序列，暗示tet(64)基因具有潜在的水平转移风险。Tet(64)属于黄素依赖型单加氧酶，与首次发现的四环素破坏酶Tet(X)仅有18.93%的序列一致性，与最近发现的一系列土壤来源四环素破坏酶Tet(47)—Tet(56)也只有70%左右的序列一致性。SWISS-MODEL三维建模发现Tet(64)与土壤来源的Tet(50)具有相似的结构，包含1个四环素结合域、1个FAD结合域以及连接上述2个结构域的2个α-螺旋。体外生化试验发现Tet(64)降解四环素后产生了2个特异产物，m/z均为461.0,与Tet(X)催化产物一致。推测反应中四环素C11a位点被羟基化，破坏了C11和C12组成的β-二酮区域，导致四环素不能螯合镁离子而失去抗菌活性。[结论]鉴定了土壤来源的新型四环素破坏酶Tet(64)的四环素降解功能，初步解析了Tet(64)的耐药机制。
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  基于双目立体视觉的冻干草莓外部品质等级检测方法研究

  范安琪, 左常洲, 彭菁, 孙柯, 赵保民, 朱太海, 陈飞, 屠康, 潘磊庆

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 396-404.

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  [目的]本文旨在建立基于双目立体视觉检测冻干草莓外部品质的方法，实现冻干草莓外部品质等级的无损识别。[方法]应用双目立体视觉技术及像素点匹配算法获取冻干草莓图像中各像素点的视差数据，建立其三维立体模型；以模型体积、图像颜色、形状和纹理品质指标作为特征参数，采用连续投影算法(SPA)筛选出最优特征参数，分别以未筛选的特征参数和筛选后的特征参数建立冻干草莓外部品质等级识别模型，比较各模型的判别分级效果；最后选取最优的识别模型开发冻干草莓外部品质分级软件并进行验证。[结果]使用未经筛选的特征参数对冻干草莓进行品质等级判别时，支持向量机(SVM)模型预测集分级总体准确率为91.7%,偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)预测集分级总体准确率为86.7%。使用SPA算法筛选后的特征参数(体积和红色分量均值)所建立的SVM模型和PLS-DA模型分级总体准确率分别为95.0%和81.7%。采用经SPA算法筛选后特征参数构建的SVM模型开发了冻干草莓外部品质识别软件，软件总体准确率可达到90.8%。[结论]基于SPA筛选的特征参数构建的SVM分级预测模型具有较好的判别效果，其建模集和预测集的准确率分别可达97.8%和95.0%。以该模型为基础开发的软件能够实现冻干草莓外部品质的检测。
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  温室风幕式施药装置设计与试验

  邱威, 邬伊浩, 周慧能, 方杰, 吕晓兰, 余洪峰

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 405-415.

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  [目的]目前温室植保作业多采用背负式摆动作业方式，喷施过量与不足并存，不均匀现象严重，针对此问题研制了一种适应于温室环境的风幕式施药装置，实现气、雾场均匀分布。[方法]以风幕系统各出风口风速相等为设计目标，利用“静压复得”原理，完成了渐缩式导流管的设计，其最大截面直径为120 mm,最小截面直径为57.5 mm,出风口直径为35 mm,间距为0.2 m,数量为7个。通过气流场分布试验分析出口风速对气流场气流特性的影响，雾场试验检验喷雾均匀性。[结果]风幕式施药装置在800～1 300 m~3·h~(-1)出风量的出口风速变异系数小于11%;有效作业区中心位置与出口风速间呈现线性关系，在20～32 m·s~(-1)出口风速的有效作业区的高度为0.224～0.368 m;有效作业区内雾量水平空间分布变异系数小于12%,与传统背负式摆动作业方式相比，雾滴覆盖率平均提高48.71%,层内雾滴分布变异系数平均减小39.42%,各层间变异系数小于13%。[结论]该风幕式施药装置气、雾场均匀性较好，为温室气流辅助施药装置设计提供了技术支撑。
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  基于HPO-SVM的拖拉机柴油机故障诊断研究

  周俊博, 肖茂华, 朱烨均, 宋宁, 张婕

  南京农业大学学报. 2023, 46(02): 416-427.

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  [目的]针对传统机器学习在拖拉机柴油机故障诊断应用中的局限性，本研究提出一种HPO-SVM(hybrid population optimization-support vector machine)拖拉机柴油机故障诊断模型。[方法]采用SVM(support vector machine)作为故障诊断模型的基体，针对SVM优化问题，以PSO(particle swarm optimization)和GWO(grey wolf optimization)算法为基础提出了HPO(hybrid population optimization)算法对SVM的重要参数c、g进行优化；分析柴油机的故障机制，确定反映故障发生的数据信号；基于CAN(controller area network)总线和Arduino UNO-MCP 2551组合模块采集潍柴WP6型拖拉机柴油机传感器信号数据对HPO-SVM的性能进行测试，并将测试结果与SVM、PSO-SVM、GWO-SVM、GWOPSO-SVM和LWD-QPSO-SOMBP(linear weight decrease-quantum particle swarm optimization-self organizing maps back propagation)神经网络的测试结果进行对比。[结果]相比于其他4种SVM模型，HPO-SVM充分发挥了GWO算法和PSO算法在SVM参数寻优方面的优势，故障诊断准确率大幅度提升，相比于SVM,诊断总准确率由80%上升至100%,提高20%;HPO算法提高了单种群优化算法的寻优性能，相较于PSO算法，HPO算法最佳适应度由70提升至90,提高22.22%,达到最佳适应度时的迭代次数由105下降至27,下降74.29%;为避免偶然性，对5种SVM模型采取6次重复试验，试验结果表明，相较于其他4种模型HPO-SVM模型的性能更稳定，HPO-SVM的6次诊断总准确率均为100%;HPO-SVM采用SVM作为故障诊断模型，缓解优化算法的寻优压力，提高模型的效率，相比于LWD-QPSO-SOMBP神经网络，HPO-SVM模型的运行时间由45 s降低至15 s,下降66.67%。[结论]本文研究结果可为高效率拖拉机柴油机故障诊断提供参考。