2023年, 第46卷, 第05期　
刊出日期：2023-09-15

  

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  设施栽培光照关联温度调控的潜在优势和理论基础

  刘晓英, 张珂, 束胜, 张傲雪, 孙锦

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 823-832.

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  我国是设施农业大国，设施生产为农业创造了巨大的生产力，但设施作物生产的光照和温度环境管理需要消耗大量的电能，限制了设施作物的周年生产。基于以上问题，本文综述了降低设施生产温度管理能耗的传统方法、光照强度和光质与温度联控的管理方法、潜在优势和研究基础，通过分析光受体在温度感知和响应中发挥的作用以及光温信号调节机制的相似性确定光温联控的理论基础，指出设施栽培需结合季节特点调控光照，光质与温度关联调控可降低控温能耗并保证植物的优势生长。同时，本文也总结了光照对植物抗寒和耐热能力的改善作用和分子水平的调控机制，指出通过光介入温度管理是解决设施生产高低温胁迫及设施生产高能耗问题的潜在出口，并提出实施光介入温度管理需要解决的2个关键问题和开展应用研究的方向，以期从光温信号交互的角度为设施生产提供一种降低环境管理能耗的合理途径。
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  低温诱导芹菜种子次生休眠及其调控机制

  李涵, 阎君, 吴珏, 黄志午, 朱明芬, 范林华, 朱为民, 徐志刚

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 833-840.

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  [目的]本文旨在探究5℃低温处理对芹菜种子萌发的抑制作用及其调控机制。[方法]以‘上海黄心芹’种子为试验材料，设置5和20℃处理，探究其萌发情况、赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)含量及代谢通路中关键基因表达量动态变化及淀粉及可溶性糖含量的动态变化。[结果]5℃低温处理显著抑制了芹菜种子萌发率、种子出苗率、相对吸水量和种胚的生长，20℃处理则能快速促进种子萌发，将5℃处理15 d后的种子转入20℃后(T_(5-20)处理),种子又能快速恢复萌发活力，说明5℃低温并没有对种子造成不可逆伤害，种子活力染色的结果也说明低温并没有对种胚结构造成伤害。5℃低温还显著抑制了种子萌发期间GA的合成，相关的代谢及下游基因也被明显抑制表达，而20℃处理则显著促进GA的合成，并且GA3ox1基因在20℃处理以及T_(5-20)处理中的高表达说明其可能对GA的合成发挥关键作用；5℃处理中ABA含量呈波动变化，但GA/ABA整体呈下降趋势，ABA降解基因CYP707A1的表达量与5℃处理种子萌发中后期的ABA含量有明显的负相关趋势。另外，5℃还明显抑制了芹菜种子的糖代谢能力，5℃处理的种子在萌发期的淀粉含量明显高于20℃处理，但可溶性糖含量明显低于20℃处理。[结论]5℃低温诱导芹菜种子发生了次生休眠，GA/ABA可能是芹菜种子响应环境温度的重要信号，并且GA3ox1和CYP707A1是潜在的应对低温的关键基因。
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  不结球白菜BcGR2.1基因的功能验证及响应光氧化胁迫研究

  陶瑜, 李燕, 柏艾梅, 虞章红, 侯喜林, 李英

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 841-851.

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  [目的]本文旨在研究不结球白菜BcGR2.1基因在光氧化胁迫下的表达模式，并探索过表达或沉默该基因对植物抗光氧化胁迫的影响，以明确基因的功能。[方法]从不结球白菜中克隆了BcGR2.1基因CDS序列，对其编码的氨基酸序列进行进化树和保守区域分析；采用RT-qPCR技术，对BcGR2.1基因在光氧化胁迫处理下的表达水平进行分析；利用农杆菌介导的蘸花法和病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术分别获得BcGR2.1过表达拟南芥和BcGR2.1沉默不结球白菜植株，并验证过表达或沉默BcGR2.1基因对植物抗光氧化胁迫能力的影响。[结果]不结球白菜BcGR2.1基因ORF全长1 626 bp,与芜菁GR2蛋白进化关系最近。在甲基紫精(MV)处理诱导的光氧化胁迫下，该基因一定时间内表达量上调，随后下调。过表达转基因拟南芥中抗坏血酸(AsA)含量上升，而沉默植株中AsA含量下降。光氧化胁迫条件下，过表达转基因拟南芥中的H_2O_2含量显著低于野生型，而BcGR2.1沉默植株中H_2O_2含量显著高于PTY空载植株；此外，过表达BcGR2.1拟南芥中相关叶绿素荧光动力学参数F_v/F_m、Y(Ⅱ)、ETR以及qP均显著高于野生型。[结论]在拟南芥和不结球白菜中BcGR2.1正调控AsA含量，抑制光氧化胁迫处理下植株体内H_2O_2的爆发，一定程度上维护了植株叶绿素荧光参数的正常状态，提高了植物对光氧化胁迫的耐受性。
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  葡萄VvGCN5基因的鉴定及互作蛋白筛选

  陈雪琴, 庞倩倩, 裴丹, 任艳华, 房经贵

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 852-861.

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  [目的]本文旨在揭示组蛋白乙酰转移酶GCN5(general control non-repressible 5)在葡萄生长发育过程中的调控机制，并筛选出与VvGCN5互作的蛋白，以期为进一步构建VvGCN5在葡萄生长发育中的调控网络提供理论基础。[方法]利用生物信息学技术对VvGCN5的蛋白二级结构、基因结构、功能域、启动子的顺式作用元件以及抗逆的表达量和时空表达进行分析，并在烟草中进行亚细胞定位，研究VvGCN5表达位置。通过酵母双杂交技术筛选与VvGCN5互作的蛋白，并通过双分子荧光互补(BIFC)技术进行验证。[结果]VvGCN5的二级结构由α-螺旋、延伸链、β-折叠以及无规则卷曲构成，含有10段内含子序列和11段CDS序列，具有Acetyltransf＿1和Bromodomain结构域，以及ARE、GT1-motif、TGACG-motif、CAT-box、CGTCA-motif等顺式作用元件。通过查询GEO数据库发现VvGCN5可能受到光照和灰霉病的影响。VvGCN5主要表达于葡萄的成熟茎、萌芽初期、心皮、种子中。亚细胞定位发现VvGCN5位于细胞核和细胞膜上。此外，以pGBKT7-VvGCN5作为诱饵蛋白，通过酵母双杂交技术和双分子荧光互补技术发现8个阳性蛋白与VvGCN5互作。[结论]本研究鉴定并分析了VvGCN5的基本信息，并得到了8个与VvGCN5互作的蛋白。
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  VvmiR396及其靶基因VvGRF1在葡萄种子发育过程中的表达分析

  张晓雯, 宣旭娴, 白云赫, 王霏, 吴伟民, 王壮伟, 董天宇, 张川, 房经贵, 王晨

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 862-874.

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  [目的]本文旨在鉴定葡萄miR396家族成员(VvmiR396)及其靶基因VvGRF1,探究VvmiR396-VvGRF1在种子败育/发育中的作用模式。[方法]通过miR-RACE、RLM-RACE、PPM-RACE、烟草共转化活体验证等方法鉴定VvmiR396及其靶基因，利用生物信息学分析其潜在功能与进化保守性，利用RT-qPCR方法检测VvmiR396在有核和无核品种中的时空表达差异及VvmiR396-VvGRF1相关性差异。[结果]与葡萄品种‘魏可’相比，‘京可晶’花后28 d时种子发育被严重抑制，出现败育且种子萎缩，而‘魏可’种子正常发育。对VvmiR396a、VvmiR396b、VvmiR396c、VvmiR396d的前体及其成熟体序列进行鉴定，其前体均可形成典型的茎环结构，成熟体序列均位于茎环的5′臂上。VvmiR396与烟草、番茄等物种的同源序列亲缘关系较近，而与小麦的亲缘关系较远。预测到VvmiR396的8条潜在靶基因，利用RLM-RACE、PPM-RACE技术体外鉴定到VvGRF1和VvGRF10是VvmiR396的真实靶基因，且VvmiR396对VvGRF1的裂解位点及频度为10~(th)(19/22、5/25)/11~(th)(2/22、2/25),对VvGRF10的裂解位点及频度为9~(th)(17/21、3/20)/11~(th)(2/21、1/20);进一步利用烟草共转化体系对它们的裂解作用进行活体验证，发现VvmiR396对VvGRF1的裂解作用强于VvGRF10。同源保守性分析发现：VvGRF1与胡杨、毛白杨、荷花、烟草等物种的亲缘关系较近，且不同物种的GRF1蛋白均含有QLQ、WRC两个结构域；VvMIR396(VvmiR396的前体基因)和VvGRF1的启动子上都有多种激素(生长素、赤霉素、脱落酸等)响应元件。定量结果表明：在‘京可晶’种子败育过程中，VvmiR396的表达量逐渐升高，且在败育关键期(花后42 d)表达量最高，而VvGRF1呈现相反表达模式；在有核品种‘魏可’种子发育中，VvmiR396表达量呈下降趋势，在花后42 d表达量最低，靶基因的表达模式相反，表明VvmiR396可能介导VvGRF1正调控葡萄种子败育，而负调控种子的发育。进一步相关性分析发现，‘京可晶’种子败育中VvmiR396b与VvGRF1的负相关性最高。[结论]在假单性结实葡萄‘京可晶’中，鉴定到VvmiR396a、VvmiR396b、VvmiR396c、VvmiR396d共4个成员；VvmiR396b-VvGRF1可能是参与调控葡萄种胚败育的重要模块。
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  基于mt-roGFP1荧光探针研究几种植物源除草化合物对拟南芥根尖细胞氧化还原电位的影响

  桑杰, 吕鹏飞, 朱雪珍, 周利娟

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 875-881.

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  [目的]本文旨在研究源于秃杉的秃杉素、台湾脂素H(Taiwanin H)和台湾脂素E(Taiwanin E)等新型除草化合物对拟南芥根尖细胞氧化还原电位的影响。[方法]采用mt-roGFP1标记的拟南芥转基因植株测定了不同浓度的新型除草化合物处理拟南芥后，对其根的根冠、分生区、过渡区和伸长区细胞氧化还原电位的影响。[结果]不同浓度的秃杉素、台湾脂素H和台湾脂素E均能降低根尖细胞氧化还原电位，且在一定范围内，随着化合物浓度的增加，对根分生区细胞氧化还原电位的影响越大。0.1、1、5和10μg·mL~(-1)的秃杉素分别处理mt-roGFP1标记的拟南芥转基因植株后，根分生区细胞平均氧化还原电位变化最大差值分别为13.06、18.59、27.74和29.92 mV;1、5和10μg·mL~(-1)台湾脂素H和台湾脂素E分别处理mt-roGFP1标记的拟南芥转基因植株后，其根分生区细胞平均氧化还原电位变化最大差值分别为12.21、15.72和22.67 mV以及14.71、24.03和28.69 mV。[结论]在一定浓度范围内，秃杉素、台湾脂素H和台湾脂素E的浓度越大，拟南芥根分生区细胞氧化还原电位变化差值越大，具有较好的剂量-效应关系。这对利用mt-roGFP1荧光探针技术研究除草化合物对根细胞线粒体的作用提供了基础，同时为建立除草活性化合物快速筛选平台提供理论依据。
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  黏细菌Myxococcus sp. BS对烟稻轮作土壤真菌多样性和群落组装过程的调控

  于潇玮, 王创, 王可, 李欣艳, 董雷, 崔中利, 曹慧

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 882-890.

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  [目的]探究黏细菌Myxococcus sp. BS对烟稻轮作土壤真菌多样性和群落组装过程的调控，为烟稻轮作模式下通过施用黏细菌进行生防提供理论指导。[方法]以未处理(CK)、施用黏细菌菌剂(BS)和施用黏细菌+有机肥(BF)3个处理的烟稻轮作土壤为研究对象，采用高通量测序技术对烟稻轮作土壤真菌的群落多样性、组成、组装过程进行分析。[结果]添加黏细菌后，Chao1指数降低，Shannon指数升高。BS和BF群落相似度较高，CK与BS、BF群落相似度较低。添加黏细菌后，在门水平上，被孢霉门(Mortierellomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)和球囊菌门(Glomeromycota)的相对丰度降低；在属水平上，绿核菌属(Ustilaginoidea)和枝孢霉属(Cladosporium)的相对丰度增加，链格孢属(Alternaria)、腐质霉属(Humicola)和被孢霉属(Mortierella)的相对丰度逐渐降低。通过LEfSe分析可以得到不同处理间真菌丰度有显著差异的物种，即生物标记物种(biomarker),在CK中发生显著变化的真菌差异物种有7个，BS有5个，而BF有8个。3种土壤真菌群落组装过程均以随机性过程为主导，其中扩散限制贡献最大，且随机性过程贡献量在添加黏细菌后增加。[结论]向烟稻轮作土壤加入黏细菌后，改变土壤真菌群落组成和组装过程，并且使导致烟草赤星病和水稻褐变病的植物病原菌链格孢属(Alternaria)的相对丰度明显降低；与单独施用菌剂相比，以黏细菌配施有机肥效果更佳。
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  亚硝酸盐胁迫对盐蚕豆虫生长与抗氧化能力的影响

  齐红莉, 吕湘琳, 刘家乐

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 891-897.

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  [目的]本文旨在探究亚硝酸盐对盐蚕豆虫(Fabrea salina)的胁迫机制。[方法]采用静态水生毒性试验法，研究不同质量浓度亚硝酸钠(0、9.63、19.25、38.50、77.00和154.00 mg·L~(-1))胁迫下盐蚕豆虫的种群动力学影响，并将超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和过氧化物酶(POD)作为生物标志物，应用综合生物标志物响应指数(IBR)整合4种生物标志物。[结果]慢性毒性试验表明：随着亚硝酸钠质量浓度的增加，盐蚕豆虫最大种群密度和比生长率(μ)呈先上升后下降的趋势，在9.63 mg·L~(-1)处理组达到峰值，增加了8.8%;在154.00 mg·L~(-1)处理组达到最小值，下降了20.59%。盐蚕豆虫的世代时间则先缩短后延长。抗氧化酶活性毒性试验表明：盐蚕豆虫SOD活性随亚硝酸盐质量浓度的升高呈先上升后下降趋势；胁迫前期CAT和GPx活性随亚硝酸盐质量浓度的升高也呈先上升后下降趋势，胁迫后期GPx活性则显著升高；盐蚕豆虫POD活性随亚硝酸盐质量浓度的升高呈上升趋势。[结论]高质量浓度亚硝酸钠对盐蚕豆虫有一定的生物毒性，导致其种群生长状态变差，亚硝酸盐会导致盐蚕豆虫产生氧化应激反应。IBR指数作为量化污染物诱导的各种生物标记物反应的有效工具，可以揭示亚硝酸盐暴露对盐蚕豆虫抗氧化酶活性的影响。
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  抑制猪支持细胞外泌体对精原干细胞自我更新及分化的影响

  田海瑞, 汪晶晶, 李晓晓, 张丹琛, 邹康

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 898-906.

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  [目的]本文利用体外模型检测猪支持细胞分泌外泌体的能力及其对猪精原干细胞(porcine spermatogonial stem cells, pSSC)自我更新及分化状态的影响。[方法]通过两步酶消化法分离猪支持细胞和pSSC并建立猪支持细胞-pSSC体外共培养模型，抑制猪支持细胞外泌体的分泌，检测pSSC自我更新及分化指标，研究支持细胞外泌体对pSSC命运的影响。[结果]分离得到的支持细胞的Wilm肿瘤蛋白1(WT1)阳性率为(87.1±0.02)%,整合素β-1蛋白(ITGB1)阳性率为(94.2±0.01)%,分离得到pSSC的早幼粒细胞白血病锌指蛋白(PLZF)阳性率为(80.6±0.02)%;通过Western blot分析、免疫荧光检测证实支持细胞外泌体的存在；证实20μmol·L~(-1) GW4869可以抑制外泌体分泌且不损害支持细胞；GW4869处理后的支持细胞与pSSC共培养发现试验组较对照组pSSC状态差异较为明显，且RT-PCR结果显示猪精原干细胞PLZF基因表达水平显著升高；肥大/干细胞生长因子受体基因(KIT)、胸腺细胞抗原1基因(THY1)、死盒解旋酶4基因(DDX4)表达水平显著降低；Western blot结果显示猪精原干细胞蛋白基因产物9.5(PGP9.5)蛋白表达水平升高，DDX4蛋白表达水平降低。[结论]体外培养时支持细胞分泌的外泌体对pSSC自我更新和分化均具有调控作用，暗示外泌体是支持细胞调控精原干细胞命运的一种重要方式，这为种公猪生殖力的改善提供了新思路。
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  基于猪体外仿生消化技术研究聚乙二醇对高单宁高粱养分降解效率的影响

  李旺, 顾晓明, 安冬, 朱伟云, 潘龙

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 907-912.

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  [目的]本文旨在探究聚乙二醇对高粱养分降解效率的影响，并筛选聚乙二醇的适宜添加剂量。[方法]通过体外仿生消化技术模拟高粱原料在猪前肠道的化学酶消化作用和后肠道的微生物发酵过程，设计完全随机试验，在高单宁高梁(单宁含量为50 mg·g~(-1)儿茶素当量)原料中添加0、25、50、100和250 mg·g~(-1)的聚乙二醇为试验处理，每个处理5个重复，测定养分降解效率。[结果]聚乙二醇显著降低高粱原料中可检测的缩合单宁含量(P<0.05)。在胃蛋白酶、胃蛋白酶-胰液素或胃蛋白酶-胰液素-微生物发酵作用下，随着聚乙二醇添加比例的增加，高粱的风干物质、总能和氮素的消失率均呈现线性增加(P<0.05);其中25 mg·g~(-1)聚乙二醇处理组的养分消失率显著高于对照组(P<0.05),但是显著低于其他处理组(P<0.05);除胃蛋白酶处理过程中的氮素消失率外，50、100和250 mg·g~(-1)的聚乙二醇(聚乙二醇添加量/高粱单宁含量比值分别为1、2和5)处理组之间的高粱养分消失率无显著差异(P>0.05)。[结论]基于体外仿生消化技术模拟猪的化学酶和微生物降解2种消化方式，聚乙二醇可以显著提高高单宁高粱养分的体外消失率，且在本试验条件下，聚乙二醇添加量应与高粱中单宁含量等比例为宜。
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  育雏温度对雏鸡卵黄囊脂肪酸吸收和肠道发育及代谢相关基因GLUT2和PepT1表达的影响

  赵羽彤, 陈兴勇, 刘政权, 常鹏辉, 彭锦州, 吉倩昀

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 913-921.

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  [目的]本文旨在探究早期育雏温度对雏鸡卵黄囊吸收和肠道发育的影响。[方法]选取1日龄健康淮南麻黄鸡雏鸡189只，随机均分为3组，育雏温度分别为33、30和27℃(2.5 d后3组育雏温度统一为33℃),每组3个重复，每个重复21只。分别于0.5、1、1.5、2、2.5、7和14日龄从每个重复取3只雏鸡，称重后从心脏采血，分离血清用于抗体检测，屠宰取卵黄囊用于脂肪酸组成分析(1.5 d内),取各段小肠制作切片并观察，荧光定量分析代谢相关基因表达量。[结果]30℃组雏鸡14日龄体重显著高于其他2组(P<0.05),除育雏1.5 d外，卵黄囊重在各温度组间无显著差异。卵黄囊脂肪酸主要由C16∶0、C18∶1n9t、C18∶0、C18∶2n6t组成，脂肪酸含量在各组间无显著差异(P>0.05)。7日龄雏鸡脾脏重在30℃组显著高于其他2组(P<0.05),且血清IgM和IgY水平均显著高于33℃组(P<0.05)。30℃组雏鸡14日龄十二指肠和空肠绒隐比显著高于33℃组，但回肠显著低于27℃和33℃组(P<0.05)。30℃组雏鸡回肠GLUT2和PepT1基因表达量均显著高于27℃组(P<0.05)。[结论]育雏早期温度对雏鸡生长发育有显著影响，33℃育雏有助于前1.5 d卵黄囊吸收，30℃育雏有助于雏鸡体重增加、小肠形态发育、雏鸡免疫水平提高及肠道营养吸收相关基因的表达。
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  黄色瘤胃球菌双功能酶xynD基因在毕赤酵母中的表达及其酶学特征

  王蕾, 李文菁, 杨东林, 陈勇

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 922-932.

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  [目的]黄色瘤胃球菌xynD基因编码葡聚糖酶和木聚糖酶2个独立的催化结构域。本研究在毕赤酵母中导入xynD基因，表达蛋白并对其酶活性及酶学性质进行研究。[方法]根据毕赤酵母的密码子偏爱性对xynD基因优化(优化后的基因命名为xynDm),构建重组质粒pPIC9K-xynDm,转化至毕赤酵母GS115,通过筛选获得基因工程菌株GS115-pPIC9K-xynDm,经诱导表达获得重组XynDm,再对其酶学性质进行初步研究。[结果]XynDm的木聚糖酶与葡聚糖酶在36和72 h酶活性和比活性均达到最大值，分别为265.32、468.36 IU·mg~(-1)和2 260.87、3 208.31 IU·mg~(-1)。XynDm的木聚糖酶活性在温度37～40℃、pH值为4.5～6.5时较稳定，最适酶活性温度和pH值分别为37℃和6.0,对4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸-D-木聚糖、高黏度阿拉伯木聚糖和桦木木聚糖有良好的水解作用；XynDm的葡聚糖酶活性在温度40～55℃、pH值为5.0～9.0时较稳定，最适酶活性温度和pH值分别为55℃和6.0,对大麦β-葡聚糖有水解作用。XynDm双功能酶活性被Cu~(2+)、Zn~(2+)和Co~(2+)激发，Ag~+和SDS使其酶活性几乎丧失。[结论]XynDm木聚糖酶和葡聚糖酶的最适底物分别为4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸-D-木聚糖和大麦β-葡聚糖，最适温度分别为37和55℃,最适pH值均为6.0。
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  围产期湖羊能量负平衡下添加三丁酸甘油酯对羔羊瘤胃发酵指标及微生物多样性的影响

  张昕乐, 王智博, 陈培勇, 王远孝, 张艳丽, 王锋, 尤佩华, 樊懿萱

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 933-938.

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  [目的]围产期母羊往往处于多种营养素负平衡状态，尤其是能量负平衡(NEB)。本试验旨在探究在NEB的围产期湖羊日粮中添加三丁酸甘油酯对羔羊的瘤胃发酵指标及微生物多样性的影响。[方法]选取20只体况相似、健康且怀双羔的产前50 d湖羊，体重(45±5)kg,随机分为2组，分别为能量负平衡(NEB)组和添加三丁酸甘油酯(TB)组，其生产的羔羊分组为L-NEB和L-TB,采用人工定量饲喂对应组别母乳。试验期从母羊产前40 d至产后42 d,预试期10 d。当羔羊达到42日龄时，分别从每组随机挑选5只屠宰，采集瘤胃内容物，测量其瘤胃发酵指标，再采用高通量测序技术对其瘤胃微生物进行分析。[结果]围产期湖羊添加三丁酸甘油酯后，L-TB组羔羊的瘤胃内容物乙酸含量显著升高(P<0.05),丙酸含量呈上升趋势；瘤胃微生物多样性显著降低(P<0.05);厚壁菌门丰度显著提高(P<0.05),蓝藻菌门丰度显著下降(P<0.05);属水平上，厚壁菌门中Succiniclasticum和Ruminococcaceae UCG014丰度显著提高(P<0.05)。[结论]在围产期湖羊日粮中添加三丁酸甘油酯可以改善羔羊的营养状态，为羔羊瘤胃有益菌的定殖创造有利条件，对羔羊的生长发育产生积极影响。
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  铜离子胁迫对淡水石首鱼幼鱼急性毒性、抗氧化及免疫相关酶活性的影响

  吕国华, 郑冰清, 马学艳, 金武, 李红霞, 宋长友, 徐跑, 顾若波, 闻海波

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 939-948.

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  [目的]本研究旨在探究铜离子对淡水石首鱼幼鱼毒性效应的机制，完善铜离子对鱼的生态毒理学研究并指导淡水石首鱼的健康养殖。[方法]在(17±1)℃曝气自来水中，采用等间对数法在0.1～1.5 mg·L~(-1) Cu~(2+)范围内选取5个梯度探究Cu~(2+)浓度对淡水石首鱼幼鱼死亡率的影响；选取0.197 mg·L~(-1) Cu~(2+)进行96 h胁迫试验并取样，测定其过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化酶(GPx)、谷胱甘肽(GSH)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、Na~+-K~+-ATP酶(Na~+-K~+-ATPase)、α-淀粉酶(α-AMS)、脂肪酶(LP)和胃蛋白酶(PP)活性和皮质醇(COR)、丙二醛(MDA)含量及总抗氧化能力(T-AOC)。[结果]Cu~(2+)胁迫淡水石首鱼幼鱼96 h死亡概率的回归方程为Y=1.435 5X+0.038 2,(R~2=0.827 3),半致死浓度为0.291 mg·L~(-1),安全浓度为0.029 mg·L~(-1)。Cu~(2+)胁迫对CAT、SOD、GPx、GSH、ALT、AST、Na~+-K~+-ATPase、α-AMS、LP、PP等酶活性和COR、MDA含量及T-AOC影响显著。在受到Cu~(2+)胁迫后SOD、GPx、GSH、Na~+-K~+-ATPase、α-AMS、LP、PP活性和COR含量及T-AOC均显著上升，在4 h时达到最大，随后不同程度下降，其中T-AOC和Na~+-K~+-ATPase、α-AMS活性在96 h又恢复正常水平。CAT活性在48 h显著高于对照组，96 h又恢复正常。MDA含量及ALT和AST活性受Cu~(2+)胁迫后不断升高，MDA含量从4 h开始，ALT和AST活性从12 h开始显著高于对照组，并均在96 h达到最大值。[结论]Cu~(2+)对淡水石首鱼幼鱼的危害等级为剧毒，0.197 mg·L~(-1)Cu~(2+)胁迫对肝脏抗氧化酶、鳃Na~+-K~+-ATP酶和肠道消化酶活性均产生显著影响，对SOD、GPx、GSH、Na~+-K~+-ATPase、α-AMS、PP等酶活性和COR含量及T-AOC起到先促进后抑制作用，对CAT、ALT、AST、LP酶活性和MDA含量起到促进作用。CAT应激响应速度较其他抗氧化酶滞后，SOD是受到Cu~(2+)胁迫最敏感的抗氧化酶，可作为鱼类早期Cu~(2+)污染的首选指示指标。
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  QuEChERS-气相色谱-三重四极杆串联质谱法高通量测定畜肉中16种镇静剂药物残留

  周颖, 成昕, 宁军, 沈习习, 王玮

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 949-959.

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  [目的]本文旨在构建一种QuEChERS结合气相色谱-三重四极杆串联质谱法高通量测定猪、牛、羊等畜肉中16种镇静剂类药物残留的方法。[方法]畜肉样品经乙腈提取，柠檬酸缓冲体系盐包盐析脱水，无水硫酸钠、N-丙基乙二胺吸附剂净化，再经TR-PesticideⅡ毛细管柱分离，在多反应监测模式下测定镇静剂类药物残留，外标法定量。[结果]16种镇静剂药物在1～200 ng·mL~(-1)的浓度范围内线性良好(R~2≥0.992 8),检出限为0.01～0.30μg·kg~(-1),定量限为0.10～1.00μg·kg~(-1)。在0.10～10.00μg·kg~(-1)的加标水平下，回收率为64.83%～112.04%,批内相对标准偏差为1.45%～8.96%,批间相对标准偏差为4.48%～14.88%。[结论]该方法操作简便，灵敏度和精密度高，分析时间短且重现性好，可满足畜肉中多种镇静剂类药物残留的快速检测。
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  基于顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法、电子鼻和电子舌技术分析绿茶饮料的风味物质

  范霞, 杨恒明, 陈荣顺

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 960-974.

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  [目的]本文旨在分析绿茶饮料中的特征挥发性和非挥发性化合物，为绿茶饮料风味质量评价提供科学参考。[方法]利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用仪(headspace solid phase micro-extraction gas chromatography mass spectrometry, HS-SPME/GC-MS)和电子鼻技术，对12种绿茶饮料的挥发性风味物质进行测定，并结合电子舌和全自动氨基酸分析仪对绿茶饮料中的非挥发性成分进行比较。[结果]利用HS-SPME/GC-MS在12种绿茶饮料中共检测出135种香气物质，其中酯类40种，醇类21种，醛酮类27种，萜烯类31种，烃类8种，酚类4种，酸类1种，其他物质3种。共有的挥发性香气组分是柠檬烯、α-松油醇和芳樟醇，根据气味活度值(odour activity value, OAV)确定芳樟醇是绿茶饮料的特征香气物质，挥发性物质种类和含量赋予绿茶饮料独特的风味。主成分分析(principal component analysis, PCA)结果表明电子鼻和电子舌可以区分12种绿茶饮料，第一主成分(PC1)与第二主成分(PC2)的贡献率之和分别达91.08%和92.58%。茶氨酸是绿茶饮料中含量最高的游离氨基酸，茶氨酸含量与绿茶饮料整体滋味呈显著正相关(P<0.05)。[结论]不同种类绿茶饮料的气味和滋味特征存在差异，通过HS-SPME/GC-MS、电子鼻、电子舌和氨基酸分析技术相结合的手段，可以较好地分析12种绿茶饮料中的风味物质。
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  基于发声特征和深度学习的白羽肉鸡全生命周期咳嗽检测方法

  袁超, 沈明霞, 姚文, 刘龙申, 陈佳

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 975-985.

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  [目的]高密度养殖模式下笼养肉鸡呼吸系统疾病易发作且难防治，为此本文设计了一种基于发声特征和深度学习的白羽肉鸡全生命周期咳嗽检测方法，自动监测鸡只咳嗽发声，及时提供预警信息。[方法]对10～19日龄、20～29日龄、30日龄后3种不同生长阶段的鸡只发声信号进行数字滤波、谱减法去噪、端点检测等处理，提取滤波器组(filter bank, FBank)和梅尔频率倒谱系数(Mel-frequency cepstral coefficients, MFCC)特征，并与其各自一阶及二阶差分组合，作为VGG16与ResNet18神经网络的输入，完成咳嗽声、鸣叫声、其他声三分类模型训练。[结果]各日龄段利用不同发声特征与神经网络所构建的识别模型均能准确实现发声分类，在10～19日龄、20～29日龄FBank-VGG16模型效果较优，准确率分别为94.29%、97.65%,30日龄后MFCC-ResNet18模型准确率高于其他模型，为98.66%。随着日龄的增长，各模型的总体识别准确率均上升，增幅为3%～7%。[结论]本方法可快速准确对实际生产环境中不同生长阶段的鸡只咳嗽进行识别，为笼养鸡呼吸系统疾病的早期检测提供技术支撑。
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  基于光学特性参数反演的苹果水心病检测

  张思旭, 徐焕良, 王江波, 孙云晓, 王浩云

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 986-994.

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  [目的]针对传统的果蔬品质检测方法费时且破坏检测样本的问题，提出了一种新的苹果水心病检测方法。[方法]采用具有水心病的新疆阿克苏苹果作为样本，首先利用反向倍增法计算得出苹果每层组织的光学特性参数，然后利用苹果果皮、果肉、果核层的光学参数据构建3层迁移反演模型，使用蒙特卡罗法对苹果内部的光子轨迹进行仿真并获取苹果表面的仿真光亮度图。由于水心病通常发生在苹果果核层，通过仿真光亮度图学习苹果果核层的特征，然后迁移到实测苹果样本数据中进行学习和预测。基于光学特性参数反演的检测方法是利用蒙特卡罗法和卷积神经网络提取与水心病相关的苹果果核层光学特征，使用迁移学习将这些特征与实际苹果样本水心病病情建立联系，成功利用模拟数据提取实测数据中由于存在噪声而无法提取的有效特征，提高了水心病预测的速度和准确度。[结果]基于光学特性参数反演的水心病检测方法在二分类条件下的预测准确率达到94.3%,优于直接使用高光谱数据的卷积神经网络模型和SVM模型；在四分类条件下预测准确率能达到93.5%,相较于卷积神经网络模型提高约4%。[结论]试验结果说明所提出的基于光学特性参数反演的水心病检测方法能有效提取更多与水心病相关的苹果果核层高光谱特征，为苹果水心病的检测提供了一种新的思路。
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  基于无人机多光谱图像的水稻品种鉴定

  陈裕锋, 冯佩雯, 凌金生, 张书琪, 余振鹏, 熊琳琳, 刘洪, 谢家兴

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 995-1003.

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  [目的]为解决传统人工水稻品种鉴定程序复杂的问题，建立一种快速鉴定水稻品种模型，利用多光谱成像技术对水稻叶色进行分析。[方法]分别利用线性拟合、多层感知器、径向基函数和随机森林4种机器学习算法模型，采用大疆精灵4多光谱版无人机航拍获得多光谱数据，对数据特征提取后得到的植被指数进行建模分析。通过输入不同组合的植被指数，筛选出准确率最高的变量组合。[结果]发现多层感知器模型对水稻品种的识别准确率可达94.87%,比线性拟合模型、径向基函数模型、随机森林模型的准确率分别高41.3%、8.55%、16.24%。将精度最高、拟合程度最好的多层感知器模型确定为最优模型。[结论]多层感知器分类模型对水稻的平均分类准确率最高，能够较好实现水稻品种鉴定的功能。
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  基于自旋式Unet++网络的小麦条锈病菌夏孢子自动检测方法

  周晋兵, 陈鹏, 雷雨, 黄林生, 赵晋陵, 梁栋

  南京农业大学学报. 2023, 46(05): 1004-1010.

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  [目的]条锈病菌夏孢子是引起小麦条锈病暴发的重要原因。针对夏孢子显微图像识别中存在的检测精度不高和分割精度较低的问题，提出了一种基于自旋式Unet++网络的小麦条锈病菌夏孢子自动检测算法。[方法]针对显微图像中夏孢子目标密集，易粘连等特点，通过改进Unet++特征提取网络，将原始网络的输出反向连接至输入端形成一种自旋结构，并增加超参数K控制自旋次数，以达到迭代训练的目的，优化Unet++网络的分割精度，提高检测的分割率；根据孢子的形态特征，提出一种加权映射矩形计算公式，计算其矩形热力图，以提高孢子的检测精确率。[结果]算法测试结果表明，改进算法的平均精确率达到99.03%,分割率为86.45%,较原始CenterNet模型分割率提高了10.35百分点，精确率提高0.46百分点，占用内存降低66.09%。[结论]该模型在保证较高精度检测夏孢子目标的同时，保证了较高的孢子分割率，为小麦条锈病早期预警提供了一种有效的方法。