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2024年, 第47卷, 第02期　
刊出日期：2024-03-30
  

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  • 甜瓜属异源多倍体不同倍性材料内参基因的筛选及评估
    王盼乔, 虞夏清, 翟于菲, 赵勤政, 孟雅, 朱早兵, 李季, 陈劲枫
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 205-212.
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    [目的]多倍化是植物界普遍存在的现象，但是内参基因的缺乏限制了多倍化相关基因表达研究的进程。本文旨在建立一组稳定的内参基因，以提高多倍体目标基因定量的准确性和重复性。[方法]以甜瓜属人工异源四倍体、其二倍体双亲和三倍体后代为材料，通过实时荧光定量反应(qPCR)比较了10个候选内参基因(UBI-ep、ACT、ACT3、TUA、EF-1α、CACS、TIP41、F-box、CYP和UBQ)的表达丰度，并利用geNorm和NormFinder软件对其表达稳定性进行分析。同时，通过转录组测序(RNA-seq)的方法对候选内参基因进行定量，并统计与荧光定量数据的相关性。[结果]荧光定量结果表明，二倍体黄瓜的CYP表达丰度最高，C_T值为15.8;四倍体材料的F-box表达量最低，C_T值为30.5。结合geNorm和NormFinder软件结果，一共筛选出4个稳定的参考基因F-box、TIP41、ACT3和ACT。其中F-box和TIP41在多倍性水平下稳定性值M比ACT3和ACT基因的小，但表达丰度低。以ACT3为内参时，qPCR与RNA-seq定量结果极显著相关(R~2=0.844,P<0.01),F-box为内参时相关性最小。[结论]当比较不同倍性水平或跨物种的转录本丰度时，需要注意内参基因的选择。针对甜瓜属多种倍性材料的低丰度表达基因，可以选择TIP41作为内参基因；对于高表达基因，可采用ACT3作为内参基因。
  • FabHLH37调控草莓抗灰霉病的功能分析
    刘晓宇, 张欣, 彭悦, 于淼, 熊劲松, 程宗明
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 213-221.
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    [目的]本文旨在通过验证草莓bHLH(basic/helix-loop-helix)家族转录因子FabHLH37的功能，解析其调控草莓抗灰霉病的机制，为草莓的抗病育种提供新的基因资源。[方法]以栽培草莓品种‘红颜’为试验材料，提取灰霉菌侵染后的草莓果实总RNA并反转录为cDNA,克隆FabHLH37编码区序列，并使用在线软件对其进行生物信息学分析；利用实时荧光定量PCR(qPCR)分别检测该基因在草莓不同组织及果实接种灰霉菌后的相对表达量；利用烟草瞬时表达系统研究该基因的亚细胞定位；通过草莓果实瞬时表达系统研究FabHLH37抗灰霉病功能。[结果]FabHLH37基因CDS全长789 bp,编码262个氨基酸，理论等电点(pI)为6.61,相对分子质量为2.9×10~5。进化分析显示FabHLH37与月季、苹果等蔷薇科植物bHLH37蛋白同源关系较近。亚细胞定位分析显示FabHLH37特异性定位于细胞核。qPCR分析表明FabHLH37在草莓根中表达量最高，叶次之，灰霉病菌侵染可以显著诱导FabHLH37基因的表达。草莓果实瞬时表达结果显示，与对照相比，过表达FabHLH37的草莓果实接种灰霉菌后感病程度轻，而沉默FabHLH37的草莓果实相反。进一步的qPCR检测发现，在草莓果实瞬时表达体系中，FaPR1/4/5-1、FaBG2-1、FaCHI3-1、FaSOD、FaPAL等多个防御基因的表达量与FabHLH37的表达量呈正相关，即过量表达FabHLH37可显著提高这些基因的表达量，而沉默FabHLH37则显著降低这些基因的表达量。[结论]FabHLH37可通过诱导防御基因的表达从而正向调控草莓灰霉病。
  • 施氮水平对不同切花菊品种生长及氮素累积和分配的影响
    葛礼姣, 许建平, 杨颜榕, 管志勇, 陈素梅, 房伟民, 陈发棣, 赵爽
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 222-231.
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    [目的]针对当前菊花生产中氮肥使用过量、氮效率低下和不同氮素营养特性菊花品种氮素吸收及分配规律不明等问题，本文研究不同施氮水平对不同切花菊生长、氮效率及氮素累积和分配的影响，以明确不同切花菊品种对氮素吸收利用特性，为切花菊的高效生产提供理论依据。[方法]以9个不同家系的切花菊品种为材料，测定了高氮(每株800 mg)、正常氮(每株400 mg)和低氮水平(每株50 mg)下，9个切花菊品种全生育期生长指标、氮效率指标和各部位氮素累积量。[结果]9个切花菊品种的株高、茎粗、叶干重、茎干重、根干重、总根长、一级分枝数、着花数等生长指标和根氮累积量、叶氮累积量、植株氮累积量等氮累积量指标均随氮水平的增加而增加，氮效率指标随氮水平的增加而降低；正常氮水平下，9个菊花品种的花干重、冠幅、花径和花氮累积量最高，花期最早。不同氮水平下，‘南农丽黄’在茎粗、各部位生物量、平均根直径、根体积、冠幅、花径、氮吸收效率、农艺氮效率、植株氮累积量和花氮累积量指标上显著高于其他品种(P<0.05);‘南农雪峰’和‘南农紫峰’的株高、茎粗、各部位生物量、冠幅、花径、氮吸收效率、农艺氮效率和植株氮累积量较其他品种低。苗期和生殖生长期间，9个菊花品种植株中叶氮累积量最高，茎次之，根最低；盛花期时，植株中叶和茎氮累积量比例显著下降，花器官的氮累积量显著高于其他器官。不同氮水平下，9个菊花品种的植株氮累积量与花干重、冠幅、花径、一级分枝数、着花数、花期呈显著正相关(0.39≤r≤0.83),花氮累积量与花干重、花期呈显著正相关(0.53≤r≤0.89)。[结论]高氮水平促进了菊花的营养生长，抑制了菊花的氮效率和品质形成，菊花的全生育期生长规律和氮素累积分配规律一致，植株氮累积量和花氮累积量对菊花开花品质的形成具关键作用。
  • 基于色差仪的茶树叶色量化研究
    代祥, 梅菊芬, 杨亦扬, 王玉花
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 232-241.
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    [目的]本试验旨在探讨不同叶色茶树群体的叶色关系及分布规律，确定茶树叶色定量描述的最佳色差仪参数，为叶色描述、分类提供理论依据。[方法]以120个茶树品种(或株系)为研究对象，用色差仪测定叶片的明度(L~*)、红度(a~*)、黄度(b~*)、彩度(C~*)、总色值(E~*)、色调角(h)和饱和度(S~*),开展包括正态性检验、主成分分析、非参数多重比较、聚类分析和相关性分析的统计分析。[结果]由黄色、绿色到紫绿色，叶片的L~*、b~*、C~*、E~*和S~*值逐渐降低，a~*值先降后升。h值在绿色茶树中最大，紫绿色与黄色茶树没有显著差异。7个参数在绿色茶树中多为正态分布，而在黄色、紫绿色茶树中多为偏态，说明黄色和紫绿色茶树所受选择压力大于绿色茶树。主成分分析结果表明，不同颜色茶树群体之间主要是明度和饱和度存在差异，群体内主要是红绿度存在差异。多重比较结果显示，S~*值对不同品种(株系)茶树叶色的区分度最佳，a~*值最差。当欧式距离为8.78时，120个茶树品种(株系)被聚为3类，与目测法的分类一致。L~*、b~*、C~*、E~*和S~*值与叶绿素含量的相关性较强，相关系数都在0.70以上；a~*值与花色苷含量的相关性较强，相关系数为0.76。[结论]S~*值对不同品种茶树叶色区分度最佳，同时与叶绿素和花色苷含量均有较强的相关性，能够在一定程度上反映叶绿素与花色苷含量，可以选定饱和度S~*作为精准评价茶树叶片颜色的最佳色差仪参数。
  • 基于温室酿热补气的棚体式发酵装置应用研究
    王嘉敏, 李陈浩, 胡艺馨, 李建明
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 242-252.
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    [目的]为解决目前我国农业废弃物数量庞大、资源化利用率低，以及冬季寒冷地区设施蔬菜生产温度低、CO_2不足等问题，本文设计出一种棚体式生物质发酵装置。[方法]该装置包括发酵棚体(长6 m、宽5 m、脊高2.8 m)、强制换热装置、室内加热管道3部分。以玉米秸秆和羊粪为原料进行分层堆放发酵，探究发酵装置的酿热性能，对设施温室热环境、气体环境和生产的影响，以及经济效益。[结果]该发酵装置内堆体的温度50℃以上共计65 d,产热效率达到74.94%;与对照温室相比，温度高1.04℃以上；堆肥发酵过程中，使用气体过滤装置及CO_2回收系统，其全球增温潜势(GWP)指数下降96.98%;与对照温室相比，CO_2浓度增加2 270.58 mg·m~(-3);加热区番茄的可溶性蛋白和维生素C含量分别比对照区增加24.6%和29.2%,番茄红素含量比对照区增加71.3%。生物发酵装置运行可提高单株产量5.99%。增加收入8 712元。[结论]寒冷地区应用棚体式生物质酿热装置可为日光温室提供热量和作物生长所需的CO_2,而且生产应用价值较高。
  • 不同盐度滨海盐渍土壤N_2O排放特征
    王宇歆, 钱思妍, 杨蔚桐, 田欣, 李舒清, 邹建文
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 253-263.
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    [目的]滨海盐渍土壤作为耕地的后备资源，具有强大的生产潜力，科学改良应用盐渍土壤的同时综合考量温室气体的排放，有利于实现经济-环境的双赢。探究不同盐度滨海盐渍土N_2O排放规律特征，可为后续盐渍土壤盐度管控和温室效应的应对提供科学依据。[方法]采集自然形成的不同盐度梯度的滨海盐渍土壤进行室内培养试验，土壤盐度分别为0.96、2.57、4.04和15.23 mS·cm~(-1),并依次命名为Y1、Y2、Y3、Y4,采用气相色谱动态监测土壤N_2O的排放特征。[结果]不同盐分浓度影响下盐渍土壤N_2O累积排放量存在显著差异，当土壤盐度为0.96～4.04 mS·cm~(-1)时，随着盐度上升，土壤N_2O排放量下降；当盐度达到15.23 mS·cm~(-1)时，N_2O再次被刺激产生，排放量(2 598.94μg·kg~(-1))仅次于轻度盐渍土(5 384.17μg·kg~(-1))。盐度的增加给土壤微生物生存带来压力，氨氧化细菌AOB相较于古菌AOA更易受到盐分的影响，在轻、重度盐渍化土壤(Y1、Y2、Y3)中AOA仍能保持较高丰度；而在高盐分土壤(Y4)中，AOA和AOB的相对丰度受到抑制，阻碍了硝化作用的进行。盐度梯度影响下N_2O累积排放量还与反硝化潜势(PDR)呈显著正相关。当盐度持续增加，土壤类型划分为盐土(Y4)时，nosZ基因丰度显著降低，N_2O还原作用减弱，使得Y4盐渍土中的氮素最终以N_2O的形式排放。[结论]盐度梯度影响滨海盐渍土壤硝化和反硝化进程，二者共同促进了土壤氮素的转化，造成N_2O排放的差异。当EC_(2.5∶1)为0.96～4.04 mS·cm~(-1)时，盐度的提高限制硝化、反硝化作用的速率，表现出N_2O的减排；当盐分分类达到盐土标准时，由硝化作用产生的N_2O减少，由反硝化作用(异养反硝化和硝化细菌反硝化)产生的N_2O成为盐土土壤的主要温室气体排放来源。
  • 水产养殖废水灌溉耐盐水稻对土壤和植物的影响
    张稳乐, 罗朝晖, 吕璐皞, 江雨萌, 赵海燕, 陈丹
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 264-273.
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    [目的]水产养殖废水可以作为替代性水源进行农业灌溉，本研究旨在分析不同浓度的水产养殖废水灌溉耐盐水稻对土壤、植物及生态经济效益的影响。[方法]以耐盐水稻为供试植物进行盆栽试验，设置淡水与水产养殖废水体积比1∶1(DY)、水产养殖废水(Y)2种灌溉处理，以淡水(D)灌溉为对照，监测土壤理化性质变化情况、耐盐水稻生长及产量，以此为依据并结合稻田生态系统服务价值评估方法计算水产养殖废水灌溉耐盐水稻过程中产生的生态经济效益价值。[结果]水产养殖废水灌溉能够降低土壤pH值、提高土壤电导率(EC),同时水产养殖废水能够改善土壤物理性状，降低土壤容重，提高土壤孔隙度，改善土壤持水状况；水产养殖废水灌溉能够不同程度增加土壤有机质、全氮、全磷和速效磷含量，提高土壤肥力；与D灌溉相比，DY能有效增加耐盐水稻株高和生物量，提高耐盐水稻产量，增产达199%;D灌溉、DY灌溉、Y灌溉3种处理系统的生态经济效益按从大到小的处理依次为DY灌溉(30 532.08元·hm~(-2))、Y灌溉(20 980.63元·hm~(-2))、D灌溉(13 208.60元·hm~(-2))。[结论]淡水与水产养殖废水按体积比1∶1混合灌溉能够改善土壤理化性质，增加土壤肥力，提高作物产量，并且可以带来较大的生态经济效益价值，为最优的灌溉模式。
  • 有机无机肥配施对江苏滨海盐碱土农田生产力和碳库的影响
    何苏南, 陈环宇, 郁凯, 王凯, 孙果丽, 朱小梅, 贺亭亭, 邓晔, 邢锦城, 张倩, 王绪奎, 郁洁
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 274-283.
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    [目的]有机肥施用是江苏滨海轻度盐碱地主要的改土提质技术，本试验通过研究在有机替代模式下夏玉米种植系统农田生产力和土壤碳库的变化特征，探索在粉垄耕作模式下有机肥还田同氮肥减量的最佳比例。[方法]按照等氮量投入原则，以当地氮肥施用(CK)为对照，设置25%有机肥+75%氮肥(CT25)、50%有机肥+50%氮肥(CT50)、75%有机肥+25%氮肥(CT75)、有机肥全量替代氮肥(CT100)处理，开展粉垄耕作模式下不同比例有机肥替代氮肥玉米种植田间试验，对玉米农田生产力和土壤碳库指标进行测定。[结果]与氮肥全量施用相比，有机肥替代化肥比例在25%～50%时，玉米籽粒产量可增加8.74%～11.21%,其中CT25处理的玉米光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO_2浓度(C_i)显著增加，土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量均较单施氮肥显著增加，有机替代比例超过50%以上时玉米产量和土壤养分较纯施氮肥无显著变化。相较于纯施氮肥，有机肥替代比例在25%～75%时土壤碳储量提升9.47%～14.61%,这主要依赖于土壤有机碳含量和容重的显著增加。土壤有机碳含量和玉米产量呈显著的正相关关系。[结论]粉垄耕作模式条件下，有机肥替代氮肥在25%～50%可以显著改善土壤理化性质，增加土壤碳储量，提升农田生产力，可作为江苏滨海旱作玉米种植推荐施肥技术。
  • 胜红蓟种子在不同土壤环境的存活力
    张燕, 欧阳爱莲, 王飞, 贾成成, 杨帆, 汤东生
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 284-291.
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    [目的]本文旨在通过探究胜红蓟种子在不同土壤环境中的存活力大小，揭示胜红蓟种子在农田形成优势种群的原因。[方法]以胜红蓟种子为研究对象，检测胜红蓟种子采收后210 d内在不同温度、湿度、深度、pH值、盐浓度和渗透势土壤环境下存活力动态。[结果]在10～30℃的土壤贮藏环境中，210 d内最适萌发温度始终为20℃,因此，将20℃培养的胜红蓟种子萌发率作为表征种子存活力的指标。在不同的土壤温度、湿度环境中，胜红蓟种子在5～30℃、土壤湿度20%环境中贮藏120 d的种子存活力均高于90%。在土壤深度20 cm,贮藏120 d的胜红蓟种子存活力无显著下降；贮藏深度达到30 cm种子存活力下降至60%。在pH值为4～10环境中贮藏120 d的胜红蓟种子存活力一直维持在95%以上，各处理之间无显著差异。在不同NaCl浓度的土壤环境中贮藏150 d的胜红蓟种子存活力无显著差异，存活力均超过95%;贮藏180 d后，160 mmol·L~(-1)NaCl处理种子存活力才显著低于其他处理。在渗透势高于-0.8 MPa的土壤环境中，贮藏150 d各处理胜红蓟种子存活力保持在95%以上；当渗透势达到-1 MPa时，贮藏180 d的种子存活力下降至85%。[结论]贮藏210 d,胜红蓟种子在不同梯度土壤温度、土壤湿度、pH值、盐浓度、渗透势、深度的贮藏条件下存活力保持稳定，显示出强大的适应性和耐受性，可能是其成为热带亚热带地区农田恶性杂草的原因。
  • 黑水虻生物堆肥处理鸡粪养分转化及气体排放规律研究
    黄周轲, 王莉, 叶小梅
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 292-297.
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    [目的]本研究旨在探究添加黑水虻幼虫对鸡粪堆肥养分含量、腐熟度及气体排放变化的影响，为推广黑水虻生物堆肥处理鸡粪提供科学依据。[方法]本研究设置了2个处理，新鲜鸡粪添加黑水虻幼虫(黑水虻处理组)与不添加黑水虻幼虫处理(对照组),比较不同堆肥处理理化性质变化、温室气体与氨气排放变化规律。[结果]黑水虻生物堆肥转化鸡粪料虫比为6.70,生物转化率为38.3%,物料鲜重减量率为66.0%,对照组物料的鲜重减重率仅为47.6%;在周期为12 d的试验中，黑水虻处理组CO_2累积排放量在前6 d低于对照组，后期CO_2累积排放量高于对照组，而CH_4排放量远低于对照组，黑水虻处理组与对照组均未检测到N_2O的明显排放，黑水虻处理组非CO_2全球增温潜势显著低于对照组，仅为对照组的7.09%;黑水虻处理组NH_3累积排放量高于对照组。[结论]黑水虻能直接实现高湿物料鸡粪的减量化处理，并转化为有经济价值的虫体及虫粪，且温室气体的排放潜势显著低于对照组，是一种低碳高效高值的畜禽粪污处理模式。
  • 不同有机腐熟物与荧光假单胞菌配施对复垦土壤氮素形态和酶活性的影响
    焦金铖, 安晓虎, 王妍茏, 孟会生, 张杰, 郝鲜俊, 王帅兵
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 298-305.
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    [目的]本文旨在探究不同有机腐熟物与荧光假单胞菌配施在矿区复垦土壤的有效合理施用。[方法]以玉米作为供试作物，采用盆栽试验研究不同有机腐熟物(羊粪、牛粪、猪粪、鸡粪)与荧光假单胞菌配施对复垦土壤氮素形态和酶活性影响。[结果]有机腐熟物配施荧光假单胞菌可以在单施有机腐熟物的基础上有效提高复垦土壤各氮素、微生物量碳/氮含量和酶活性。以鸡粪配施荧光假单胞菌对各氮素、微生物量碳/氮含量以及4种土壤酶活性的提升效果最为显著，其与单施鸡粪处理相比，铵态氮含量显著提高13.12%,微生物量碳显著提高20.21%,蛋白酶活性显著提高16.11%。[结论]腐熟鸡粪与荧光假单胞菌配施效果最好，可作为复垦土壤中较为合理的施用方式。
  • 沙门菌噬菌体YT90的分离鉴定及生物学特性分析
    李刚, 董雨豪, 黄昊, 孙千惠, 刘永杰
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 306-314.
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    [目的]本文旨在分离针对肠炎沙门菌的烈性噬菌体并研究其生物学特性。[方法]从山东烟台某鸭场采集58份粪便样品，以鸭源肠炎沙门菌sdc-11为宿主分离噬菌体，并对噬菌体分离株进行形态学观察，对其温度和pH值稳定性、感染复数(MOI)、一步生长曲线进行测定和分析，测试其对71株不同血清型沙门菌的裂解谱，以及对沙门菌sdc-11生物被膜形成的抑制和对成熟生物被膜的清除作用，最后进行基因组测序分析。[结果]分离获得1株长尾噬菌体，命名为YT90。该噬菌体在30～60℃和pH值4～10的条件下，均表现出较好的增殖能力，最佳MOI值为10~(-5),潜伏期10 min,裂解期90 min,裂解量为每细胞278 PFU;可裂解66.7%(14/21)肠炎沙门菌、66.7%(28/42)鼠伤寒沙门菌和75.0%(3/4)鸡白痢沙门菌；在96孔细胞板上，YT90具有抑制沙门菌sdc-11生物被膜形成的潜力，并能有效清除成熟生物被膜；全基因组测序发现，YT90的基因组全长121 240 bp,不含已知的毒力因子和耐药相关基因，不编码整合酶；基于末端酶大亚基构建的进化树分析表明，YT90与沙门菌噬菌体GRNsp50关系最近，属于根西病毒亚科(Guernseyvirinae)新泽西病毒属(Jerseyvirus)。[结论]从鸭场粪便样品中分离获得1株烈性噬菌体YT90,可裂解多种血清型沙门菌，耐受性强、潜伏期短、裂解量大，在防治沙门菌感染方面有较好的临床应用潜力。
  • 异氟烷通过CaMKⅡ/ERK/NF-κB通路减轻小胶质细胞炎症反应的机制
    李振东, 赵兴凯, 郭以哲, 周振雷
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 315-322.
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    [目的]本文旨在探究异氟烷减轻小胶质细胞过度激活引起炎症的具体机制。[方法]体外使用脂多糖(LPS)处理小胶质细胞诱导炎症反应，将制备的乳化异氟烷作用于细胞。通过荧光定量PCR和蛋白免疫印迹等方法检测异氟烷与通路蛋白阻断剂对促炎介质(促炎因子、促炎酶)及通路蛋白表达的影响，确定不同阻断剂对蛋白表达的影响及异氟烷作用的信号通路，同时观察不同处理对小胶质细胞核因子κB(NF-κB)转位的影响。[结果]与对照组相比，LPS显著增加白介素1β(IL-1β)、IL-6等促炎因子及促炎酶一氧化氮合成酶(iNOS)、环加氧酶2(COXⅡ)的表达，并上调目标通路蛋白的表达和NF-κB由胞质向胞核的转位。异氟烷通过CaMKⅡ/ERK/NF-κB信号通路降低促炎介质表达，抑制NF-κB核转位。[结论]异氟烷通过Ca~(2+)信号通路，减少促炎因子的释放，减轻小胶质细胞炎症反应。
  • 肺部菌群干预对PM_(2.5)诱导肉鸡肺部炎症损伤的影响
    周子琳, 李盛, 沈丹, 李春梅
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 323-333.
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    [目的]本试验旨在研究肺部菌群对PM_(2.5)诱导肉鸡肺部炎症损伤的影响，并利用盲肠肠球菌处理肺泡上皮细胞，探究肺部盲肠肠球菌在PM_(2.5)诱发肺部炎症损伤中的作用。[方法]选取45只19日龄雄性AA肉鸡随机分为3组：对照组、PM_(2.5)组(PM)和肺部菌群干预组(ABX-PM)。从21日龄开始，ABX-PM组肉鸡气管滴注抗生素消减肺部菌群，每天滴注1次，连续滴注3 d,其他2组肉鸡气管滴注无菌生理盐水。在24和26日龄时，分别向PM组和ABX-PM组肉鸡气管滴注PM_(2.5)悬浮液诱导肺部炎症损伤，对照组肉鸡气管滴注无菌生理盐水。在最后一次气管滴注PM_(2.5)24 h后对肉鸡进行称重，并采集肺组织、支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid, BALF)和血清样品。检测BALF和血清内炎症因子水平、肺组织内紧密连接(tight junctions, TJ)蛋白基因表达水平以及肠球菌属和盲肠肠球菌相对含量，并进行盲肠肠球菌相对含量与炎症因子水平的相关性分析。另外，体外培养A549细胞并分为2组，对照组加入不含盲肠肠球菌的DMEM/F12培养基，处理组加入含有1×10~4 CFU·mL~(-1)盲肠肠球菌的DMEM/F12培养基。处理6 h后，检测2组细胞炎症因子、TJ及细胞凋亡相关基因表达水平。[结果]与对照组相比，PM组肉鸡BALF和血清IL-8水平显著升高，而ABX-PM组差异不显著；与对照组相比，PM组肉鸡肺组织occludin及claudin-1 mRNA表达水平显著降低，claudin-5 mRNA表达水平显著升高，而ABX-PM组差异不显著；PM组肉鸡肺部肠球菌属和盲肠肠球菌的相对含量显著高于对照组和ABX-PM组；肺部盲肠肠球菌相对含量与BALF内IL-1β、IL-6、IL-8水平和血清内IL-1β水平呈显著正相关关系。体外细胞试验结果显示，与对照组相比，处理组A549细胞tnf-α、il-1β、il-6及il-8 mRNA表达水平显著升高，il-10 mRNA表达水平显著降低；处理组A549细胞zo-1及claudin-1 mRNA表达水平显著降低；处理组A549细胞bax/bcl-2 mRNA表达水平的比值及caspase-3 mRNA表达水平显著升高，bcl-2 mRNA表达水平显著降低。[结论]肺部菌群干预降低了PM_(2.5)诱导的盲肠肠球菌增殖，减轻了肉鸡肺部炎症损伤程度，表明肺部菌群参与PM_(2.5)诱导肉鸡肺部炎症损伤的过程；另外，盲肠肠球菌能够诱导体外肺泡上皮细胞炎症反应，提示肺部菌群失衡加剧肺部炎症损伤。
  • miR-23a/27a/24基因簇g.65307469G>A突变对大白猪产仔数和启动子活性的影响
    王思琪, 李玉琦, 周春雪, 杨柳, 杜星, 吴望军, 潘增祥, 李齐发
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 334-341.
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    [目的]本文旨在研究大白猪miR-23a/27a/24基因簇启动子突变位点多态性与产仔数性状的关系及潜在机制，为母猪繁殖性状的分子育种提供新的潜在遗传标记。[方法]利用混池测序技术筛选猪miR-23a/27a/24基因簇启动子突变位点，直接测序法对大白猪群体(n=345)miR-23a/27a/24基因簇突变位点进行基因分型，计算遗传多样性；用线性模型对突变位点多态性与产仔数性状进行关联性分析；构建不同等位基因类型启动子载体，转染猪卵巢颗粒细胞，通过检测荧光素酶活性分析突变对启动子活性的影响；用生物信息学方法预测不同等位基因类型启动子潜在结合的差异转录因子，用荧光素酶活性分析差异转录因子对不同等位基因类型启动子活性的影响。[结果]在猪miR-23a/27a/24基因簇启动子-648 nt(Chr.2,65 307 469 nt)处发现1个新的G/A突变，命名为g.65307469G>A。在大白猪群体中发现3种基因型(GG、GA和AA),其中GG为优势基因型(89.57%),G等位基因为优势等位基因(94.64%)。关联性分析发现，GA基因型母猪的总产仔数(TNB)比GG基因型母猪每胎高0.56头(P<0.05)。荧光素酶活性分析结果显示G等位基因类型启动子活性显著高于A等位基因类型(P<0.05)。在不同等位基因类型启动子间发现1个潜在结合的差异转录因子死亡相关蛋白1(THAP1),成功构建猪THAP1基因过表达载体，共转试验结果显示转录因子THAP1对不同等位基因类型启动子活性均无显著影响(P>0.05)。[结论]miR-23a、miR-27a和miR-24是大白猪产仔数性状的候选基因，g.65307469G>A突变抑制miR-23a/27a/24基因簇的启动子活性，但与转录因子THAP1无关。
  • MSTN基因编辑湖羊胫腓肌的转录组分析
    李隐侠, 刘伟佳, 张晨俭, 舒嘉傲, 桂红兵, 王慧利, 孟春花, 张俊, 张建丽, 钱勇, 曹少先
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 342-350.
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    [目的]本文旨在探索肌肉抑制素基因(myostatin,MSTN)调控肌肉生长发育的分子机制。[方法]以3月龄MSTN基因编辑湖羊(试验组)和野生型湖羊(对照组)胫腓肌为对象，采用PCR和Western blot方法验证MSTN编辑湖羊编辑形式，在此基础上开展转录组测序和分析，并用real-time PCR方法对差异表达基因进行结果验证。[结果]对照组和试验组共有149个差异表达基因，其中65个基因上调，84个基因下调，GO注释和KEGG富集分析表明，差异表达基因显著富集在氧化磷酸化、果糖和甘露糖代谢、生热作用、FOXO和AMPK信号通路，表明MSTN基因可能通过以上信号通路参与湖羊生长发育调控。[结论]MSTN基因编辑湖羊可能通过FOXO和AMPK、氧化磷酸化、果糖和甘露糖代谢、生热作用等与动物代谢相关的信号通路调控其生长发育。
  • 青贮甘蔗梢替代玉米秸秆对湖羊生长性能、消化代谢及肉品质的影响
    李娟, 于晓青, 马键宇, 邓凯平, 冯旭, 郑健, 樊懿萱
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 351-358.
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    [目的]本试验旨在探索青贮甘蔗梢替代青贮玉米秸秆作为肉羊日粮的可行性，并确定最佳的替代比例。[方法]选取3月龄、体重相近[(20.15±2.18)kg]的健康湖羊公羔48只，随机分成4组，每组3个重复，分别用青贮甘蔗梢替代0%(对照组)、50%(A组)、75%(B组)、100%(C组)青贮玉米秸秆饲喂，预试期10 d,正试期为60 d。试验开始和结束时测定湖羊生产性能，并采集血液样品进行血清生化分析；饲喂试验结束后，从每组不同重复各选择1只湖羊屠宰，测定其屠宰性能及肉品质；从每组不同重复再挑选3只湖羊进行消化代谢试验，测定养分消化代谢参数。[结果]B组和C组平均日增重、胴体重和屠宰率显著高于A组和对照组(P<0.05);B组和C组氮沉积量显著高于A组和对照组，A组、B组和C组的表观消化能和能量转化率均显著高于对照组；各组间血液生化指标、肉品质及肉营养成分均无显著差异(P>0.05)。青贮甘蔗梢替代75%和100%青贮玉米秸秆可以显著提高湖羊生长性能和屠宰性能，而且对湖羊血清生化指标、组织器官发育和肉品质无不利影响。[结论]青贮甘蔗梢可替代青贮玉米秸秆饲喂肉羊，且最佳替代比例为75%～100%。
  • 冻藏时间对不同热处理方式鸭胸肉中羧甲基赖氨酸形成的影响
    王倩楠, 朱宗帅, 黄天然, 黄继超, 黄明
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 359-368.
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    [目的]本文旨在阐明不同热处理方式(烤制、炸制、煮制、煎制、高压炖煮)鸭胸肉经不同时间冻藏(-20℃,分别贮藏0、10、20、30、40 d)后，氧化(脂质和蛋白质氧化)与蛋白质结构改变对羧甲基赖氨酸(CML)形成的影响。[方法]采用酶联免疫、多光谱分析、相关分析等技术方法测定经热/非热处理鸭胸肉冻藏期间的脂质氧化、游离氨基、表面疏水性、内源性色氨酸和蛋白质氧化等指标，探究冷冻贮藏对鸭肉肌原纤维蛋白(MP)结构修饰及CML形成的关联机制。[结果]在40 d、-20℃的冻藏条件下，各组冻藏过程中游离态和结合态CML生成量不同，主要受到蛋白质氧化聚集和脂质氧化的影响。在冻藏过程中CML生成量主要与羰基含量、总巯基含量、脂质氧化显著相关(P<0.05)。与其他组相比，高压炖煮组在冻藏期间CML含量最高，炸制与高压炖煮促进鸭胸肉蛋白质羰基化并导致其结构改变，烤制和煮制组促进脂质氧化进程。[结论]热加工肉经冻藏后促进蛋白质分子降解、二次聚集、开链等行为，从而影响CML生成量。
  • 基于改进YOLO v5s和图像融合的笼养鸡死鸡检测方法研究
    赵一名, 沈明霞, 刘龙申, 陈佳, 祝万军
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 369-382.
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    [目的]针对规模化养殖环境下死鸡巡检自动化程度低、人工巡检费时费力等问题，提出一种基于图像配准融合算法和改进YOLO v5s的死鸡检测方法。[方法]为提高死鸡目标特征的显著性，利用SURF算法结合RANSAC算法实现热红外与可见光图像的特征点匹配，采用仿射变换模型得到配准图像，使用小波变换实现图像的分解重构，从而得到最终的配准融合图像；为降低背景信息对死鸡目标检测的干扰，提升模型对鸡只遮挡情况的检测效果，以YOLO v5s目标检测算法为基础，通过加入SE注意力模块，将CIoU＿Loss和DIoU＿NMS运用于原模型，构成改进后的YOLO v5s-SE模型。[结果]配准融合后的图像与源图像的相关系数平均值达到0.86,体现了良好的配准融合效果；模型在融合图像上的检测准确率以及平均精度均值均高于可见光图像和红外图像，改进后的YOLO v5s-SE相较于原始YOLO v5s在融合数据集上的检测准确率提升了3.3%,达到97.7%。[结论]改进后的YOLO v5s-SE在保证应有检测速度的同时提升了目标检测的精度，可满足实际生产中死鸡实时检测的需求。
  • 基于CGRSNet的残缺油桃外形点云补全方法
    孙珂, 徐焕良, 任守纲, 单美轩, 王浩云
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 383-391.
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    [目的]利用深度相机采集到的油桃数据在进行三维重建时，存在摄像头视野限制，导致油桃点云出现缺失的现象，严重影响油桃表型分析的准确度。为了提高油桃分级分类的准确率和工作效率，提出一种基于三维重建的油桃片外形参数估测方法。[方法]提出了一种基于真实结构的粗粒度点云生成网络(coarse-grained realistic structure with point cloud generation network, CGRSNet)。该网络首先通过编码、解码机制构建点云补全网络，通过新的采样算法对原始点云提取不同维度下的特征信息，提升油桃表型的特征提取能力，然后自解码器自上而下进行多维度点云补全，最终得到完整的油桃形状，最后用模型的参数预估模块预估油桃体积。利用多组参数构建的油桃几何模型离散成点云数据输入CGRSNet网络，得到油桃几何模型外形补全的预训练模型，再利用真实油桃点云数据对预训练模型CGRSNet做模型迁移的参数微调。[结果]该补全网络对油桃数据集补全结果的倒角距离为0.196 cm。经线性回归分析，得出体积估测的RMSE和R~2分数为2.47 cm~3和0.94,相较于PF-Net的RMSE和R~2分数提升约0.88 cm~3和0.01。[结论]本文提出的基于CGRSNet的油桃外形参数估测算法具有较好的实用性和精确度。
  • 基于元学习的植物虫害识别原型网络VGG-ML
    郭小燕, 尚皓玺
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 392-401.
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    [目的]为解决使用深度学习技术对植物虫害识别时依赖大量训练样本的问题，本文基于元学习的思想设计一个VGG原型网络(VGG-meta learning, VGG-ML),用于在小样本背景下植物虫害种类识别。[方法]采用VGG16作为嵌入单元提取虫害样本特征与类别特征，为提高网络对于新类别的识别能力，采用训练集与测试集异域方式进行模型训练，以解决在小样本情况下植物虫害识别准确率低、新类别虫害无法识别的问题。将测试集划分为支持集(获取类原型)与查询集(样本原型),以欧式距离度量样本原型与类原型之间的相似性，从而判定样本所属类别。[结果]以公开数据集IP102中玉米、甜菜、苜蓿等11种植物的蚜虫、黏虫、跳甲等24类农业虫害图片作为训练数据，以稻纵卷叶螟、稻叶毛虫、亚洲稻螟、稻瘿蚊、稻秆蝇、稻水象甲、稻叶蝉、稻苞虫8类常见的水稻虫害作为测试数据，在5-way、1-shot与5-way、5-shot情况下VGG-ML识别准确率分别为67.98%与81.5%,与原始原型网络相比提高3.53与4.4百分点。5-way、5-shot试验与基于迁移学习的ResNet50与VGG16网络对比，准确率分别提高28.65与25.94百分点。[结论]VGG-ML在进行小样本植物虫害类型识别时有效可靠，可适用于小样本植物识别问题。
  • 有机无机混合肥料离散元参数标定方法研究
    樊成赛, 何瑞银, 施印炎, 王建林, 徐高明
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 402-413.
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    [目的]在有机无机混合肥料仿真试验中，传统参数标定方法待标定参数多，标定过程复杂。本文根据有机肥对无机肥颗粒黏附特性，提出一种新的离散元仿真接触参数标定方法。[方法]利用自由落体碰撞试验、静摩擦试验、滚动摩擦试验对复合小球和钢的接触参数进行校准；设计Plackett-Burmen Design试验、爬坡试验和Box-Behnken响应面试验，得到混合肥料接触模型最优参数，通过堆积角对比试验、有机肥和无机肥混合比例预测试验、撒肥盘颗粒分布对比试验验证最优参数。[结果]复合小球与钢的最优碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.323、0.776、0.255;有机肥肥料之间最优碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.40、0.70、0.14;有机肥与钢板之间的最优碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.44、0.70、0.15;Hertz-Mindlin with JKR模型参数为0.017。最优参数进行对比验证堆积角的相对误差为1.05%,最优参数能预测不同混合比例肥料的堆积角，撒肥盘抛撒试验列分布最大相对误差为35.95%,平均误差15.86%。[结论]试验结果验证了标定方法正确性，同时为后续有机肥-无机肥-机械互作系统研究提供依据。
2024年, 第47卷, 第05期
刊出日期：2024-09-30
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