2024年, 第47卷, 第04期　
刊出日期：2024-07-30

  

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  不同LED光质对紫花苜蓿种子萌发及幼苗酚类化合物合成的影响

  范诗濛, 冯嘉欣, 孔维一, 郭海林, 宗俊勤, 刘建秀, 陈静波, 徐志刚

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 625-634.

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  [目的]本文旨在研究不同LED光质对紫花苜蓿种子萌发及幼苗光合色素和酚类化合物含量的影响，为紫花苜蓿芽苗菜生产和植物工厂化生产的光质调控技术提供基础。[方法]以黑暗处理(D)为对照，研究10种LED光质(红光R660和R630,蓝光B450和B465,绿光G520,黄光Y590,红蓝光组合R5B2、R1B1和R2B5,白光W)对紫花苜蓿‘WL656’种子萌发、幼苗生长、解剖及酚类化合物合成的影响。[结果]不同处理对紫花苜蓿种子发芽率、发芽势、发芽指数无显著影响。单色光处理中，2种纯红光均促进紫花苜蓿幼苗胚根伸长；B465处理使幼苗下胚轴直径、表皮细胞厚度、皮层厚度和单个导管面积均显著增加，B450使维管束直径显著增加。不同单色光对叶绿素a含量无显著影响，而2种蓝光处理下叶绿素b含量最低，R660处理下类胡萝卜素含量最高；2种纯蓝光均对幼苗中花青素、总酚和类黄酮的积累有促进作用，而在G520、Y590和D处理下幼苗几乎不含花青素。R630提高下胚轴中查尔酮合成酶(CHS)活性，G520显著提高子叶中CHS活性；W提高幼苗下胚轴的花青素合成酶(ANS)活性，Y590提高幼苗中ANS活性。3种红蓝光组合中，随着红光比例降低，茎直径、皮层厚度和下胚轴CHS活性降低，根长、表皮细胞厚度、维管束直径和下胚轴中花青素含量先减少后增加，子叶中光合色素含量和CHS活性上升。下胚轴中总酚和类黄酮含量在R2B5处理中最高，子叶中3种酚类化合物含量无差异。下胚轴中ANS活性在R1B1处理下最高，子叶中ANS活性在R5B2处理下最高。[结论]纯红光促进种子发芽后的幼苗伸长，纯蓝光促进幼苗中花青素、类黄酮和总酚生成，红蓝光组合对幼苗生理特性影响较为复杂。综合考虑生长生理指标，R2B5处理下生长量适中，叶绿素和酚类物质含量较高，是较适合紫花苜蓿幼苗生长的LED光质。
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  氮磷调控对高芥酸油菜产量和品质的影响

  杨国星, 张敏, 杨国涛, 陈虹, 张国豪, 刘倩, 王汝丹, 王学春, 胡运高

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 635-642.

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  [目的]本试验通过研究不同氮磷肥互作处理下高芥酸油菜的产量和品质，以期探明适应高芥酸油菜品种稳产提质的氮磷肥施用处理。[方法]以高芥酸型油菜‘绵油309’为试验材料，分别设置0 kg·hm~(-2)(N0)、60 kg·hm~(-2)(N1)、120 kg·hm~(-2)(N2)、180 kg·hm~(-2)(N3)4个氮肥水平和0 kg·hm~(-2)(P0)、45 kg·hm~(-2)(P1)、90 kg·hm~(-2)(P2)、120 kg·hm~(-2)(P3)4个磷肥水平，共16个处理，比较不同氮磷水平对高芥酸油菜产量及品质的影响。[结果]氮磷肥通过影响单株角果数、每角果粒数和千粒重进而影响油菜产量，2020年和2021年均在N3P2处理下产量达到最大值，2020年最大值为2 848.7 kg·hm~(-2),比最小值(929.4 kg·hm~(-2))增产206.5%,2021年最大值为2 908.3 kg·hm~(-2),比最小值(927.4 kg·hm~(-2))增产213.6%。2020和2021年在N3P2处理下菜籽油产量最高达1 144.0、1 353.1 kg·hm~(-2),芥酸产量最高分别为582.5、685.8 kg·hm~(-2)。氮肥对高芥酸油菜的含油量具有极显著影响，2年均在N2条件下含油量最高(41%～42%);氮磷肥对菜籽油中芥酸含量均具有极显著影响，2年均在N2P2处理下达到最大值55.0%。[结论]合理的施用氮肥和磷肥能够显著提高油菜的产量和品质，从而达到增产增收的目的。在生产过程中‘绵油309’作为芥酸加工型油菜，当施氮量为180 kg·hm~(-2)和施磷量为90 kg·hm~(-2)时可以实现较高的产量和较好的品质。
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  同源四倍体菜薹新材料的创制与品质分析

  荆禹铭, 嵇乐乐, 肖栋, 胡春梅, 侯喜林, 李英, 胡君, 刘同坤

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 643-652.

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  [目的]本文旨在创制优质的菜薹四倍体新材料。[方法]用2 g·L~(-1)秋水仙素溶液点滴二倍体菜薹LCX019幼苗的子叶生长点，通过形态学、解剖学、细胞学与流式细胞仪的方式筛选鉴定出同源四倍体植株，并对二、四倍体植株的农艺性状以及品质特性进行分析比较。[结果]形态学与解剖学结果显示，同源四倍体菜薹在株型、叶片、花、种荚、菜薹等方面表现出“巨大性”的特点；气孔孔径变大，气孔密度下降；花粉粒体积相比二倍体增大，形状呈橄榄球形或不规则形状。细胞学结果显示，四倍体菜薹根尖染色体数目为二倍体的2倍；流式细胞仪的分析结果表明，四倍体的DNA荧光强度约为二倍体的2倍。四倍体菜薹的可溶性糖、有机酸及纤维素含量显著增加76.17%、13.71%和80.34%,叶绿素含量、硝态氮含量显著下降25.01%、45.10%,可溶性蛋白含量无显著变化。通过分析二、四倍体的光响应曲线与光合特性，发现四倍体菜薹LCX019对弱光的利用能力强于二倍体植株。[结论]获得了具有优良品质的菜薹同源四倍体新材料，为菜薹育种提供新的种质资源。
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  辣椒NRT基因家族的系统鉴定、进化与表达分析

  牛佳斌, 唐凯, 夏迎萌, 刘同坤, 孙小川, 段伟科, 黄志楠

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 653-664.

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  [目的]本研究旨在鉴定辣椒硝酸盐转运蛋白(NRT)基因家族成员，分析其基本性质、染色体定位、进化关系以及在不同组织、不同果实发育阶段和不同非生物胁迫下的表达特征。[方法]利用生物信息学方法在辣椒‘遵辣1号’基因组中鉴定NRT基因家族并分析其理化性质、基因结构、染色体定位、共线性、顺式作用元件分布和进化关系等；利用转录组数据分析辣椒NRT(CaNRT)基因在不同组织和不同果实发育阶段中的表达特征，并利用RT-qPCR技术分析在不同非生物胁迫下的表达模式。[结果]辣椒中共包含73个CaNRT基因，不均匀分布在10条染色体上。系统进化分析表明，CaNRT基因可分为3个亚家族，同一亚家族具有相似基因结构和保守基序。顺式作用元件分析结果表明CaNRT可能受光、激素、逆境胁迫等多种因素调控。CaNRT1亚家族成员主要在根、茎、叶中表达量较高，CaNRT2亚家族在任何时期表达量都较低，CaNRT3亚家族存在组织表达差异性，主要在根中高表达。逆境胁迫数据表明，CaNRT1.18、CaNRT3.3、CaNRT3.1、CaNRT2.1、CaNRT1.23在低温、高温、干旱、盐和氧化处理下明显响应，所有CaNRT基因在低温处理时均有不同程度的正向响应。[结论]在辣椒基因组中共鉴定获得73个CaNRT基因，筛选出多个在辣椒生长发育和逆境胁迫中具有重要作用的关键基因。
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  尖孢镰刀菌西瓜专化型RPA检测方法的建立与评价

  董文盼, 杨纪潇, 杨项明, 吕明慧, 朱彦泽, 蒋春号

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 665-673.

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  [目的]构建了西瓜枯萎病菌——尖孢镰刀菌西瓜专化型(Fusarium oxysporum f. sp.niveum,FON)的重组酶聚合酶扩增技术(recombinase polymerase amplification, RPA)的快速检测体系，以期为田间西瓜枯萎病的快速检测提供技术支持。[方法]从NCBI网站下载包括西瓜枯萎病菌在内的11种病原真菌的基因组序列，利用SeqHunter 2软件进行生物信息学分析，经比对得到4个FON的特异性基因片段，并对其进行引物设计和筛选。利用聚合酶链式反应(PCR)验证引物的特异性和灵敏度，然后利用建立的RPA检测体系对引物的特异性和灵敏度进行验证，最后进行人工接种FON的西瓜植株的RPA检测与评价。[结果]建立了FON的RPA检测体系，并对DNA恒温快速扩增试剂盒的扩增体系进行最佳反应时间(40 min)和最适反应温度(30℃)的摸索，得到其最佳反应体系的检测下限为100 pg·μL~(-1)。利用DNA恒温快速扩增试剂盒(胶体金试纸条型)进行扩增时，只需在38℃反应12 min,取50μL稀释20倍的扩增产物用胶体金试纸条进行检测，5 min后即可进行结果的判断，检测下限为100 pg·μL~(-1)。[结论]成功构建FON的RPA检测体系，且建立的RPA检测体系能够从温室接种FON之后未显症的西瓜植物组织基因组DNA中检测到FON,可为田间西瓜枯萎病早期的快速检测提供技术支持。
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  桃拟茎点霉的侵染过程及其致病影响因子研究

  杨丽娜, 郝靖璞, 曹军, 纪兆林

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 674-679.

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  [目的]桃枝枯病严重威胁着我国南方桃产业的发展，南方桃园中桃拟茎点霉(Phomopsis amygdali)属于桃枝枯病菌流行优势种，但其侵染过程及致病影响因子目前尚不清楚。因此，本文旨在探究P.amygdali侵染过程及其致病影响因子。[方法]探究桃拟茎点霉分生孢子的萌发过程，运用扫描电镜观察不同时间点分生孢子侵染桃嫩枝的部位，并在不同温度、湿度、光照时间的处理下探究该菌致病力的强弱，进一步运用商品化壳梭孢素对其进行毒力测定。[结果]桃拟茎点霉的甲型分生孢子在PDA固体培养基上培养3 h萌发率为66.4%,9 h后分生孢子萌发率为97.6%,24 h后分生孢子产生单根较长的芽管，30 h后菌丝产生隔膜，36 h后产生有分支的营养菌丝。扫描电镜结果显示，侵染菌丝主要入侵桃嫩枝木质部导管及中央髓部，并且破坏木质部导管的结构，然而，在韧皮部并没有观察到侵染菌丝的存在。温度和相对湿度是影响桃拟茎点霉致病力的主要因子，且病害流行的最适温度为30℃,最适相对湿度为98%。桃拟茎点霉产生的壳梭孢素是其致病因子。[结论]本文首次探究了桃拟茎点霉的侵染过程，并发现温度和相对湿度是影响该菌致病力的主要环境因子。
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  基于优化施肥下养分投入与梨产量品质的整合分析及施肥建议

  徐浩, 王朝阳, 徐阳春, 董彩霞

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 680-688.

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  [目的]本文旨在明确我国梨主产区农户常规养分投入和产量现状，研究不同氮(N)、磷(P_2O_5)和钾(K_2O)优化施肥措施对梨产量和品质的影响，为通过养分优化管理协同提高我国梨产量和品质提供科学依据。[方法]搜集了1992—2022年公开发表的关于优化施肥对梨产量及品质影响的期刊文献112篇。通过对提取的数据进行整合分析，研究常规施肥和优化施肥下梨产量及N、P_2O_5和K_2O施用量间的关系，并基于产量效应对我国各梨主产区提出针对性施肥建议。[结果]从全国范围看，我国梨平均产量为31 t·hm~(-2),N、P_2O_5和K_2O平均施用量分别为453、235和320 kg·hm~(-2),全国范围内普遍存在N、P_2O_5和K_2O肥养分投入量偏高及各主产区间差距大的现象。与常规施肥相比，优化N、P_2O_5和K_2O施肥分别提高果实可溶性糖含量5.5%～7.3%、果形指数1.5%～1.6%、维生素C含量3.0%～3.4%,降低总酸含量3.6%～7.3%和果皮硬度1.4%～2.2%。同时，一定程度上减施N、P_2O_5和K_2O有助于梨的增产提质，以此为依据可针对各主产区提出N、P_2O_5和K_2O适宜的施用区间：西部产区最佳投入量分别为292.9～390.5 kg·hm~(-2)、113.1～169.6 kg·hm~(-2)和71.0～106.4 kg·hm~(-2);长江流域产区最佳投入量分别为289.0～385.3 kg·hm~(-2)、221.7～277.1 kg·hm~(-2)和158.7～238.0 kg·hm~(-2);环渤海产区最佳投入量分别为228.1～342.2 kg·hm~(-2)、113.9～170.8 kg·hm~(-2)和261.6～348.8 kg·hm~(-2);黄河故道产区最佳投入量分别为258.7～388.1 kg·hm~(-2)、164.1～218.8 kg·hm~(-2)和330.1～440.1 kg·hm~(-2)。[结论]优化施肥能够协同提高我国梨树产量和果实品质，以此为基础提出的针对性施肥建议有助于实现我国梨主产区的高效绿色可持续发展。
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  健康与罹病三七内生真菌的分离鉴定及其群落特征差异分析

  林于蓝, 张园可心, 王宝英, 黄杜鹃, 林广宁, 魏富刚, 张金波, 蔡祖聪, 赵军

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 689-699.

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  [目的]本文旨在探究健康与罹患根腐病三七内生真菌群落特征差异及在不同植株部位的分布特征与随生长年限的变化规律。[方法]选取1年、2年生健康与罹患根腐病的三七植株，采用组织分离法对其根、茎部位的内生真菌进行分离，基于形态特征和ITS序列分析对分离得到的菌株进行分类鉴定，并对内生真菌群落组成及多样性特征进行分析。[结果]共分离获得966株内生真菌，经鉴定隶属于3门、5纲、14目、25科、31属。从菌株分离数及分离率看：罹病植株>健康植株，2年生>1年生，根部>茎部。健康和罹病三七的可培养内生真菌组成存在明显差异，其中曲霉属、耙齿菌属、毛壳属和青霉属在健康三七内生真菌群落中占主导，而镰刀菌属、曲霉属、篮状菌属、毛壳属和木霉属是罹病三七内生真菌的优势属。植株部位对三七内生真菌群落组成具有明显影响，其中罹病三七根部镰刀菌属的分离频率高达52%,显著高于其茎部的11.2%,且在罹病三七根部大量分离到木霉属和篮状菌属等有益真菌，其分离频率分别为11.0%和14.5%,而三七茎部内生真菌群落多样性、丰富度和均匀度均高于根部。此外，随着生长年限的增加，三七内生真菌群落的发育更加完善，健康和罹病三七内生真菌群落组成及多样性特征也随之变化，其中尖孢镰刀菌和腐皮镰刀菌在罹病三七植株中的分离频率大幅增加，达到14.5%和32.9%。健康三七内生真菌多样性、丰富度和均匀度随生长年限增加逐渐上升，而罹病三七内生真菌多样性和均匀度逐渐降低。[结论]三七植株内生真菌多样性丰富，健康和罹病三七可培养内生真菌定殖数量及群落组成具有显著差异，且植株部位与生长年限均对三七可培养内生真菌群落特征具有显著影响。
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  饲料中添加猪源胆汁酸对肉鸡体内LPS外排功能的影响

  陈良, 赵敏蝶, 曹爱智, 王建民, 赵茹茜

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 700-709.

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  [目的]本研究旨在探究胆汁酸是否能促进肉鸡体内脂多糖(LPS)外排及其缓解LPS诱导的炎症反应。[方法]选择60只1日龄雄性Ross 308肉鸡，分成4组，每组15只，空白组(CON)和模型组(LPS组)的鸡饲喂基础日粮，低剂量胆汁酸缓解组(LBA组)的鸡饲喂含猪源胆汁酸(160 mg·kg~(-1))的基础日粮，高剂量胆汁酸缓解组(HBA组)的鸡饲喂含猪源胆汁酸(250 mg·kg~(-1))的基础日粮。试验第28天，鸡群禁食9 h后，CON组腹腔注射等体积生理盐水，LPS组、LBA组和HBA组腹腔注射LPS(1 mg·kg~(-1) BW)。LPS注射后3 h翅静脉采血并全部屠宰取样，测定炎症相关指标、LPS水平及肝脏相关LPS摄取和外排基因表达量。[结果]CON组肝脏未发现炎性细胞浸润。LPS组肝脏出现大量炎性细胞浸润且血清IL-1β水平显著增加(P<0.05),血清和肝脏LPS水平及肝脏甘露糖受体C1基因(MRC1)、稳定素1/2基因(STAB 1/2)表达量均显著增加(P<0.05);血清、肝脏、胆汁和盲肠内容物的总胆汁酸(TBA)浓度显著降低(P<0.05),并且肝脏胆盐输出泵(BSEP)、多药耐药蛋白2(MRP2)、多药耐药相关蛋白1(MDR1)、肝X受体α(LXRα)和法尼醇受体(FXR)基因表达量均显著降低(P<0.05)。与LPS组相比，LBA组肝脏炎性细胞浸润减少，血清IL-1β浓度显著降低(P<0.05);血清和肝脏LPS水平、肝脏MRC1、STAB1/2基因表达量均显著降低(P<0.05)。与LPS组相比，HBA组肝脏炎性细胞浸润消失，血清IL-1β浓度、肝脏MRC1、STAB1/2基因的表达量显著降低(P<0.05),血清LPS水平显著降低(P<0.05),而胆汁LPS水平显著增加(P<0.05),血清、胆汁和盲肠内容物总TBA水平和肝脏MDR1、ATP结合盒转运蛋白G2(ABCG2)基因及FXR蛋白表达量均显著增加(P<0.05)。[结论]胆汁酸通过增强肝脏的摄取、合成和外排功能，提高肉鸡体内LPS外排效率，降低机体炎症反应。
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  猪卵泡发育过程中颗粒细胞内参基因表达稳定性分析

  霍泱安, 李小雪, 孙郴, 李齐发, 杜星

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 710-720.

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  [目的]本研究旨在分析猪卵泡发育不同阶段颗粒细胞中内参基因的表达稳定性，筛选有效内参基因用于鉴定猪卵泡发育关键调控基因及其表达模式。[方法]基于形态学观察与类固醇激素检测分离猪腔前、有腔、成熟和闭锁卵泡，并收集相应颗粒细胞；利用RT-qPCR检测甘油醛3-磷酸脱氢酶(GAPDH)、β-肌动蛋白(ACTB)、ATP合酶F1(ATP5F1)、β2-微球蛋白(B2M)、真核翻译伸长因子1α(EEF1A1)、次黄嘌呤磷酸核糖转移酶1(HPRT1)、核糖体蛋白S3(RPS3)、微管蛋白α-1b(TUBA1B)和泛素C(UBC)等9个候选内参基因在猪卵泡不同发育阶段颗粒细胞中的表达水平；综合ΔCt、geNorm、NormFinder、BestKeeper和RefFinder等算法分析候选内参基因在猪卵泡发育过程中的表达稳定性。[结果]候选内参基因在猪卵巢颗粒细胞中的表达水平存在较大差异，其中EEF1A1和TUBA1B的表达水平较高，而HPRT1和UBC的表达水平较低；不同算法得到的稳定性存在差异，用ΔCt、NormFinder和BestKeeper分析发现RPS3和ATP5F1的稳定性较高，用geNorm分析发现GAPDH和HPRT1的稳定性较高，最终利用RefFinder进行综合权重分析得出候选内参基因的稳定性从高到低依次为RPS3、ATP5F1、HPRT1、EEF1A1、GAPDH、ACTB、TUBA1B、B2M、UBC。进一步以不同表达稳定性内参基因为参照对母猪繁殖力候选基因FSHR和NORFA在卵泡发育过程中的表达模式进行检测，结果表明内参基因稳定性对准确鉴定目的基因表达水平和变化模式至关重要。[结论]RPS3和ATP5F1在猪卵泡发育过程中具有较高的表达稳定性，可作为有效内参基因用于后续猪卵泡发育相关研究，为鉴定猪卵泡发育关键调控基因及其表达模式等相关内参基因研究提供理论依据。
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  饲粮添加芦丁对肉仔鸡免疫功能和空肠形态、黏膜屏障、抗氧化功能的影响

  马龙飞, 陈顺, 庄苏, 周斌斌, 刘慧娟, 张佳琦, 王恬, 王超

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 721-730.

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  [目的]前期研究发现饲粮添加250～1 000 mg·kg~(-1)芦丁可提高21日龄肉鸡生长性能，本试验进一步研究芦丁对其肠道形态结构、黏膜屏障和抗氧化功能的影响。[方法]试验选取1日龄健康且体重(43±1)g相近的雄性AA肉鸡256只，随机分为4组，每组8个重复，每个重复8只鸡。对照组饲喂基础饲粮，试验组在基础饲粮中分别添加250、500和1 000 mg·kg~(-1)芦丁。21日龄时每个重复取1只肉鸡屠宰取样测定肠道屏障功能、免疫炎症、抗氧化等相关指标。[结果]与对照组相比，饲粮添加250 mg·kg~(-1)芦丁显著提高了肉仔鸡脾脏器官指数、空肠黏膜总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性和总抗氧化能力(T-AOC),以及空肠黏膜中闭合小环蛋白1(ZO-1)、闭锁蛋白(OCLN)、核因子E2相关因子2(Nrf2)和SOD mRNA的表达水平，同时显著降低了血清肿瘤坏死因子α(TNF-α)和D-乳酸(D-LA)水平、空肠黏膜TNF-α mRNA的表达水平(P_T<0.05);与对照组相比，饲粮添加500 mg·kg~(-1)芦丁显著提高了肉仔鸡法氏囊器官指数、空肠VH/CD值，空肠黏膜T-SOD活性和T-AOC,空肠黏膜中B细胞淋巴瘤基因2(Bcl-2)、ZO-1和Nrf2 mRNA的表达水平，并显著降低了血清TNF-α水平(P_T<0.05);与对照组和250、500 mg·kg~(-1)芦丁组相比，饲粮添加1 000 mg·kg~(-1)芦丁显著提高了血清中免疫球蛋白M(IgM)和免疫球蛋白G(IgG)含量(P_T<0.05);与500 mg·kg~(-1)芦丁组相比，饲粮添加250 mg·kg~(-1)芦丁显著提高了肉仔鸡脾脏器官指数、血清脂多糖(LPS)水平和OCLN mRNA表达水平，并显著降低了血清D-LA水平(P_T<0.05);与1 000 mg·kg~(-1)芦丁组相比，饲粮添加250 mg·kg~(-1)芦丁显著提高了肉仔鸡脾脏器官指数，同时降低了空肠黏膜TNF-α mRNA的表达水平(P_T<0.05);与1 000 mg·kg~(-1)芦丁组相比，饲粮添加500 mg·kg~(-1)芦丁显著提高了肉仔鸡空肠黏膜中Bcl-2 mRNA的表达水平，并显著降低了血清中LPS水平(P_T<0.05)。[结论]饲粮添加250 mg·kg~(-1)或500 mg·kg~(-1)芦丁均可以促进免疫器官发育，增强免疫能力和改善肉仔鸡空肠形态结构，提高空肠屏障功能，其对肉仔鸡空肠抗氧化功能的改善作用可能与激活Nrf2信号通路有关。本试验条件下推荐芦丁适宜添加剂量为250 mg·kg~(-1)。
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  慢性热应激对肉鸡盲肠菌群结构和代谢的影响及日粮添加胍基乙酸作用效果研究

  彭旭艺, 邢通, 李蛟龙, 张林, 赵良, 江芸, 高峰

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 731-740.

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  [目的]肠道微生物的组成和多样性对宿主的肠道发育和健康有着重要的影响。本试验旨在研究慢性热应激对肉鸡盲肠微生物区系和代谢的影响及日粮添加胍基乙酸(guanidinoacetic acid, GAA)的缓解作用。[方法]选取体重相近的192羽28日龄雄性爱拔益加(AA)肉鸡，随机分成4个处理组：对照组(NC,22℃,自由采食饮水);热应激组(HS,32℃,自由采食饮水);采食配对组(PF,22℃,当天饲料饲喂量同前一天HS组肉鸡的饲料消耗量，自由饮水);热应激+胍基乙酸组(HG,32℃,日粮添加0.6 g·kg~(-1) GAA,自由采食饮水)。每处理6重复，每重复8只鸡。试验期为14 d。[结果]相较于NC组与PF组，热暴露显著降低盲肠拟杆菌门(Bacteroidota)相对丰度，显著提高厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)相对丰度(P<0.05)。LEfSe分析发现，与炎症相关的Oscillospiraceae、Erysipelatoclostridium在HS组显著富集。相较于NC组，热暴露显著提高盲肠中乙酸浓度、显著降低丁酸浓度(P<0.05)。相较于HS组，HG组的Actinobacteria相对丰度显著下降、乙酸浓度显著降低、丁酸浓度显著升高(P<0.05)。与抗炎相关的Geobacillus、Bacillaceae在HG组显著富集。[结论]慢性热应激使肉鸡盲肠微生物菌群结构和短链脂肪酸代谢改变；日粮添加GAA能够减轻慢性热应激对肉鸡盲肠菌群结构和短链脂肪酸代谢的不利影响。
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  产蛋高峰期蛋鸡亚健康评价指标体系的构建

  邓为, 孙卫东, 刘龙申, 沈明霞, 姚文

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 741-749.

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  [目的]产蛋高峰期是蛋鸡养殖的关键时期，构建产蛋高峰期蛋鸡亚健康评价指标体系，不仅有利于准确评估鸡群健康并根据鸡群健康状况展开精准饲养与管理调整，也可为无损监测产蛋高峰期蛋鸡健康状况提供参考指标和科学依据。[方法]本文基于对蛋鸡场调研、资料收集和专家咨询，并从鸡群的健康状况、行为表现、生产性能和环境与鸡群信息4个方面初步构建了产蛋高峰期蛋鸡亚健康评价指标集，运用专家咨询法筛选指标确立评价指标体系，通过层次分析法确定指标权重。[结果]共邀请了14位专家进行咨询，专家咨询问卷有效回收为100%,专家权威系数为0.875,肯德尔协调系数为0.386,表明专家积极性、权威程度、意见协调程度均较好，最终确立的评价指标体系包括4个一级指标，27个二级指标。健康状况、行为表现、生产性能和鸡舍环境4个一级指标的权重分别为0.254、0.245、0.253、0.248。[结论]构建的产蛋高峰期蛋鸡亚健康评价指标体系，专家咨询可靠性较好，评价指标覆盖较全面。
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  基于定向进化技术提高呕吐毒素解毒酶DepA的催化活性

  李越, 池慧兵, 牛家峰, 马斌, 周慧敏, 朱萍, 吕凤霞

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 750-759.

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  [目的]呕吐毒素(deoxynivalenol, DON)C3位羟基的异构化是生物脱毒的关键部位，其中DepA作为DON生物转化中第一步关键限速酶，存在催化活性低的问题，限制了其在食品及饲料加工领域中的应用。本文旨在通过定向进化技术对DepA进行分子改造，以期获得催化活性显著提高的突变酶，提高其工业化应用的潜力。[方法]通过易错PCR和DNA shuffling相结合的方法，构建突变文库，经高通量筛选后，对催化活性明显提高的突变体进行酶学性质表征。同时，采用分子动力学模拟和三维结构模拟分析，探究突变酶催化活性提高的分子机制。[结果]成功筛选到突变酶S2、S10和S12,与野生型相比，其比活力分别提高207%、293%和258%。动力学参数结果显示，突变酶S2、S10和S12的K_m值分别为56.89、27.00和40.65μmol·L~(-1),是野生型的91.7%、43.5%和65.5%;k_(cat)/K_m值分别为327.30、576.67和380.07 L·mmol~(-1)·s~(-1),是野生型的1.25、2.20和1.45倍，相比野生型，突变酶亲和力和催化效率均显著提高。此外，分子动力学模拟和三维结构模拟分析结果表明，柔性增加、底物DON的进攻距离缩短、氢键增加、疏水性增加和远端效应是导致其催化活性提高的主要原因。[结论]本研究通过易错PCR和DNA shuffling相结合的定向进化策略有效提高了呕吐毒素解毒酶DepA的催化活性，为其工业化应用提供试验依据。
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  基于电子鼻与HS-SPME-GC-MS技术的江苏红茶香气特征研究

  胡双明, 艾仄宜, 穆兵, 代祥, 杨亦扬

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 760-771.

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  [目的]本文旨在探究江苏主要产区红茶的特征香气成分与不同产区的关键差异香气组分。[方法]利用电子鼻(E-nose)结合顶空固相微萃取与气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)技术对江苏主要产区的代表性红茶样品进行香气成分分析。[结果]电子鼻分析表明萜烯类、芳香环类物质是江苏红茶香气最主要的挥发性成分，宜兴产区红茶的醇类、酮类、醛类、硫化物、萜烯类含量显著高于句容和金坛产区。HS-SPME-GC-MS分析表明醇类物质是所有江苏红茶中比例最高的挥发性化合物，占挥发物总量的62.06%～75.66%;以相对气味活度值(ROAV)大于1.00为标准，共筛选出12种关键呈香物质，其中芳樟醇、香叶醇、柠檬醛、反式-β-紫罗兰酮、癸醛、二甲基硫醚是江苏红茶中最关键的呈香物质(ROAV>10.00)。正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)表明，不同产区的红茶香气成分之间存在一定的差异，以变量权重(VIP)值大于1.00为标准筛选出7种差异成分，其中果香型的2-甲基丁醛、苯乙醛与木质香型的反式氧化芳樟醇(呋喃类)是区分金坛产区与宜兴、句容产区的关键香气成分，花香型的顺式茉莉酮是区分句容产区与金坛、宜兴产区的关键香气成分，这些物质是造成产区间香气差异的关键因素。推测香叶醇与芳樟醇约为1∶1的含量比是江苏红茶区别于其他名优红茶的重要原因之一。[结论]本研究通过HS-SPME-GC-MS和电子鼻技术明确了江苏红茶的特征香气成分，探明了不同产区的江苏红茶的差异香气组分，该结果为丰富我国红茶香气理论奠定了基础。
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  基于视觉自注意力模型的苗期玉米与杂草检测方法

  唐伯青, 赵大勇, 熊锋, 李德强

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 772-781.

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  [目的]识别作物和杂草是农业智能化中自动除草的关键步骤。本文旨在解决作物与杂草识别精度低、检测模型实时性和鲁棒性差等问题。[方法]以叶龄处于3～8叶期的玉米及其伴生杂草为研究对象，提出一种高效准确的玉米苗与杂草的检测方法。该方法以实时端到端目标检测视觉自注意力模型为基础框架，用小尺度卷积等效替代大尺度深度卷积的思想，以较小的精度损失降低推理耗时。引入一种包含上下文信息的自顶向下注意力机制，强化模型对小目标的检测效果。应用组合图像增强策略，提升模型精度与泛化能力。[结果]改进后模型的平均检测精度为90.11%,推理阶段单张图片耗时33.67 ms,模型参数量44.86 MB。改进后的模型比主流目标检测模型总体精度更高，且推理速度快。[结论]所提方法对于玉米苗与伴生杂草的整体检测性能优秀，能够提高杂草识别的准确性和效率。
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  基于多模态预训练模型的水稻病虫害图像描述生成研究

  薛悦平, 胡彦蓉, 刘洪久, 童莉珍, 葛万钊

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 782-791.

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  [目的]针对水稻病虫害图像分类技术缺少对病症描述的问题，本文提出一种轻量化的水稻病虫害图像描述模型，对水稻病虫害图像进行更为具体的描述。[方法]以白叶枯病、细菌性条斑病、恶苗病、三化螟虫、稻瘟病、稻曲病、纹枯病、飞虱、稻蓟马、胡麻斑病这十类常见的水稻病虫害开展研究，构建了水稻病虫害图像中文描述数据集。首先采用多模态预训练模型CLIP生成图像向量，其中包含基本的图像信息以及丰富的语义信息，采用映射网络将图像向量映射到文本空间里生成文本提示向量，语言模型GPT-2根据文本提示向量生成图像描述。[结果]在水稻病虫害图像描述数据集上，本文模型的指标总体明显优于其他模型，本文算法的BLEU-1、BLEU-2、BLEU-3、BLEU-4、ROUGE、METEOR指标较传统的CNN＿LSTM模型分别提升0.26、0.27、0.24、0.22、0.22、0.14。生成的图像描述具有准确、详细、语义丰富等优点。另外使用实际稻田图片对模型进行测试，实际田间的场景更为复杂多样，生成的图像描述指标与数据集指标对比总体仅有轻微下降，仍高于其他对比模型。本文模型对水稻病虫害的总体识别准确率达97.28%。[结论]基于多模态预训练模型的水稻病虫害图像描述方法能够准确识别水稻病虫害病症并形成相应的病症描述，为水稻病虫害检测提供一种新思路。
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  基于YOLOv5-RF的糙米内部裂纹识别方法研究

  张续博, 张家瑜, 贲宗友, 王逸凡, 曾雨可, 陈坤杰

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 792-802.

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  [目的]为准确识别糙米内部裂纹，提出了一种基于改进YOLOv5l的糙米裂纹识别算法——YOLOv5-RF。[方法]使用深度卷积代替CBS(convolution+batch normalization+sigmoid linear unit)模块中的普通卷积构建出DWBS(depthwise convolution+batch normalization+sigmoid linear unit)模块，然后将DWBS模块堆叠成辅助骨干网络，再与原始的Darknet-53主干网络相结合形成基于DWBS模块的同级复合骨干网络，以提高糙米内部裂纹特征提取能力；在颈部网络使用逆向连接层来增强解码端特征的丰富性，用于提高解码端对糙米内部裂纹的识别能力；利用CBAM(convolutional block attention module)注意力模块调整SPPF(spatial pyramid pooling-fast)模块的通道注意力表达，通过构建一种SPPF模块与CBAM模块结合的网络结构来提高编码阶段的语义信息表达质量。[结果]所提出的YOLOv5-RF算法的平均准确率、召回率和准确率分别为94.01%、86.92%、90.85%,相比YOLOv5l算法分别提升了4.72%、6.23%、1.23%,但添加模块对模型检测速度的影响却很小。[结论]所提方法能够准确进行糙米内部裂纹的识别，可为稻谷爆腰率检测提供技术参考。
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  猪胴体重在线分级预测线性回归模型研究

  陈鲁晟, 陈祺祥, 陈玉仑, 王胜, 李毅念, 李春保

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 803-808.

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  [目的]针对国内大多数屠宰企业仍通过人工测量猪胴体背膘厚度，再结合胴体重对其进行分级，存在劳动强度大、作业效率低、人畜交叉污染风险高等问题，本文旨在建立猪胴体重预测模型，以便利用图像处理等技术获取模型中的相关参数，进而获得胴体重。[方法]在14:00—15:00、15:20—16:20、16:30—17:30三个时段内，随机选取按照标准化工艺屠宰后15 min左右、胴体重50～90 kg的猪胴体60头，在完成各试样前腿处横长(L_f)、1/2处横长(L_(1/2))、后腿处横长(L_r)、1/2处背膘厚度(t_(1/2))、胴体直长(L_t)及胴体重(w)等参数测定的基础上，建立不同的胴体重预测模型并进行优化及准确率验证。[结果]采用横长加权均值(L_e)代替背膘厚度，与直长建立的胴体重预测模型为w=4.05L_e+0.45L_t-116.32,其决定系数由0.48提高到0.96(P=0.01),预测准确率最高达94.16%。[结论]采用横长加权均值减小了误差，建立的猪胴体重预测模型准确性较其他模型高。
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  基于LiDAR多维点云优化的垄作菊花采摘机器人自主导航方法研究

  李培艺, 汪小旵, 王延鑫, 武尧, 李泽晟

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 809-822.

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  [目的]针对田间作业环境复杂导致金丝皇菊采摘机器人行走不稳定、生产效率低的问题，本文设计了一种基于LiDAR多维点云优化的菊花采摘机器人自主导航系统，以实现机器人在农田中的精准作业与高效生产。[方法]通过履带式底盘搭载的Velodyne 16线激光雷达获取田间三维点云信息，并对其进行坐标校正和体素滤波预处理。提出了一种多维点云优化算法，可按照金丝皇菊植株生长特性获取不同坐标轴下的有效点云特征，生成左右两侧垄沟线；并采用改进纯跟踪控制算法对最小二乘法拟合得到导航基准线进行跟踪导航。[结果]通过对Stanley控制算法和改进纯跟踪控制算法进行仿真试验，改进纯跟踪算法表现出更高效的跟踪性能。利用金丝皇菊采摘机器人在南京市湖熟菊花园进行实地试验。试验结果表明，基于LiDAR多维点云优化的自主导航算法横向平均绝对误差为0.047 4 m,标准差值为0.030 6 m,位置偏差绝对值为0.078 9 m,航向平均绝对误差为2.177°,标准差值为2.589°,横向平均绝对误差减小67.13%,离散程度降低48.34%。[结论]本文提出的基于LiDAR多维点云优化算法和改进纯跟踪算法可以有效提高导航精准度，改善系统抗干扰性，导航效果较好，从而保证金丝皇菊采摘机器人的精准作业。
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  基于改进蚁群算法的农业机器人多田块路径规划方法与试验

  李文峰, 徐蕾, 杨琳琳, 刘文荣, 潘坤, 李超

  南京农业大学学报. 2024, 47(04): 823-834.

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  [目的]针对丘陵地区因田块碎片化和障碍物影响农业机器人作业的情况，提出一种基于改进蚁群算法和A~*算法相结合的多田块路径规划方法。[方法]通过无人机构建农田遥感影像，利用栅格法对农田进行环境建模，再进行子区的划分与合并，在蚁群算法中引入区域启发函数，对不同区域内的移动代价作区分，通过人工增加最优路径中的信息素浓度并建立自适应信息素挥发系数，对信息素更新方法进行改进，以此求解作业子区间的最优遍历顺序，利用具有启发式搜索功能的A~*算法进行子区连接路径规划，最终实现多田块路径规划。[结果]MATLAB仿真试验结果表明，在子区数量为40时，采用改进蚁群算法进行规划的平均路径长度比传统的蚁群算法减少了3.19%,平均迭代收敛次数减少了79.5%;在路径遍历仿真试验中，农业机器人遍历路径覆盖率能达到100%,路径重复率为6.48%。利用农田无人机遥感影像和田间作业参数进行自然环境的仿真试验，进一步验证了该方法的有效性。[结论]本研究提出的方法能有效解决丘陵地区农业机器人多田块路径规划问题，可为丘陵地区农业机器人大面积作业提供路径参考与技术支持。