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  • 刘文, 王超萍, 任艳华, 刘司瑜, 李少楠, 房经贵
    南京农业大学学报. 2024, 47(05): 835-842.
    [目的]本文旨在研究‘霞多丽’和‘维欧尼’2个酿酒白葡萄品种在乳山地区的品质特征,为白葡萄酒酿酒品种的利用、引种推广等提供一定的理论依据。[方法]以‘霞多丽’和‘维欧尼’为试验材料,对二者转色期和成熟期果实品质性状进行分析,并对转色期与成熟期的果实进行转录组测序。[结果]在成熟期,‘维欧尼’的粒重、横径、纵径、总酚含量、可溶性糖含量和可溶性固形物(TSS)含量较高,‘霞多丽’的总有机酸含量较高。从转色期到成熟期,‘维欧尼’较‘霞多丽’的可溶性糖含量、TSS和总酚含量变化程度更大,且在糖组分中,果糖和葡萄糖含量变化更快,其他性状变化程度相似。转录组分析结果表明,‘维欧尼’从转色期到成熟期的差异表达基因(DEG)数量高于‘霞多丽’。二者的差异表达基因都在18号染色体上分布最多,在15号染色体上分布最少。此外,通过对差异表达基因GO功能分析和KEGG代谢通路分析,筛选到5个与糖酸代谢相关的基因代谢通路。[结论]不同时期的2个白葡萄酿酒品种果实品质具有差异性,主要表现在果实的总有机酸、可溶性糖、TSS、总酚含量和横、纵径等方面;从转色期到成熟期,‘维欧尼’的果实性状发育比‘霞多丽’更快。2个品种在糖酸合成代谢通路上相关基因表达量的差异性可能是导致2个白葡萄酿酒品种果实品质性状差异的原因。
  • 詹庆玲, 屠涵舒, 王梦琪, 史亚东, 刘晔, 赵爽, 王海滨, 陈发棣, 房伟民, 陈素梅, 史燕, 管志勇
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 443-452.
    [目的]本文旨在明确‘滁菊’叶部病害致病菌并筛选出有效化学农药,以有效防治‘滁菊’病害的发生。[方法]采用组织分离法分离纯化病原菌,进行形态学鉴定、分子生物学鉴定与致病性测定,分析导致‘滁菊’叶部病害的主要病原菌,并采用平板毒力测定13种农药的抑菌效果,筛选有效药剂及防治浓度;采用叶片菌丝贴接法对盆栽‘滁菊’幼苗接种致病菌,进一步在盆栽活体幼苗上测定筛选药剂的防治效果。[结果]从‘滁菊’病害叶片分离的主要致病菌为交链格孢菌(Alternaria alternata)、长柄链格孢菌(Alternaria longipes)、细极链格孢菌(Alternaria tenuissima)。平板毒力测定结果表明,苯醚甲环唑·嘧菌酯对链格孢菌(CJ31、CJ4-1)菌丝生长抑制效果最好,己唑醇对链格孢菌(CJ3-1、CJ37)菌丝生长抑制效果最好,异菌脲对链格孢菌(CJ30)菌丝生长抑制效果最好,且EC_(50)值均低于7 mg·L~(-1)。盆栽药效测定表明,异菌脲500倍稀释液和己唑醇3 000倍稀释液对链格孢菌具有较好防效。[结论]导致‘滁菊’中心产区叶部病害的主要病原菌为链格孢菌,引起‘滁菊’的黑斑病。推荐将异菌脲、己唑醇、苯醚甲环唑·嘧菌酯作为‘滁菊’田间叶部病害防治的首选药剂。
  • 郭晗玥, 王礼岳, 阮杨, 徐琪程, 凌宁, 沈其荣
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 415-423.
    随着对环境微生物生态系统认知的深化,对其深入研究的需求持续增加,传统的培养组学和环境DNA测序等研究手段已经难以满足对微生物物种和功能多样性的全面了解。单细胞分选与测序技术为环境微生物研究开创了全新的视角,成为该领域的热点与前沿。单细胞技术将微生物研究的焦点从群落水平深入到个体细胞层面,通过精准分选并测序单个微生物细胞,深入挖掘微生物的种间和种内多样性以及功能特性。本综述介绍单细胞技术在环境微生物研究中的应用,详细论述单细胞分选和基因组扩增的关键过程,并探讨单细胞测序数据解析过程中的生物信息学基本流程,为单细胞分选与测序技术在环境微生物研究中的发展提供借鉴和启示。
  • 化春键, 宋一鸣, 蒋毅, 俞建峰, 陈莹
    南京农业大学学报. 2024, 47(05): 1019-1027.
    [目的]为了实现草坪维护的精准化施药,针对自然环境中杂草与草坪草颜色相近导致杂草难以识别的问题,以YOLOv5s为基础目标检测网络,提出一种突出输入图片颜色信息的草坪杂草检测模型。[方法]对输入图片进行切片,扩展RGB通道数为原来的4倍。对切片后的图片进行全局平均池化和全局最大池化,提取原图片中的颜色信息,对颜色通道进行加权,提高对单色目标检测效果。为了进一步增强网络对于形状相似颜色不同的目标识别效果,改进SPPF模块为SPPFCSPC模块,进一步提高不同草坪环境下的杂草识别精度。[结果]改进后的YOLOv5s网络对于单色目标识别效果较好,对普通草坪杂草的检测精确率达到0.928,召回率为0.970,mAP@0.5为0.943,帧率为104 f·s-1,模型内存占用量13.8 MB比使用Focus模块的YOLOv5s检测精度提高4.1百分点,比使用Conv模块的YOLOv5s检测精度提高5.4百分点,在疏林草坪的检测结果mAP@0.5达到0.957。[结论]本文算法可有效识别多种自然环境中的草坪杂草,可为草坪杂草精准化施药提供支持。本文改进模块对颜色的敏感度较好,为与背景颜色相似度较高的单色目标检测提供技术参考。
  • 鲍婷婷, 孙莉琼, 李晓帆, 李宇峰, 唐晓清, 王康才
    南京农业大学学报. 2024, 47(05): 854-863.
    [目的]本文旨在研究4种不同根际促生菌对菘蓝根际环境改变、生长及生理的影响,为菘蓝绿色生产提供理论参考。[方法]采用4种根际促生菌(肠杆菌GS-22、芽胞杆菌GS-27、鞘氨醇杆菌GS-72和不动杆菌GS-103)单施的方法开展盆栽试验,测定土壤理化指标、菘蓝生长指标、光合指标、营养物质与相关酶活性以及活性成分等,评价根际促生菌对菘蓝的促生效果。[结果]4种根际促生菌对土壤理化性质有不同程度影响,GS-22和GS-72能够提高土壤全氮含量,GS-22和GS-103显著提高土壤速效磷含量,各处理土壤有机质含量均显著提高。接种根际促生菌,土壤脲酶、土壤碱性磷酸酶和土壤蔗糖酶活性较不接种土壤根际菌(CK)的增幅分别为33.78%~73.70%、49.51%~83.93%和8.10%~186.26%。4种根际促生菌促进菘蓝生长,增加株高、主根直径、干重、鲜重等,其中GS-22对菘蓝生长性状影响最显著。根际促生菌对菘蓝生理也有显著影响,各处理菘蓝硝酸还原酶、蔗糖合成酶、酸性磷酸酶活性较CK分别增加53.81%~125.19%、57.64%~76.54%和7.87%~22.78%。4种根际菌有利于菘蓝营养物质(可溶性糖、游离氨基酸)与活性成分(总黄酮、靛蓝、靛玉红)的积累,其中GS-22与GS-27处理均可提高总黄酮、靛蓝和靛玉红的含量。[结论]菘蓝根际促生菌GS-22、GS-27、GS-72和GS-103具促生能力,能够改良土壤环境,对菘蓝的生长与生理过程有促进作用,其中GS-27的综合效果最佳。所筛选的菌株可为开发菘蓝专用微生物菌肥、实现药材增产增效提供策略。
  • 刘小岑, 吴艳碧, 田野, 阳婷倩, 郭子涵, 孙冲, 刘奕清, 朱永兴
    南京农业大学学报. 2024, 47(05): 843-853.
    [目的]本文旨在探究干旱胁迫对生姜苗期形态变化、光合特性及其他生理指标的影响,为生姜耐旱机制研究及耐旱品种选育提供参考。[方法]以华北、华中、西南生姜主产区的5个主栽品种‘山东大姜’‘凤头姜’‘竹根姜’‘罗平小黄姜’和‘贵州小黄姜’为试验材料,通过250 g·L-1 PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,设置正常水分处理(CK)和干旱处理(DS),测定不同处理15 d时不同品种生姜叶片水分含量、叶片水势、光合作用、气孔表型、叶绿素含量等生长和生理指标,并采用石蜡切片法观察生姜茎部木质素沉积。[结果]与CK相比,干旱处理15 d各品种生姜叶片均有不同程度的卷曲发黄;叶片自由水含量(FWC)、相对含水量(RWC)及总含水量(TWC)显著下降,‘山东大姜’束缚水含量(BWC)升高,其余4个品种BWC显著降低;各品种生姜叶片水势显著下降,‘凤头姜’降幅最大;此外,叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)下降,气孔长度和宽度减小,保卫细胞长度和宽度无显著变化;5个品种中‘罗平小黄姜’光合指标受影响最大,其中Gs和Tr分别下降了100%、93.84%。‘山东大姜’叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和总叶绿素a+b(Chla+b)含量均下降但不显著,其他4个品种则显著下降;类胡萝卜素(Car)含量在‘山东大姜’中增加,但不显著,在其他4个品种中显著下降;在干旱处理后,‘山东大姜’和‘罗平小黄姜’茎秆木质素沉积量增加。[结论]干旱胁迫影响生姜苗期生长发育,且不同生姜品种耐旱性存在差异,5个生姜品种的耐旱性从强到弱排序:‘山东大姜’‘凤头姜’‘贵州小黄姜’‘竹根姜’‘罗平小黄姜’。‘山东大姜’耐旱性较强,可用于进一步的生姜抗旱分子机制解析和抗旱育种优质种质材料创制。
  • 王晶, 李波, 黎柳萍, 韦靖, 姜明国, 周燕
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 468-476.
    [目的]本文旨在从植物根际土壤中分离具有多种促生性能的菌株,并明确其促生特性和抗病效果。[方法]采用选择培养方法从植物根际土壤中筛选具有固氮、产氨、溶磷、解钾、分泌吲哚乙酸(indole acetic acid, IAA)、产铁载体和产蛋白酶等特性的菌株,通过16S rRNA对菌株分类学鉴定。测定其对小麦根腐病菌(Bipolaris sorokiniana)、小麦冠腐病菌(Fusarium gramiuearum)、黄瓜织球壳菌(Plectosphaerella cucumerina)、香蕉炭疽病菌(Colletotrichum musae)、交链格孢菌(Alternaria alternate)和尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的抑制作用,并通过盆栽试验探究植物根际促生菌对植物的促生效果。[结果]从植物根际土壤中分离细菌191株,固氮及产氨菌171株,解有机磷菌66株,解无机磷菌62株,解钾菌28株,产铁载体菌98株,产IAA菌41株,产蛋白酶菌45株。抑菌试验表明贝莱斯芽胞杆菌C32对6种致病菌均表现出较强的抑菌活性,抑菌率均在50%以上。盆栽试验结果表明,1株IAA高产菌株川大肠杆菌0208对番茄和玉米植株促生效果最为显著。与对照组相比,玉米盆栽株高、茎粗、根长、地上部鲜重和地下部鲜重分别增加21.49%、19.35%、42.98%、19.58%和56.67%,番茄盆栽分别增加53.51%、14.90%、12.28%、43.12%和48.62%。[结论]从广西亚热带植物根际土壤中筛选到多株具有高效促生和防病功能的菌株,为微生物肥料的开发提供优质菌种资源。
  • 王可馨, 王世明, 顾向阳
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 462-467.
    [目的]本文旨在探究硝化作用强度对强化生物除磷(EBPR)工艺运行效果的影响。[方法]采用厌氧-好氧型序批式生物反应器(SBR)驯化得到EBPR污泥,将进水氨氮浓度提高至48 mg·L~(-1),比较无硝化抑制剂和添加硝化抑制剂2种条件下EBPR系统中硝化作用强度及除磷效率的变化,分析硝化作用强度对EBPR工艺运行效果的影响。在系统运行各阶段均取1个周期,测定混合液中磷酸根、氨氮、硝氮、亚硝氮质量浓度以及EBPR污泥中糖原、聚羟基烷酸(PHA)含量的周期变化,分析硝化作用强度对聚磷菌代谢的影响。[结果]在进水氨氮浓度提高至48 mg·L~(-1)且无硝化抑制剂的情况下,硝化作用强度逐渐增强,17 d后硝化反应速率上升至1.45~1.80 mg·h~(-1)·g~(-1),系统出现了好氧磷释放现象,导致除磷效率大幅下降,同时出现糖原的降解量与合成量显著上升、PHA的合成量与降解量显著下降等代谢异常现象;再次加入硝化抑制剂,系统的除磷功能在24 h内恢复正常。[结论]EBPR工艺运行效果与硝化作用强度密切相关,当硝化反应速率上升到一定程度时可引起好氧磷释放现象,导致EBPR工艺除磷效率大幅下降。
  • 康磊, 刘珂, 王建忠, 尹才, 邱亚峰, 魏建超, 李蓓蓓, 邵东华, 李宗杰, 粟硕, 马志永
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 507-514.
    [目的]本试验旨在探究猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)Nsp4基因是否在抑制细胞β2M表达方面发挥关键性作用,以进一步研究PRRSV对抗原递呈的免疫抑制机制。[方法]建立PRRSV的反向遗传平台并成功拯救出PRRSV野生毒株SH2020。根据之前对Nsp4基因不同结构域的研究以及氨基酸位点功能预测,在其DomainⅡ和DomainⅢ分别筛选出3个和5个不同的氨基酸位点,并在病毒感染性克隆质粒上对这些位点进行不同的氨基酸替换突变,再将构建好的感染性克隆质粒转染Marc-145细胞以拯救各个Nsp4突变PRRSV病毒,将拯救的PRRSV病毒以MOI=0.02感染PAM细胞,并通过RT-qPCR和Western blot验证PRRSV Nsp4基因是否能够在PAM细胞β2M表达方面发挥作用。[结果]成功拯救出PRRSV D2-5(Nsp4-A80L)突变毒株,并且在Marc-145细胞上的生长动力学特性与野生毒株SH2020相似;而Nsp4基因其余位点突变则会导致PRRSV生长受到显著抑制从而无法进行试验。Western blot和RT-qPCR试验结果证实PRRSV D2-5毒株能够显著促进β2M在Marc-145和PAM细胞的表达,而野生毒株SH2020则表现出了对β2M表达的抑制作用。[结论]Nsp4基因在PRRSV抑制细胞β2M表达方面发挥重要作用,并且Nsp4-A80L突变能够显著促进β2M的表达。
  • 刘艳洁, 赵晓冰, 王枫, 丁静
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 424-434.
    [目的]本研究旨在解析细胞分裂素受体基因SlHK4突变对番茄开花时间的影响,为揭示细胞分裂素途径调控植物开花的分子机制奠定基础。[方法]以细胞分裂素受体基因SlHK4的2个纯合突变株系slhk4-4和slhk4-5及野生型(WT)番茄为材料,统计各株系开花时间,并在发芽26 d后取植株茎尖进行石蜡切片显微观察、响应细胞分裂素的荧光信号检测以及转录组测序等分析。[结果]slhk4-4和slhk4-5突变体的始花节位与WT相同,但始花时间分别比WT晚6和4 d。与WT相比,slhk4-5茎尖花分生组织分化推迟,细胞显著减小,细胞数目略少;slhk4-4与细胞分裂素响应启动子TCSn驱动的绿色荧光蛋白基因GFP过表达株系的杂交F_1代茎尖中,响应细胞分裂素的GFP荧光信号显著减弱;slhk4-5茎尖中细胞周期正调控基因Cyclin-B1-2表达下调,开花正调控基因FUL2、SOC1表达上调,而花发育基因AGL12和AGL19表达下调,开花调控相关基因的表达变化趋势与slhk4-5开花推迟的性状变化不完全一致。差异表达基因(DEG)的功能分析显示,57.6%具有功能注释的DEG是富集于光合作用、呼吸作用、蛋白合成和代谢等相关通路中的结构基因,其中88.2%在slhk4-5茎尖中的表达下调,表明slhk4茎尖的细胞活性很可能弱于WT。[结论]细胞分裂素受体SlHK4的功能缺失导致slhk4茎尖细胞分裂素信号减弱,花分生组织细胞减小,活性降低,分化延后,进而导致slhk4开花推迟。SlHK4是番茄开花时间的正调控因子。
  • 聂梅梅, 杨慧珍, 李大婧, 肖亚冬, 杨亦雯, 于蕊, 刘春菊, 牛丽影, 金鹏
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 551-563.
    [目的]本文旨在更好提高蓝莓真空冷冻干燥速率与产品品质。[方法]利用超声处理作为预处理方式,研究超声温度(45、55、65和75℃)、频率(45、80和100 kHz)、功率(600、700、800、900和1 000 W)和时间(25、30、35和40 min)对蓝莓真空冷冻干燥特性、质构、色泽、营养物质保留率及抗氧化活性的影响,并以干燥速率、花青素含量、色泽和脆性为指标进行四因素三水平响应面优化试验,筛选出最佳超声预处理工艺及参数。[结果]超声温度对蓝莓花青素含量的影响极显著(P<0.001);超声频率对蓝莓干燥速率、花青素含量和脆性的影响显著(P<0.05);超声功率对蓝莓脆性的影响显著(P<0.05);超声条件对蓝莓ΔE值的影响均不显著(P>0.05)。最终获得蓝莓超声预处理的优化工艺条件:超声温度55℃,频率80 kHz,功率700 W,时间30 min,此条件下蓝莓的干燥速率为1.69 g·g~(-1)·h~(-1),花青素含量0.55 mg·g~(-1),脆性2 770.00 g,ΔE值6.16。[结论]超声预处理可改善蓝莓真空冷冻干燥品质,该结果为蓝莓真空冷冻干燥研究及产品开发提供基础。
  • 秦善, 曾宪明, 石洁, 芮昕, 姜梅, 张秋勤
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 539-550.
    [目的]Lactiplantibacillus plantarum JB1源自发酵香肠,具有降解生物胺的潜力,本试验旨在评价该菌株在发酵香肠中的实际应用效果。[方法]将L.plantarum JB1接种至香肠中,在不同的温度系统(20℃和35℃)中进行发酵,以不接种菌株自然发酵组为对照组,测定接种、发酵、干燥及贮藏阶段发酵香肠的理化指标、感官品质及生物胺含量。[结果]接种L.plantarum JB1能快速降低香肠pH值至4.60左右,有效抑制肠杆菌生长达10~3 CFU·g~(-1)以上,促进蛋白质降解,增加小肽和氨基酸氮含量,有利于产品干燥后形成良好的质构。主发酵温度从20℃提高至35℃有利于发酵香肠蛋白降解与质构提升,但也增加了生物胺含量,对照组总胺含量在干燥和贮藏阶段分别增加14.45和57.01 mg·kg~(-1)。与对照组相比,接种L.plantarum JB1对香肠中8种生物胺含量均有抑制作用,生物胺总量最高降解98.26 mg·kg~(-1),降解率超过30%。[结论]L.plantarum JB1具有稳定持续的降胺能力,尤其在高温发酵时既能提升产品品质又能有效控制生物胺的含量,可应用于低胺食品的发酵与生产。
  • 方啸宇, 徐文清, 李少楠, 任艳华, 上官凌飞, 陆爱华, 房经贵
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 435-442.
    [目的]本文旨在通过观察‘阳光玫瑰’葡萄9种缺素表观差异并研究株高等生长指标以及叶绿素含量等生理指标,为及时进行营养诊断及指导田间施肥提供参考。[方法]以1年生‘阳光玫瑰’葡萄扦插苗为材料,采用大棚内珍珠岩盆栽方式,设置改良霍格兰完全营养液(CK)和缺素(-N、-P、-K、-Ca、-Mg、-Fe、-B、-Zn、-Cu)营养液培养处理,分析各处理条件下植株的表观差异与生长生理指标。[结果]缺P、Mg和Zn时,‘阳光玫瑰’发生症状更早;缺B、Cu和Mg时,株高生长明显缓慢,并且症状发生剧烈,死亡率高。与对照相比,‘阳光玫瑰’缺Ca、缺B时叶片数量显著下降。缺素胁迫显著降低‘阳光玫瑰’叶片叶绿素含量,但对叶片含水量影响较小。葡萄对缺素胁迫的抗性与MDA含量和SOD活性总体呈正相关,即含量与活性越大,抗性越强。[结论]‘阳光玫瑰’对B和Mg元素的缺乏较敏感、耐性弱,对Zn元素的缺乏耐性较强。
  • 赵敏蝶, 刘杰, 赵茹茜
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 489-496.
    [目的]本文旨在预测和筛选靶向调控鸡糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor, GR)表达的microRNA。[方法]用TargetScan、PicTar和miRDB软件分别预测靶向鸡GR 3′UTR microRNA并取交集;构建包含鸡GR 3′UTR的重组质粒及突变质粒,通过双荧光素酶试验鉴定microRNA和鸡GR 3′UTR的靶向性;用TargetScan和miRDB软件分别预测候选microRNA的靶基因,用DAVID软件对预测出的共同靶基因进行GO功能分析;用Western blot检测过表达候选microRNA对鸡DF1细胞GR蛋白表达的影响。[结果]miR124-3p、miR142-3p、miR204/211、miR183、miR18-5p和miR181a/181b是3种软件预测靶向GR 3′UTR的交集microRNA;双荧光素酶试验结果表明miR142-3p、miR204/211和miR18-5p靶向结合GR 3′UTR。2种软件预测3个候选microRNA的靶基因中都有GR且富集分子功能不同;在DF1细胞中过表达3个候选microRNA后,miR142-3p和miR204/211显著降低GR蛋白的表达水平(P<0.05)。[结论]miR142-3p、miR204/211和miR18-5p靶向结合鸡GR 3′UTR,且miR142-3p和miR204/21可以降低鸡DF1细胞中GR蛋白的表达水平。
  • 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.
    [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。
  • 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.
    [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。
  • 李晓庆, 李盛, 周晓铧, Mohamed Ahmed Fathi, 李春梅
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 530-538.
    [目的]孵化后期热处理能够在一定程度上提高肉鸡的耐热性,而骨骼肌和肝脏线粒体功能及温敏瞬时电位(transient receptor potential, TRP)离子通道与机体耐热性密切相关。因此,本试验旨在研究孵化后期热处理(thermal manipulation, TM)对雏鸡骨骼肌和肝脏温敏TRP离子通道及线粒体功能的影响。[方法]选取240枚AA肉鸡种蛋随机分为3组(每组8个重复,每重复10枚种蛋):CON组,37.5℃孵化;TM1组,在孵化期第16~18天39.5℃热处理3 h·d~(-1);TM2组,在孵化期第16~18天41.5℃热处理3 h·d~(-1)。出雏后测定1日龄直肠温度,检测胸肌、腿肌和肝脏组织相关基因表达水平。[结果]与CON组相比,孵化后期热处理显著降低了1日龄雏鸡的直肠温度(P<0.01),TM1组雏鸡腿肌器官指数显著增加(P<0.05)。与CON组相比,TM2组雏鸡胸肌的avUCP基因表达水平显著降低(P<0.01),COXⅣ(P<0.05)、Tfam(P<0.01)、PGC1α(P<0.05)、ATP5B(P<0.01)和IDH3α(P<0.01)基因表达水平均显著增加,TRPV1、TRPV2和TRPV3基因表达水平均显著降低(P<0.05),SERCA1基因表达水平显著增加(P<0.01)。与CON组相比,TM2组雏鸡腿肌的avUCP基因表达水平显著降低(P<0.01),ATP5B基因表达水平显著增加(P<0.05);TM2组雏鸡肝脏组织的Tfam和SERCA1基因表达水平显著增加(P<0.05)。相关性分析结果显示,温敏TRP基因表达水平与线粒体经典产热基因avUCP和avANT表达呈正相关关系,与线粒体氧化磷酸化功能相关基因表达水平呈负相关关系。[结论]孵化后期热处理可通过降低1日龄雏鸡胸肌的温敏TRP基因和线粒体产热相关基因表达水平水平,增加线粒体生物发生及氧化磷酸化功能相关基因表达水平,引起线粒体热适应性变化。
  • 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.
    [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%。
  • 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.
    [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。
  • 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.
    [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。
  • 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.
    [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。
  • 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.
    [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。
  • 扶绍东, 王子菁, 王正磊, 黄代钏, 石皖荣, 苗晋锋, 张明智
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 522-529.
    [目的]本试验旨在探讨Streptochlorin对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)感染引起小鼠乳腺上皮细胞氧化应激的影响及机制。[方法]采用海洋链球菌次级代谢产物Streptochlorin预处理小鼠乳腺上皮细胞指标检测(EpH4-Ev)2 h,适时加入S.aureus(MOI=10)共孵育4 h,收集样品;通过细胞活性检测、倒置荧光显微镜观察、生化指标检测、Western blot、RT-PCR等方法检测相关指标,并辅以计算机分子对接技术,明确Streptochlorin对S.aureus诱发乳腺上皮细胞氧化应激的影响及潜在机制。[结果]20μmol·L~(-1) Streptochlorin预处理能够明显改善S.aureus侵袭导致的乳腺上皮细胞排列紊乱、皱缩等形态改变,降低细胞损伤标志物乳酸脱氢酶(LDH)、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAGase)的分泌以及肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)和白细胞介素6(IL-6)等炎性细胞因子的基因表达(P<0.05)。Streptochlorin预处理能显著降低乳腺上皮细胞胞内活性氧(ROS)水平,提高细胞总抗氧化能力(T-AOC)水平,减少丙二醛(MDA)水平(P<0.05)。Western blot检测以及分子对接结果显示,Streptochlorin可能通过Keap1-Nrf2信号通路促进下游分子血红素加氧酶1(HO-1)、NAD(P)H∶醌氧化还原酶1(NQO1)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)的基因表达发挥抗氧化作用(P<0.05)。[结论]Streptochlorin对S.aureus感染小鼠乳腺上皮细胞诱发的氧化应激和炎症反应具有显著的保护作用,这可能与Keap1-Nrf2信号通路的激活有关。
  • 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.
    [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。
  • 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.
    [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。
  • 郭小燕, 尚皓玺
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 392-401.
    [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。
  • 王勇, 陶兆胜, 石鑫宇, 伍毅, 吴浩
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 602-611.
    [目的]本文旨在解决在自然环境下不同成熟度苹果目标检测精度较低的问题。[方法]提出了一种改进的YOLOv5s模型SODSTR-YOLOv5s(YOLOv5s with small detection layer and omni-dimensional dynamic convolution and swin transformer block),用于不同成熟度苹果检测。首先改进YOLOv5s的多尺度目标检测层,在Prediction中构建检测160×160特征图的检测头,提高小尺寸的不同成熟度苹果的检测精度;其次在Backbone结构中融合Swin Transformer Block,加强同级成熟度的苹果纹理特征融合,弱化纹理特征分布差异带来的消极影响,提高模型泛化能力;最后将Neck结构的Conv模块替换为动态卷积模块ODConv,细化局部特征映射,实现局部苹果细粒度特征的充分提取。基于不同成熟度苹果数据集进行试验,验证改进模型的性能。[结果]改进模型SODSTR-YOLOv5s检测的精确率、召回率、平均精度均值分别为89.1%、95.5%、93.6%,高、中、低成熟度苹果平均精度均值分别为94.1%、93.1%、93.7%,平均检测时间为16 ms,参数量为7.34 M。相比于YOLOv5s模型,改进模型SODSTR-YOLOv5s精确率、召回率、平均精度均值分别提高了3.8%、5.0%、2.9%,参数量和平均检测时间分别增加了0.32 M和5 ms。[结论]改进模型SODSTR-YOLOv5s提升了在自然环境下对不同成熟度苹果的检测能力,能较好地满足实际采摘苹果的检测要求。
  • 林俊, 刘伟, 陆欣
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 612-623.
    [目的]为解决粮堆通风死角问题,探究分形结构在通风过程作用效果和对通风均匀性的影响。[方法]提出多孔介质(沙砾)填料包裹变截面通风管道通风系统;通过矩形单元体构形最小流阻优化方法得到分形结构相关参数,将根据优化参数设计的分形支管与变截面通风管结合,提出多孔介质填料包裹变截面管道加分形结构通风系统。粮食种类选用稻谷,填料层多孔介质材料选用沙砾,对2种通风系统进行通风降温仿真研究,模拟初温为300 K粮仓通入恒温为293 K的冷风降温过程,通风时间均持续7.5 d,对比2种通风系统的速度场和温度场。[结果]在非分形通风系统,通风死角区域绝大部分处在填料层,粮堆各区域通风强度得到保证,但强通风与强降温区域集中在通风管附近及其上方区域,降温均匀性不佳。在分形通风系统,通风死角区域被控制在通风管及分形支管下方位置,从速度场看粮堆各区域通风更加均匀,粮堆各区域降温均匀性较好,最大温差由2.8 K降低到1.3 K。从通风均匀性指数可知,分形通风系统整体通风均匀性较好,均匀性指数达0.919。[结论]沙砾填料层可帮助粮堆避开大部分通风死角,分形结构在通风弱区可有效增强通风强度,在提升温降均匀性方面效果优异。
  • 李晓晗, 陈婧, 周斌
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 497-506.
    [目的]线粒体作为重要的能量代谢细胞器,不仅可以调控宿主先天免疫通路影响病毒复制,而且其生物学功能的改变与病毒生命周期密不可分。本文旨在确定抑制日本乙型脑炎病毒(JEV)的线粒体靶向化合物。[方法]通过体外CCK-8、间接免疫荧光、蛋白免疫印迹、RT-qPCR以及细胞因子检测等试验,对382种线粒体靶向化合物抗JEV的效果进行评价,筛选到的敏感药物在小鼠体内进行抗病毒效果验证。[结果]通过药物初筛,从382种药物中筛选出9种疑似抗JEV药物,进一步的体外分子试验筛选确定了其中3种药物对JEV复制有明显的抑制作用,分别为丙酮酸钠(sodium 2-oxopropanoate)、布喹那(brequinar)及松果菊苷(echinacoside)。动物试验结果表明,3种药物有效抑制了JEV在小鼠体内的增殖,给药组小鼠体重增加明显高于对照组,血液中的病毒含量更低,死亡率更低,细胞因子水平出现显著变化,其中以布喹那给药组最为明显。[结论]成功筛选出3种抗JEV的线粒体靶向化合物,为探究线粒体在病毒复制中发挥的作用提供了借鉴,也为抗JEV的临床药物研发提供了新思路。
  • 任治洲, 梁琨, 王泽宇, 张群, 郭雅欣, 郭嘉琦
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 583-591.
    [目的]小麦病斑粒智能检测对于高效、快速、准确评估麦粒的品级有重要意义。现有小麦病斑粒分类的深度神经网络存在参数数量大、运算复杂等缺点,不便于在移动端部署模型,影响了小麦病斑粒现场分类的效率。本文提出了一种用于小麦病斑粒分类的轻量级神经网络算法。[方法]本研究在轻量化网络MobileNetV2的基础上进行改进,加入改进的CBAM(convolutional block attention module)注意力机制,对改进的模型全整型量化后在边缘计算设备上部署。利用该模型对4种小麦籽粒(赤霉病粒、腥黑穗病粒、破损粒和正常粒)分类。[结果]相比于改进前的MobileNetV2网络,结合改进的注意力机制和MobileNetV2网络在准确率、精准率、召回率上分别提升3.15%、3%和3%;全整型量化后的改进模型对小麦赤霉病粒、腥黑穗病粒、破损粒和正常粒的识别准确率分别达到99%、94%、99%和96%。该模型大小仅有2.36 MB,在边缘计算设备的单次推理时间仅为96.95 ms。[结论]本文改进后的算法模型的准确率提升、大小减少、推理速度加快,可为小麦病斑粒分类模型去冗余提供指导。
  • 朱琦, 周德强, 盛卫锋, 左文娟, 朱家豪
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 592-601.
    [目的]针对苹果无损检测过程中表面缺陷检测精度低的问题,提出一种基于DSCS-YOLO的苹果表面缺陷检测方法。[方法]首先为提高网络对表面缺陷细节特征的提取能力,设计一种基于Dense模块以及SE模块的深浅特征选择模块DSCS(deep and shallow feature selection module),采用DSCS替换Backbone中的C3模块,在保留表面缺陷浅层信息的基础上强化对重要特征的学习,并起到削弱冗余特征的作用;针对Backbone与Neck部分输出信息过多导致的参数耦合问题,利用解耦头原理对Head层部分进行分层预测。其次采用ELU激活函数改进原有解耦头,简化末端结构,使网络训练更加容易。最后针对表面缺陷标注困难的问题,采用Wise-IoU损失函数代替CIoU损失函数,为不同质量的标注提供非线性增益,实现网络的动态聚焦学习。[结果]DSCS-YOLO提高了对小目标的检测能力,在苹果表面缺陷测试集上平均精度均值达到90.9%,相较于YOLOv3-tiny、YOLOv5s、YOLOX-s以及SSD分别提高了4.5%、1.9%、6.3%、16.3%,检测效果最优。同时模型参数量为9.54 M,推理时间仅为2.8 ms,检测速度快,满足实际应用需求。[结论]改进后的DSCS-YOLO提高了YOLOv5s算法的精度,实现了苹果表面缺陷的精准识别。
  • 黄周轲, 王莉, 叶小梅
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 292-297.
    [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。
  • 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.
    [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。
  • 张晶晶, 孙慧敏, 宋家升, 鲍恩东
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 515-521.
    [目的]为了开发一种能够预防感染、阻止潜伏期建立的猫疱疹病毒Ⅰ型(FHV-1)弱毒疫苗,利用同源重组以及CRISPR/Cas9技术将FHV-1的gIgE基因替换为红色荧光蛋白基因(RFP)。[方法]构建针对gIgE基因的3条sgRNA及表达Cas9蛋白的质粒,将含有sgRNA及Cas9蛋白的质粒与含有RFP的转移载体共转染到猫肾细胞(F81),通过噬斑纯化以及有限稀释方法进行病毒纯化,以重组病毒感染F81细胞连续10代验证其遗传稳定性,通过测定重组病毒以及亲本病毒H07的病毒滴度、一步生长曲线以及判断噬斑大小评价其生物学特性。[结果]成功构建了FHV-1 gIgE基因缺失毒株并将其命名为FHV-ΔgIgE-RFP;提取重组病毒DNA,通过PCR验证gIgE基因无目的条带,表明重组病毒纯化成功,再通过PCR验证RFP基因有目的条带,表明重组病毒成功插入外源基因。病毒滴度测定结果显示,与亲本病毒相比重组病毒的病毒滴度下降了90%;在F_1—F_(10)连续传代过程中RFP荧光表达且无减弱现象,表明重组病毒可稳定表达外源基因;测定FHV-ΔgIgE-RFP以及H07的生长曲线,重组病毒的生长趋势与亲本病毒大致相同,表明插入外源基因并不会改变病毒本身的生长特性;噬斑观察及染色结果显示,在病毒感染细胞前、后期,重组病毒的噬斑都小于亲本病毒,表明缺失gIgE基因后病毒毒力下降。[结论]成功构建并筛选出FHV-1 gIgE基因缺失致弱毒株,为开发疱疹病毒弱毒活载体疫苗奠定了基础。
  • 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.
    [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。
  • 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.
    [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。
  • 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.
    [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。
  • 代祥, 梅菊芬, 杨亦扬, 王玉花
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 232-241.
    [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。
  • 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.
    [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。
  • 孟佳佳, 郭文博, 聂冬霞, 韦阳, 赵志辉, 韩铮
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 564-574.
    [目的]本文旨在研制脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)国家级纯度标准物质,为农产品中DON的检测等工作提供物质基础。[方法]利用质量平衡法和定量核磁共振法对DON纯度标准物质进行纯度定值。质量平衡法包括采用液相色谱面积归一化法测定DON主成分含量,采用卡尔费休库仑法测定纯度标准物质中水分含量,采用顶空气相色谱-质谱法测定挥发性杂质含量,以及采用电感耦合等离子质谱法测定无机离子杂质含量。定量核磁共振法采用苯甲酸为内标,选择合适的共振峰,内标法定量标准物质的纯度,并对标准物质进行均匀性、稳定性检测和不确定度评估。[结果]质量平衡法的纯度定值结果为99.47%,定量核磁共振法定值结果为99.45%,最终所研制的DON纯度标准物质的纯度为99.5%,扩展不确定度为0.4%,均匀性良好,且满足12个月以上的稳定性要求。[结论]本试验所研制的DON纯度标准物质符合国家标准物质技术规范,目前已被批准为国家一级标准物质,并已被用于小麦、玉米等农产品实际检测过程中。