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  • 杭慧娴, 陈硕, 杨梦圆, 刘花, 赵耕毛
    南京农业大学学报. 2024, 47(05): 880-890.
    [目的]本文旨在研究不同特肥产品的养分效应及其施用方法,为玉米高产栽培提供理论依据。[方法]以市场主流特肥产品为研究对象,按其功能分类后布置盆栽试验,测试特肥产品对玉米生长的促进作用。通过Pearson相关性分析和主成分分析对玉米的14个指标进行综合评价,筛选出优质高效的特肥产品并予以复配施用。试验设10个处理:CK1(不施肥)、CK2(常规施肥)、T1(有机肥O12+无机肥I3+生物刺激素M7)、T2(有机肥O12+无机肥I5+生物刺激素M7)、T3(有机肥O12+无机肥I5+生物刺激素M1)、T4(有机肥O12+无机肥I3+生物刺激素M1)、T5(有机肥O2+无机肥I3+生物刺激素M7)、T6(有机肥O2+无机肥I5+生物刺激素M7)、T7(有机肥O2+无机肥I5+生物刺激素M1)、T8(有机肥O2+无机肥I3+生物刺激素M1),每处理3次重复,按随机区组排列设计。[结果]与CK1处理相比,特肥处理显著增加土壤的速效氮、有效磷、速效钾含量(P<0.05),然而CK2处理土壤的速效氮、有效磷、速效钾含量在整个生育期中均维持最高水平,6叶期(35 d)时分别达到46.0、38.9和179.6 mg·kg-1。玉米根系扫描结果显示,T4处理对玉米根系发育具有明显促进作用,与CK2处理相比,其总根长、根体积、根总表面积、根尖数均显著增加,其增幅分别为35.5%、43.9%、42.2%和28.9%。各特肥处理也均促进了玉米对矿物质营养的吸收利用,根、茎、叶的N、P、K+、Ca2+、Na+、Mg2+等元素含量明显增加。同时,特肥处理均显著促进玉米生长,其中T4处理均显著增加玉米株高、茎粗、茎叶鲜重、根鲜重。[结论]由有机肥、无机肥、生物刺激素复配而成的特肥能促进玉米营养吸收,协调玉米根系与茎叶生长,其中T4处理(3.0 t·hm-2有机肥O12+45.0 kg·hm-2无机肥I3+稀释20 000倍生物刺激素M1复配)为玉米最佳特肥施用方法。
  • 张龄尹, 刘珊珊, 魏文哲, 徐谞, 操一凡, 刘红军, 沈宗专, 李荣, 沈其荣
    南京农业大学学报. 2024, 47(05): 898-906.
    [目的]为实现香蕉枯萎病的有效防控,本研究拟构建对香蕉枯萎病具有抑制作用的生物防治菌群。[方法]利用平板对峙法从香蕉枯萎病的抑病型土壤中分离筛选对香蕉枯萎病菌(尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种)具有抑制作用的菌株,并通过16S rRNA测序技术对菌株进行鉴定,通过室内培养试验测定菌株产生长素和生物膜形成能力,结合室内共培养试验和盆栽试验探究构建的菌群对香蕉枯萎病的抑制作用。[结果]分离筛选到的4株拮抗菌均对香蕉枯萎病菌表现出较强的抑制作用,16S rRNA序列检测结果表明,其分别为芽胞杆菌(Bacillus sp.)、链霉菌(Streptomyces sp.)、芽胞杆菌(Bacillus sp.)、肠杆菌(Enterobacter sp.);室内培养试验发现,分离筛选的4株拮抗菌具有较强的产生长素和生物膜形成能力;体外共培养研究结果进一步发现,由4株菌组成的合成菌群表现出最强的抑制效果,相比于对照,抑菌率增加了93.6%;盆栽试验证实该合成菌群能有效在香蕉植株根际定殖,并显著降低病原菌数量,相比于对照,其病原菌数量降低了92.13%。[结论]成功分离筛选并构建了一个由4株细菌组成的抑病菌群,盆栽条件下其能明显抑制香蕉枯萎病病原菌的增殖,为利用有益微生物防控香蕉枯萎病提供了一定的技术支撑。
  • 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。
  • 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.
    [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。
  • 舒嘉傲, 曹少先, 孟春花, 钱勇, 张俊, 张建丽, 丁强, 李隐侠, 李齐发
    南京农业大学学报. 2024, 47(01): 174-182.
    [目的]本文旨在研究湖羊长链非编码RNA-269(long no-coding RNA-269,lncRNA-269)序列特征、表达模式和转录调控,为后续开展lncRNA-269的功能研究提供理论基础。[方法]以湖羊为研究对象,采用5′/3′RACE结合PCR扩增方法获得其序列全长,利用RT-qPCR方法鉴定其在湖羊组织中的表达模式,并利用PCR方法扩增其启动子区,鉴定其启动子区特征,分析其转录调控情况。[结果]湖羊lncRNA-269全长3 146 bp,组织表达谱显示其在湖羊各组织中广泛表达,且在健康卵泡中显著高表达,其表达水平与NR5A1 mRNA水平和血清中雌二醇(E_2)水平呈正相关。荧光素酶活性分析发现在lncRNA-269启动子区的-359~-17 nt有1个转录激活基序,在-1 485~-942 nt有1个转录抑制基序。JASPAR软件预测发现在lncRNA-269转录抑制启动子区域存在FOXO3、PDX1等转录因子结合位点,在转录激活区域有SMAD4、YY1等转录因子结合位点。过表达SMAD4可显著提升lncRNA-269启动子区荧光素酶活性,染色质免疫沉淀(ChIP)-PCR试验进一步确认了SMAD4特异性与lncRNA-269启动子区结合。[结论]湖羊lncRNA-269在健康卵泡中显著高表达,其启动子区存在一个转录激活区域和一个转录抑制区域,转录因子SMAD4可通过与lncRNA-269启动子区结合显著上调lncRNA-269的启动子活性。
  • 邱涛涛, 苏鸿飞, 王瑜, 张禾佳, 胡慧欣, 阮诗婷, 袁星星, 谢彦杰
    南京农业大学学报. 2024, 47(03): 453-461.
    [目的]本文利用生物信息学方法从绿豆基因组中筛选谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GPX)基因家族成员,并探究其组织表达模式及其对若干胁迫的响应。[方法]利用生物信息学的方法对绿豆GPX家族的等电点、相对分子质量、共线性、上游顺式作用元件等进行分析,通过转录组测序和RT-qPCR进一步分析绿豆GPX基因家族的组织表达模式以及在不同逆境胁迫和激素作用下的表达水平。[结果]从绿豆基因组中筛选出8个GPX基因,其不均匀分布于1/2/3/5/10号染色体上。基因结构及基序分析结果显示,8个GPX的基因结构类似,均含有6个内含子区域,并且大部分GPX成员都具有UTR区。转录组以及RT-qPCR分析结果表明,多个GPX家族成员均能响应多种逆境胁迫。组织表达分析结果显示,不同GPX家族成员在不同组织中呈特异性表达;GPX家族整体在绿豆中表达丰度较低,但表达量能被各种胁迫强烈诱导。[结论]绿豆GPX基因家族响应多种非生物胁迫,不同GPX成员响应的胁迫类型不同。
  • 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。
  • 徐俊杰, 王莹, 丁宁, 马向花, 刘塔, 周天赐, 李涛, 袁朝海, 张威, 蔡亚非
    南京农业大学学报. 2024, 47(01): 133-141.
    [目的]本试验以舍饲育肥牦牛为研究对象,探究日粮精粗比对舍饲育肥牦牛瘤胃代谢的影响,期望为青海牦牛规模化、产业化和现代化养殖过程中日粮精粗比调控提供参考。[方法]对15头试验牛群进行分组,分别饲喂精粗(质量)比为3∶7(A组)、5∶5(B组)、7∶3(C组)的全混合日粮(total mixed ration, TMR)。饲喂90 d后于凌晨空腹屠宰,采集瘤胃液和瘤胃上皮组织,通过16S核糖体RNA(16S ribosomal RNA,16S rRNA)高通量测序、气相色谱、RT-qPCR以及Western blot试验方法,探究不同精粗比日粮饲喂下,舍饲育肥牦牛瘤胃细菌菌群结构、瘤胃发酵参数以及瘤胃上皮中挥发性脂肪酸(VFA)转运载体表达量的变化。[结果]日粮精粗比显著影响瘤胃细菌菌群结构,随着精料占比升高,在门水平上,拟杆菌门(Bacteroidetes)、螺旋体门(Spirochaetes)和黏胶球形菌门(Lentisphaerae)相对丰度显著上升(P<0.05),厚壁菌门(Firmicutes)和软壁菌门(Tenericutes)相对丰度显著下降(P<0.05);属水平上,随着精料比例提高,理研菌科RC9肠道群(Rikenellaceae RC9 gut group)、克里斯腾森菌科R7群(Christensenellaceae R7 group)、Saccharofermentans、产琥珀酸菌属(Succiniclasticum)和Lachnoclostridium相对丰度显著升高(P<0.05),C组牦牛瘤胃球菌属(Ruminococcus)和拟杆菌属(Bacteroides)相对丰度显著低于A组(P<0.05),B组和C组牦牛普氏菌属(Prevotella)、假丁酸弧菌(Pseudobutyrivibrio)和密螺旋体属(Treponema)相对丰度显著高于A组(P<0.05)。日粮精粗比对瘤胃pH值及VFA产量影响显著,精粗比上升显著下调瘤胃内容物pH值(P<0.05),乙酸浓度、乙酸浓度/丙酸浓度显著降低(P<0.05),丙酸、戊酸和总VFA浓度显著升高(P<0.05),与A、B组相比,C组丁酸和异丁酸浓度显著升高(P<0.05)。日粮精粗比对瘤胃上皮VFA转运载体表达量影响显著。随着日粮精料比例升高,腺瘤下调蛋白基因(DRA)、假定阴离子转运载体1基因(PAT1)、单羧酸转运载体1基因(MCT1)和单羧酸转运载体4基因(MCT4)在mRNA水平的相对表达量显著升高(P<0.05),而阴离子交换蛋白2基因(AE2)在mRNA水平和蛋白水平的相对表达量则显著下降(P<0.05),上述基因的蛋白表达趋势与mRNA的一致。随着日粮精粗比例升高,牦牛的生产性能,即平均日增重、饲料转化率、屠宰率也随之提高,且具有显著差异(P<0.05)。[结论]饲喂高精料日粮可提升牦牛瘤胃中非纤维素降解菌的相对丰度,使大量能量饲料和蛋白饲料快速转化为VFA,为机体供能。激活瘤胃上皮细胞中VFA转运载体,提高其表达量,加快VFA转运入血的速度,以提高脂肪代谢底物,最终达到快速育肥的效果。
  • 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.
    [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。
  • 王苏苏, 李涛, 丁宁, 王莹, 邓子晗, 张威, 陈芷希, 徐俊杰, 时晓丽, 向小娥, 仲伟臣, 蔡亚非
    南京农业大学学报. 2024, 47(05): 957-966.
    [目的]奶牛乳房炎是奶牛养殖过程中的高发疾病,本研究旨在对声波脉冲技术(acoustic pulse therapy, APT)治疗奶牛乳房炎的效果进行初步探究。[方法]根据致病菌和牛奶体细胞检测结果,选择江苏省某牧场临床乳房炎和亚临床乳房炎奶牛100头,其中临床乳房炎奶牛60头,分为APT治疗组20头、抗生素治疗组20头、APT和抗生素联合治疗组20头;亚临床乳房炎(隐性乳房炎)奶牛20头,采用APT治疗;20头健康奶牛作为阴性对照组。对比探究APT治疗奶牛乳房炎的效果。[结果]当奶牛罹患乳房炎后,生产性能指标牛奶中体细胞数显著升高(P<0.05),日产奶量显著下降(P<0.05);血液中白细胞数显著升高(P<0.05),淋巴细胞数和中性粒细胞数极显著升高(P<0.01),炎症因子IL-1β含量显著升高(P<0.05)、IL-6和IL-8含量极显著升高(P<0.01),糖皮质激素含量显著升高(P<0.05)。在使用APT治疗后,体细胞数显著下降(P<0.05),日产奶量显著升高(P<0.05),乳脂、乳蛋白、乳糖、非脂固形物、总固形物和尿素氮无显著变化(P>0.05);白细胞数、中性粒细胞数和淋巴细胞数显著下降(P<0.05),其他血液生理指标无显著变化(P>0.05);亚临床组炎症因子IL-1β含量显著下降(P<0.05),IL-6和IL-8含量显著降低(P<0.05),糖皮质激素含量显著下降(P<0.05)。[结论]APT作为一种新的奶牛乳房炎治疗技术,可以有效治愈奶牛乳房炎,且没有引起产奶量损失。
  • 李吴洁, 危疆树, 王玉超, 陈金荣, 罗好
    南京农业大学学报. 2024, 47(05): 1000-1008.
    [目的]柑橘叶片受到病菌感染或虫害侵袭后,导致柑橘树生长发育异常、产量减少甚至死亡。早期柑橘叶片病虫害检测有助于做好预防措施减少损失。[方法]实际检测过程中YOLOv5s模型存在定位不精确、背景复杂等问题,受VAN(visual attention network)模型的启发,引入LKA(large kernel attention)模块,对YOLOv5s模型进行改进。改进的YOLOv5s模型可实现对图像信息的集中关注和精细抽取;使用CARAFE轻量级算子替换常规的上采样方法,能够提高特征重建质量,解决尺度不匹配问题并提高检测性能;使用FReLU激活函数,能够捕捉更多的柑橘病虫害的关键特征,提高检测准确度。此外,还构建了一个包含炭疽病、溃疡病和受潜叶蝇病虫侵害的柑橘叶片数据集,采用该数据集进行试验。[结果]改进后的模型YOLOv5-LC对于柑橘病虫害的检测结果显示:平均检测精度mAP50达到94.5%,mAP50:95为84.3%,较原模型分别提高了2.0%和4.4%,模型大小仅为7.3 MB。准确率为93.8%,召回率84.5%,浮点运算次数仅为18.5 G。[结论]改进后的YOLOv5-LC模型可以更加准确检测出柑橘病虫害。
  • 洪星, 姬江涛, 段意洁, 张瑞红, 高颂
    南京农业大学学报. 2024, 47(05): 1028-1036.
    [目的]奶牛臀宽是奶牛生长繁殖的重要评判标准,目前臀宽测量依旧以人工测量为主,费时费力,而且容易受主观因素影响。本文提出一种基于点云精准分割的奶牛臀宽自动测量方法。[方法]搭建奶牛后俯视深度图像采集系统,对原始数据进行处理,利用DBSCAN(density-based spatial clustering of applications with noise)方法剔除奶牛周围的背景。基于PointNet++神经网络,将奶牛坐骨结节进行分割并获取臀部区域。检测奶牛臀部区域的轮廓线,利用坐骨结节与尾巴之间的凹陷来判定坐骨结节的位置,最终计算出奶牛的臀宽。[结果]点云分割模型在交并比50%下的平均准确率可达94.2%,体尺测量的最大绝对误差为-5.53 cm,平均相对误差为5.84%。而奶牛在尾巴自然下垂状态时绝对误差为-2.02~2.22 cm,平均相对误差为3.79%。[结论]本文方法在奶牛尾巴自然下垂时效果最好,能够较好地实现奶牛臀宽自动检测。
  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 郭小燕, 于帅卿
    南京农业大学学报. 2024, 47(05): 1009-1018.
    [目的]本文提出一种轻量级YOLOv5S农作物虫害目标检测模型以解决在样本数量不足的情况下农作物虫害识别的问题。[方法]利用Ghost技术将2个Ghost Bottle Block线性特征提取模块封装为1个GB模块,代替YOLOv5S中前7个CBL、CSP、SPP非线性特征提取模块,从而约简了YOLOv5S的网络参数,减轻了网络体量。[结果]在保证虫害检测效果的前提下降低网络对计算硬件与训练样本的依赖。为了验证模型的有效性,对水稻、玉米、棉花、马铃薯、苜蓿5种农作物的12类虫害进行识别与定位,多类别平均精度(mAP)为91.31%,比YOLOv5S模型高出2.56百分点。[结论]通过与SSD、Faster-RCNN、YOLOv5S模型对比发现,本文提出的模型在mAP、F1-score、精确率(Precision)、召回率(Recall)4个评价指标均占优势,尤其在小目标、密集目标、与背景相似目标的检测方面表现突出。
  • 杨铭宣, 刘梦杰, 王晋, 虞德兵
    南京农业大学学报. 2024, 47(01): 96-104.
    [目的]本试验旨在研究日粮添加姜黄素对由热应激引起的蛋鸡肝脏抗氧化性能损伤的影响。[方法]以南京盘滁机械化养鸡场提供的180只280日龄海兰蛋鸡为研究对象,随机分成3组:对照组(Con)饲喂基础饲粮,环境温度为(24±2)℃;热应激组(HS)是基于对照组的基础上每天维持热应激6 h以上,环境温度为(34±2)℃;姜黄素组(HS+CUR)是在热应激组的基础上,饲喂基础饲粮中添加150 mg·kg~(-1)姜黄素的试验饲粮;每组4个重复,每个重复15只鸡。采集蛋鸡肝脏组织样利用TMT(tandem mass tags)蛋白质组学技术分析蛋鸡肝脏蛋白质差异表达。[结果]实时荧光定量PCR结果显示:热应激组与对照组相比肝脏SOD1和GPX1的表达极显著降低(P<0.01),CAT表达水平显著降低(P<0.05);添加姜黄素可以极显著增加肝脏SOD1和GPX1表达水平(P<0.01),显著增加CAT表达水平(P<0.05)。TMT蛋白组学分析共检测到5 039个蛋白,其中4 235个具有定量信息,差异表达蛋白主要参与脂质和葡萄糖代谢、氧化应激、线粒体功能障碍和炎症反应等生物进程;主要参与的途径有PPAR信号通路、过氧化物酶体、脂质代谢、细胞色素P450、生物合成以及脂肪细胞因子信号通路等。选取15个显著表达的蛋白进行基因水平上的验证,结果表明基因水平和蛋白组学分析结果一致。[结论]补充姜黄素可以缓解蛋鸡由热应激引起的肝脏氧化应激以及与脂质代谢相关生物学过程。
  • 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.
    [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。
  • 宋国红, 刘松涛, 李林蔚, 刘飞, 张峰
    南京农业大学学报. 2023, 46(03): 482-488.
    [目的]本文旨在体外表达纯化灰霉菌Ⅰ型肌球蛋白(MyosinⅠ)及筛选抑制剂。[方法]采用SF9昆虫细胞蛋白表达系统表达灰霉菌MyosinⅠ(BcMyosinⅠ)马达结构域,用亲和层析和凝胶过滤层析纯化方法纯化蛋白,用SDS-PAGE和Western blot检测蛋白表达情况。从实验室已有的化合物库中,用ATPase活性试剂盒测定化合物对BcMyosinⅠ的酶活性抑制率。采用菌丝生长速率法测定部分化合物对灰霉菌的菌丝生长抑制活性。以禾谷镰刀菌Ⅰ型肌球蛋白(FgMyosinⅠ)三维结构为模板,同源模建预测BcMyosinⅠ三维结构。用AutoDock-Vina软件将部分化合物与BcMyosinⅠ进行分子对接。[结果]成功在体外表达纯化BcMyosinⅠ。20μmol·L~(-1)条件下,化合物B1和B17对BcMyosinⅠ的酶活性抑制率分别为56.24%和65.39%,显著高于对照药剂氰烯菌酯对酶活性的抑制率(27.29%);B1和B17对灰霉菌的菌丝生长抑制率分别为32.90%和83.44%,显著高于对照药剂氰烯菌酯对菌丝生长的抑制率(1.06%)。对照药剂氰烯菌酯与BcMyosinⅠ的结合自由能为-29.26 kJ·mol~(-1),而化合物B1和B17与BcMyosinⅠ的结合自由能分别为-35.53和-36.78 kJ·mol~(-1),结合自由能低,说明化合物B1和B17对BcMyosinⅠ的抑制活性均高于氰烯菌酯。[结论]成功获得BcMyosinⅠ单体蛋白;筛选出B1和B17两个灰霉菌肌球蛋白抑制剂。
  • 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.
    [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。
  • 康金涛, 刘昆鹏, 杨闯, 全成滔, 戴成, 马朝芝
    南京农业大学学报. 2023, 46(03): 454-463.
    [目的]本文旨在研究油菜苔(2个品种)与15种常见蔬菜16种离子组分含量与综合评价,为油菜苔推广提供参考。[方法]利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定油菜苔和常见蔬菜中16种矿质元素含量,并利用相关分析、聚类分析、离子图谱和对数主成分分析综合评价油菜苔与15种蔬菜的矿质营养品质。[结果]16种矿质元素含量变异大,变异系数由大到小依次为Mo、As、Fe、Pb、Na、Mn、Se、Cd、Ba、Cu、Ca、Mg、K、B、Zn、P;Cu、Fe、Zn之间,有害元素(As、Cd、Pb)及其与Mg、K、Ca、Fe间均达到显著正相关。基于离子组分含量将17种蔬菜划分为5组,组Ⅰ和Ⅱ具有离子协同积累特征,组Ⅲ具有低Na特征,组Ⅳ具有富Se特征,组Ⅴ具有均衡有益元素、低有害元素的特征。依据对数主成分分析将16种元素转化为4个主成分综合指标,累计贡献率达82.035%。矿质营养综合评价值S_f排名前三的蔬菜为菠菜、广东菜心和西芹。四季豆、黄瓜、西兰花以及‘狮山2017’、白菜苔、‘狮山菜苔’中矿质元素含量均衡,胡萝卜和高丽菜中Se含量较高。[结论]油菜苔离子组分含量较均衡,利用对数主成分分析结合相关分析和聚类分析实现了蔬菜品种矿质营养的综合评价。
  • 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.
    [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。
  • 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.
    [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。
  • 孟宪伟, 汤静, 王春飞, 陈逸婷, 金鹏, 郑永华
    南京农业大学学报. 2023, 46(06): 1179-1186.
    [目的]本文旨在研究低温等离子体处理对鲜切胡萝卜贮藏期间品质及抗氧化活性影响,为低温等离子体处理在鲜切胡萝卜保鲜中的应用提供依据。[方法]将鲜切胡萝卜用介质阻挡放电型低温等离子体在60 kV下处理5 min,于(10±1)℃下贮藏72 h,定期取样测定其品质指标、多酚含量及抗氧化活性。[结果]低温等离子体处理可抑制鲜切胡萝卜过氧化物酶活性的升高及木质素的积累,延缓白变的发生,同时显著抑制微生物的生长,保持较高的抗坏血酸和总胡萝卜素含量。此外,低温等离子体处理可提高鲜切胡萝卜贮藏前期超氧阴离子生成速率及过氧化氢含量,提高苯丙烷代谢关键酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸-4-羟化酶(C4H)及4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)的活性,以及绿原酸、咖啡酸等酚类物质含量和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除率。[结论]低温等离子体处理可有效延缓鲜切胡萝卜品质劣变,促进酚类物质积累,增强鲜切胡萝卜的抗氧化能力。
  • 周晴, 夏龙腾, 罗飞雄, 杨国顺, 徐丰, 许延帅
    南京农业大学学报. 2023, 46(06): 1051-1059.
    [目的]本文旨在探究延后栽培对‘夏黑’葡萄果实品质的影响。[方法]以‘夏黑’葡萄为材料,正常栽培方式为对照,延后栽培方式为处理,自花后30 d开始,每隔7 d收集葡萄果实直至果实成熟,测定并比较2个成熟期不同果实生长发育期的果实大小、果糖/苹果酸、糖组分、酶活性等指标。[结果]转色期后,对照果实着色较延后果果实深;花后30~70 d,延后果果实单粒重和果实体积明显较小;成熟期后,对照果实可溶性固形物较延后果高;延后果果实的果糖、葡萄糖和蔗糖含量与对照果实相比均未提高。与正常栽培相比,延后栽培成熟果实中的果糖比例从52.19%提高至54.68%,苹果酸比例从42.12%下降至26.10%,果糖/苹果酸比值从45.61提高至63.06。花后30~51 d,延后栽培果实的蔗糖合成酶SSⅠ活性比正常栽培的高,花后51 d后该酶活性降低。2种栽培模式下,果实发育中的转化酶、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶活性均无显著性差异。[结论]与糖酸风味相关的果糖与苹果酸比值在延后果果实中比对照高,可能是延后果在风味上比对照果实好的原因。
  • 毕研胜, 郑莉娜, 张璐, 王瑜晖, 钱春桃
    南京农业大学学报. 2023, 46(06): 1040-1050.
    [目的]本文旨在通过远缘杂交诱导获得甜瓜自交系BPC-4的双单倍体,并分析其植物学性状和基因组的变化特征。[方法]以甜瓜自交系BPC-4(2n=2x=24)为母本与甜瓜属8种不同材料进行杂交,对获得的杂交后代F_1再进行自交,获得F_2、F_3,用于染色体数目观察、SSR分子标记分析和同一世代植株性状一致性观察,以鉴定其是否为双单倍体;对F_2、F_3进行基因组重测序,分析双单倍体基因组SNP纯化位点分布和稳定性。[结果]在8个杂交组合中,BPC-4×黄瓜自交系YPJ-6组合获得了3粒种子,其中1粒种植成活获得50粒自交后代。经鉴定发现,杂交后代(F_2)染色体数为2n=2x=24。SSR鉴定显示,27对标记在F_2中扩增出的带型与母本相同,F_2单株间的带型一致,且F_3带型不分离,表明F_2基因位点纯合;植物学性状的统计分析显示,F_2与BPC-4相比主要变化为株型紧凑、矮化,其节间距、茎粗、叶长、叶宽、叶柄长的均值都小于BPC-4,F_2单株间整齐一致。以上结果证明远缘杂交获得的后代为双单倍体,因此将F_1、F_2、F_3分别命名为DH_0、DH_1、DH_2。双单倍体的种子数、结籽率数据表明:DH_0的育性较低,DH_1和DH_2育性已经恢复,接近BPC-4,可以通过自交进行种子扩繁保存。基因组重测序发现:与BPC-4相比,双单倍体SNP位点纯化了0.26%,新的纯化位点在12条染色体上均有分布;双单倍体自交后代DH_1和DH_2纯化位点数的差值为1 016个,占比仅为0.05%,远小于孟德尔理论上常规自交S_4与S_5纯合度的差值(3.13%),表明双单倍体基因组已经稳定。[结论]基因组重测序和性状变化证明甜瓜在经历4代自交后仍然有必要创制为双单倍体,且获得的双单倍体可以通过种子保存用于育种和理论研究。
  • 杨宝龙, 董钊绮, 李潇凡, 吴双, 宋倩倩, 卞友庆, 江勇, 常国斌, 陈国宏, 白皓
    南京农业大学学报. 2023, 46(03): 572-578.
    [目的]本文旨在研究小体型肉鸭剩余采食量(RFI)与屠宰性能和胸肌肉品质的关系。[方法]选取1 000只21日龄小体型肉鸭单笼饲养至63日龄,测定22~63日龄的RFI。于63日龄随机挑选72只肉鸭(公母各半)屠宰,测定其屠宰性能和胸肌肉品质,再对RFI与屠宰性能和肉品质进行相关性分析。[结果]在生长性能方面,公鸭的22日龄体重(BW22)、63日龄体重(BW63)、平均日采食量(ADFI)和平均日增重(ADG)均极显著高于母鸭(P<0.01),料重比(F/G)和RFI极显著低于母鸭(P<0.01)。RFI与F/G、ADFI呈极显著正相关(P<0.01)。在屠宰性能方面,公鸭的屠宰率、半净膛率、全净膛率、胸肌率、腿肌率、瘦肉率、腹脂率和肌胃率与母鸭相比均差异不显著(P>0.05)。RFI与胸肌率及瘦肉率呈显著负相关(P<0.05)。在肉品质及营养成分方面,公鸭的胸肌黄度值(b~*)显著高于母鸭(P<0.05),pH_(24 h)值显著低于母鸭(P<0.05),胶原含量显著低于母鸭(P<0.05),但公鸭的失水率极显著高于母鸭(P<0.01)。RFI与胸肌亮度(L~*)呈显著负相关(P<0.05),与剪切力呈显著正相关(P<0.05),与胸肌胶原含量呈显著正相关(P<0.05)。[结论]对RFI的选育可以有效提高小体型肉鸭的饲料利用率且能改善部分屠宰性能指标和肉品质指标,为小体型优质肉鸭饲料效率的改良和选育提供参考。
  • 孙淼, 张玲, 葛亚平, 陈伟亮, 刘波, 刘文斌, 李向飞
    南京农业大学学报. 2023, 46(03): 579-586.
    [目的]本文旨在探究日本沼虾对6种蛋白质原料中蛋白质、氨基酸及磷的离体消化率及酶解能力,为日本沼虾饲料的开发提供指导。[方法]分别以鱼粉、血粉、豆粕、棉粕、菜粕与花生粕为蛋白质原料,采用离体消化法和茚三酮法测定日本沼虾肝胰腺与胃肠道粗酶提取液对这6种原料中干物质、粗蛋白和总磷的离体消化率,以及酶解后氨基酸的生成量和酶解液中磷含量。[结果]肝胰腺粗酶提取液处理下,豆粕组中干物质的消化率最高,且显著高于血粉组(P<0.05);粗蛋白离体消化率以棉粕为最高,显著高于除豆粕外的其他原料(P<0.05);总磷消化率以花生粕最高,显著高于鱼粉组(P<0.05)。胃肠道粗酶提取液处理下,菜粕的干物质消化率最高,且显著高于棉粕和血粉组(P<0.05),而粗蛋白和总磷的消化率均以棉粕为最高。此外,在肝胰腺和胃肠道粗酶提取液处理下,6种蛋白原料生成的氨基酸含量均随消化时间的延长显著升高,而鱼粉和血粉的氨基酸生成量显著高于其他蛋白原料(P<0.05)。胃肠道粗酶液中的磷含量随时间延长呈先升高后降低的趋势,在8 h处,鱼粉组磷含量显著高于其他组(P<0.05)。[结论]日本沼虾对棉粕的离体消化率较高,而血粉在酶解过程中的氨基酸生成量较高,二者均可作为日本沼虾优质蛋白来源,在饲料生产中具有较大的应用前景。
  • 沈家鲲, 周子琳, 沈丹, 刘俊泽, 李春梅
    南京农业大学学报. 2023, 46(04): 747-755.
    [目的]本试验旨在探究猪舍空气细颗粒物(PM_(2.5))对猪肺泡巨噬细胞极化相关的精氨酸代谢和糖酵解以及TLR4-NF-κB信号通路的影响。[方法]选用猪肺泡巨噬细胞系(3D4/21)作为细胞模型,设置不同质量浓度(0、25、50和100μg·mL~(-1))的PM_(2.5)和不同处理时间(4、8、12、16、20和24 h)处理细胞,收集细胞测定精氨酸代谢、糖酵解以及TLR4-NF-κB信号通路相关指标。[结果]PM_(2.5)处理细胞12 h后,细胞上清液中一氧化氮(NO)浓度随PM_(2.5)处理浓度的升高而逐渐上升,当PM_(2.5)浓度大于50μg·mL~(-1)时,NO浓度极显著升高(P<0.01)。以50μg·mL~(-1) PM_(2.5)处理细胞培养不同时间,发现PM_(2.5)处理16 h内细胞上清液中NO浓度逐渐升高;随着细胞处理时间的延长,PM_(2.5)对细胞的影响逐渐减轻。此外,不同浓度PM_(2.5)处理12 h,细胞内精氨酸酶活性降低,其中,50μg·mL~(-1) PM_(2.5)处理组与对照组相比差异极显著(P<0.01)。同时,随着PM_(2.5)浓度的升高,细胞内乳酸生成量/葡萄糖消耗量(L/G)值升高(P<0.05),标志着细胞内葡萄糖向乳酸转化的比率增高,糖酵解相关基因GLUT-1和GAPDH mRNA表达水平显著提高(P<0.05);100μg·mL~(-1) PM_(2.5)处理显著提高了细胞内IL-1β mRNA表达水平(P<0.01);50μg·mL~(-1) PM_(2.5)处理后M2巨噬细胞标志物CD206 mRNA表达水平显著降低(P<0.05),100μg·mL~(-1) PM_(2.5)显著增加细胞TLR4和MyD88 mRNA表达水平(P<0.05)和p-p65蛋白表达水平(P<0.05),激活TLR4-NF-κB信号通路。[结论]猪舍空气PM_(2.5)能够诱导猪肺泡巨噬细胞发生炎症反应,促进细胞内精氨酸和葡萄糖代谢向M1表型特征的代谢转换。
  • 尹莉丽, 吴建民, 陈露, 赵文轩, 汪晶, 朱伟云
    南京农业大学学报. 2024, 47(01): 87-95.
    [目的]本试验旨在研究日粮添加姜酚、百里香酚及其组合对白羽肉鸡小肠形态、免疫功能及肠道屏障的影响。[方法]将200只1日龄AA白羽肉鸡随机分为4组,每组5个重复,每个重复10只,试验期为42 d。4个处理组如下:对照组(Con组,基础日粮)、姜酚组(Gin组,基础日粮+60 mg·kg~(-1)姜酚)、百里香酚组(Thy组,基础日粮+30 mg·kg~(-1)百里香酚)及姜百组(Gin+Thy组,基础日粮+30 mg·kg~(-1)姜酚+15 mg·kg~(-1)百里香酚)。在试验期第42天,采集肉鸡的空肠和回肠制作切片并观察,取空肠和回肠黏膜以测定免疫球蛋白含量、细胞因子含量、抗氧化酶活性、紧密连接和抗氧化相关基因表达。[结果]与对照组相比,姜百组肉鸡回肠绒毛高度(VH)有增加的趋势(P=0.063),绒毛高度/隐窝深度(V/C)值显著提高(P<0.05);姜百组肉鸡空肠和回肠黏膜中分泌性免疫球蛋白A(sIgA)含量显著提高(P<0.05),空肠黏膜中白介素6(IL-6)和干扰素γ(IFN-γ)含量以及回肠黏膜中IL-6和白介素1β(IL-1β)含量显著降低(P<0.05);姜百组肉鸡空肠和回肠黏膜中总抗氧化能力(T-AOC)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性显著升高(P<0.05);姜百组肉鸡空肠黏膜中核因子E2相关因子2(Nrf2)、血红素加氧酶1(HO-1)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX4)和回肠黏膜中Nrf2、超氧化物歧化酶1(SOD1)、GPX4的mRNA相对表达量显著升高(P<0.05),空肠和回肠黏膜中的Occludin mRNA相对表达量显著增加(P<0.05)。[结论]日粮添加姜酚和百里香酚组合可以提高肉鸡的抗氧化能力和免疫功能,并通过改善肠道形态和肠道屏障促进肠道健康。
  • 李晨萱, 李品, 郭时惠, 赵茹茜, 马文强
    南京农业大学学报. 2023, 46(06): 1125-1133.
    [目的]本文旨在研究添加不同类型油脂饲粮对黄羽肉鸡生产性能、肉品质及肌肉脂肪酸组成的影响。[方法]选取432羽1日龄快大型黄羽肉鸡(青脚麻鸡),雌雄各半,根据体重相近原则随机分为4组,每组6个重复,每个重复18羽,分别为对照组(添加大豆油)、棕榈油组、棉籽油组和猪油组。试验周期为52 d,分为3个饲养阶段,分别为1~20、21~40以及41~52日龄,其中第1阶段、第2阶段、第3阶段油脂添加量分别为1.8%、3.2%、4.2%。记录试验起始1日龄、20日龄、40日龄及试验结束(52日龄)时肉鸡体重,每周各笼肉鸡饲料消耗量;检测肉品质和脂肪酸组成相关指标。[结果]与对照组相比,添加棕榈油或棉籽油在饲养前期(1~40日龄)对黄羽肉鸡生产性能无显著影响(P>0.05),在饲养后期(41~52日龄)采食量(P<0.05)和肉鸡重(P<0.01)显著降低。添加棉籽油显著提高肌肉pH_(45 min)(P<0.05)。添加棕榈油、棉籽油、猪油极显著降低黄羽肉鸡胸肌多不饱和脂肪酸(PUFA)含量(P<0.01),极显著增加腿肌饱和脂肪酸(SFA)含量(P<0.01)。[结论]添加不同油脂(大豆油、棕榈油、棉籽油或猪油)对黄羽肉鸡前期生产性能和肉品质无明显影响;与添加大豆油相比,添加棕榈油、棉籽油或猪油显著增加肉鸡腿肌饱和脂肪酸含量,显著降低肉鸡胸肌和腿肌多不饱和脂肪酸含量。
  • 陈伟亮, 张丽, 张玲, 刘文斌, 李向飞
    南京农业大学学报. 2023, 46(06): 1169-1178.
    [目的]本文旨在研究不同淀粉来源及其糊化程度对团头鲂(Megalobrama amblycephala)生长性能、养分消化率和糖脂代谢的影响。[方法]采用2×2双因素试验设计,选取小麦淀粉和玉米淀粉2种淀粉源,以其是否糊化为因素,配制成4种试验饲料。试验选取320尾初始体重为(19.95±0.14)g的团头鲂幼鱼,随机分成4组(即生小麦淀粉组、糊化小麦淀粉组、生玉米淀粉组、糊化玉米淀粉组),每组5个重复,养殖期为10周。[结果]不同淀粉来源仅对肝脏脂肪酸合成酶(fatty acid synthetase,fas)基因表达有显著影响,且玉米淀粉组表达显著高于小麦淀粉组。在糊化程度方面,生淀粉组采食量、增重率和特定生长率均显著高于糊化淀粉组,但干物质消化率、血糖与肝糖原含量及肝脏葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(glucose-6-phosphate,g6pdh)、fas和乙酰辅酶A羧化酶(acetyl-CoA carboxylase α,accα)基因表达量均显著低于糊化淀粉组。此外,不同淀粉来源及其加工方式的交互作用对增重率、特定生长率、干物质消化率、血糖与肝糖原含量及g6pdh和fas的表达均有显著影响。其中,生玉米淀粉组增重率和特定生长率最高;生小麦淀粉组干物质消化率最低;而糊化玉米淀粉组血糖、肝糖原含量及g6pdh和fas表达最高。[结论]淀粉糊化程度对团头鲂的生长性能、养分消化率和糖脂代谢均有显著影响,而淀粉来源的影响相对较小。综合来看,生玉米淀粉组增重率和干物质消化率较高,而血糖水平及糖原与脂肪沉积较低,更适合作为团头鲂的糖源。
  • 周子琳, 李盛, 沈丹, 李春梅
    南京农业大学学报. 2024, 47(02): 323-333.
    [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。
  • 曾诚, 夏荣欣, 李悦, 刘婷婷, 孙宣, 钟黄欣, 郭文晴, 张国敏
    南京农业大学学报. 2023, 46(03): 538-544.
    [目的]本试验旨在探究神经介素B(NMB)及其受体NMBR[还包括胃泌素释放肽受体(GRPR)和蛙皮素受体(BRS3)]在山羊不同发育阶段睾丸组织中的差异表达,为解析哺乳动物睾丸发育及功能调节机制提供参考。[方法]选取系谱清晰和体况良好的雄性山羊12只(3月龄和9月龄,各6只)进行阉割并采集睾丸组织,在克隆NMB及其受体基因与分析序列的基础上,采用免疫组化技术检测NMB及其受体在睾丸组织中的表达定位,利用RT-qPCR和Western blot检测NMB及其受体在不同发育阶段山羊睾丸组织中的表达变化。[结果]NMB及其受体基因与绵羊和牛的进化关系最近,NMB及其受体基因编码区的核苷酸序列与牛和绵羊的同源性达96%以上,结构分析发现NMBR、GRPR和BRS3均属于7次跨膜受体。NMB及其受体在3月龄和9月龄山羊睾丸组织中广泛表达,其中在间质细胞、肌样细胞和精子细胞中呈高表达。与3月龄山羊相比,9月龄山羊睾丸组织中NMB与GRPR的mRNA和蛋白表达量显著降低(P<0.05),而NMBR与BRS3的mRNA和蛋白表达量显著增加(P<0.05)。[结论]NMB及其受体可能参与山羊睾丸发育的调节。
  • 纪雪勤, 刘金悦, 胡玉琪, 盛泽文, 强胜, 宋小玲
    南京农业大学学报. 2023, 46(04): 698-709.
    [目的]本文旨在探究抗除草剂转基因大豆与野大豆基因流动后可能产生的生态风险。[方法]以抗草甘膦转基因大豆TS(父本)和内蒙古包头野大豆WS(母本)人工杂交F_1的自交种F_2为对象,研究F_2在农田土和荒地土2种土壤以及无杂草竞争和有杂草竞争2种种植条件下的适合度;并观察不同硬实率的F_2自交种子的种皮结构。[结果]F_2的出苗率为75.00%,显著高于WS,但低于TS。对于单株结荚数、单株饱粒数,4种种植方式下,F_2均显著低于WS;除在混种荒地土下F_2低于TS外,其他条件均高于TS或与TS相当。F_2的株高、百粒重以及地上部干生物量均显著高于WS,但低于TS。F_2自交种子出现种皮色和硬实率的明显分化,且种脐的开放程度及种皮表面是否有凹陷小孔是影响硬实率的关键因素。[结论]F_2均能完成生活史,且产生饱满种子,说明转基因大豆的花粉漂移到野大豆并产生杂交后代,杂交后代在自然环境中有生存定植的可能性。
  • 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。
  • 刘亮, 苏晓彤, 李慧贤, 胡康瑶, 陆宏辉, 许新松, 万永杰
    南京农业大学学报. 2023, 46(04): 772-779.
    [目的]本文旨在探究玉米赤霉烯酮(zearalenone, ZEA)对湖羊睾丸间质细胞(leydig cells, LC)的毒性作用。[方法]用200μmol·L~(-1) ZEA处理湖羊LC 8 h,通过EdU法检测细胞增殖情况,RT-qPCR和Western blot分别检测与细胞增殖和凋亡、氧化应激、m~6A甲基化修饰相关基因和蛋白的表达变化。[结果]与对照组相比,ZEA处理组LC活性和增殖数量极显著下降(P<0.01);细胞增殖相关基因pcna及其蛋白表达水平均极显著下降(P<0.01);促凋亡基因表达水平(bax、caspase3,P<0.01;tp53、caspase9,P<0.05)均显著升高,相对应蛋白表达水平(TP53、CASPASE9,P<0.01)极显著升高;抗凋亡基因bcl-2及蛋白表达水平显著降低(P<0.05);氧化应激相关基因相对表达水平(cat,P<0.05;gsh-px、sod2,P<0.01)显著或极显著上升,其相关蛋白表达水平(SOD2,P<0.01)极显著上升;m~6A相关基因alkbh5的相对表达水平显著降低(P<0.05),mettl3和ythdc1水平极显著升高(P<0.01),ythdf3水平显著升高(P<0.05)。[结论]ZEA可抑制湖羊LC增殖,促进湖羊LC凋亡,导致LC发生氧化损伤,产生毒性作用,且其毒性作用可能跟m~6A甲基化修饰相关。
  • 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。