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Aerial ammonia exposure induces the perturbation of the interorgan ammonia disposal and branched-chain amino acid catabolism in growing pigs

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Animal Nutrition 2021年第4期7卷 947-958页

作者： shanlong tang Chang Yin Jingjing Xie Jinglin Jiao Liang Chen Lei Liu Sheng Zhang Hongfu Zhang State Key Laboratory of Animal Nutrition Institute of Animal ScienceChinese Academy of Agricultural SciencesBeijing100193China Institute of Biotechnology Cornell UniversityIthacaNY14853USA

Aerial ammonia exposure leads to tissue damage and metabolic ***,it is unclear how different organs are coordinated to defend against aerial ammonia ***-four pigs were randomly divided into 4 groups,exposed to 0,10,25 or 35 mg/m^(3) ammonia respectively for 25 *** above 25 mg/m^(3) ammonia exposure,decreased aspartate(P=0.016),glutamate(P=0.030)and increased ornithine(P=0.002)were found in the ammonia-removing liver,and after high ammonia(35 mg/m^(3))exposure,glutamine synthetase(GS)expression was increased(P=0.012).An increased glutamate(P=0.004)and decreased glutaminase(GLS)expression(P=0.083)were observed in the lungs after high ammonia *** was also an increasing trend of glutamine in the kidneys after high ammonia exposure(P=0.066).For branched-chain amino acid(BCAA)catabolism,high ammonia exposure increased BCAA content in both the lungs and muscle(P<0.05),whereas below 25 mg/m^(3) ammonia exposure increased BCAA only in the lungs(P<0.05).The expression of BCAA transaminase(BCAT1/2)and dehydrogenase complex(BCKDHA/B and DBT)were inhibited to a varying degree in the liver,lungs and muscle after above 25 mg/m^(3) ammonia exposure,especially high ammonia *** expression of BCKDH complex and glutamate-glutamine metabolism-related genes were highly expressed in the liver,followed by the lungs and muscle(P<0.01),whereas the BCAT2 expression was highest in the lungs(P=0.002).Altogether,low ammonia exposure sufficed to evoke the urea cycle to detoxify ammonia in the *** process of ammonia removal in the liver and potential ability of the lungs to detoxify ammonia were enhanced with increasing ***,high ammonia exposure impaired the BCAA catabolism and decreased the transcripts of the BCAA catabolism-related enzymes,resulting in high BCAA content in extrahepatic ***,with aerial ammonia increasing,an increased urea cycle and glutamine synthesis were ammonia defensive strategies,and high

关键词： Targeted metabolomics Ammonia exposure Ammonia disposal BCAA catabolism Pig

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Chronic heat stress induces the disorder of gut transport and immune function associated with endoplasmic reticulum stress in growing pigs

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Animal Nutrition 2022年第4期11卷 228-241页

作者： shanlong tang Jingjing Xie Wei Fang Xiaobin Wen Chang Yin Qingshi Meng Ruqing Zhong Liang Chen Hongfu Zhang State Key Laboratory of Animal Nutrition Institute of Animal ScienceChinese Academy of Agricultural SciencesBeijing100093China Academy of State Administration of Grain Beijing100037China

Although high temperatures influence gut health,data on underlying mechanisms remains *** a pig model,this study performed a global analysis on how chronic heat stress affects the transport and immune function of the gut through transcriptome,proteome,microbial diversity and flow cytometry.A total of 27 pigs with similar body weights were assigned into 3 groups,control(Con)group(23℃),chronic heat stressed(HS)group(33°C),and pair-fed(PF)group,in a controlled environment for 21 *** results showed that pigs in the HS group had reduced growth performance and diminished height of ileal villi(P<0.01).Transcriptome and proteome analyses demonstrated notable modification of expression of nutrients and ion transport-related transporters and gut mechanical barrier-related genes by chronic heart stress(P<0.05),suggesting damage of transport functions and the gut *** heat stress-induced endoplasmic reticulum stress also increased the synthesis of misfolded proteins,leading to upregulation of misfolded protein degradation and synthesis,as well as vesicle transport disorder(P<0.05).Energy supply processes were enhanced in the mitochondrion(P<0.05)to maintain biological processes with high energy ***,chronic heat stress activated complement cascade response-related genes and proteins in the gut mucosa(P<0.05).Our flow cytometry assays showed that the proportion of gut lymphocytes(CD4^(+)T cells,T cells,B cells in Peyer’s patch lymphocytes and CD4^(+)CD25^(+)T cells in intraepithelial lymphocytes)were significantly altered in the HS group pigs(P<0.05).In addition,the occurrence of gut microbial dysbiosis in the HS group pigs was characterized by increased potential pathogens(e.g.,Asteroleplasma,Shuttleworthia,Mycoplasma)and suppression of beneficial bacteria(e.g.,Coprococcus and Aeriscardovia),which are associated with gut immune ***,our data demonstrated that chronic heat stress induced gut transport and immune function diso

关键词： Chronic heat stress Gut transport and immunity Endoplasmic reticulum stress Growing pigs Multi-omics

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Pectin modulates intestinal immunity in a pig model via regulating the gut microbiota-derived tryptophan metabolite-AhR-IL22 pathway

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Journal of Animal Science and Biotechnology 2023年第4期14卷 1451-1465页

作者： Guoqi Dang Xiaobin Wen Ruqing Zhong Weida Wu shanlong tang Chong Li Bao Yi Liang Chen Hongfu Zhang Martine Schroyen State Key Laboratory of Animal Nutrition Institute of Animal SciencesChinese Academy of Agricultural SciencesBeijing 100193China Precision Livestock and Nutrition Unit Gembloux Agro-Bio TechTERRA Teaching and Research CentreLiege UniversityPassage des Deportes 2GemblouxBelgium The Key Laboratory of Feed Biotechnology of Ministry of Agriculture National Engineering Research Center of Biological FeedFeed Research InstituteChinese Academy of Agricultural SciencesNo.12 Zhongguancun South StreetHaidian DistrictBeijing 100081China

Background Pectin is a heteropolysaccharide that acts as an intestinal immunomodulator,promoting intestinal development and regulating intestinal flora in the ***,the relevant mechanisms remain *** this study,pigs were fed a corn-soybean meal-based diet supplemented with either 5%microcrystalline cellulose(MCC)or 5%pectin for 3 weeks,to investigate the metabolites and anti-inflammatory properties of the *** The results showed that dietary pectin supplementation improved intestinal integrity(Claudin-1,Occludin)and inflammatory response[interleukin(IL)-10],and the expression of proinflammatory cytokines(IL-1β,IL-6,IL-8,TNF-α)was down-regulated in the ***,pectin supplementation altered the jejunal microbiome and tryptophan-related metabolites in *** specifically increased the abundance of Lactococcus,Enterococcus,and the microbiota-derived metabolites(skatole(ST),3-indoleacetic acid(IAA),3-indolepropionic acid(IPA),5-hydroxyindole-3-acetic acid(HIAA),and tryptamine(Tpm)),which activated the aryl hydrocarbon receptor(AhR)*** activation modulates IL-22 and its downstream *** analysis revealed the potential relationship between metabolites and intestinal morphology,intestinal gene expression,and cytokine *** In conclusion,these results indicated that pectin inhibits the inflammatory response by enhancing the AhR-IL22-signal transducer and activator of transcription 3 signaling pathway,which is activated through tryptophan metabolites.

关键词： Dietary fiber Gut microbiota Immune pectin Tryptophan metabolites

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氨气对畜禽肌肉品质的影响

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动物营养学报 2018年第6期30卷 2057-2063页

作者：汤善龙解竞静伊宝吴维达张宏福中国农业科学院北京畜牧兽医研究所动物营养学国家重点实验室北京100193

舍内氨气暴露是影响畜禽生长和健康的重要环境因素之一。氨气暴露不但危害畜禽生长性能,还对畜禽肉品质产生影响。研究表明,氨可以通过核因子κ增强子结合蛋白(NF-κB)信号通路诱导肌肉生长抑素(MSTN)表达,抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(m... 详细信息

舍内氨气暴露是影响畜禽生长和健康的重要环境因素之一。氨气暴露不但危害畜禽生长性能,还对畜禽肉品质产生影响。研究表明,氨可以通过核因子κ增强子结合蛋白(NF-κB)信号通路诱导肌肉生长抑素(MSTN)表达,抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路,从而抑制骨骼肌生长、蛋白质合成;氨气可以调控与脂肪代谢相关基因的表达,影响体脂分布。本文从舍内氨气产生、氨体内代谢、氨暴露对畜禽生长性能和肉品质的影响以及氨影响肉品质的可能分子机制方面进行综述,以期为改善养殖环境因子、提高畜禽肉品质提供新的依据和思路。

关键词：氨气畜禽肉品质 NF-κB信号通路 mTOR信号通路

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Time-series surface water reconstruction method(TSWR)based on spatial distance relationship of multi-stage water boundaries

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International Journal of Digital Earth 2022年第1期15卷 2335-2354页

作者： Mingyang Li shanlong Lu Cong Du Yong Wang Chun Fang Xinru Li Hailong tang Muhammad Hasan Ali Baig Harrison Odion Ikhumhen International Research Center of Big Data for Sustainable Development Goals Key Laboratory of Digital Earth ScienceAerospace Information Research InstituteChinese Academy of SciencesBeijingPeople’s Republic of China College of Resources and Environment University of Chinese Academy of SciencesBeijingPeople’s Republic of China School of Earth Sciences and Spatial Information Engineering Hunan University of Science and TechnologyXiangtanPeople’s Republic of China School of Geospatial Engineering and Science Sun Yat-Sen UniversityZhuhaiPeople’s Republic of China Institute of Geo-Information & Earth-Observation (IGEO) PMAS Arid Agriculture University RawalpindiRawalpindiPakistan Key Laboratory of Ministry of Education for Coastal Wetland Ecosystems College of the Environment and EcologyXiamen UniversityXiamenPeople’s Republic of China

Spatiotemporal continuity of surface water datasets widely known for its significance in the surface water dynamic monitoring and assessments,are faced with drawbacks like cloud influence,which hinders the direct extraction of data from time-series remote sensing *** study proposes a Time-series Surface Water Reconstruction method(TSWR).The initial stage of this method involves the effective use of remote sensing images to automatically construct multi-stage surface water boundaries based on Google Earth Engine(GEE).Then,we reconstructed regions the reconstruction of regions with missing water pixels using the distance relationship between the multi-stage water boundaries in previous and later *** applied to 10 large rivers around the world,this method yielded an overall accuracy of 98%for water extraction,an RMSE of 0.41 ***,time-series reconstruction tests conducted in 2020 on the Lancang and Danube rivers revealed a significant improvement in the image *** findings demonstrated that this method could not only be used to accurately reconstruct the surface water distribution missing water images,but also to depict a more pronounced time variation *** successful application of this method on GEE demonstrates its importance for use on large scales or in global studies.

关键词： Google earth engine sentinel-2 surface water reconstruction time-series surface water data

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喷砂-阳极氧化法构建分形超疏水Ti6Al4V表面及性能研究

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功能材料 2015年第19期46卷 19033-19036页

作者：沈一洲汤文馨陶海军陈善龙汪涛陶杰南京航空航天大学材料科学与技术学院南京211100

主要采用喷砂-阳极氧化法在Ti6Al4V钛合金表面构建微纳二级复合结构,使用低表面能物质FAS-17(十七氟硅烷)修饰后可获得超疏水表面。结果显示,喷砂形成的微米级凸台与阳极氧化形成的纳米管复合结构表面的液滴接触角达到了159.8°。在空... 详细信息

主要采用喷砂-阳极氧化法在Ti6Al4V钛合金表面构建微纳二级复合结构,使用低表面能物质FAS-17(十七氟硅烷)修饰后可获得超疏水表面。结果显示,喷砂形成的微米级凸台与阳极氧化形成的纳米管复合结构表面的液滴接触角达到了159.8°。在空气中放置30d后,仍然具有优异的超疏水性能,并具有一定的耐盐水性能。

关键词： Ti6Al4V钛合金超疏水性微纳二级结构耐久性

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气候变化对南极冰面湖的影响研究:以埃默里和拉森A冰架为例

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极地研究 2020年第3期32卷 322-335页

作者：王辉卢善龙丁俊邱玉宝唐海龙闫强湘潭大学土木工程与力学学院湖南湘潭411105 中国科学院遥感与数字地球研究所中国科学院数字地球重点实验室北京100101 成都理工大学地球科学学院四川成都610059 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037

冰面湖作为区域气候变化的灵敏指示器,对研究全球气候变化背景下南极冰冻圈的稳定性具有重要意义。本文基于2000—2019年区域气象数据、LandsatETM+/OLI影像与LIMA(LandsatImageMosaicof Antarctica)镶嵌影像,选取东南极的埃默里冰架和... 详细信息

冰面湖作为区域气候变化的灵敏指示器,对研究全球气候变化背景下南极冰冻圈的稳定性具有重要意义。本文基于2000—2019年区域气象数据、LandsatETM+/OLI影像与LIMA(LandsatImageMosaicof Antarctica)镶嵌影像,选取东南极的埃默里冰架和西南极的拉森A冰架作为研究区,采用归一化水体指数(Normalized Difference Water Index, NDWI)提取冰面湖面积信息,对冰面湖面积与气象数据开展遥相关分析,探索冰面湖与区域气候变化的联系。结果表明:埃默里冰面湖总面积较为稳定并有减小趋势,拉森A冰面湖总面积则呈增加趋势;冰面湖与气温和海温之间存在正向反馈特征;两个冰架区域的反馈特征规律明显不同,埃默里冰面湖面积受气温影响显著,但受海温影响并不明显,而拉森A冰面湖则对海温变化敏感,其面积与海温变化趋势一致。

关键词：冰面湖气候变化气温海表面温度冰架

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基于高时空分辨率BRDF先验知识的高分卫星地表反照率产品及其初步验证

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遥感学报 2023年第3期27卷 738-747页

作者：游冬琴闻建光唐勇刘强钟守熠韩源宫宝昌仲波吴善龙柳钦火中国科学院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院100849

地表反照率是地表辐射能量平衡中的关键因子。利用高分卫星数据生产地表反照率产品,将有效地支撑局地尺度的遥感监测应用。但高分卫星数据反演反照率面临着角度信息不足难以获取BRDF特性的难题。本文利用高分一号卫星,基于低分辨率多角... 详细信息

地表反照率是地表辐射能量平衡中的关键因子。利用高分卫星数据生产地表反照率产品,将有效地支撑局地尺度的遥感监测应用。但高分卫星数据反演反照率面临着角度信息不足难以获取BRDF特性的难题。本文利用高分一号卫星,基于低分辨率多角度信息获取时空分布的BRDF先验知识来反演高分卫星数据BRDF,进而估算反照率,生成了高分卫星全国地表反照率产品,并分析了产品的时空特征和基于地面测量数据验证了产品精度。主要利用黑河、怀来、东北遥感试验站多个观测点长时间序列地面观测进行直接验证,地表覆盖类型包括玉米作物,海棠、水杉、油松等林地以及草地,而在冬季其覆盖则转变为裸土或冰雪等。产品的时空动态变化基本捕捉了地表的变化特征,与地面站点数据时间序列特征吻合度较高。产品在植被覆盖的结果普遍较好,而在裸土和冰雪条件下精度则有所降低,总体均方根误差为0.05,相对精度80.24%,基本满足应用需求。验证结果表明,本文利用更为精细的具有时空分布特征(高时空分辨率)的BRDF先验知识有效地反演了高分数据反照率产品。反照率产品精度直接受到辐射定标、几何定位、大气校正、云识别、算法等精度影响,高分卫星反照率产品算法的适用性和产品的精度还需要更充分的验证和分析。

关键词：高分一号反照率 BRDF 先验知识高分遥感共性产品生产

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长江源卓乃湖流域沙尘释放过程模拟

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地理科学 2023年第12期43卷 2247-2256页

作者：范亚伟杜鹤强卢善龙刘秀帆韩致文唐海龙周晋峰中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国生物多样性保护与绿色发展基金会北京100089

由于碎屑物质的堆积,干涸湖盆和河道往往会成为干旱和半干旱地区主要的沙尘源区。目前关于干涸湖泊沙尘释放过程的研究多集中在干旱半干旱地区,青藏高原由于其气候和下垫面特点,以往的研究往往忽略其沙尘释放过程。然而近年来受暖湿化... 详细信息

由于碎屑物质的堆积,干涸湖盆和河道往往会成为干旱和半干旱地区主要的沙尘源区。目前关于干涸湖泊沙尘释放过程的研究多集中在干旱半干旱地区,青藏高原由于其气候和下垫面特点,以往的研究往往忽略其沙尘释放过程。然而近年来受暖湿化趋势的影响,青藏高原降雨增多,洪水事件频发,从而导致地表可蚀性沉积物增多,在其高风能环境影响下极易导致沙尘事件的发生。为了提出科学的风沙防治对策,需明确沙尘释放的时空分布过程。因此,研究以长江源卓乃湖流域为研究区,基于气象、遥感、陆面同化等数据,利用综合风蚀模拟系统(Integrated Winderosion Modelling System,IWEMS)和沙尘释放与沉积模型(Dust Entrainment and Deposition,DEAD),模拟了卓乃湖流域2000—2020年的沙尘释放过程。结果显示:①卓乃湖流域沙尘释放年内变率较大,高值一般发生在冬春季节,低值多在夏秋季节。湖泊溃堤前沙尘释放年际波动较大,溃堤之后,沙尘释放呈显著上升趋势,说明溃堤后,退水湖岸为沙尘释放提供了丰富的物源。②就空间分布而言,卓乃湖沙尘释放具有较大的空间异质性,湖泊沿岸的沙尘释放率明显高于其他地区,湖泊溃堤之后,沙尘释放的高值区逐渐由湖泊北岸向东南岸迁移。③湖泊溃堤之后,风速对沙尘释放的影响机制发生了较大的变化,沙尘释放过程更易发生。

关键词：卓乃湖流域暖湿化风蚀沙尘释放湖泊溃堤

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融合高分一号、风云四号及葵花-8的光合有效辐射遥感方法及产品研究

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遥感学报 2023年第3期27卷 748-757页

作者：张海龙李丽辛晓洲闻建光王保清唐勇仲波吴善龙余珊珊柳钦火中国科学院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 中国科学技术大学软件学院合肥230051

光合有效辐射是植被生产力模型的重要输入参数,也是陆地生态系统模型及生物地化模型等的重要特征参量。目前的全球或区域尺度光合有效辐射产品在起伏地表情形的精度及可用性尚存在不足,高分系列卫星的发射,为高空间分辨率光合有效辐射... 详细信息

光合有效辐射是植被生产力模型的重要输入参数,也是陆地生态系统模型及生物地化模型等的重要特征参量。目前的全球或区域尺度光合有效辐射产品在起伏地表情形的精度及可用性尚存在不足,高分系列卫星的发射,为高空间分辨率光合有效辐射遥感产品反演提供了可能。本文结合高分一号卫星(GF-1)反演的地表反照率产品,气溶胶光学厚度产品,日本新一代静止卫星Himawari-8及国产风云四号卫星(FY-4)的云光学厚度产品及美国的SNPP卫星反演的气溶胶光学厚度产品(用于填补GF气溶胶产品的空值区),发展了一种基于参数化模型的光合有效辐射遥感反演方法。晴空条件下,主要考虑气溶胶和瑞利散射对光合有效辐射的衰减;云天情形,则主要考虑云光学厚度参数对入射辐射的影响,以球形粒子的Mie散射理论和平面平行大气辐射传输原理计算总透过率;针对起伏地表,分别计算地形对坡面入射角度的影响、对直接辐射的遮蔽以及对散射辐射的增强/衰减效应,从而得到高分卫星光合有效辐射遥感反演模型及产品。利用河北怀来试验站、西南大学柑研所及黑河流域地表过程综合观测网的连续观测数据对光合有效辐射产品进行了对比验证,其相关系数为0.87,平均偏差为1.56 W/m^(2),均方根误差为16.14 W/m^(2)。本算法所采用的云光学厚度输入数据的空间分辨率(5 km)及地表反照率分辨率(16 m)存在较大的空间尺度差异,可能会带来一定的误差。下一步拟利用GF-4卫星提供的50 m分辨率的大气参数,进一步提高GF光合有效辐射产品的时空精度,并针对产品开展更广泛深入的验证分析。

关键词： GF-1 FY-4 Himawari-8 光合有效辐射参数化模型高分遥感共性产品

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