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机器学习在畜禽基因组选择中的应用进展

畜牧兽医学报 2024年第7期55卷 2775-2785页

作者：王进部李佳任德明王立贤王立刚中国农业科学院北京畜牧兽医研究所北京100193

基因组选择的广泛应用大大加快了畜禽的遗传进展。随着畜禽芯片的商业化和测序成本的不断降低,可获得的畜禽基因组信息越来越丰富。基因型标记数量远远超过具有表型数据的样本个数,基因组信息之间的关系更加复杂等问题也随之出现,使得... 详细信息

基因组选择的广泛应用大大加快了畜禽的遗传进展。随着畜禽芯片的商业化和测序成本的不断降低,可获得的畜禽基因组信息越来越丰富。基因型标记数量远远超过具有表型数据的样本个数,基因组信息之间的关系更加复杂等问题也随之出现,使得最佳线性无偏预测(best linear unbiased prediction,BLUP)和Bayes等传统评估模型的使用受到极大限制。机器学习算法不依赖于预定的方程模型,可以更好地处理非线性关系,为以上问题提供了解决方案,因此逐步被应用于基因组选择中。本文综述了基因组选择的发展,阐述了几种常用于基因组选择中的机器学习算法的原理,并对机器学习在畜禽基因组选择中的应用现状和实现方式进行了总结,最后对机器学习在畜禽育种中面临的问题进行了探讨并对其发展进行了展望。

关键词：基因组选择畜禽机器学习算法模型

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猪胴体在线分级用重量预测线性回归模型研究

南京农业大学学报 2024年

作者：陈鲁晟陈祺祥陈玉仑王胜李毅念李春保南京农业大学食品科技学院南京农业大学农业农村部畜产品加工重点实验室/教育部肉品加工与质量控制重点实验室南京农业大学工学院

[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，并结合称得的重量对其进行分级，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量预测模型，以便后续能利用图像处理等技术获取模型中的... 详细信息

[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，并结合称得的重量对其进行分级，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量预测模型，以便后续能利用图像处理等技术获取模型中的相关参数，进而获得胴体重量。[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、重量在50～90 kg、去蹄未剥皮猪胴体共60头，在完成各试样前腿处横长(Lf)、1/2处横长(L1/2)、后腿处横长(Lr)、1/2处背膘厚度、胴体直长(Lt)及重量(w)等参数测定的基础上，建立不同的重量预测模型并进行优化及准确率验证。[结果]结果表明，取横长加权均值与直长建立的胴体重量预测模型w3=4.05Le＋0.45Lt－116.32，其决定系数为0.96、P值为0.01、预测准确率最高达94.16 %。[结论]横长采用加权均值减小了误差，建立的猪胴体重量预测模型，准确性较其他研究的模型得到了进一步的提高，为猪胴体在线自动分级奠定了理论基础。

关键词：猪胴体特征参数重量预测线性回归模型

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无接触式猪体体尺测量技术研究进展

华中农业大学学报 2024年第5期43卷 167-177页

作者：李熙莹刘恒苏淑妍司景磊中山大学智能工程学院深圳518107 广西农垦永新畜牧有限公司南宁530000

随着视觉传感器和计算机视觉等领域的科技进步,无接触式猪体体尺检测相关的硬件设备和技术方法都发生了巨大的变化。视觉感知升级为三维立体视角,相应的设备也从黑白相机更新为深度设备。设备类型通常决定了基本的实施方案和技术方法,... 详细信息

随着视觉传感器和计算机视觉等领域的科技进步,无接触式猪体体尺检测相关的硬件设备和技术方法都发生了巨大的变化。视觉感知升级为三维立体视角,相应的设备也从黑白相机更新为深度设备。设备类型通常决定了基本的实施方案和技术方法,然而目前该领域的研究大多聚焦具体的算法细节,难以满足实际的工程需求。本文以视觉传感器类型为核心,概述了无接触式猪体体尺测量方面不同的工程部署方法,总结了设备使用方法、采集数据的环境条件和方式等,同时对猪体体尺测量的5个三维点云技术任务进行分析,并归纳了目前研究的优缺点、提升空间以及与实际工程应用相结合的方案,最后展望了深度学习与三维点云技术相结合的研究难点。通过对比发现,深度设备和三维点云技术是未来工程应用的方向,基于深度学习的点云分割、点云补全、关键点检测等技术具有良好的应用前景,为无接触式猪体体尺测量技术的后续研究提供了参考。

关键词：猪无接触测量体尺视觉传感器三维点云计算机视觉

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非洲猪瘟下猪新育种规划的研究

中国畜牧杂志 2024年第1期60卷 161-167页

作者：魏趁林清张哲李加琪华南农业大学动物科学学院广东省农业动物基因组学与分子育种重点实验室国家生猪种业工程技术研究中心广东广州510642

在非洲猪瘟疫情背景下,由于种猪交流中止等原因,延缓了核心群优质基因传递到商品群的速度,影响商品群生产效益。然而,猪新育种模式的育种方案还需要进一步研究。本研究调研了我国杜洛克猪、长白猪和大白猪的育种目标、群体结构和育种技... 详细信息

在非洲猪瘟疫情背景下,由于种猪交流中止等原因,延缓了核心群优质基因传递到商品群的速度,影响商品群生产效益。然而,猪新育种模式的育种方案还需要进一步研究。本研究调研了我国杜洛克猪、长白猪和大白猪的育种目标、群体结构和育种技术等参数,基于基因组数据利用MoBPS软件和随机模拟的方法模拟了传统繁育体系下传统模式和新模式的育种方案,并比较了各育种方案的育种效果。结果表明:短期(3世代)和长期(10世代)育种方案中,传统模式和封闭模式下扩繁群拥有独立的大白母猪策略中,扩繁群和商品猪窝产仔数、100 kg体重日龄、100 kg体重背膘厚、饲料转化率和断配间隔的遗传进展最大,经济效益也最大。因此,在受到非洲猪瘟的影响下,封闭模式下扩繁群拥有独立的大白母猪策略可以替代传统模式进一步提高商品群的经济效益。

关键词：猪新模式基因组育种方案遗传进展

红景天苷体外抗氧化及对猪肉糜氧化特性的影响

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食品工业科技 2024年

作者：段嘉萤周天明李春保粘颖群南京农业大学食品科技学院国家肉品质量控制与新资源创制全国重点实验室

为探讨红景天苷（Salidroside， SAL）对猪肉糜贮藏期间品质及各项氧化指标的影响，本文以ABTS+自由基清除率和铁离子还原能力为评价指标，对红景天苷的体外抗氧化活性进行评价。将 0.2、0.4、0.6和0.8 mmol/L的红景天苷分别添加到猪肉... 详细信息

为探讨红景天苷（Salidroside， SAL）对猪肉糜贮藏期间品质及各项氧化指标的影响，本文以ABTS+自由基清除率和铁离子还原能力为评价指标，对红景天苷的体外抗氧化活性进行评价。将 0.2、0.4、0.6和0.8 mmol/L的红景天苷分别添加到猪肉糜中，以空白组作对照，通过测定猪肉糜的抗氧化特性、粒径、流变特性以及在不同贮藏时间的pH值、持水性、巯基含量、羰基含量和TBARS 值，研究红景天苷对猪肉糜贮藏期间氧化特性的影响。结果表明：红景天苷溶液的体外抗氧化能力随着浓度的增加而增强，0.8 mmol/L红景天苷组猪肉糜的ABTS+自由基清除率和FRAP值与空白对照组相比分别增大了67.89%和46.04%。红景天苷增大了猪肉糜的粒径和表观粘度，并且能够抑制贮藏期间猪肉糜的pH值升高，降低了TBARS 值和羰基含量，增大了持水性和巯基含量，其效果随红景天苷浓度增大而增强，0.8 mmol/L红景天苷效果最佳。综上，研究发现红景天苷在开发植物源抗氧化剂方面具有较好的应用前景，对促进肉制品品质和延长其货架期有积极的作用。

关键词：红景天苷猪肉糜抗氧化脂质氧化蛋白质氧化

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动物肠道血管屏障功能及调节研究进展

动物营养学报 2024年第1期36卷 64-73页

作者：聂兴宇冯露雅王婧谭碧娥湖南农业大学动物科学技术学院畜禽产品品质调控湖南省重点实验室长沙410128 岳麓山实验室长沙410128

肠道血管屏障(GVB)是一种位于肠上皮层下方的解剖结构,由紧密相互作用的内皮细胞、肠神经胶质细胞和周细胞组成,是防止大分子和细菌从肠腔转移到体循环的最后一道防线。GVB被认为是肠道屏障的必需组分,也是肠-肝-脑轴上重要的枢纽,其功... 详细信息

肠道血管屏障(GVB)是一种位于肠上皮层下方的解剖结构,由紧密相互作用的内皮细胞、肠神经胶质细胞和周细胞组成,是防止大分子和细菌从肠腔转移到体循环的最后一道防线。GVB被认为是肠道屏障的必需组分,也是肠-肝-脑轴上重要的枢纽,其功能障碍会导致许多肠道和肠外疾病的发生。引起GVB功能障碍的重要原因之一是肠道菌群的失调。因为肠道菌群会通过分泌细菌素或短链脂肪酸等代谢产物,从而参与调节Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)、载脂蛋白M(ApoM)/鞘氨醇-1-磷酸(S1P)和血管内皮生长因子A(VEGFA)/一氧化氮(NO)等信号途径,引起血管内皮细胞间紧密连接蛋白[如封闭蛋白(claudin)]和黏附连接蛋白[如血管内皮钙黏蛋白(VE-cadherin)]表达下降以及质膜囊泡相关蛋白1表达升高。高脂饮食和过糖化饮食会诱导肠道菌群紊乱,破坏GVB,这一过程可由含黄酮或生物碱的物质缓解。本文综述了GVB的组成和分子基础及其调节机制,阐明了肠道菌群尤其是病原菌影响GVB功能的机制,并阐述了GVB功能的营养调控,旨在为肠道屏障功能调控提供参考。

关键词：肠道血管屏障血管内皮细胞肠道微生物菌群易位肠-肝-脑轴

不同钙与有效磷水平对高产深县猪繁殖性能、血清标志物及OPG-RANKL-RANK信号系统的影响

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中国兽医学报 2024年第1期44卷 176-183页

作者：宋佳纯曹洪战李尚桂若虹刘吉祥刘松瓒芦春莲河北农业大学动物科技学院河北保定071000

旨在研究不同钙与有效磷水平对高产深县猪繁殖性能、血清标志物及OPG-RANKL-RANK信号系统的影响。试验选择以杜洛克公猪精液人工授精、总产仔数11头及以上的健康深县母猪45头,随机分为5组,每组设9个重复,每个重复1头猪。低水平组钙含量0... 详细信息

旨在研究不同钙与有效磷水平对高产深县猪繁殖性能、血清标志物及OPG-RANKL-RANK信号系统的影响。试验选择以杜洛克公猪精液人工授精、总产仔数11头及以上的健康深县母猪45头,随机分为5组,每组设9个重复,每个重复1头猪。低水平组钙含量0.55%,有效磷含量0.27%;推荐组钙含量0.63%,有效磷含量0.31%;高水平组Ⅰ钙含量0.71%,有效磷含量0.35%;高水平组Ⅱ钙含量0.79%,有效磷含量0.39%;高水平组Ⅲ钙含量0.87%,有效磷含量0.43%。本试验共进行35 d。结果显示,与推荐组相比,高水平组Ⅲ的钙与有效磷水平显著降低了体质量损失和背膘损失(P<0.05),高水平组Ⅰ的仔猪哺乳期成活率显著升高(P<0.05)。与推荐组相比,高水平组Ⅲ的免疫球蛋白G含量显著下降(P<0.05);与低水平组相比,高水平组Ⅱ的IgM含量显著升高(P<0.05);与推荐组相比,高水平组Ⅱ的甲状旁腺素含量显著下降(P<0.05);低水平组的降钙素含量显著下降(P<0.05),高水平组Ⅱ和Ⅲ的成纤维细胞生长因子23含量显著上升(P<0.05);低水平组的雌激素含量显著上升(P<0.05)。与推荐组相比,高水平组Ⅲ的骨特异性碱性磷酸酶和碱性磷酸酶活性显著下降(P<0.05),低水平组的核因子κB配体受体激活剂含量显著上升(P<0.05)。由此可见,高钙磷水平可以提高哺乳母猪的繁殖性能、免疫球蛋白含量和骨形成水平,其中以钙含量为0.79%,有效磷含量为0.39%时最好。

关键词：钙有效磷深县猪生长性能钙磷代谢骨代谢

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磺基水杨酸提取鱼粉中生物胺条件优化研究

中国饲料 2024年第9期 113-117页

作者：史莹吴振洲刘宇彤金俐延赵虹霏邵彩梅禾丰食品股份有限公司辽宁沈阳110000

本实验旨在对磺基水杨酸提取鱼粉中3种生物胺的条件进行优化。通过单因素实验和正交实验考察提取溶液种类、称量质量、提取溶液浓度、超声时间4种因素对生物胺提取效果的影响,并对优化后的条件,进行加标回收率实验及质控样品实验,验证... 详细信息

本实验旨在对磺基水杨酸提取鱼粉中3种生物胺的条件进行优化。通过单因素实验和正交实验考察提取溶液种类、称量质量、提取溶液浓度、超声时间4种因素对生物胺提取效果的影响,并对优化后的条件,进行加标回收率实验及质控样品实验,验证结果的准确性。结果表明:正交实验优选生物胺提取的最佳条件为:称量质量0.5~1.0 g、磺基水杨酸浓度1.0%、超声时间30 min。加标回收率101%~105%,组胺质控样品实测值458 mg/kg,指定值(452.8±64.9)mg/kg,结果可靠。通过磺基水杨酸提取鱼粉中的生物胺、茚三酮作为衍生试剂,氨基酸分析仪检测,达到很好的检测效果,提供了一种简单、快捷的检测方法。

关键词：鱼粉磺基水杨酸生物胺正交实验氨基酸分析仪

基于高光谱图像波段融合的猕猴桃软腐病早期分类检测

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 241-249页

作者：高宏盛郭志强曾云流丁港王逍遥李黎武汉理工大学信息工程学院湖北武汉430070 华中农业大学园艺植物生物学教育部重点实验室国家柑橘保鲜技术研发专业中心湖北武汉430070 中国科学院植物种质创新与特色农业重点实验室中国科学院猕猴桃产业技术工程实验室中国科学院种子创新研究院中国科学院武汉植物园湖北武汉430074

软腐病是猕猴桃采后贮藏和销售过程中危害最严重的真菌病害,其潜伏期长,在染病早期还未表现出明显病状时,依靠人工筛选很难将其分类。为此应用高光谱成像技术(470~900 nm)对软腐病的早期分类检测展开研究。采集了健康猕猴桃以及感染软... 详细信息

软腐病是猕猴桃采后贮藏和销售过程中危害最严重的真菌病害,其潜伏期长,在染病早期还未表现出明显病状时,依靠人工筛选很难将其分类。为此应用高光谱成像技术(470~900 nm)对软腐病的早期分类检测展开研究。采集了健康猕猴桃以及感染软腐病的早期和晚期猕猴桃共295个高光谱图像,并采用Kennard-Stone算法将样本按照7∶3划分为训练集和测试集样本。首先对样本进行感兴趣区域的选择,然后取该区域的平均光谱作为样本的原始光谱曲线。对原始光谱曲线采用主成分分析(PCA)、连续投影算法(SPA)和竞争性自适应重加权算法(CARS)进行光谱特征的提取。与此同时,对SPA求解过程中的8个特征波段使用非下采样轮廓波变换(NSCT)进行波段融合获得融合图像,然后使用灰度共生矩阵法(GLCM)提取融合图像的纹理特征。最后将光谱特征和纹理特征进行融合并分别建立最近邻算法(KNN)、随机森林(RF)以及支持向量机(SVM)分类模型进行猕猴桃软腐病的早期分类检测。此外,还与其他文献中使用主成分图像或特征波段提取的纹理特征进行了对比。该研究主要创新点为:使用NSCT对特征波段图像进行融合后再提取其纹理特征,既降低了特征维度,减少了特征冗余,又融合了不同波段图像的互补信息,提高了分类准确率。实验结果表明,SVM是最适合该研究的分类器,单独使用光谱特征或纹理特征进行分类的结果都不够理想,但两种特征融合后分类准确率最高可达到92.05%,多数猕猴桃软腐病早期样本得到了正确识别,这说明两种特征的融合获得了高光谱图像中光谱和图像的差异性信息,体现了高光谱图像的“空谱合一”。该研究对软腐病早期猕猴桃进行了快速、准确的无损检测,可为猕猴桃的采后品质分级提供一定的参考和指导意义。

关键词：猕猴桃软腐病高光谱图像波段融合空谱合一无损检测