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融合EOF分解及CNN-LSTM神经网络的PM预测

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环境科学 2024年

作者：李明明王小兰岳江陈玲汪文雅杨爱琴山西省气象科学研究所

利用2016～2020年太原市地面气象资料和环境空气质量资料，分析了太原市PM2.5浓度的时间和空间的变化特征，运用EOF分解诊断分析方法，对太原市PM2.5浓度时空变化特征进行了研究，同时利用随机森林模型分析了气象因子的重要性，建立基于... 详细信息

利用2016～2020年太原市地面气象资料和环境空气质量资料，分析了太原市PM2.5浓度的时间和空间的变化特征，运用EOF分解诊断分析方法，对太原市PM2.5浓度时空变化特征进行了研究，同时利用随机森林模型分析了气象因子的重要性，建立基于CNN-LSTM神经网络的PM2.5浓度预报模型。结果表明，2016～2020年太原市区PM2.5浓度年均值总体上呈现出逐年减少的趋势，高值主要出现在11月、12月、1月和2月，18:00至翌日的02:00日易出现PM2.5浓度峰值，PM2.5浓度年均值呈现自西北向东南逐渐增加的趋势。PM2.5浓度的EOF分解：模态1特征向量的方差贡献率为49.4%，模态2特征向量的方差贡献率为30.8%，以晋源-巨轮-南寨为界，负值区主要在东南，中心位于东南部的小店，正值区则主要位于西北，其中心位于金胜。PM2.5浓度与相对湿度、露点温度之间显著正相关；与风速、降水量和混合层高度主要表现为负相关，与通风量和自净能力也主要呈现一般负相关，与气温相关性不明显。相对湿度、露点温气压、度和混合层高度在四个季节特征排序中均占较为重要的地位，其次是风速、风向、通风量和自净能力重要程度相对一般。采用CNN-LSTM模型建模，PM2.5浓度预测的R2在春、夏、秋和冬这4个季节分别为0.805、0.826、0.897和0.901，4个季节R2均在0.8以上，在4个季节CNN-LSTM模型的预测残差值均近似于正态分布，模型的绝对误差控制在10μg·m-3以下的预测结果夏季最高达到81.2%，秋季和春季次之，分别为75.9%和62.9%，冬季表现一般，有51.5%预测结果的绝对误差低于10μg·m-3。

关键词：气象特征 EOF分解 PM 浓度 CNN神经网络 LSTM神经网络预测

育成期代谢能摄入量对蛋鸡生殖器官发育、激素水平和卵巢基因表达的影响

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畜牧兽医学报 2024年

作者：卢建居小军王星果马猛王强李永峰窦套存胡玉萍郭军邵丹童海兵曲亮江苏省家禽科学研究所

旨在研究育成期代谢能（ME）摄入量对蛋鸡生殖器官发育、激素水平和卵巢基因表达的影响。将720只6周龄海兰褐蛋鸡随机分为3组，每组6个重复，每个重复40只鸡。6～17周龄，各试验组饲粮粗蛋白质水平分别为17.5%（6～12周龄）和15.5%（12... 详细信息

旨在研究育成期代谢能（ME）摄入量对蛋鸡生殖器官发育、激素水平和卵巢基因表达的影响。将720只6周龄海兰褐蛋鸡随机分为3组，每组6个重复，每个重复40只鸡。6～17周龄，各试验组饲粮粗蛋白质水平分别为17.5%（6～12周龄）和15.5%（12～17周龄），ME水平分别为12.34、11.11（12.34×90%）和9.87（12.34×80%）MJ·kg-1（分别为对照组、90%ME限饲组和80%ME限饲组），其他营养素水平相同。对照组试验鸡自由采食，其它试验组蛋鸡按照对照组蛋鸡采食量定量饲喂。试验期为6～17周龄。结果表明：1)随着育成期能量限饲强度增加，各试验组蛋鸡17周龄体重、体斜长和跖围均显著线性减少（P<0.001）。2)随着育成期能量限饲强度增加，血清尿素氮（UN）和葡萄糖（GLU）水平均显著线性减小（P=0.040，P=0.044），但血浆雌二醇水平显著线性增加（P=0.026）。3)对17周龄血液雌二醇水平差异最显著的自由采食组（ALF17W）和80%能量限饲组（ERF17W）蛋鸡卵巢基质部进行RNA-Seq分析，纯净序列匹配到鸡参考基因组的比例均超过了94.61%，Q20和Q30的纯净序列含量分别高于97.38%和92.87%，两组共筛选出1299个差异基因，ERF17W中961个下调，338个上调。GO功能富集分析发现，差异表达的mRNAs参与调节细胞增殖、发育和生殖等48个显著富集的GO条目，KEGG信号通路显著富集在25个显著富集的KEGG通路，其中cAMP信号通路、雌激素信号通路、类固醇激素生物合成和卵巢类固醇生成等是与能量代谢或生殖相关的通路。筛选到的cAMP反应元件结合蛋白（CREB）和类固醇生成急性调节蛋白（StAR）富集在cAMP信号通路，孕激素受体（PGR）、代谢型谷氨酸受体1（GRM1）和细胞骨架蛋白角蛋白18（KRT18）富集在雌激素信号通路。qRT-PCR结果显示10个随机选择的差异表达基因的表达趋势与RNA-Seq结果一致。综上可见，随育成期ME摄入量减少，育成期末蛋鸡体重、血清UN和GLU含量均显著线性减小，但血浆雌二醇水平显著线性增加，育成期ME摄入量可能通过调控卵巢组织StAR、CREB1、KRT18、PGR和GRM1等基因的表达，作用于cAMP信号通路和雌激素信号通路，以调控蛋鸡能量代谢和雌激素生成。

关键词： RNA-seq 育成期代谢能摄入量雌激素卵巢蛋鸡

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基于机器学习的地方鸡产蛋曲线拟合探索

中国畜牧兽医 2024年 3428-3437页

作者：郭军曲亮邵丹窦套存王强李永峰王星果胡玉萍童海兵江苏省家禽科学研究所

【目的】本研究探索以机器学习方法对2个地方鸡品系周产蛋率建模,并将其与非线性回归方法比较,旨在提高养鸡生产中产蛋曲线的拟合精度。【方法】产蛋数据采集自地方鸡杂交组合试验群,自22周龄开始统计产蛋数,至50周龄截止。试验鸡于全... 详细信息

【目的】本研究探索以机器学习方法对2个地方鸡品系周产蛋率建模,并将其与非线性回归方法比较,旨在提高养鸡生产中产蛋曲线的拟合精度。【方法】产蛋数据采集自地方鸡杂交组合试验群,自22周龄开始统计产蛋数,至50周龄截止。试验鸡于全封闭鸡舍单笼饲养,产蛋期人工补光16 h。试验鸡分为两组,每组150只鸡。第Ⅰ组是黄羽肉鸡合成系,第Ⅱ组是兼用型地方鸡种。以IBM SPSS Statistics 21.0软件中的非线性回归方法拟合产蛋曲线,所用模型包括Logistic模型、McNally模型、杨宁模型以及Grossman模型。以MATLAB R2014a构建机器学习模型,神经网络选用多层感知器,用300次迭代的拟牛顿法训练数据。以贝叶斯最小二乘支持向量机构建产蛋模型,针对正则项系数和核函数参数进行优化。【结果】依据MSE、R2、AIC评判标准,Grossman模型在4种非线性回归模型中拟合度最好,McNally模型表现最差。McNally模型预测的高峰产蛋率偏离真实值;Logistic模型、杨宁模型以及Grossman模型高峰产蛋率统计值与真实值基本相符。两组试验鸡的模型参数不同,Ⅱ组持续产蛋能力优于Ⅰ组。基于MSE、R2以及图形评估结果,神经网络优于传统的非线性方程拟合,而支持向量机略好于神经网络。优化后神经网络参数为2个隐藏层,每个隐藏层包含5个神经元。第Ⅰ组支持向量机的正则项系数为30.97,核参数为0.0701;第Ⅱ组支持向量机的正则项系数为566.53,核参数为0.1754.【结论】机器学习方法可用于产蛋模型构建,相比于传统单变量回归方法,机器学习方法可加入更多变量,提供更准确的预测。

关键词：人工神经网络支持向量机非线性回归产蛋曲线鸡

发酵饲料对蛋鸡粪便堆肥氨气排放与微生物群落的影响

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农业环境科学学报 2024年

作者：蒲俊华卢建赵华轩李尚民曲亮王洪志窦新红江苏省家禽科学研究所

为探究饲喂发酵饲料对蛋鸡粪便堆肥腐熟、氨气排放及微生物群落组成变化的影响，以饲喂基础日粮蛋鸡为对照组(T1)，试验组蛋鸡分别饲喂基础日粮加2.5%(T2)、5.0%(T3)和10%(T4)的发酵饲料，收集各组鸡粪进行好氧堆肥试验。结果表明：随... 详细信息

为探究饲喂发酵饲料对蛋鸡粪便堆肥腐熟、氨气排放及微生物群落组成变化的影响，以饲喂基础日粮蛋鸡为对照组(T1)，试验组蛋鸡分别饲喂基础日粮加2.5%(T2)、5.0%(T3)和10%(T4)的发酵饲料，收集各组鸡粪进行好氧堆肥试验。结果表明：随堆肥进程，堆肥温度均先升高再降低，pH在高温期快速从7.0左右升至9.1。至堆肥结束，T3组和T4组的种子发芽指数分别为99.4%和87.1%，远高于T1组的57.7%，达到有机肥标准。氨气日排放量在高温期达到峰值，随后逐渐降低；氨气总排放量T3组最低，为14.43 mg·kg-1，较T1组低0.76 mg·kg-1。微生物生物信息学分析显示，添加发酵饲料降低了蛋鸡粪便细菌的多样性，主要的细菌门为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidota)、放线菌门(Actinobacteriota)和变形菌门(Proteobacteria)，其中T2、T3和T4组的乳杆菌属相对丰度较T1组分别增加20.61%、6.62%和8.13%。随堆肥进程厚壁菌门的丰度降低，其它菌门的丰度增加。研究表明，蛋鸡日粮添加5.0%的发酵饲料提高蛋鸡粪便中乳杆菌属丰度，促进蛋鸡粪便的堆肥腐熟，并减少堆肥过程中氨气的总排放量。

关键词：发酵饲料蛋鸡粪便堆肥氨气排放微生物

种业振兴背景下浅谈我国家禽品种审定制度及改进刍议

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中国畜牧杂志 2024年

作者：贾晓旭江苏省家禽科学研究所

家禽品种审定是针对商业化品种上市的行政许可，肩负着鉴定和筛选优良品种的历史使命。本研究从家禽品种审定的法律依据、审定机构、审定对象和审定的作用等方面系统总结了我国现行家禽品种审定制度现状。针对家禽品种审定面临的流程复... 详细信息

家禽品种审定是针对商业化品种上市的行政许可，肩负着鉴定和筛选优良品种的历史使命。本研究从家禽品种审定的法律依据、审定机构、审定对象和审定的作用等方面系统总结了我国现行家禽品种审定制度现状。针对家禽品种审定面临的流程复杂、审定通道太窄、育种企业多而不强和品种知识产权保护难以落地等问题，提出品种审定权力适当下放、简化审定流程让市场发挥资源配置作用、提高模仿性家禽品种审定的门槛等策略来推进家禽品种科技创新成果快速产出和转化为现实生产力，激发原始创新活力，推动种业科技实现自立自强。

关键词：家禽品种审定种业振兴

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3个品种雪茄烟叶发酵前后代谢物的差异分析

西北农林科技大学学报(自然科学版) 2024年 1-12页

作者：陆岸芷张乐毅王平平陈新颖杜姗姗李先锋王辉艾绥龙张立新西北农林科技大学生命科学学院陕西省烟草科学研究所陕西省烟草公司汉中市公司

【目的】基于非靶向代谢组学技术,对3个品种雪茄烟叶发酵前后的代谢物进行鉴定与分析,为雪茄烟叶发酵工艺研究提供理论依据。【方法】选择陕西汉中烟区川雪3号(CX3)、海研103(HY103)和青雪204(QX204)3个优质雪茄烟叶品种为试验材料,采... 详细信息

【目的】基于非靶向代谢组学技术,对3个品种雪茄烟叶发酵前后的代谢物进行鉴定与分析,为雪茄烟叶发酵工艺研究提供理论依据。【方法】选择陕西汉中烟区川雪3号(CX3)、海研103(HY103)和青雪204(QX204)3个优质雪茄烟叶品种为试验材料,采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用技术(UHPLC-QTOF-MS),结合主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)等多元统计分析方法,对不同品种雪茄烟叶发酵前后的代谢物进行代谢组学研究,筛选3个品种雪茄烟叶发酵前后的差异代谢物,并对筛选出的差异代谢物进行聚类分析、显著差异代谢物筛选和KEGG通路分析。【结果】CX3、HY103和QX204 3个品种雪茄烟叶发酵前后的代谢物相对含量存在显著差异,分别筛选出310,329和260种差异代谢物,主要为氨基酸、肽和类似物,有机酸,黄酮类化合物,脂质及生物碱。各品种中已鉴定的差异代谢物分别富集在74,74和65条KEGG通路中,主要的代谢通路为苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成,柠檬酸循环,抗坏血酸和醛糖代谢,吲哚生物碱生物合成,类黄酮生物合成,糖酵解/糖异生,甘油酯代谢,果糖和甘露糖代谢。【结论】3个品种雪茄烟叶发酵前后的代谢物存在一定差异,分别筛选鉴定了前20种差异代谢物,并获得了10条主要代谢通路。

关键词：雪茄烟叶差异代谢物烟叶发酵代谢组学

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柞蚕耐饥饿能力的遗传效应与杂种优势分析

蚕业科学 2024年

作者：姜晓旭焦阳戚俐左佳翊徐亮辽宁省蚕业科学研究所

为探究柞蚕耐饥饿能力的遗传效应与群体杂种优势表现，文中试验以5个柞蚕品种(品系)为亲本，采用Griffing双列杂交方法Ⅱ进行完全双列杂交试验设计，利用加性-显性遗传模型和MINQUE(1)法分析柞蚕耐饥饿能力的遗传参数及杂种优势。结果... 详细信息

为探究柞蚕耐饥饿能力的遗传效应与群体杂种优势表现，文中试验以5个柞蚕品种(品系)为亲本，采用Griffing双列杂交方法Ⅱ进行完全双列杂交试验设计，利用加性-显性遗传模型和MINQUE(1)法分析柞蚕耐饥饿能力的遗传参数及杂种优势。结果表明，柞蚕耐饥饿能力只受显性基因控制，广义遗传率(H2B)为95.98%，达到极显著水平。柞蚕耐饥饿能力表现为正向的群体平均优势，且F2代的优势减半；同时该性状表现为负向的群体超亲优势。9个供试柞蚕杂交组合中，辽蚕527×白茧的耐饥饿能力具有较高的基因显性效应值，适合作为耐饥饿品种选育的杂交组合及用于后续杂交种选育研究。

关键词：柞蚕耐饥饿能力遗传率杂种优势

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半干旱区2种雪茄烟叶发酵后差异代谢物分析

干旱地区农业研究 2024年

作者：陆岸芷张乐毅王平平陈新颖杜珊珊李先锋王辉张强艾绥龙张立新西北农林科技大学生命科学学院陕西省烟草科学研究所陕西省烟草公司汉中市公司

通过比较2个雪茄品种海研103和青雪204发酵后烟叶的代谢产物,探究2个雪茄品种烟叶间代谢组的差异。采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用技术(UHPLC-QTOF-MS),对2个雪茄品种烟叶化学成分进行了非靶向代谢组学分析。结果表明:海研... 详细信息

通过比较2个雪茄品种海研103和青雪204发酵后烟叶的代谢产物,探究2个雪茄品种烟叶间代谢组的差异。采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用技术(UHPLC-QTOF-MS),对2个雪茄品种烟叶化学成分进行了非靶向代谢组学分析。结果表明:海研103和青雪204的代谢物相对含量存在明显差异。2个雪茄品种烟叶共筛选鉴定出179个差异代谢物,海研103较青雪204有114个代谢物显著上调,而有65个显著下调。对前40个主要差异代谢物用PLS-DA法进行分析,鉴定为有机酸10种、氨基酸7种、酚酸类4种、核苷酸及类似物4种、碳水化合物3种、黄酮类3种、木脂素和香豆素3种,其他6种。结合KEGG通路分析,发现12条2个品种显著富集的代谢通路。

关键词：雪茄品种烟叶非靶向代谢组学差异代谢物半干旱区

施氮量与基追比对烤烟烟碱合成及关键酶活性的调控效应

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作物杂志 2024年

作者：杨天旭李谨成黄瑞寅邓文君王军王维蔡一霞广东中烟工业有限责任公司华南农业大学广东省烟草科学研究所

探寻施氮量及基追比率对烤烟烟碱合成及关键酶活性的影响，拟为解决韶关烟区烤后上、中部烟叶烟碱含量偏低的问题提供依据。以粤烟1号为材料，在施氮量分别为135、165、195 kg/hm2和基追比分别为（3:7、5:5、7:3）以及施肥方式为基肥在... 详细信息

探寻施氮量及基追比率对烤烟烟碱合成及关键酶活性的影响，拟为解决韶关烟区烤后上、中部烟叶烟碱含量偏低的问题提供依据。以粤烟1号为材料，在施氮量分别为135、165、195 kg/hm2和基追比分别为（3:7、5:5、7:3）以及施肥方式为基肥在移栽前穴施，追肥分别在提苗期、培土前、移栽后45 d、打顶后施入的条件下，采集各生育时期的烟株，测定分析其根系生物量、根系活力、各部位烟叶干物质量和烟碱含量及积累量、烤后烟叶烟碱含量和积累量。通过不同施氮量及其基追比调控的研究发现，在施氮量为195 kg/hm2和基追比为3:7的条件下，与当地农户习惯的施氮量和基追比相比，根系生物量明显增加，根系活力增强，且根系中的PMT酶活性显著上升，NND、MTHRF1酶活性下降，同时根系中的脯氨酸浓度下降，根系烟碱含量上升，地上部的烟叶干物质量更高，烟叶烟碱含量和积累量增加，其烤后烟叶上、中叶的烟碱含量分别达到29.68 mg/g和27.56 mg/g，基本符合产区烟叶正常的烟碱含量要求。

关键词：烤烟施氮量基追比调控:烟碱合成烟碱关键酶活性