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鱼类肌肉生长研究进展

水产学报 2024年第9期48卷 3-23页

作者：何玉慧李响石军华南农业大学海洋学院岭南现代农业科学与技术广东省实验室

鱼类是人类获取动物蛋白的重要来源，其主要可食用部分为肌肉组织。鱼类水产养殖的本质即通过适宜的养殖条件和技术，促使鱼类肌纤维快速增殖和迅速肥大，达到肌肉快速生长、提高养殖生产效益目的。鱼类肌肉生长的实质为肌纤维增殖和肌... 详细信息

鱼类是人类获取动物蛋白的重要来源，其主要可食用部分为肌肉组织。鱼类水产养殖的本质即通过适宜的养殖条件和技术，促使鱼类肌纤维快速增殖和迅速肥大，达到肌肉快速生长、提高养殖生产效益目的。鱼类肌肉生长的实质为肌纤维增殖和肌纤维增粗，即肌细胞不断融合形成更粗更大肌管的过程；肌管进一步分化、组装并表达一类肌肉特异性蛋白，最终形成两种不同类型的肌纤维：白色肌肉(快肌)和红色肌肉(慢肌)组织。本文系统总结了鱼类肌肉生长最新研究进展，包括鱼类肌纤维结构及形成过程，肌细胞增殖、迁移、分化及肌细胞生长的关键调控因子和信号通路；此外，重点解析了肌细胞融合的关键基因(mymk和mymx)及融合决定因素。另外，本文概述了肌肉生长基因资源在水产育种中的应用，阐述了利用营养条件改良鱼类肉质的可行性，并提出可结合遗传学和营养学手段，合理调节鱼类肌纤维增殖和增粗两种生长模式，实现肌肉快速增长和肉质改良。本综述可为鱼类速生优质品系培育提供理论基础和实践指导。

关键词：鱼类肌肉生长肌纤维增殖肌纤维增粗生肌调节因子肌细胞融合 mymk mymx mstn

分子动力学模拟分析超高压对固液两态多酚氧化酶稳定性的影响

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食品科学 2024年第16期45卷 33-44页

作者：李镜浩梁展鸿肖更生徐玉娟余元善吴继军彭健李璐程丽娜广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所农业农村部功能食品重点实验室广东省农产品加工重点实验室广东广州510610 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广东广州510610 仲恺农业工程学院轻工食品学院广东广州510631 广东药科大学食品科学学院广东中山528400

以固态晶体(crystal,C-)、液态(liquid,L-)多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)为对象,采用分子动力学模拟的方法,分析其在常温(298.15 K)常压/高压(0.1~400.0 MPa)条件下分子构象的变化。结果表明:固液两态PPO的空间结构均随压力(0.1~4... 详细信息

以固态晶体(crystal,C-)、液态(liquid,L-)多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)为对象,采用分子动力学模拟的方法,分析其在常温(298.15 K)常压/高压(0.1~400.0 MPa)条件下分子构象的变化。结果表明:固液两态PPO的空间结构均随压力(0.1~400.0 MPa)增大而变的不稳定;与L-PPO相比,C-PPO对压力更敏感,表现出更高的残基波动,溶剂可及表面积和体积减小,蛋白结构更致密;α-螺旋向无规卷曲过渡,导致氢键数量不稳定,螺旋弹性也降低,整体构象差异明显;活性位点Cu^(2+)位置疏远,残基之间距离发生改变、运动出现随机化,干扰底物催化结合。因此,物理状态和压力改变PPO空间结构、残基运动模式和底物结合范围,影响酶稳定性。因此,PPO状态和压力因素对酶变性程度可排序为:固态>液态,物理状态>压力水平。

关键词：多酚氧化酶分子动力学模拟物理状态超高压稳定性

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山地蕉无人机自主吊运装置研制

农业工程学报 2024年第15期40卷 1-10页

作者：段洁利李伟希李伟钦徐兴余家祥丁炜妮杨洲华南农业大学工程学院广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510600 广东海洋大学机械工程学院湛江524088

针对目前山地蕉采后运送作业主要依靠人工背运,存在劳动强度大、人力成本高、果实容易损伤以及易发生安全事故等问题,该研究设计了一种山地蕉无人机自主吊运装置,能够实现无人机山地蕉吊运过程中对果轴的自主抓取和卸载,减少人工参与,... 详细信息

针对目前山地蕉采后运送作业主要依靠人工背运,存在劳动强度大、人力成本高、果实容易损伤以及易发生安全事故等问题,该研究设计了一种山地蕉无人机自主吊运装置,能够实现无人机山地蕉吊运过程中对果轴的自主抓取和卸载,减少人工参与,保障作业人员安全。基于测定的山地蕉蕉穗形态特征参数设计抓取机构、吊具、导向机构以及连接件等,并通过SOLIDWORKS软件建立装置的三维模型,同时搭建了上下位机通讯系统。基于ANSYS Workbench软件的显式动力学分析(explicit dynamics)、静磁分析(magnetostatic)对吊运装置的关键零部件进行仿真和理论计算,确定满足使用要求的电磁铁与舵机型号及参数。室内试验表明,装置的果轴平均抓取成功率为92.59%,果轴平均卸载成功率为96%,平均吊运成功率为88.89%,抓取与卸载的平均耗时分别为63.8和20.8 s/次。无人机搭载吊运装置进行田间试验,平均吊运成功率为83.33%,抓取与卸载平均总耗时90.8 s/次,平均吊运速度0.99 m/s,是人工背运速度(0.17~0.33 m/s)的3倍以上,且由于蕉穗悬空在吊运装置下方不与其他物体接触从而不会对果指造成损伤,满足无人机自主吊运山地蕉的作业需求。研究结果可为快速、低损、安全的无人机山地蕉吊运装置设计提供参考,促进香蕉产业的高质量发展。

关键词：农业机械无人机香蕉吊运装置山地蕉园仿真分析

高光谱成像技术结合集成学习的金钗石斛氮素检测

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1918-1927页

作者：匡润龙腾刘海林吴继辉吕金胜谢自然刘文涛兰玉彬龙拥兵王再花赵静华南农业大学电子工程学院(人工智能学院) 广东广州510642 广东省农业科学院环境园艺研究所/广东省园林花卉种质创新综合利用重点实验室广东广州510640 国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心广东广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广东广州510642

金钗石斛叶片氮素含量是实现其精准施肥的重要决策依据之一。传统的氮素含量检测方法耗时且有损样品,如何高效检测金钗石斛叶片氮素含量是种植企业日益关心的问题。为了快速、无损获取金钗石斛叶片氮素含量,以金钗石斛新鲜叶片为实验样... 详细信息

金钗石斛叶片氮素含量是实现其精准施肥的重要决策依据之一。传统的氮素含量检测方法耗时且有损样品,如何高效检测金钗石斛叶片氮素含量是种植企业日益关心的问题。为了快速、无损获取金钗石斛叶片氮素含量,以金钗石斛新鲜叶片为实验样品,在获取其402.6~1005.5 nm高光谱图像和氮素化学检测值后,经感兴趣区域(ROI)分割、光谱预处理,利用偏最小二乘回归(PLSR)、核岭回归(KRR)以及支持向量回归(SVR)等三种个体学习器算法,以及随机森林(RF)、Bagging和Adaboost等三种集成学习算法,针对金钗石斛的氮素含量进行建模。在此基础上构建基于金钗石斛新鲜叶片全波段光谱信息、经过竞争自适应加权算法(CARS)特征提取的特征波段光谱信息的回归预测模型,并进行预测精度对比。结果表明,在基于全波段光谱信息构建模型时,经过多项式平滑算法(SG)预处理的光谱数据建立的RF模型最佳(R_(CV)^(2)=0.9614、RMSE_(CV)=0.0818、R_(P)^(2)=0.9726、RMSE_(P)=0.0633),所有模型R^(2)都达到了0.90以上。基于CARS提取的特征波段构建回归预测模型,Bagging模型具有最高的精确度和稳定性,其中SG-CARS-Bagging预测效果最好(R_(CV)^(2)=0.9387、RMSE_(CV)=0.1000、R_(P)^(2)=0.9535、RMSE_(P)=0.0826),而个体学习器中的KRR和SVR模型精度明显下降。经过CARS算法特征提取去掉了一些重要波段,提高了建模的效率,但是模型的精度有所降低。因此在优化回归模型的特征参数时,必须始终考虑精度和效率之间的平衡。结果表明,RF、Bagging和Adaboost等集成算法比PLSR、KRR和SVR个体学习器算法具有更高的稳定性和预测精度,更适用于高光谱数据的分析与处理,在金钗石斛氮素营养监测方面具有明显优势。

关键词：高光谱金钗石斛集成学习氮素 CARS

水滑石纳米片用于生物质衍生物电催化氧化的研究进展

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科学通报 2024年第16期69卷 2203-2220页

作者：张曼郑智铿王宇辰刘彬仇荣亮严凯中山大学环境科学与工程学院广州510006 华南农业大学岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 西南民族大学化学与环境学院成都610207

电催化氧化(简称电氧化)生物质衍生物是一种环保高效的技术.与传统热催化相比,主要优势如下:(1)在电催化过程中,水系电解液可以通过解离/电离的方式产生氧源,因此无需使用高成本氧气;(2)常温常压下反应,避免高温高压对设备的苛刻要求;(3... 详细信息

电催化氧化(简称电氧化)生物质衍生物是一种环保高效的技术.与传统热催化相比,主要优势如下:(1)在电催化过程中,水系电解液可以通过解离/电离的方式产生氧源,因此无需使用高成本氧气;(2)常温常压下反应,避免高温高压对设备的苛刻要求;(3)控制施加的电位和改变电流可实现反应速率和产物选择性的调控;(4)易于使用多类型电化学方法和原位光谱联用方法监测反应过程.然而,现阶段电氧化反应的转化率和选择性仍有很大的提升空间,需要开发高效、高选择性、高稳定性的电催化剂,深入理解反应机理,为应用奠定技术支撑.本文首先综述了近年来报道的水滑石纳米片制备的常用剥离技术并进行对比,其次详细总结了水滑石纳米片用于呋喃类、苯甲醛、苯甲醇、甘油等生物质衍生物电氧化反应的机制与研究进展,最后展望了相关研究面临的挑战和前景,为水滑石纳米片用于电氧化研究提供理论指导和参考意义,促进生物质衍生物的应用.

关键词：电催化氧化水滑石纳米片剥离方法生物质衍生物

Pcgf2促进鸡胚成纤维细胞重编程形成诱导多能干细胞

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华南农业大学学报 2024年第3期45卷 311-320页

作者：姚梓淇廖立钦宋佳蓓张新珩谢青梅华南农业大学动物科学学院/岭南现代农业科学与技术广东省实验室河源分中心/广东省农业动物基因组学与分子育种重点实验室广东广州510642

【目的】以提高诱导鸡多能干细胞的干性为目的,利用Pcgf2基因与传统诱导多能干细胞的重编程因子共同诱导鸡多能干细胞。【方法】以鸡早期胚胎为模板,对Oct4、Sox2、Nanog、Lin28、C-myc、Klf4这6种传统的重编程因子及Pcgf2进行基因扩增... 详细信息

【目的】以提高诱导鸡多能干细胞的干性为目的,利用Pcgf2基因与传统诱导多能干细胞的重编程因子共同诱导鸡多能干细胞。【方法】以鸡早期胚胎为模板,对Oct4、Sox2、Nanog、Lin28、C-myc、Klf4这6种传统的重编程因子及Pcgf2进行基因扩增,并与慢病毒载体重组为慢病毒质粒,在包装慢病毒并测定相对应的病毒滴度后,分组感染鸡胚成纤维细胞,在诱导的过程中对干细胞标记物进行检测。【结果】利用传统的重编程因子组合与加入Pcgf2共同诱导后的细胞都较早地表达出磷酸酶活性。加入Pcgf2诱导多能干细胞可以使细胞更早地出现类干细胞形态,且内源性基因Oct4、Sox2、Nanog和Lin28的表达得到更稳定的提高。【结论】Pcgf2在加入诱导体系后可以有效提高细胞的重编程接近干细胞状态。该研究可为选择重编程因子诱导鸡细胞完全重编程及其机制研究提供理论参考。

关键词：鸡慢病毒多能转录因子鸡胚成纤维细胞体细胞重编程诱导多能干细胞

肠道健康程度对断奶仔猪生长性能、养分表观消化率、体组成和肠道菌群的影响

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动物营养学报 2024年第8期36卷 4910-4924页

作者：徐晓明邱月琴张贝贝刘世龙吴善森顾方靳振豪卢麒王丽易宏波杨雪芬蒋宗勇仲恺农业工程学院动物科技学院广州510225 广东省农业科学院动物科学研究所猪禽种业全国重点实验室农业农村部华南动物营养与饲料重点实验室广东省畜禽育种与营养研究重点实验室岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心广州510640

本试验旨在探究不同肠道健康程度对21~28日龄断奶仔猪生长性能、养分表观消化率、体组成和肠道菌群的影响。试验1选取180头平均体重为(6.03±0.04)kg的21日龄健康“杜×长×大”断奶仔猪,随机分配到60个栏舍中(公母各占1/2),根据试验前... 详细信息

本试验旨在探究不同肠道健康程度对21~28日龄断奶仔猪生长性能、养分表观消化率、体组成和肠道菌群的影响。试验1选取180头平均体重为(6.03±0.04)kg的21日龄健康“杜×长×大”断奶仔猪,随机分配到60个栏舍中(公母各占1/2),根据试验前7 d的腹泻率,进一步分为T1-T2组(腹泻率小于15%,共31栏)和T3-T4组(腹泻率大于15%,共29栏),并继续饲喂到仔猪平均体重达到25 kg,测定生长性能和血清免疫指标。试验2采用比较屠宰法,选取72头平均体重为(6.13±0.04)kg的21日龄健康“杜×长×大”断奶仔猪,其中12头(公母各占1/2)作为初始屠宰组,以测定初始体成分含量;剩余60头随机分为20栏(公母各占1/2),根据7 d的腹泻率,随机选定6栏(公母各占1/2)腹泻率小于15%的仔猪(T1-T2组)和6栏(公母各占1/2)腹泻率大于15%的仔猪(T3-T4组),并在此基础上每栏挑选1头猪进行屠宰,以测定终末体成分含量,同时测定生长性能、养分表观消化率、结肠内容物短链脂肪酸含量及结肠菌群。试验1和试验2饲喂相同的基础饲粮。结果表明:1)与T1-T2组相比,T3-T4组断奶仔猪21~28日龄终末体重和平均日增重显著降低(P0.05)。2)与T1-T2组相比,T3-T4组断奶仔猪空体粗脂肪含量、粗脂肪沉积速率和总能均显著降低(P0.05)。综上所述,基于本研究的肠道健康程度等级划分体系,与腹泻率大于15%的仔猪相比,腹泻率小于15%的仔猪在21日龄断奶后的1周内平均日增重显著提高,空体粗脂肪含量和粗脂肪沉积速率显著提高,免疫功能有所提高,炎症反应有所降低;同时,结肠有害菌相对丰度显著降低。此外,断奶过渡期的肠道健康程度不会对仔猪生长至25 kg的生长性能产生影响。

关键词：肠道健康断奶仔猪生长性能养分表观消化率体组成肠道菌群

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无人农机作业环境感知技术综述

农业工程学报 2024年第8期40卷 1-18页

作者：万欢欧媛珍管宪鲁姜锐周志艳罗锡文华南农业大学工程学院/岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 广东省农业人工智能重点实验室广州510642 广东省农业航空应用工程技术研究中心广州510642 华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642

推进农业装备智能化能够有效解决农业劳动力短缺的问题。环境感知是农业装备智能化的首要条件。然而,农业环境的动态变化和非结构化特性限制了无人农机的环境感知能力。该文对无人农机的作业环境信息感知技术进行全面梳理,首先介绍了无... 详细信息

推进农业装备智能化能够有效解决农业劳动力短缺的问题。环境感知是农业装备智能化的首要条件。然而,农业环境的动态变化和非结构化特性限制了无人农机的环境感知能力。该文对无人农机的作业环境信息感知技术进行全面梳理,首先介绍了无人农机作业环境的典型要素和各类感知传感器,并分析了不同传感器的优缺点,然后分别从障碍物感知、作物行感知和农田边界及高程信息感知等方面,对无人农机作业环境信息感知技术进行归纳总结,最后讨论了无人农机作业环境信息感知技术面临的挑战及发展趋势,旨在推动环境感知技术在农业领域的应用,促进农业机械的智能化转型。

关键词：农业机械传感器无人驾驶环境感知多传感器融合

基于BPNN-PID控制策略的果蔬保鲜环境参数调控优化

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华南农业大学学报 2024年第1期45卷 137-147页

作者：吕恩利蔡晋炜曾志雄蔡威谢伯铭王广海郭嘉明华南农业大学工程学院广东广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心广东茂名525000 广东机电职业技术学院广东广州510550

【目的】开发新的控制策略,用于解决传统控制方法果蔬保鲜环境参数因时变性、非线性、滞后性强和惯性大等特点导致的控制精度低、鲁棒性弱等问题。【方法】将传统比例−积分−微分(Proportional-integral-derivative,PID)和BP神经网络(Bac... 详细信息

【目的】开发新的控制策略,用于解决传统控制方法果蔬保鲜环境参数因时变性、非线性、滞后性强和惯性大等特点导致的控制精度低、鲁棒性弱等问题。【方法】将传统比例−积分−微分(Proportional-integral-derivative,PID)和BP神经网络(Back-propagation neural network,BPNN)算法相结合,开发一种基于BPNN-PID的控制策略,通过自主搭建的果蔬保鲜环境调控试验平台和自主设计的控制系统,研究不同控制策略对保鲜环境参数调控效果的影响。【结果】基于BPNN-PID控制策略的果蔬保鲜环境控制系统,环境温度超调量为1.7℃、稳定时间为80 min、稳态误差为±0.2℃,环境相对湿度超调量为2.8%、稳定时间为55 min,相对湿度稳定维持在80%~90%范围内。与传统PID控制策略相比,BPNN-PID控制策略环境温度超调量减小了2.1℃、稳态误差减小了0.3℃、稳定时间缩短了25 min,环境相对湿度超调量减小了2.2%、稳定时间缩短了25 min,环境参数波动幅度均有所降低。【结论】本文开发的果蔬保鲜环境控制系统呈现出良好的动态调整能力,具有较强的鲁棒性,控制性能明显提升,实现了保鲜环境参数的精准控制,满足果蔬保鲜贮藏要求。研究结果为果蔬保鲜环境参数调控提供了参考。

关键词： PID BPNN 控制系统果蔬保鲜环境参数超调量

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