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WPI和WPI-EGCG构建姜黄素纳米乳液的体外消化差异

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食品科学 2024年第1期45卷 1-7页

作者：李艳新陈立莹李雁解新安李璐华南农业大学食品学院广东广州510642

选择接枝率为3%和4%的乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI)-表没食子儿茶素没食子酸酯((-)-epigallocatechin-3-gallate,EGCG)接枝物为乳化剂构建姜黄素纳米乳液,探究纳米乳液体外模拟消化过程中游离脂肪酸(free fat acid,FFA)释放... 详细信息

选择接枝率为3%和4%的乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI)-表没食子儿茶素没食子酸酯((-)-epigallocatechin-3-gallate,EGCG)接枝物为乳化剂构建姜黄素纳米乳液,探究纳米乳液体外模拟消化过程中游离脂肪酸(free fat acid,FFA)释放和消化特性的差异。结果表明,EGCG的结合可能导致WPI分子结构的展开;与WPI相比,WPI-EGCG稳定乳液的界面膜厚度增加了31.6 nm。WPI-EGCG接枝物稳定的乳液的粒径分散度和平均粒径较小,形成的纳米乳液更加稳定,可以更好地促进脂质消化。4%WPI-EGCG稳定的纳米乳液在肠消化120 min后的最终FFA释放率达到85.13%。并且接枝还提高了系统中封装的姜黄素的生物可及性。

关键词：乳清分离蛋白-表没食子儿茶素没食子酸酯接枝物纳米乳液体外消化游离脂肪酸释放

南极磷虾磷脂体外抗氧化活性评价及对秀丽隐杆线虫抗衰老作用

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食品科学 2024年第15期45卷 118-126页

作者：简沛仪冯铭希陈榕汤磊郑锦銮赵力超华南农业大学食品学院广东广州510642

为探究南极磷虾磷脂抗氧化、抗衰老的作用及机制,以1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率、2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)阳离子自由基清除率和Fe3+还原力为指标,评价磷虾磷脂的体外抗氧化能力;以秀丽隐杆线虫(线虫)为模型,研... 详细信息

为探究南极磷虾磷脂抗氧化、抗衰老的作用及机制,以1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率、2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)阳离子自由基清除率和Fe3+还原力为指标,评价磷虾磷脂的体外抗氧化能力;以秀丽隐杆线虫(线虫)为模型,研究不同质量浓度的磷虾磷脂对线虫寿命、吞咽频率、头部摆动次数、急性氧化应激、热应激、活性氧水平、体内抗氧化能力和衰老相关基因表达水平的影响。结果表明,磷虾磷脂具有良好的体外抗氧化能力,且优于大豆磷脂;与对照组相比,各质量浓度的磷虾磷脂均可延长线虫寿命,提高吞咽频率和运动能力,增强线虫的应激抵抗能力,并且中、高质量浓度磷虾磷脂能极显著提高超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活力(P<0.01),显著增加谷胱甘肽的含量(P<0.05),极显著降低丙二醛含量和活性氧水平(P<0.01);此外,磷虾磷脂通过激活DAF-16、SKN-1和HSF-1转录因子并上调其下游抗氧化基因和解毒基因的表达,延长线虫的寿命。综上,磷虾磷脂具有良好的体内外抗氧化能力,能够延缓线虫衰老,可作为抗氧化、抗衰老的功能性食品。

关键词：南极磷虾磷脂秀丽隐杆线虫抗氧化抗衰老

跨界小RNA调控昆虫与植物及病原微生物互作的研究进展

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昆虫学报 2024年 1-10页

作者：陈皓玮李贞方海波刘小侠张松斗中国农业大学植物保护学院昆虫学系

小RNA (small RNA,sRNA)是一类序列短于300 bp的非编码RNA,它在生物体的细胞生长、分裂、分化、增殖和凋亡过程中发挥着重要的调控作用。近年来的多项研究表明,sRNA还可以作为信号分子在物种之间传递,以跨界方式发挥调控作用。除了视觉... 详细信息

小RNA (small RNA,sRNA)是一类序列短于300 bp的非编码RNA,它在生物体的细胞生长、分裂、分化、增殖和凋亡过程中发挥着重要的调控作用。近年来的多项研究表明,sRNA还可以作为信号分子在物种之间传递,以跨界方式发挥调控作用。除了视觉和化学信息,生物个体之间还可以利用多种分子信号传递和实现信息交流,其中,sRNA分子不仅可以在生物个体内移动和调控基因表达,还可以跨越物种传播基因沉默信号,发挥动物、植物和微生物互作关系的信息纽带作用。作为地球上物种数量最多、生态位最丰富的类群,昆虫体内存在多种外源sRNA分子。本文分析sRNA介导跨界调控的分子基础,综述了近年来关于外源sRNA通过生物互作进入昆虫体内,跨界调控昆虫基因表达,影响昆虫与寄主植物及病原微生物之间互作关系的研究进展,并分析了跨界RNAi对昆虫生态适应性的影响以及在害虫防控中的应用前景。昆虫和植物之间sRNA分子的跨界转移可以调控植物抗虫性和社会性昆虫的品级分化,微生物的sRNA进入昆虫体内可以辅助病原微生物的侵染或寄生蜂的发育。利用基因工程改造或表达外源sRNA进行跨界调控是研发害虫高效生防产品的新途径。

关键词：昆虫分子信号小RNA 跨界调控生物互作害虫防控

真菌源水平转移的载脂蛋白D基因影响二斑叶螨的寿命与生殖

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昆虫学报 2024年 2-13页

作者：陈磊余心悦郭丽雪陈煜炜邴孝利胡琪琪孙荆涛洪晓月南京农业大学植物保护学院昆虫学系

[目的]载脂蛋白D(apolipoprotein D,ApoD)是一类参与代谢、组织发育、免疫和抗氧化等多项生物功能的胞外蛋白,是抗衰老和延长寿命的重要分子基础。本研究旨在解析ApoD基因在叶螨基因组中的复制与扩张程度及其系统发育,探讨多功能ApoD基... 详细信息

[目的]载脂蛋白D(apolipoprotein D,ApoD)是一类参与代谢、组织发育、免疫和抗氧化等多项生物功能的胞外蛋白,是抗衰老和延长寿命的重要分子基础。本研究旨在解析ApoD基因在叶螨基因组中的复制与扩张程度及其系统发育,探讨多功能ApoD基因对二斑叶螨Tetranychus urticae的寿命和生殖的影响。[方法]联合使用BLASTP,HMMER,TBLASTN和GEMOMA鉴定番茄刺皮瘿螨Aculops lycopersici、截形叶螨Tetranychus truncatus和二斑叶螨基因组中ApoD家族基因;基于最大似然法构建细菌、真菌、植物、哺乳动物、昆虫、瘿螨和叶螨的ApoD系统发育树;依据二斑叶螨在不同发育阶段(卵、若螨、1日龄雌成螨和5日龄雌成螨)和不同植物(菜豆、拟南芥、番茄、茄子、棉花和黄瓜)上的ApoD家族基因表达谱,挑选出ApoDR2,ApoD9,ApoD17和ApoD24 4个基因,采用浸泡法对新羽化的二斑叶螨雌成螨进行ApoDR2,ApoD9,ApoD17和ApoD24的RNAi,并计算10 d内的存活率和单雌日均产卵量。[结果]二斑叶螨基因组中发现68个ApoD基因,近缘种截形叶螨有33个,番茄刺皮瘿螨仅有1个,叶螨科之外的生物普遍拥有1～10个ApoD基因。系统发育结果表明,叶螨的ApoD家族主要分为三大簇,分别与昆虫、瘿螨和真菌的脂质转运蛋白基因聚类;叶螨中剧烈扩张的ApoD支系与真菌ApoD基因存在多个特有的一致性位点,且亲缘关系最近。大部分ApoD基因在二斑叶螨若螨和成螨期高水平表达,在二斑叶螨取食不同植物时呈现多样的表达调控模式。沉默ApoDR2和ApoD9对二斑叶螨的适合度无显著影响,沉默ApoD17和ApoD24基因显著降低了二斑叶螨存活率和单雌日均产卵量,其中ApoD17对二斑叶螨的存活率和单雌日产卵量影响最大。[结论]推测真菌源水平转移后获得的ApoD基因在叶螨基因组中剧烈扩张,并且对二斑叶螨的寿命和生殖产生了不同程度的影响,但是其在叶螨中的多功能性有待进一步研究。

关键词：二斑叶螨载脂蛋白D 水平转移基因复制与扩张寿命生殖

基于改进ConvNeXt模型的黄羽鸡表皮层黑色素智能分级方法

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农业工程学报 2024年第3期40卷 165-174页

作者：肖德琴陈芳玲刘又夫谢青梅张新珩华南农业大学农业农村部华南热带智慧农业技术重点实验室广州510642 华南农业大学数学与信息学院广州510642 华南农业大学动物科学学院广州510642

为解决活体黄羽鸡表皮层黑色素分级方法成本高、效率低下、分级环境易受环境光干扰等问题,该研究探索一种基于ConvNeXt模型的黄羽鸡表皮层黑色素智能分级方法ConvNeXt-WPCA,用于实现活体黄羽鸡表皮层黑色素智能分级。ConvNeXt-WPCA模型... 详细信息

为解决活体黄羽鸡表皮层黑色素分级方法成本高、效率低下、分级环境易受环境光干扰等问题,该研究探索一种基于ConvNeXt模型的黄羽鸡表皮层黑色素智能分级方法ConvNeXt-WPCA,用于实现活体黄羽鸡表皮层黑色素智能分级。ConvNeXt-WPCA模型通过以下3点改进提高模型对黄羽鸡黑色素的识别效果:1)针对黄羽鸡黑色素图像RGB三通道内黑色素信息分布不均衡问题,改变输入图片通道权重来增强模型对黑色素特征的提取能力;2)使用部分卷积代替深度可分离卷积,减少模型计算量和内存访问次数提高对计算资源的利用率;3)引入坐标注意力机制,引导模型关注黄羽鸡胸腹部及肛门附近皮肤提升模型精度。同时,该研究还设计一种双光源图像获取装置,分别在自然光和偏振光条件下拍摄黄羽鸡样本,以减小分级结果受环境光干扰的影响,并探索偏振光在黑色素分级任务中的应用潜力。结果表明ConvNeXt-WPCA模型相较标准ConvNeXt模型,针对自然光下黄羽鸡黑色素图像数据集分级准确率提升9.68个百分点,最终达到89.03%的识别准确率,针对偏振光下黄羽鸡黑色素图像数据集分级准确率提升15.26个百分点,最终达到98.87%的识别准确率。该研究证实基于偏振光条件获取的黄羽鸡表皮层黑色素图像分级效果优于自然光条件,提出的ConvNeXt-WPCA黄羽鸡表皮层黑色素分级方法识别准确率高,同时模型参数量及浮点计算量均有降低,为黄羽鸡表皮层黑色素智能分级实际应用提供了理论基础及技术支持。

关键词：模型深度学习注意力机制黄羽鸡 ConvNeXt 品质分级偏振光

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长春花感染柑橘黄龙病菌微波热处理防控效果

农业工程学报 2024年第3期40卷 211-218页

作者：张建桃刘杰帆梁家茵刘广彬郑永钦许美容华南农业大学数学与信息学院广州510642 华南农业大学柑桔黄龙病研究室广州510642

为探索黄龙病防治途径,开展微波热处理对黄龙病的防控效果研究。该研究搭建了微波热处理平台,对长春花微波热处理参数(转盘转速、单个磁控管的微波功率、磁控管数量)进行优化,并用优化后的参数组合对感病长春花进行热处理,处理后90 d内... 详细信息

为探索黄龙病防治途径,开展微波热处理对黄龙病的防控效果研究。该研究搭建了微波热处理平台,对长春花微波热处理参数(转盘转速、单个磁控管的微波功率、磁控管数量)进行优化,并用优化后的参数组合对感病长春花进行热处理,处理后90 d内跟踪检测长春花叶片中黄龙病菌的浓度、淀粉和类黄酮的含量。结果表明,长春花微波热处理的最优参数组合为单个磁控管的微波功率150 W、3个磁控管、转速15 r/min;热处理90 d后,感病长春花叶片中的黄龙病菌Ct值(阈值循环数,该值低于32时为阳性)由阳性(17.01±0.97)转至近阴性(31.91±2.35),病菌浓度下降了99.98%,淀粉含量和类黄酮含量恢复至正常水平,植株的活性恢复较好。研究表明,微波热处理有效抑制植物体内的黄龙病菌,可为黄龙病的规模化防治提供新思路。

关键词：病害微波热处理黄龙病长春花防治效果

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自适应振动式稻田株间柔性机械除草性能试验

吉林大学学报（工学版） 2024年第2期54卷 375-384页

作者：陈学深熊悦淞程楠马旭齐龙华南农业大学工程学院广州510642

为解决现有稻田株间机械除草作业性能严重依赖机具对行质量的问题,设计了一种无需避苗作业的株间除草机。该机采用双排柔性刷指作为除草部件,前排除草部件纵向梳刷拉拔杂草,同时对梳刷后稻株倒伏状态进行自动识别。后排除草部件横向振... 详细信息

为解决现有稻田株间机械除草作业性能严重依赖机具对行质量的问题,设计了一种无需避苗作业的株间除草机。该机采用双排柔性刷指作为除草部件,前排除草部件纵向梳刷拉拔杂草,同时对梳刷后稻株倒伏状态进行自动识别。后排除草部件横向振动拨耙杂草,同时根据前排识别结果实时控制振动作业的启停,用以兼顾除草率与伤苗率。基于触觉感知方法建立了稻株倒伏识别系统,通过气压传感器的电位变化获取稻株根系与前排刷指相互作用的力学反馈数据,以电位峰度及均值为辨识特征,基于支持向量机构建稻株倒伏与未倒伏辨识模型,实现稻株倒伏自动识别。应用液压马达构建了后排除草部件的横向振动系统,对前排除草部件作用下已倒伏稻株停止振动作业,实现振动作业的自适应控制。稻株倒伏识别田间试验表明:稻株倒伏识别精度为83.11%。除草模式对比试验结果表明:无感知振动模式的除草率为58.11%,伤苗率为21.39%;无感知无振动模式的除草率为27.89%,伤苗率为4%;有感知振动模式的除草率为56.17%,伤苗率为5.83%。综合试验结果可知,有感知振动除草模式更适宜稻田株间杂草机械防控的生产要求。

关键词：农业工程与信息技术水稻机械除草株间辨识

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基于ViT-改进YOLOv7的稻田杂草识别

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农业工程学报 2024年第10期40卷 185-193页

作者：陈学深吴昌鹏党佩娜张恩造陈彦学汤存耀齐龙华南农业大学工程学院广州510642

为解决光线遮蔽、藻萍干扰以及稻叶尖形状相似等复杂环境导致稻田杂草识别效果不理想问题,该研究提出一种基于组合深度学习的杂草识别方法。引入MSRCP(multi-scale retinex with color preservation)对图像进行增强,以提高图像亮度及对... 详细信息

为解决光线遮蔽、藻萍干扰以及稻叶尖形状相似等复杂环境导致稻田杂草识别效果不理想问题,该研究提出一种基于组合深度学习的杂草识别方法。引入MSRCP(multi-scale retinex with color preservation)对图像进行增强,以提高图像亮度及对比度;加入ViT分类网络去除干扰背景,以提高模型在复杂环境下对小目标杂草的识别性能。在YOLOv7模型中主干特征提取网络替换为GhostNet网络,并引入CA注意力机制,以增强主干特征提取网络对杂草特征提取能力及简化模型参数计算量。消融试验表明:改进后的YOLOv7模型平均精度均值为88.2%,较原YOLOv7模型提高了3.3个百分点,参数量减少10.43 M,计算量减少66.54×109次/s。识别前先经过MSRCP图像增强后,与原模型相比,改进YOLOv7模型的平均精度均值提高了2.6个百分点,光线遮蔽、藻萍干扰以及稻叶尖形状相似的复杂环境下平均精度均值分别提高5.3、3.6、3.1个百分点,加入ViT分类网络后,较原模型平均精度均值整体提升了4.4个百分点,光线遮蔽、藻萍干扰一级稻叶尖形状相似的复杂环境下的平均精度均值较原模型整体提升了6.2、6.1、5.7个百分点。ViT-改进YOLOv7模型的平均精度均值为92.6%,相比于YOLOv5s、YOLOXs、MobilenetV3-YOLOv7、YOLOv8和改进YOLOv7分别提高了11.6、10.1、5.0、4.2、4.4个百分点。研究结果可为稻田复杂环境的杂草精准识别提供支撑。

关键词：机器视觉深度学习 YOLOv7 ViT 稻田杂草识别

微塑料对土壤N_(2)O排放及氮素转化的影响研究进展

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环境科学 2024年第5期45卷 3059-3068页

作者：刘一戈杨安琪陈舒欣牛英奕卢瑛李博华南农业大学资源环境学院广州510642

微塑料(MPs)在土壤环境中的作用和影响逐渐受到关注,但其对土壤氮素循环及其影响机制并不明确.氧化亚氮(N2O)是农田土壤氮素循环中重要的温室气体之一,其主要来源于微生物参与的氮转化过程.微塑料对土壤氮转化过程及相关功能酶和基因都... 详细信息

微塑料(MPs)在土壤环境中的作用和影响逐渐受到关注,但其对土壤氮素循环及其影响机制并不明确.氧化亚氮(N2O)是农田土壤氮素循环中重要的温室气体之一,其主要来源于微生物参与的氮转化过程.微塑料对土壤氮转化过程及相关功能酶和基因都能够产生影响,其在土壤中不断富集可能造成土壤N_(2)O排放规律的改变.由于微塑料自身的复杂性以及不同试验在时空上的变异,导致微塑料对土壤氮素转化和N_(2)O排放产生不同了影响,增大了对土壤N_(2)O排放和土壤氮素转化的评估难度.目前,微塑料在土壤N_(2)O排放、氮素含量、相关功能酶活性和功能基因丰度的研究上未得出统一的结论,缺少在更广的尺度(如盆栽尺度)、更多元的角度(如反硝化过程、DNRA过程等)和更先进的手段上(如同位素技术)探究其影响机制的研究.因此,通过归纳微塑料对土壤氮循环影响的不同观点,能更全面地认识微塑料对土壤氮循环存在的影响,可为气候变化条件下土壤微塑料富集对土壤氮素循环过程以及N_(2)O排放规律的影响提供一定的理论基础.

关键词：微塑料(MPs) 氧化亚氮(N_(2)O) 氮素转化速率功能基因酶活性