基于改进ConvNeXt的奶牛行为识别方法

奶牛的动作行为（进食、躺卧、站立、行走和甩尾）直接或间接地反映了奶牛的健康及生理状况,是奶牛疾病监测及感知奶牛异常的关键,为准确高效地对奶牛行为进行识别,提出了一种融合时间和空间注意信息的多分支并行的CAFNet（ConvNeXt-ACM-FAM）奶牛行为识别模型,该模型在卷积网络ConvNeXt的基础上融合非对称多分支卷积模块（ACM）和特征注意力模块（FAM）。首先,利用ACM划分通道分支提取特征并保留一部分原始特征,防止信息过度丢失。其次,FAM对不同通道的特征进行融合并引入SimAM注意力机制,不增加网络参数的同时增强重要特征的有效提取。实验结果表明,该方法对进食、躺卧、站立、行走和甩尾行为识别准确率分别为95.50%、93.72%、90.26%、86.43%、89.39%,平均准确率为91.06%,参数量相较于原模型减少了1.5×106,浮点运算量减少了3×108,相较于其他模型,本文模型识别平均准确率平均提升8.63个百分点。本文研究成果可为奶牛疾病监测及预防提供技术支持。     

犬脂肪来源间充质干细胞对重症急性胰腺炎体外内质网应激模型的抗凋亡作用

【目的】 探究犬脂肪组织来源的间充质干细胞(cAd-MSCs)对重症急性胰腺炎(SAP)体外模型的抗凋亡作用,以期为利用干细胞治疗胰腺炎提供理论指导。【方法】 ①用Ⅰ型胶原酶消化分离cAd-MSCs,用流式细胞术鉴定其干细胞标志物CD29、CD34、CD44、CD45、CD73和CD90的表达,用成脂、成骨和成软骨分化来鉴定其多向分化潜能;②用Ⅰ型胶原酶从小鼠胰腺组织中分离胰腺腺泡细胞(PACs),用实时荧光定量PCR检测PACs及胰腺组织中胰腺导管特异性基因CK19、β-胰岛细胞特异性细胞基因Insulin-1、α-胰岛细胞特异性基因Glucagon及PAC特异性基因PTF-1α、CPA-1、AMY2B的表达;③以10、20 μg/mL脂多糖(LPS),10、100 mmol/L雨蛙肽(Caerulein)以及10 μg/mL LPS+100 mmol/L Caerulein处理PACs,不添加药物培养的细胞为对照组,培养24 h后使用CCK-8检测PACs存活率,筛选体外构建内质网应激模型的最佳处理组(即模型组,P);用CCK-8检测对照组(Naive)及模型组(P)细胞0、2、4、8、12和24 h的存活率,Western blotting检测P组细胞内质网应激相关蛋白的相对表达量;④为确定cAd-MSCs对PACs的作用方式,试验分为PAC组(仅PACs,Naive)、P组、间接共培养组(IC)、直接共培养组(构建PAC模型时与cAd-MSCs直接共培养,DC),用实时荧光定量PCR检测肿瘤坏死因子(TNF-α)基因在PACs中的表达水平;⑤在间接共培养系统中,将细胞分为空白对照组(仅PACs,Naive)、对照组(PACs与cAd-MSCs共培养,C)、P组及试验组(药物处理的PACs与cAd-MSCs细胞共培养,T),细胞培养12 h后,通过实时荧光定量PCR、Western blotting检测各组细胞内质网应激相关基因及蛋白表达水平的变化,并用TUNEL法检测各组细胞的凋亡情况。【结果】 ①分离培养的cAd-MSCs呈现成纤维样细胞形态,高表达干细胞标志物CD29、CD44、CD73及CD90,不表达CD34和CD45,且具备成脂、成骨、成软骨分化能力;②分离的原代PACs呈鹅卵石样,与胰腺组织相比较,AMY2B、CPA1、PTF1α基因的相对表达量均显著增加(P<0.05),CK19、Glucagon、Insulin-1基因的相对表达量均极显著降低(P<0.01)。③与对照组相比,10 μg/mL LPS+100 mmol/L Caerulein组细胞存活率极显著降低(P<0.01),因此选为构建内质网应激模型的最佳处理组。与对照组相比,4 h时P组PACs的细胞存活率显著降低(P<0.05),8、12、24 h均极显著降低(P<0.01);Western blotting检测结果显示,Grp78、CHOP、Caspase-12蛋白的表达水平自4 h开始均极显著增加(P<0.01)。④与Naive组相比,P组TNF-α基因的表达水平极显著增加(P<0.01);与P组相比,IC和DC组TNF-α基因表达水平均极显著降低(P<0.01),后续用间接共培养系统进行试验。⑤在间接共培养系统中,与P组相比,T组Grp78、Caspase-12和CHOP mRNA及蛋白的相对表达量均极显著降低(P<0.01)。TUNEL检测结果显示,T组阳性细胞数明显减少。【结论】 本试验成功构建SAP体外内质网应激模型,且证明cAd-MSCs对PACs内质网应激具有调控及保护作用。     

不同清粪机械对兔舍内空气环境质量的影响

为评价刮板式清粪机和传送带式清粪机对兔舍内空气环境质量的影响效果,选取除清粪机械不同外,兔只数、兔生长阶段、风机数量、建筑形式均相同的两栋兔舍,分别在2018年4月连续一周对两类兔舍中的温度、相对湿度、氨气(NH3)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、粉尘、硫化氢(H2S)浓度进行检测。(1)兔舍外、刮板式舍和传送带式舍的温度分别为17.79℃、18.39℃、18.43℃,舍外与舍内温度差异不显著(P>0.05),刮板式舍与传送带式舍内温度差异不显著(P>0.05);(2)兔舍外、刮板式舍和传送带式舍的湿度分别为50.17%、50.3%、48.99%,舍外与舍内湿度差异不显著(P>0.05),刮板式舍与传送带式舍内湿度差异不显著(P>0.05);(3)刮板式舍和传送带式舍内NH3、CO2、粉尘的浓度分别为2.99mg/m^3、813.40mg/m^3、0.31mg/m^3和2.13mg/m^3、614.13mg/m^3、0.31mg/m^3,传送带式舍内NH3和CO2浓度显著低于刮板式舍(P<0.05);未检出H2S、CH4。     

梯度恒温水热处理饲料的糊化时间温度特性研究

糊化作为淀粉热加工过程中的一种功能特性,在以淀粉源原料为主的饲料工业中应用广泛,而时间和温度是饲料调质等热加工中2个相互依存的重要工艺参数。为探究饲料糊化过程中对时间和温度的敏感性、掌握饲料糊化变性规律,该文以育肥猪配合饲料粉料为研究对象,基于饲料糊化的黏度特性,利用快速黏度分析仪(rapid visco analyzer,RVA)在25～95℃范围内测定了5、10、15℃/min3个升温速率对饲料糊化行为的影响,并在此基础上,采用自定义的RVA梯度恒温加热程序对饲料进行水热处理,分析饲料糊化的时间和温度依赖性,利用黏度差值Δμ及其导数分析得到饲料糊化的温度阈值。结果显示:饲料的糊化行为受升温速率影响(P0.05),当升温速率由5增加到15℃/min,峰值黏度由295增加到364 mPa·s,起始糊化温度由71.90增加到72.85℃;72、78和86℃3个温度阈值将饲料糊化过程中黏度的增长趋势划分为4个阶段;温度梯度范围为64～95℃、恒温保持时间分别为1、3、5和10min的梯度恒温加热程序,证实了饲料糊化的温度依赖性和时间依赖性,且在饲料糊化的不同阶段所表现出的温度和时间依赖性显著程度不同;过长的恒温或加热处理时间会降低饲料糊化过程中的黏度值,使饲料的糊化表现出剪切稀化现象;在育肥猪配合饲料调质工艺参数的设定中,调质温度选择高于起始糊化温度72℃为宜,且延时熟化保持能带来更好的调质效果。研究结果为饲料糊化过程的研究提供了一种新思路,也为配合饲料调质等热加工过程的工艺优化提供参考。     

饲料原料粉体流动特性预测模型

为了研究不同贮藏期大豆分离蛋白（soy protein isolate,SPI）对千页豆腐品质的影响,该文首先研究了贮藏期对大豆分离蛋白结构的影响,进而探讨贮藏期对大豆蛋白制备千页豆腐的品质的影响。对不同贮藏期的大豆蛋白分别采用了凝胶质构特性、感官评价、羰基含量、大豆蛋白亚基以及巯基的测定,并采用拉曼光谱对大豆蛋白二级结构、二硫键构型以及侧链结构进行了分析,同时采用扫描电镜观察千页豆腐的微结构。结果表明：随着贮藏期的延长,千页豆腐的感官评价变差,由88分降低至44分;其凝胶网络结构逐渐疏松;大豆蛋白羰基含量逐渐上升;巯基含量逐渐下降;二级结构含量改变;凝胶硬度呈下降趋势,硬度值低于234 g时,将无法达到千页豆腐的质量要求。这表明在贮藏期内SPI发生了氧化,导致大豆蛋白质结构发生改变,使其凝胶性质下降。     

延边牛PPARγ基因的克隆及生物信息学分析

研究旨在克隆和分析延边牛过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）基因,并探讨其在延边牛不同组织中的表达规律。参考GenBank数据库中牛PPARγ的序列（登录号：NM_181024.2）设计引物,以18月龄延边牛为试验对象,利用RT-PCR克隆得到延边牛PPARγ基因,利用NCBI中的BLAST程序与其他物种进行相似性分析并构建系统进化树;用生物信息学软件分析其核苷酸序列及其编码蛋白的理化性质、疏水性、信号肽、跨膜结构域、亚细胞定位、磷酸化位点、糖基化位点、二级结构、三级结构等;用实时荧光定量PCR检测延边牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、小肠、皮下脂肪、肌肉8个组织中PPARγ基因的相对表达水平。结果显示,延边牛PPARγ基因CDS区序列为1 620 bp,相似性比对和系统进化树结果显示,与黄牛的亲缘关系最近,相似性为99.9%,与鸡的亲缘关系最远,相似性为82.1%;该基因编码505个氨基酸,无信号肽和跨膜结构域,为亲水性蛋白,主要分布在细胞核和细胞质中;延边牛PPARγ蛋白二级结构主要为α-螺旋和无规则卷曲,存在53个潜在的磷酸化位点,24个O-糖基化位点;实时荧光定量PCR结果显示,延边牛PPARγ基因在脾脏、皮下脂肪、肝脏中表达量显著高于心脏（P<0.05）,肺脏、肾脏、肌肉和小肠中表达量显著低于心脏（P<0.05）。以上试验结果可为进一步研究PPARγ基因的功能提供借鉴。     

参数优化方法对微生物模型预测土壤有机碳时空演变的影响

准确把握土壤有机碳（SOC）的时空演变规律对于土壤资源的高效持续利用、发挥土壤生态系统服务功能，以及应对气候变化等均具有重要意义。以江苏省南部为研究区，以明确表达微生物分解作用的微生物模型MIMICS为对象，以模型参数敏感性分析为切入点，分析了不同参数优化方法对MIMICS模型预测苏南农田表层（0 ~ 20 cm）SOC时空演变动态的影响。结果表明，批处理和点对点两种参数优化方法下，MIMICS模型均能较好地模拟1980─2015年苏南农田表层SOC密度先增加后减少的总体趋势；采用考虑模型参数空间异质性的点对点参数优化方法时，MIMICS模型预测精度最高，其预测误差（RMSE）较采用默认参数值时分别降低22.2%（2000年独立验证）和14.7%（2015年独立验证），但2015年SOC密度预测精度依然偏低（R2 = 0.13，RMSE = 1.22 kg?m–2）。上述结果表明进一步改进微生物模型的结构、提高模型输入数据的精度及分辨率，将是微生物模型建模区域尺度SOC时空动态所面临的重要挑战。     

基于木蜂筑巢习性的古建筑木构件木蜂危害等级划分

【目的】基于木蜂筑巢习性，划分古建筑木构件木蜂危害等级，为古建筑保护工程勘察提供参考依据和评定标准。【方法】收集受木蜂危害的轻木构件，采用内窥镜、CT扫描和巢穴解剖方式，了解巢穴构造，计算隧道容积和巢穴体积，估算木材损失程度，结合古建筑木构件危害勘察，划分木蜂危害等级。【结果】经鉴定，收集到的木蜂为黄胸木蜂。内窥镜可以观测到主隧道，隧道有2～3条分枝，次隧道与主隧道夹角成一定角度，影响内窥镜进一步深入观测。CT扫描能够准确了解巢穴内部危害。巢穴解剖发现，黄胸木蜂巢穴皆为分枝型，大部分为双向平行2条分枝或一侧2条分枝另一侧1条分枝；巢室内径平均1.55 cm,每条分枝长度平均14.4 cm,隧道容积平均约133.67 cm³,巢穴体积平均1 436.58 cm³。【结论】古建筑木蜂危害一般发生在建筑外部的檐椽、望板、斗栱等非承重和非独立作用构件上，基于木蜂筑巢习性估算木材损失程度，古建筑木构件木蜂危害可划分为1～4级：当木构件有且仅有1个木蜂孔洞时，为1级危害；当木构件有2～3个木蜂孔洞时，为2级危害；当木构件有4～5个木蜂孔洞时，为3级危害；...