虹鳟倍性鉴定SSR标记筛选与应用研究

虹鳟(Oncorhynchus mykiss)是我国冷水性鱼类的主要养殖品种。与二倍体相比,虹鳟三倍体具有生长速度快、肉质好和不育等优点。目前,鉴定虹鳟倍性主要是通过流式细胞术进行DNA含量分析,但这种方法需要采集鱼类血液或组织样本,会对其造成伤害。为了实现利用微创方法收集样本鉴定虹鳟倍性,本研究利用PCR扩增以及电泳分离技术对153个微卫星标记(SSR标记)进行分析,其中139个SSR标记能够在二倍体和三倍体中成功扩增,筛选出132个SSR标记具有多态性,最终鉴定出7个标记在三倍体中表现出较高的变异性。通过在52个已知倍性水平的参考样本和48个未知倍性的样本上进行验证,进一步从中筛选出3个SSR标记(SSR1054、SSR1056和SSR1468)足以区分倍性水平,并且根据3个标记序列重新设计了3对具有良好稳定性的引物序列进行倍性分析应用。本研究所筛选的SSR标记解决了现有虹鳟倍性鉴定中存在的技术流程复杂、耗材昂贵的问题,并有助于不同倍性虹鳟的遗传多样性研究。     

纳米硒对齐口裂腹鱼生长、肌肉成分、血清生化及抗氧化指标的影响

为探究饲喂富硒酵母强化卤虫无节幼体对大口黑鲈仔鱼的生长、存活率、脂肪酸组成、肝肠组织结构以及抗逆性的影响,设置了0 (Y-se0)、5 (Y-se5)、10 (Y-se10)、15 (Y-se15)、20 mg/L (Y-se20)酵母硒添加浓度对卤虫无节幼体进行硒营养强化,并使用强化后的卤虫饲喂养殖在玻璃缸中的3 000尾大口黑鲈仔鱼(2.1 mg/尾,200尾/缸) 20 d。饲养实验结束后,将每缸10尾仔鱼放入35 °C恒温水浴缸中进行急性温度胁迫试验。结果显示：① Y-se15组的存活率、终末体重、体长以及特定生长率均显著高于对照组,肥满度(CF)在各组间无显著差异。② Y-se5组EPA含量显著低于对照组,Y-se5及Y-se15组DHA/EPA值显著高于对照组。③ Y-se10、Y-se15和Y-se20组肝脏中过氧化氢酶(CAT)活性显著高于对照组,所有处理组肝脏中,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性显著高于对照组,丙二醛(MDA)含量显著低于对照组,处理组和对照组间总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性无显著差异。④ Y-se15组肝脏组织空泡化现象较轻,酵母硒添加组的肠道绒毛长度显著高于对照组。⑤ Y-se15组在35 °C应激条件下,存活时间显著高于对照组。研究表明,卤虫无节幼体强化液酵母硒添加浓度为15 mg/L时可显著提高大口黑鲈仔鱼生长、存活率及DHA/EPA水平,增强机体抗氧化以及抗应激能力,改善鱼体健康状况。本研究初步探究了饲喂酵母硒强化卤虫无节幼体对大口黑鲈仔鱼的影响,旨在为进一步完善水生动物苗种开口饵料营养强化技术提供参考,促进水产养殖业高质量发展。

     

沱江干流岸边土壤营养盐和重金属分布特征

为探究“十年禁渔”前沱江中游江段鱼类资源和物种多样性,于2017—2020年对该江段鱼类资源进行了8次调查,并对鱼类种类组成、生态类型、群落相似度、种群优势度、生物多样性以及群落结构稳定性等特征进行分析。结果显示,本次调查共采集鱼类87种,隶属于5目14科52属。其中,长江上游特有鱼类18种,外来物种6种,分别占总种类数的20.69%和6.90%。鱼类群落以底层、缓流型、产沉性卵、杂食性鱼类为主。相对重要性指数(IRI)显示,蛇、鲤等中小型鱼类为优势种。Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Margalef指数、Pielou指数变化范围分别为2.700~3.742、0.873~0.968、5.374~11.323、0.737~0.887,表明沱江中游鱼类群落分布均匀。等级聚类分析 (Cluster)和非度量多维尺度分析 (NMDS)显示,在一定的相似性水平上,沱江中游江段鱼类的群落类型基本可分为3组,莲花山、麻柳坝工业园与铁路沟可以聚为一组,万古庙、五里店水电站、资州大桥、银山镇、二水厂与西林渡口聚为一组,沱桥独立成组。数量/生物量比较曲线分析结果显示,西林渡口和沱桥江段鱼类群落结构稳定性相对较高,其余江段鱼类群落结构均受到中度干扰。研究表明,与历史资料相比,沱江中游鱼类群落发生了显著变化,经济鱼类占比减少,鱼类个体呈现小型化和低龄化。本研究补充了沱江中游鱼类资源现状的基础数据,以期为该江段鱼类资源管理与“十年禁渔”生态评估提供科学依据。     

杜仲梦尼夜蛾CD36家族同源基因克隆与组织分布研究

目的 揭示杜仲梦尼夜蛾CD36家族同源基因神经元膜蛋白(SNMPs)和b族清道夫受体(SRb)的序列特征和组织分布情况。 方法 设计特异性引物克隆杜仲梦尼夜蛾SNMPs和SRb基因,对这些基因编码的蛋白进行同源建模;通过荧光定量PCR分析这些基因在不同组织的表达情况。 结果 在杜仲梦尼夜蛾中鉴定得到3个CD36家族同源基因（OsonSNMP1、OsonSNMP2和OsonSRb1）;这些基因编码的蛋白具有2个跨膜区域和1个细胞外结构域。空间结构预测发现,这些蛋白的胞外结构域包含1个主要由反向平行β-折叠构成的桶状核心和1个富含疏水性氨基酸残基的α-螺旋;荧光定量PCR结果表明,OsonSNMP1、OsonSNMP2和OsonSRb1均在触角中大量表达;OsonSNMP1在雄虫触角中的表达水平显著高于雌虫触角,OsonSNMP2在雌虫触角的表达水平显著高于其他组织,OsonSRb1在雄虫触角中大量表达外,还在雌雄虫的口器中大量表达。 结论 本研究发现OsonSNMP1、OsonSNMP2和OsonSRb1编码的蛋白具有与脊椎动物CD36家族受体类似的空间结构,与嗅觉器官高度关联的表达模式表明这些基因可能在杜仲梦尼夜蛾嗅觉系统中发挥了功能,以上结果为探究杜仲梦尼夜蛾CD36家族同源基因的嗅觉功能提供了数据。     

基于DH-YoloX的群养马岗鹅关键行为监测

马岗鹅的行为与其生长状况和福利状况密切相关,马岗鹅关键行为监测对评估其生长性能具有重要的现实意义。为了实现对群养栏马岗鹅关键行为高效率精准监测,该研究探索一种基于YoloX的群养马岗鹅关键行为监测算法（Magang geese behavior monitoring of based on Double Head-YoloX,MGBM-DH-YoloX）,该算法通过减少YoloX的头部数量提升检测效率、使用损失函数减少前景背景干扰、使用迁移训练方式提高网络训练效率等技术对马岗鹅采食、饮水、休息和应激等关键行为及其规律进行分析。MGBM-DH-YoloX首先用Mosaic和Mixup对马岗鹅图像进行数据增强,然后使用增强后的数据集训练模型,并且利用模型检测马岗鹅的关键行为,最后累计得出马岗鹅关键行为的发生时长和行为节律;试验训练集为1 400幅、验证集200幅和测试集为400幅,连续活动视频10 d。结果表明,MGBM-DH-YoloX算法的平均精度为98.98%、检测速度达到81帧/s、内存消耗为2 520.04 MB。对马岗鹅的10 d养殖数据分析发现,MGBM-DH-YoloX能有效观察到马岗鹅随着日龄增长采食次数逐渐减少;试验鹅每日采食与饮水行为同时出现的比例为83.74%,呈现整体相伴趋势,但也从90.78%降低到74.57%,说明马岗鹅采食与饮水行为随着日龄增加呈现出逐渐分离趋势;试验鹅随着日龄增长休息时间逐渐加多,呈现出肉鸭对笼养的适应性逐步增强;应激行为随机性很强,突发性明显,发现人员随机走动等不规范饲喂带来的应激行为占据很大比例。该研究显示MGBM-DH-YoloX算法能利用监控视频对马岗鹅的关键行为进行智能提取,可为家禽智能养殖监管提供技术支撑。     

郭岩山不同海拔天然栲树林土壤硅形态特征

目的 探究郭岩山不同海拔天然栲树林土壤硅形态的变化特征及其与土壤理化性质的相关关系,进一步揭示亚热带地区土壤硅形态含量对环境变化的响应机制。 方法 本研究以郭岩山自然保护区不同海拔天然栲树林土壤为研究对象,在郭岩山自然保护区海拔600、700、800、900 m分别设置标准地,采集不同海拔各土层（0～20、20～40、40～60 cm）的土样,测定土壤不同硅形态含量,分析环境变化对土壤中硅形态的影响。 结果 （1）高海拔土壤有效硅（258.26 mg·kg−1）、水溶性硅（155.69 mg·kg−1）、活性硅（388.97 mg·kg−1）及无定形硅（1 561.97 mg·kg−1）含量均显著高于低海拔土壤有效硅（93.16 mg·kg−1）、水溶性硅（78.38 mg·kg−1）、活性硅（231.84 mg·kg−1）及无定形硅（832.24 mg·kg−1）。深土层（40～60 cm）的土壤有效硅含量（227.53 mg·kg−1）显著高于0～20 cm（120.79 mg·kg−1）及20～40 cm（171.37 mg·kg−1）土层;（2）土壤有效硅含量与活性硅及水溶性硅含量呈极显著正相关,其中,活性硅是有效硅增加最重要的直接贡献形态,而水溶性硅是土壤硅转化过程中重要的过渡性形态;（3）土壤有机质和土壤pH值对各土壤硅形态含量的影响最显著,解释率分别达14.1%和9.2%,其中,土壤有机质与无定形硅及水溶性硅呈正相关,与土壤活性硅及有效硅呈负相关,而土壤pH值与有效硅、活性硅呈正相关,与无定形硅呈负相关。 结论 海拔引起的环境及土壤理化性质变化可改变土壤硅形态含量。研究结果为天然栲树林有效利用土壤硅及调控土壤硅形态提供了参考依据,对天然栲树林的保护具有重要的科学指导意义。     

基于无人机遥感的夏玉米水分胁迫指数改进方法

冠层温度（canopy temperature,Tc）是作物水分胁迫计算的基础。准确地剔除热红外图像中的土壤背景,可以提高作物水分的监测精度。该研究以4种水分处理的拔节期夏玉米为研究对象,借助无人机可见光和热红外图像,采用红绿比值指数（red-green ratio index,RGRI）法提取研究区域的面状玉米冠层温度的空间分布信息,并分析每幅热红外图像上冠层温度的累积频率。该并提出了两种改进作物水分胁迫指数（crop water stress index,CWSI）性能的方法,一是使用基于正态分布的不同统计分位数分割冠层温度,并基于不同统计分位数上的平均冠层温度计算CWSI（记为CWSITcF%）。二是基于冠层温度方差（canopy temperature variance,Var）,将玉米冠层数据分为4个区间：区间Ⅰ,Tc≤40,Var≤10;区间Ⅱ,Tc≤40,10< Var≤20;区间Ⅲ,35< Tc<45,Var>20;区间Ⅳ,40< Tc<50,0< Var≤20,并在各自区间上选择最敏感的统计分位数计算CWSI（记为CWSIn）。研究结果表明：1）利用2020年和2021年两年数据计算的CWSIn与作物生理指标（气孔导度Gs、净光合速率Pn、蒸腾速率Tr）间的决定系数R2分别为0.72、0.52、0.62 ,nRMSE分别为23.96%、24.06%、25.60%,模型拟合精度高于原始CWSI（R2分别为0.73、0.34、0.46,nRMSE分别为23.69%、28.27%、30.21%）,但与CWSITcF%差别不大（R2分别为0.74、0.54、0.61,nRMSE分别为22.87%、23.74%、25.61%）;2）虽然CWSITcF%能提高诊断作物水分胁迫的精度,但最敏感的冠层温度区间在年际间相差较大（2020,61.17%;2021,49.38%;两年数据,83.51%）,而CWSIn稳定性更高（与生理指标间的nRMSE分别为：2020年16.60%、27.37%、28.49%;2021年21.60%、18.95%、22.64%）。因此,综合来看 CWSIn可以更加精确地监测作物水分胁迫,利用该改进方法可为无人机遥感精准监测作物水分胁迫状况提供参考。     

便携式水产品四环素含量检测装置研制

针对水产品四环素残留的便捷化精准检测难题,该研究研制了一种四环素含量检测的便携式直读光电化学装置,并探究了装置用于鱼肉四环素残留检测的可行性。装置分别以LED和STC89C52单片机为激发光源和控制核心,利用设计的光源暗室避免外源光照对检测结果的影响。测试结果表明,LED激发光源的输出信号稳定,装置对于光电流信号的采集具有较好的准确性。进一步基于丝网印刷电极构建光电化学适配体传感器,采用所研制装置对信号进行采集与处理,最终以OLED显示器直接读取抗生素浓度信息。该方法对于四环素检测的线性范围为1?10-11～1?10-8 mol/L,检测限为3?10-12 mol/L,具有较好的选择性,且对于鱼肉四环素残留检测的回收率为92%～94%,为水产品四环素的精准现场分析提供了新的方法与途径。     

高速精量播种机阿基米德螺线型弧面双齿盘覆土装置设计与试验

针对现有重型精量播种机在高速作业时存在覆土装置影响播种均匀性、种沟内种子被“架空”等问题,基于阿基米德螺线切刃曲线与挤压式覆土原理相结合的思路,设计了一种阿基米德螺线型弧面双齿盘覆土装置,实现了覆土厚度适宜且均匀一致,降低覆土作业对播种均匀性影响的目的。本研究对覆土装置的结构参数、覆土量进行分析,确定了影响覆土效果的主要参数取值范围;利用EDEM离散元仿真技术建立了覆土装置-种子-土壤间的离散元模型,对关键参数进行仿真优化,确定弧面双齿盘的最优参数组合;通过田间试验对该装置的作业性能进行了验证。研究结果表明：影响弧面双齿盘作业性能的主要结构参数为阿基米德螺线型弧面双齿盘的中心间距、安装倾角、入土深度。当弧面双齿盘的中心间距为142.6mm、安装倾角为20°、入土深度为55mm时,该装置通过性能良好,覆土厚度均匀一致,平均厚度为47mm,合格粒距标准差、变异系数与空白对照组分别相差0.22mm、1.81个百分点,对播种均匀性影响小,满足精量播种的农艺要求。     

耦合耕地综合质量和空间连通性的基本农田划定研究

保护集中连片的优质耕地对于保障国家粮食安全具有重要意义。本文以江西省兴国县为例,从耕地的自然质量、立地条件、生态条件3个层面系统构建耕地综合质量评价指标体系;基于TOPSIS(Technique for order preference by similarity to an ideal solution)综合评价法对耕地综合质量进行评价,引入耕地连片度、耕地空间连通格局分析了耕地空间集聚特征,综合耕地质量及其连通特征划定永久基本农田。结果表明：从耕地综合质量来看,兴国县耕地质量由高到低划分为4个质量等级,面积分别为6204.95、16.03172、19321.79、3573.76hm2,占总耕地面积的13.75%、35.52%、42.81%、7.92%。总体来看,兴国县中等质量耕地居多,占比为78.33%。从耕地连通性来看,兴国县耕地连片程度由高到低划分为5个等级,其中一级~五级连片耕地面积分别为24731.44、6199.73、3131.54、7397.71、3671.80hm2,分别占耕地总面积的54.80%、13.73%、6.94%、16.39%、8.14%,耕地存在不同程度破碎化。将耕地质量三等以上、连片程度四级以上耕地划入基本农田,面积为37029.62hm2,占耕地总面积的82.05%,与原有划定基本农田相比,实现了划定后永久基本农田“总体稳定、布局优化、质量有提升”的目标。