基于数学形态学的牛肉图像中背长肌分割和大理石纹提取技术研究

牛肉图像中背长肌区域的分割和大理石纹提取是利用计算机视觉评定牛肉胴体等级的重要步骤。研究了利用数学形态学的方法来分割牛肉眼肌切面图像中背长肌区域并将大理石纹提取出来的技术。眼肌切面图像经过去除背景并进行肌肉和脂肪像素识别等预处理后,再用形态学腐蚀与膨胀相结合获得背长肌区域图像,通过图像逻辑运算提取大理石纹。结果表明,这种方法能有效地把背长肌区域与其周围肌肉组织分离开来并提取大理石纹。

基于Ohta和RGB颜色空间牛胴体背长肌的分割

提出了一种在Ohta和RGB颜色空间下牛肉胴体眼肌切面中背长肌的分割方法．在合适的光照条件下用CCD摄像头采集以黑色平板为背景的60幅眼肌切面RGB图像，根据R分量的灰度直方图，利用最大方差自动取阈值法（Ostu）去除黑色背景后用中值滤波平滑图像；将预处理后的图像转换到Ohta颜色空间对I3分量用Ostu分割肌肉像素，填充空洞后提取RGB图像对G分量用Ostu进一步去除背长肌和赘肉组织之间的连接，再进行空洞填充、面积阈值分割、数学形态学腐蚀和膨胀运算即可获得背长肌图像，分割的背长肌与人工勾划的背长肌的匹配度为92．36％～99．57％，处理时间在400ms以内．结果表明，结合使用两种颜色空间可以准确、快速地把背长肌从眼肌切面中分割出来．

甘蔗异背长蝽生物学的观察

甘蔗异背长蝽是甘蔗的重要害虫,在江西泰和县一年发生完整的二代,部分三代,主要以卵在蔗蔸、土表层、枯鞘残茎和蔗种叶鞘内越冬,尚有少部分成虫在宿根蔗蔸和枯鞘叶中过冬。全年有两个为害严重期,第一次在五六月甘蔗苗期,第二次在八九月甘蔗伸长期。一代若虫孵化较整齐,且低龄若虫集中在心叶内吸食,是药剂防治的关键时期。成虫多群集在蔗株下部枯鞘与蔗茎间隙内栖息、取食和交配。卵成块产于叶鞘边缘内侧,以叶鞘抱茎松紧度适中的叶位分布最多,二代成虫9月间产的卵,当年可以孵化并发育为三代成虫越冬;10月初以后产的卵,当年不再孵化而滞育越冬。

甘蔗异背长蝽卵的发育温度及不同土层深度对其发育影响的研究

研究了甘蔗异背长蝽卵在实验室条件下的发育起点温度和有效积温,结果表明,卵的发育起点温度和有效积温分别为11.49±0.62℃和227.48±10.7日度。还进行了不同土层深度越冬卵孵化进度的观察比较,结果土表越冬卵的孵化始期和高峰期均比土下5cm 和8 cm 的提早7～8 d.又根据卵发育过程中颜色变化的特征,将其分为三级,并分别置于20℃和23℃恒温箱内保湿培养,观察各级卵的历期,结果依次为10.28 d、2.83 d、12.19 d和7.67 d、2.28 d、10.08 d;卵历期分别为25.4 d 和20.5 d.

甘蔗异背长蝽田间发生规律及药剂防治的研究

对甘蔗异背长蝽(次年的主要虫源)越冬卵的分布场所、不同越冬场所的孵化进度及若虫在蔗株上的分布规律,作了调查分析。对药剂防治策略和技术进行了全面的研究,提出了“主攻甘蔗异背长蝽,兼治甘蔗二点螟,狠抓一代低龄若虫防治”的策略,并采用敌敌畏加杀虫双混合液,集中喷施蔗苗心叶及基部叶鞘间隙的防治技术。经1991年在100 ha蔗田防治示范和1992年在1044.7ha大面积推广应用,收到了“一次施药,控制全年危害”的明显效果。每年每公顷可节省农药和用工费194元,每公顷增鲜蔗7980～10620kg,含糖量绝对值提高0.81％～0.85％,经济效益显著。

甘蔗异背长蝽生物学特性及防治研究初报

本文报道了对甘蔗异背长蝽生物学特性及其防治的初步研究结果。

基于改进的距离保持水平集的牛肉图像背长肌自动分割

为了改善牛肉图像中背长肌的分割效果,提出一种改进的距离保持水平集方法实现牛肉图像中背长肌区域的自动分割:根据牛肉背长肌图像的特点,结合大津法和旋转法提取背长肌切面区域,设定候选区域并找到初始轮廓曲线;根据水平集演化过程中自定义系数函数值的变化规律,使用自定义的算法控制零水平集的自动演化和停止;之后结合标记分水岭算法对图像进行加工,得到更精确的目标背长肌区域。与其他分割算法比较,该改进的分割方法效果更好。

甘蔗异背长蝽空间分布型和抽样技术研究

本文应用7个聚集度指标测定,得出甘蔗异背长蝽空间分布是呈聚集型,并确定了该虫田间取样以“Z”字形最佳,其次是平行式取样。最适取样部位7月份以后,是在蔗株下部叶位。最适取样数n(成虫)=62.41/m+7.3475,n(若虫)=49.94/m+24.775。

甘蔗异背长蝽生物学特性及防治研究

甘蔗异背长蝽在我区年发生不完整3代,以卵在蔗蔸基部及部分蔗种和残梢上越冬。成虫不能完全越冬。翌年主要虫源是越冬卵。在室温28.5～29.5℃条件下,各虫态平均历期为:雌成虫21.7天,雄成虫19.1天,卵14.7天,若虫34.3天,全世代70天左右。成虫产卵量一般在20～40粒,最高近100拉。防治适期为二龄若虫高峰期,用21％灭杀毙800倍稀释液喷雾,5天后效果仍达94.4％。

甘蔗异背长蝽卵孵化期的有效积温及不同土层深度对其发育的影响

甘蔗异背长蝽是近年来我省吉泰盆地蔗区成灾猖獗的重要害虫,对甘蔗生产威胁极大.甘蔗异背长蝽是甘蔗重要的吸汁性害虫,发生严重时,使甘蔗苗期心叶萎黄甚至整株枯死,使甘蔗中、后期降低糖份含量.经观察发现,该虫主要以卵越冬,而第一代低龄若虫又是最佳防治期.

不同日龄桃源黑猪肝脏及背最长肌中硒含量和硒蛋白表达的变化研究

为研究不同日龄桃源黑猪肝脏及背最长肌中硒含量和硒蛋白表达的变化,本实验分别于1、21、80、185日龄采集桃源黑猪肝脏及背最长肌样品,测定其中硒含量、硒蛋白mRNA相对表达量以及谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、硫氧还蛋白还原酶(TrxR)和硒蛋白P(SELP)的蛋白浓度。结果表明:桃源黑猪肝脏和背最长肌中GPX1、GPX2、GPX3、GPX4、TXNRD1、TXNRD2、DIO1、DIO2、DIO3、SELF、SELH、SELM、SELN、SELP、SELR、SELS、SELW和SPS2的mRNA相对表达量随日龄发生了显著变化。桃源黑猪肝脏及背最长肌中GPX、TrxR和SELP蛋白浓度随日龄的增加呈现上升趋势,且在185日龄时的蛋白浓度均显著高于1日龄。在肝脏中,21日龄的硒含量显著低于1、80、185日龄,且185日龄的硒含量显著高于1、80日龄;在背最长肌中,21日龄的硒含量显著高于1日龄,80、185日龄的硒含量显著高于1、21日龄。在1、80、185日龄时,肝脏和背最长肌中的GPX、TrxR和SELP蛋白浓度与硒含量均呈现不同程度的正相关性;而在21日龄时,GPX、TrxR和SELP蛋白浓度与硒含量在肝脏中呈不同程度的负相关性,在背最长肌中呈正相关。本研究发现日龄是影响桃源黑猪肝脏和背最长肌中硒蛋白表达的重要因素,其影响具有组织特异性。同时,肝脏和背最长肌中的硒蛋白沉积量和抗氧化能力随日龄的增加而增加,背最长肌中的硒沉积量随日龄的增加而增多。

华西牛与雪龙黑牛背最长肌重量的全基因组关联分析

为了筛选华西牛和雪龙黑牛背最长肌重量相关的遗传标记和候选基因,试验以1478头华西牛和452头雪龙黑牛为研究对象,对其背最长肌重量性状进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),即测定其屠宰后背最长肌重量表型数据,利用Illumina Bovine-HD(770K)芯片对其基因组进行基因分型,采用FarmCPU模型和GEMMA模型对质控后的芯片数据进行GWAS,挖掘与华西牛和雪龙黑牛背最长肌重量显著相关的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点和候选基因。结果表明:华西牛与雪龙黑牛群体背最长肌重量表型性状均符合正态分布,且二者芯片数据经过质控后分别得到607198,511320个SNP位点,这些SNP位点在二者各个染色体上的分布比较均匀;利用FarmCPU模型在华西牛与雪龙黑牛群体分别检测到12个和9个与其背最长肌重量显著相关的SNP位点,且华西牛群体的显著SNP位点分别位于1,5,7,11,12,13,15,16,22,23号染色体上,鉴定到KCNAB1、PFN2、RNF13、TTLL1、MCAT、CREB3L3、ZBTB7A、MAP2K2、CAMKMT、ZC3H13、OPTN、MCM10、UCMA、OVOL2、PET117、KAT14、MAML2、HHAT、FHIT和LY86共20个候选基因;雪龙黑牛群体的SNP位点分别位于4,16,27号染色体上,鉴定到PCLO、DCTD、WWC2共3个候选基因;利用GEMMA模型在华西牛与雪龙黑牛群体中分别检测到6个与其背最长肌重量显著相关的SNP位点,其中华西牛群体的SNP位点位于13号染色体上,鉴定到GATA3、TAF3、ODAD2、SNX5、MGME1、OVOL2、KAT14、PET117共8个候选基因;雪龙黑牛群体的SNP位点位于1,4,5,25号染色体上,但未鉴定到有效的候选基因。说明在华西牛和雪龙黑牛群体中分别检测到的18个和15个SNP位点与注释到的25个和3个候选基因可作为改良牛背最长肌重量的新的分子标记和候选基因。

不同地区牛背最长肌营养成分对比分析

探索不同地区牛背最长肌的氨基酸、脂肪酸、微量元素等营养成分含量的差异。试验选取贵州、内蒙、新疆地区各6头36月龄左右公牛的牛背最长肌进行营养成分测定。结果表明:(1)内蒙地区牛背最长肌中甘氨酸、脯氨酸、丙氨酸等含量均显著高于贵州和新疆地区(P<0.05);(2)内蒙地区牛背最长肌中硬脂酸、油酸等含量极显著高于贵州和新疆地区(P<0.01);(3)贵州地区牛背最长肌中牛磺酸含量显著高于内蒙和新疆地区(P<0.05);(4)新疆地区牛背最长肌中总胆固醇含量极显著低于贵州和内蒙地区(P<0.01)。综上所述,内蒙地区氨基酸、脂肪酸含量高;贵州地区牛磺酸含量高;新疆地区胆固醇含量低。

海南黑山羊及其F1代杂交羊背最长肌转录组测序比较分析

为了鉴定和分析海南黑山羊与其F1代杂交羊(努比亚山羊公羊与海南黑山羊母羊杂交)背最长肌中差异表达的mRNA和lncRNA,试验以6月龄海南黑山羊及其F1代杂交羊公羊为试验动物,逐头采集背最长肌样品,采用RNA-Seq技术和生物信息学方法对两种山羊背最长肌进行转录组测序分析,运用DESeq软件鉴定两种山羊背最长肌组织间差异表达的mRNA和lncRNA,对差异表达基因进行GO功能注释、KEGG信号通路富集分析,同时对差异表达的lncRNA进行靶基因预测分析。结果表明:海南黑山羊及其F1代杂交羊背最长肌间存在276个差异表达的mRNA,其中1个mRNA只在海南黑山羊背最长肌中表达,2个mRNA只在F1代杂交羊背最长肌中表达;在273个共同表达的mRNA中,根据差异倍数大小,排名前10位的分别是NDUFB5、TMEM237、LOC102170968、TXLNB、GPR63、OSBPL1A、KERA、LOC108638040、BMF、HSP70.1。存在145个差异表达的lncRNA,其中16个只在海南黑山羊背最长肌中表达,7个只在F1代杂交羊背最长肌中表达。276个差异表达基因共富集在50个GO功能条目上,主要包括生物学过程、细胞组分和分子功能,富集的KEGG信号通路主要包括PI3K-AKI、细胞因子与细胞因子受体相互作用、趋化因子、MAPK和黏着斑信号通路。获得197个差异表达lncRNA顺式作用靶基因和142个差异表达lncRNA反式作用靶基因。说明海南黑山羊及其F1代杂交羊背最长肌具有不同表达水平的mRNA和lncRNA,两种山羊肌肉组织中均存在特异性表达的mRNA和lncRNA。

雷琼牛与陆丰牛背最长肌lncRNA表达特点及其相关ceRNA网络分析

旨在筛选雷琼牛与陆丰牛背最长肌差异表达lncRNAs、miRNAs以及mRNAs,通过构建lncRNA-miRNA-mRNA的竞争调控网络、搜寻lncRNA顺式靶向调控基因并进行功能预测,挖掘可供提升华南地区地方品种黄牛肉用价值的关键候选基因。本研究随机选取4月龄雌性雷琼牛与陆丰牛各4头,取背最长肌组织用于RNA测序,测序结果使用RT-qPCR验证。筛选两品种黄牛背最长肌差异表达lncRNAs、miRNAs和mRNAs,用于构建差异表达转录本的竞争调控网络以及搜寻lncRNA顺式靶向调控基因。候选基因使用GO和KEGG富集分析进行功能预测。结果表明,以雷琼牛为对照组,两个品种中存在119个差异表达的lncRNAs,其中73个上调表达,46个下调表达;差异表达的miRNAs共有13个,其中7个上调表达,6个下调表达;差异表达的mRNAs共有599个,其中155个上调表达,444个下调表达。竞争性调控网络中mRNAs的GO富集结果显示,与肌生成相关的条目主要为磷酸化以及膜结构等,KEGG富集结果中与肌生成相关的通路主要为Rap1、MAPK、PI3K-Akt等信号通路。顺式靶向调控基因的GO富集分析显示,与肌生成相关的GO条目主要为肌肉结构的发展、肌肉器官的发育等,KEGG富集结果中与肌生成相关的通路主要为MAPK信号传导途径以及局部粘附等。本研究筛选了雷琼牛与陆丰牛背最长肌差异表达lncRNAs、miRNAs以及mRNAs,构建了竞争调控网络并搜寻了lncRNA的顺式靶向调控基因,为进一步对华南地区地方品种黄牛肉用价值进行合理的开发与利用提供理论支持。

5种miRNA在牛背最长肌中表达及其与肉质性状相关性研究

为研究miRNA表达水平与牛肉质性状的相关性,本研究以新疆褐牛和哈萨克牛背最长肌组织为研究对象,采用荧光定量PCR技术检测了背最长肌组织中的miR-320a、miR-152、miR-143、miR-451、miR-125a表达情况。结果显示:新疆褐牛背最长肌组织中miR-320a、miR-152、miR-143、miR-451表达水平显著高于哈萨克牛,miR-125a表达水平显著低于哈萨克牛。相关性分析显示:miR-320a、miR-152、miR-143、miR-451、miR-125a与脂肪含量呈极显著正相关;miR-320a、miR-152与肉豆蔻酸含量呈显著正相关,miR-143与肉豆蔻酸含量呈极显著正相关,miR-152、miR-125a与棕榈烯酸呈显著负相关,miR-143与亚油酸呈显著负相关;miR-320a、miR-152、miR-143与失水率呈显著负相关;miR-320a、miR-143与黄度值、pH呈显著正相关;miR-320a与红度值呈显著正相关。结果表明:miR-320a、miR-152、miR-143、miR-125a表达量增加促进肌肉组织脂肪沉积,其中miR-152、miR-143、miR-125a通过改变脂肪酸组成从而增加脂肪含量;miR-320a、miR-152、miR-143表达量增加会显著降低背最长肌失水率,有助于提高肉出品率;miR-320a、miR-143表达量增加可使肉色变深,是影响肉色泽的重要遗传因素。

不同肉牛品种(杂交组合)背最长肌肉质特征

为评价平凉红牛肉品质特征,选择年龄、体重、体质相近及饲养管理水平相同的平凉红牛、杂交和牛及西门塔尔牛各6头,屠宰后取其背最长肌样品,对肉品质、营养成分、氨基酸和脂肪酸组成等测定和分析。结果表明:平凉红牛和杂交和牛背最长肌中的粗脂肪含量显著高于西门塔尔牛(P<0.05);杂交和牛背最长肌的失水率、熟肉率显著高于西门塔尔牛(P<0.05);杂交和牛背最长肌的剪切力显著低于西门塔尔牛(P<0.05);平凉红牛背最长肌中的必需氨基酸占总氨基酸的比例(40.15%)和必需氨基酸占非必需氨基酸的比例(67.04%)最高,特别是丙氨酸、脯氨酸、赖氨酸以及异亮氨基酸等风味氨基酸含量均显著高于杂交和牛和西门塔尔牛(P<0.05)。平凉红牛单不饱和脂肪酸含量和多不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸值(0.15)低于杂交和牛,但n6多不饱和脂肪酸/n3多不饱和脂肪酸(n6/n3)值(4.71)较杂交和牛和西门塔尔牛更接近推荐值。从背最长肌的大理石纹、脂肪含量、脂肪酸和氨基酸组成等特征来看,平凉红牛的肉质,尤其是氨基酸组成的突出优势使其表现出良好的口感与风味,具有生产高端牛肉的潜力。

利用配对RNA-seq数据筛选显著差异背膘厚度松辽黑猪背最长肌差异表达基因

本研究旨在利用转录组测序技术鉴定松辽黑猪背最长肌组织中的差异表达基因(DEGs),找出与猪脂肪沉积相关的潜在候选基因。通过对松辽黑猪进行活体背膘厚测定,选择具有极端背膘厚的3对个体(高、低各3头)为研究对象。取背最长肌组织提取RNA,并对其进行双末端转录组测序,然后,基于edgeR包的配对方法筛选差异基因,并进行生物学功能富集分析。结果鉴定出590个差异表达基因,其中,188个基因在高背膘厚组猪背最长肌组织中高表达,402个基因在低背膘厚组猪背最长肌组织中高表达。通过生物学功能分析发现,有42条显著富集通路,鉴定出的与脂肪沉积相关的通路有脂肪酸代谢、不饱和脂肪酸的生物合成以及PPAR信号通路等,筛选出FABP3、FADS1、FADS2、OLR1、ACSL1、LIPA和PLIN2为脂肪沉积性状的候选基因。该研究结果为进一步探究松辽黑猪肌内脂肪分子调控机制提供了参考。

基于转录组分析挖掘平凉红牛背最长肌肉质性状候选基因

旨在挖掘与平凉红牛背最长肌营养成分含量相关的候选基因,以提高肉品质。本研究选用相同饲养条件下30月龄及750 kg的40头阉牛,测定蛋白质、脂肪和水分3种常规营养成分的含量,分别挑选表型数据具有极端差异的高、低组,每组3个重复。通过主成分分析和比较转录组分析筛选具有显著因子载荷基因(significant factor loading genes,SFLGs)和差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),并进行富集分析。利用所有样本的转录组数据和表型数据进行加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA),筛选与表型相关的目标基因模块(r>0.35且P<0.05)与Hub基因(hub genes,HGs)。针对蛋白质、脂肪和水分含量3个性状分别鉴定到91、81和80个SFLGs(第一主成分PC1和第二主成分PC2)和18、85和338个DEGs,其中PC1和PC2共有的SFLGs分别有8、4和3个,具有显著因子载荷的DEGs分别有1、3和2个,富集分析结果与相应的表型相关。通过WGCNA分别筛选出2个目标基因模块及10、14和26个HGs,均鉴定到MYADML 2和ZBTB 14等关键候选基因,其可能在影响三者比例方面发挥重要作用。本研究通过鉴定影响3种常规营养成分含量的候选基因,挖掘到与肉质性状相关的关键基因。研究结果将为平凉红牛的育种工作提供理论基础,同时也为其他肉牛的品质育种提供参考。

蓝塘猪与长白猪背最长肌全基因组DNA甲基化分析

【目的】分析蓝塘猪与长白猪背最长肌组织全基因组DNA甲基化水平,筛选2个猪品种的差异甲基化基因(DMG),为优质肉猪选育提供理论依据。【方法】利用全基因组亚硫酸氢盐测序(WGBS)技术,分析1日龄雄性蓝塘猪与长白猪背最长肌组织全基因组DNA的甲基化水平、差异甲基化区域(DMR)和DMG,并对DMG进行GO注释,揭示蓝塘猪与长白猪差异甲基化基因的功能。【结果】蓝塘猪和长白猪样本测序获得的原始序列数量分别为300005805和300012190条,有效序列数量分别为210334070和210758564条,有效序列与猪参考基因组的比对成功率分别为70.11%和70.25%,Bisulfite转化率分别为98.54%和98.36%。蓝塘猪全基因组范围内胞嘧啶(C)的甲基化率为4.07%,其中CG、CHG和CHH中胞嘧啶的甲基化率分别为74.50%,1.74%和1.51%;长白猪全基因组范围内胞嘧啶的甲基化率为4.44%,其中CG、CHG和CHH中胞嘧啶的甲基化率分别为76.92%,2.13%和1.87%。共检测出13126个差异性甲基化区域,总长度为3357954 bp,含有78234个胞嘧啶。68.50%的差异性甲基化区域分布在基因间区,25.74%分布在内含子,1.89%分布在外显子,1.85%分布在上游2 kb区域,1.78%分布在下游2 kb区域,0.24%分布在CpG岛。甲基化差异基因显著富集于凋亡过程的负调控、细胞迁移的正调控等24个GO条目,其中FAM135B、NR1H2、ID4、ZFPM2、FOXO1等5个基因与蓝塘猪和长白猪的脂肪代谢相关,长白猪FAM135B、NR1H2、ZFPM2和FOXO1的表达水平高于蓝塘猪,而ID4略低于蓝塘猪。【结论】明确了蓝塘猪和长白猪背最长肌组织全基因组DNA的甲基化情况,为深入研究2个猪种肉质差异的分子机制提供了基础数据。