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  • 2021年, 44卷, 第4期
    刊出日期:2021-10-11
      

  • 全选
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  • 李浩,汪敏,张敬敬,顾佳,王冬梅
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    摘要:为了深入探究钙依赖蛋白激酶(Calcium dependent protein kinase,CDPK)在小麦与叶锈菌互作过程中的功能机制,本试验结合叶锈菌生理小种260侵染小麦品种Tc Lr26后的RNA-seq数据和NCBI基因组数据筛选得到抗病相关基因TaCDPK6,并对TaCDPK6进行了蛋白质理化性质分析;利用RT-qPCR和Western blotting技术检测TaCDPK6基因及其表达蛋白在小麦与叶锈菌互作过程中的表达模式。结果表明,TaCDPK6蛋白分子大小为57 kD,理论等电点为7.61,为亲水性蛋白质;在小麦叶片接种叶锈菌后,随着接种时间的延长,目的基因及蛋白呈先上升后下降的表达趋势,并且在4~8 h表达量达到最高,与RNA-seq数据分析得到的表达趋势基本一致。结果表明TaCDPK6在小麦抵抗叶锈菌的基础防御反应中可能发挥正调控作用。
  • 汤文倩,王冬梅
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    摘要:本研究选用叶锈菌生理小种260,与小麦近等基因系Tc Lr26及其轮回亲本Thatcher (Tc)分别组成不亲和组合和亲和组合,在7日龄小麦叶片上接种叶锈菌,采用实时定量PCR(RT-qPCR)对TaSnRK1基因的表达进行分析。并通过构建pSuper1300+-SnRK1表达载体对TaSnRK1进行亚细胞定位分析。由RT-qPCR结果可知,该基因在不亲和组合中,表达量随时间延长先升高后下降,且在12 h达到峰值;而在亲和组合中,表达量也呈现先升高后下降趋势,但表达量远远低于不亲和组合。亚细胞定位结果表明,TaSnRK1蛋白分布在细胞质和细胞核中。本研究结果为进一步深入探讨TaSnRK1的功能和作用机制奠定了基础。
  • 董越,陈任强,高惠嫣,刘宏权
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    摘要:为探究黑龙港流域典型半干旱半湿润区不同水氮处理对青贮玉米产量和水分利用的影响规律,试验设计 灌水量和施氮量 2 个因素,设置 4 个灌水水平 0.25I(W1)、0.50I(W2)、0.75I(W3)、1.00I(W4)(I 为 高水处理的灌水量),3 个施氮水平(N1:120 kg/hm2、N2:240 kg/hm2、N3:360 kg/hm2 ),以高水高氮(W4N3) 处理为对照,共计 12 个处理。各小区采用随机布置,于 2019 年 4—8 月在河北省巨鹿县开展田间试验。结果表明: 轻度亏水(0.75I)、中等施氮量(240 kg/hm2 )能保证青贮玉米正常生长发育。青贮玉米各生育阶段耗水量由 大到小依次为拔节期、抽穗期、苗期、灌浆期,高水高氮的 W4N3 处理总耗水量最大为 492.67 mm,显著高于 其余处理。青贮玉米鲜重产量变化范围为 59.65 ~ 107.49 t/hm2 ,增加灌水显著提高青贮玉米产量,产量随施氮 量增加呈先上升后下降趋势。灌水、施氮以及二者交互作用对 WUE 有极显著影响,其中施氮量为提高 WUE 的 主要因素。W4N2 处理 WUE 最大,与 W4N2 相比,W3N2 处理 WUEw 仅减少 2.57%,差异不显著。轻度亏水 (0.75I)、中等施氮量(240 kg/hm2 )较 W4N3 处理在鲜重产量仅下降 8.68% 的情况下,可获得较高的 WUE(22.21 kg/m3 ),每亩可节约 31.5 m3 的灌水量,减小 120 kg/hm2 的施氮量,采用该方案可达到节水减氮高效目的。
  • 张磊,刘宇,韩丽丽,马艳杰,宁猛,肖 凯,张月辰
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    摘要:以晚熟品种‘唐山红小豆’为试验材料,设置短日照(10 h 光 /14 h 暗)和长日照(16 h 光 /8 h 暗)两 种光周期处理,研究不同日照处理对小豆顶端花序分化的影响。结果表明:短日照处理下,小豆分别于出苗后 26 d 和 43 d 开始和结束顶端花序分化,花序分化时间为 17 d;长日照处理下,分别于出苗后 42 d 和 53 d 开始 和结束顶端花序分化,花序分化时间为 11 d。对长、短日照处理产量及产量构成因素研究表明,长日照处理下, 小豆单株荚数较短日照处理的单株荚数显著增多(增加 162.81%),但单荚粒数和百粒重无显著差异。本研究 表明,在日照长度较长的高纬度地区,晚熟小豆品种通过在较短花序分化期内提高小花分化强度,增加单株结 荚率和单株粒数,进而增强小豆的产量形成能力。
  • 李晖,冯大领,谭唯一,李娜,王彦华,申书兴,赵建军
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    摘要:白菜生物钟基因的识别及多拷贝间的分析将有助于解析多倍化基因组带来的更复杂生物钟调控机理。 本研究通过同源克隆方法获得了位于大白菜 A10 染色体的 BrPRR7a 基因。生物信息学分析表明,该基因和位 于 A02 染色体的另一个拷贝 BrPRR7b 基因的 DNA 序列主要差异存在于 5’UTR 和启动子区域。蛋白进化分析 表明,BrPRR7a 和 BrPRR7b 之间以及相对于拟南芥已经产生分化。烟草亚细胞定位结果显示,GFP-BrPRR7a 融合蛋白的绿色荧光信号定位于细胞核,支持其作为转录因子的负调控能力。4 个转录组数据集的分析表明, 在 BrPRR7 基因对光暗导引和温度循环导引后的内源昼夜节律性方面,BrPRR7a 比 BrPRR7b 到达转录高峰更 早,且BrPRR7a 比 BrPRR7b 的最大转录水平更高;BrPRR7a 和 BrPRR7b 基因在轻度干旱处理下的最大转录 水平有少量的上升,暗示了它们在干旱胁迫状态下对植物生命活动进行微调的潜在作用。综合以上结果,推测 BrPRR7a 和 BrPRR7b 基因在白菜中均保留了拟南芥生物钟 AtPRR7 基因的部分功能,此外,也具有潜在的进化 出新功能的可能性。该研究为白菜生物钟基因的功能及分子调控机制研究奠定了一定的基础。
  • 王丹丹,田国英,张庆银,李燕,齐连芬,牛瑞生,师建华
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    摘要:为了研究不同腐熟剂发酵后,番茄秸秆的微生物群落组成、理化性质及与土壤不同配比对下茬番茄生长 及产量等的影响,本研究进行了 5 个处理的(3 种腐熟剂、1 个空白对照腐熟的番茄秸秆和 1 个土壤样品,即 A、 B、C、D、E)高通量测序分析,然后将 4 种腐熟的番茄秸秆与土壤按 1 ∶ 0、2 ∶ 1、1 ∶ 1 3 种比例混匀作为 基质(即 A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3、D1、D2、D3、E)种植秋茬番茄。结果表明,不同处理 中细菌的 Chao1、Ace、Shannon 和 Simpson 指数均高于真菌中;细菌中的优势菌目主要是芽孢杆菌目(Bacillales)、 β 变形杆菌目(Betaproteobacteriales)、根瘤菌目(Rhizobiales)、黄单胞菌目(Xanthomonadales)、微球菌 目(Micrococcales)、海洋螺菌目(Oceanospirillales),真菌中的优势菌目主要是粪壳菌目(Sordariales)、 伞菌目(Agaricales)、球孢霉目(Glomerellales)、散囊菌目(Eurotiales)、肉座菌目(Hypocreales);微生 物相似性分析中,土壤样品中的细菌和真菌均单独为一个分支,C 和 D 的细菌和真菌均聚为一个分支。处理 B 的各元素含量均较高,处理 E 均最低。秋茬番茄 13 个处理中,A2 的株高、茎粗、叶绿素含量及产量均较高, 田间表现最好,因此 EM 菌剂发酵秸秆并与土壤 2 ∶ 1 作为基质的条件下,植株产量最高。
  • 吴晓婷,张泽超,王红霞,张志华
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    摘要:为探明核桃内果皮发育过程中代谢物的变化和木质化发育规律,以不同发育期的‘赞美’核桃内果皮 为材料进行了代谢物测定,同时结合转录组信息,研究不同发育时期核桃内果皮中代谢物质的变化及相关基 因的转录与表达。结果表明:不同发育期核桃内果皮中代谢物具有显著差异。通过高效液相色谱 - 质谱联用 (UPLC-MS)对样品进行检测分析共鉴定出 7 837 个代谢物,对其进行筛选后,共得到 2633 个差异代谢物, 包括核苷酸及其衍生物、脂质、酚酸、氨基酸及其衍生物、生物碱、糖苷、有机酸、木脂素、黄酮类等,被注 释到 35 个代谢通路中,其中玉米素生物合成、组氨酸代谢、核黄素代谢、硫胺素代谢、苯丙氨酸和酪氨酸及色 氨酸生物合成通路最显著;硫代葡萄糖苷生物合成、嘌呤代谢、卟啉和叶绿素代谢和苯丙烷类生物合成通路富 集到最多差异代谢物。花后 45d 时,大部分的差异代谢物的含量较花后 20d 时降低。转录组与代谢组联合分析 发现,二者具有 22 个相同的代谢通路,包括玉米素生物合成通路等;激素代谢相关通路和苯丙烷生物合成相关 通路中差异代谢物变化与酶编码基因的表达情况一致。核桃内果皮代谢物分析为揭示内果皮发育规律,提高其 利用价值提供了理论依据。
  • 李洋,刘凯,路粉,王红霞,王文桥
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    摘要:为了揭示核桃 Alfin-like 家族在核桃响应低温胁迫中的作用,本研究通过生物信息学与 RNA-seq 结合的 方法,在核桃全基因组数据库搜索 Alfin-like 家族基因,对该家族进行生物信息学和转录表达分析。结果表明, 核桃 Alfin-like 基因家族包含 8 个成员,分布在 5 条染色体上,蛋白长度范围为 240(JrAL5)~ 254(JrAL1) 个氨基酸,开放阅读框为 723(JrAL5)~ 771 bp(JrAL3),等电点为 5.04 ~ 5.71,全部为酸性不稳定蛋白; 含有典型的 DUF3594 Domian 和 PHD domian 2 个高度保守的结构域,聚类分析发现,该类基因可与双子叶植 物拟南芥较近,与单子叶植物水稻较远。在低温胁迫 48 h 后经转录表达分析,JrAL2 为差异表达基因,并且在 种仁和芽中表达较高,在老叶和雄花中较低,推测 JrAL2 可能响应低温胁迫。
  • 胡萌萌,黄鹏建,张立峰,刘玉华,张继宗
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    摘要:为探索基于冠层数码图像测算马铃薯群体叶面积方法的可行性及准确性。本研究采用拍摄技术与图像处 理技术相结合的方法,对比分析了马铃薯冠层投影面积与叶片系数法、叶片图像法所获马铃薯群体叶面积之间 的定量关系。结果表明:马铃薯冠层投影面积(x)与叶片图像法所测株体叶面积(y)间存在极显著的二次项 型正相关关系,ŷ=-0.001x2+7.620x–2827,R2=0.901。该冠层图像法株体叶面积测算模型在马铃薯块茎形成期至 块茎膨大前期偏差较小,块茎膨大前期精度最高;在苗期与块茎膨大后期偏差较大。基于冠层图像进行马铃薯 群体叶面积的快速、无损测算,具有可行性。
  • 刘猛,李岩,张小雪,刘月涵,张玉坤,路倩影,杨志新
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    摘要:本研究以苯并芘(BaP)单体为研究对象,芽孢杆菌 M1(Bacillus sp.)为降解菌株,探索 BaP 为唯一碳 源的无机盐培养条件下 Bacillus sp. M1 对高中低浓度 BaP 的耐性响应情况。结果表明:从 BaP 的去除率角度看, 随着初始浓度的胁迫增加,对 BaP 去除率的影响并不显著,在最高浓度 200 μg/mL BaP 条件下去除率仍能够达 到 29.98%。从芽孢杆菌 M1 生长情况来看,芽孢杆菌 M1 在高浓度 200 μg/mL BaP 的胁迫下,长势良好,OD600 高达 0.610,显著高于低浓度处理;从芽孢杆菌 M1 代谢的胞内酶活性来看,在芽孢杆菌 M1 培养的对数生长期 (3 d),100 μg/mL 高浓度 BaP 使 M1 代谢的龙胆酸双加氧酶和邻苯二酚 1,2- 双加氧酶活性分别达 0.617 和 0.717 U/mL,显著高于 5 μg/mL 低浓度处理,提高了 2.06 和 1.48 倍。综上,芽孢杆菌 M1 在高浓度 BaP 的胁迫下不 仅可以良好生长,适宜的高浓度也可以刺激胞内酶活性,且对芽孢杆菌 M1 的 BaP 去除率没有造成影响,说明 了芽孢杆菌 M1 对高浓度 BaP 的胁迫表现出了较强的耐性响应特征,为芽孢杆菌 M1 去除污染环境中的苯并芘 提供了重要理论依据。
  • 李川敏,张玮祎,张献,刘红星,徐大庆
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    摘要:强信号肽的使用是提高蛋白分泌效率的关键 , 筛选强信号肽具有重要的应用价值。本试验以大肠杆菌 - 谷氨酸棒杆菌基础穿梭载体 pAU2 为骨架,以枯草芽孢杆菌的碱性丝氨酸蛋白酶 AprE 为报告蛋白,分别使用 强启动子 tac-M 和谷氨酸棒杆菌核糖体结合位点一致序列来控制报告基因的转录和翻译,成功构建谷氨酸棒杆 菌信号肽探测载体 pAU20。分别对来自枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、以及谷氨酸棒杆菌中共 16 种 Sec 型信 号肽编码序列进行 PCR 扩增,与 pAU20 连接,转化谷氨酸棒状杆菌,获得重组信号肽探测载体工程菌株。工 程菌株摇瓶发酵培养物上清液 AprE 酶活测定结果表明, C. glutamicum/pAU20-Vpr、C. glutamicum/pAU20- BprA 上清液比酶活分别为 180.02 和 167.6 U/mg 蛋白质,均显著高于 C. glutamicum/pAU20-cgr2070 上清液比 酶活(105.09 U/mg 蛋白质);C. glutamicum/pAU20-oppA、C.glutamicum/pAU20-Epr、C. glutamicum/pAU20- cgr2063 和 C. glutamicum/pAU20-ywaD 上清液比酶活分别为 96.68、86.18、82.52 和 80.56 U/mg 蛋白质,均 稍低于 C. glutamicum/pAU20-cgr2070 上清液比酶活。这些结果表明,信号肽 Vpr、BprA、cgr2070、oppA、 Epr、cgr2063 和 ywaD 都属于谷氨酸棒杆菌强信号肽。
  • 周淼,常希光,冯晓光,赵富士,孙美玲,陈湘宁
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    摘要:以鲜切山药为研究对象,研究了枯草芽孢杆菌抗菌肽处理鲜切山药及清水处理鲜切山药在贮藏期间感官 变化及菌落总数变化,并确定了最小腐败量,建立微生物生长动力学模型并对剩余货架期进行预测。结果表明: 鲜切山药贮藏期间的最小腐败量为 6.461 lg(CFU/g);建立的对照组和试验组微生物生长动力学模型分别为: Nt=2.054+6.696exp[-exp(0.021(30.959-t)+1)] 和 Nt=1.949+6.173exp[-exp(0.020(45.771-t)+1)],验证试验表明建 立的修正的 Gompertz 模型能有效地拟合 2 种处理鲜切山药菌落总数的动态变化,结合感官评价和剩余货架期 预测模型得到枯草芽杆菌抗菌肽处理鲜切山药能够将鲜切山药贮藏期延长 2 d。
  • 郭艳丽,李楠,王德贺,葛琳涵,白少川,樊宝良,李兰会
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    摘要:为了解河北地方鸡种的羽色遗传资源特征,检测羽色基因位点在不同品种鸡的分布情况,本试验通过 PCR 以及 PCR-SSCP 检测发现,90% 以上的太行鸡和坝上长尾鸡与海兰褐和海兰灰祖代鸡一样,其 SOX10 基 因上游有 8.3 kb 序列插入,表现红色野生型羽色特征;而白来航鸡主要为缺失型,具有深棕羽色基因型基础。 太行鸡和海兰灰与白来航的 SLC45A2 基因外显子 3 的 A/G 突变位点为 G 等位基因,具有银羽基因遗传基础; 而坝上长尾鸡主要为 A 等位基因,具有金羽基因遗传基础。46.0% 的坝上长尾鸡和 16.7% 的太行鸡 Tyr 基因有 7.7 kb 病毒插入,存在白羽遗传基础,而祖代海兰褐、白来航和海兰灰的插入阳性率较低。综上所述河北省地 方品种中存在丰富的羽色基因库,有筛选培育各种羽色品系的遗传基础。
  • 段淇凡,丁芳,陈立保,穆英丽,刘聚祥,王学静,刘立功
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    摘要:为了解传染性支气管炎病毒 S1 基因遗传变异情况,用鸡胚传代、血凝特性检测、传染性支气管炎病毒 (Infectious bronchitis virus,IBV) 膜蛋白(Membrane,M)基因检测等方法对保定地区鸡群分离的 9 株病毒 进行了鉴定,并对其 S1 蛋白基因进行了遗传变异分析。结果表明:9 株分离毒接种鸡胚尿囊液直接血凝均为 阴性,间接血凝和 IBV M 基因检测均呈阳性。9 株 IBV 分离毒 S1 蛋白基因编码区长 1 608/1 611/1 620 nt,分 别编码 536/537/540 个氨基酸;与 27 株 IBV 参考毒株间的核苷酸和氨基酸序列同源性分别为 59.8% ~ 99.3% 和 49.2% ~ 98.9%。9 株分离毒 S 蛋白裂解位点模式为 HRRRR/HRRKR/HRHRR。9 株分离毒均属于Ⅰ群中的 LX4 型 IBV,与疫苗毒 YX10 D90 vaccine 株亲缘关系较近,与疫苗毒 LDT3-A、4/91 vaccine、Ark99、J9、 Connecticut vaccine、H120 株等亲缘关系较远,与疫苗毒 Georgia 1998 Vaccine 株亲缘关系最远。本研究结果可 为传染性支气管炎防控提供有益参考。
  • 陈薪如,张雨萌,张志勇,王玮,吉艳枝,尹兴,张丽娟
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    摘要:为研究井、渠灌区厚不饱和层土壤氮磷钾累积与淋失特征,本试验进行了试验区水肥投入调研,对应采 集 0 ~ 1 000 cm 厚不饱和层土壤样品,并测定各土层硝态氮和水溶性磷钾含量。结果表明:井、渠灌区施肥量 无明显差异,灌水量渠灌区显著高于井灌区,平均可达井灌区的 2.7 倍;土壤含水量渠灌区高于井灌区,500 cm 以上差异不显著,500 cm 以下差异显著;渠灌农田氮素淋洗强烈,0 ~ 1 000 cm 土体硝态氮呈锯齿状分布且高 于井灌农田,土壤深层硝态氮累积严重;井灌区表层土壤水溶性磷钾累积量高于渠灌区;水溶性磷在 100 cm 以 下渠灌区显著高于井灌区,水溶性钾在200 cm 以下渠灌区显著高于井灌区。渠灌区常年过量灌溉,养分淋洗强烈, 氮磷钾在深层土壤累积严重;本研究结果为河北省井、渠灌区粮田合理灌溉提供了理论依据。
  • 胡长增,申晨,冯栋栋,康佳,邵利敏
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    摘要:针对目前温室灌溉水资源消耗量大、效率低以及农户缺乏有效的监控手段等问题,本研究基于物联网技 术与模糊 PID 技术设计了 1 套智能化灌溉系统,并对其有效性进行了验证。搭建无线传感器网络,通过手机 APP 实时监测土壤温湿度、光照强度等环境信息,选取山东省昌乐县 3 栋甜椒温室分别进行传统模式、PID 和 模糊 PID 3 种控制模式下的灌溉试验,并对其土壤湿度值以及灌溉用水量进行记录。模糊 PID 控制模式与其它 2 种控制模式相比,其节水率约为 27% 和 15%。试验结果表明,物联网技术与模糊 PID 技术相结合,有利于农 户实时了解温室内的环境状况,并能够满足节水灌溉的要求。
  • 刘丽星,刘洪杰,李建平,杨欣,薛春林,郝建军
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    摘要:传统果园作业平台在进行举升和伸展时,通常需要作业人员手动控制,为改善这一现状,基于 Arduino IDE 开发环境,设计了一款可变参数果园作业平台测控系统。通过在车斗底部安装红外传感器获取车斗与底盘 的距离信号,在车斗外侧安装超声波传感器获取车斗外侧与果树枝条的距离信号,之后人工测量并进行分析对比。 田间试验表明:在控制车斗伸展尺寸的 15 组田间试验中,相对误差均小于等于 1%。在控制车斗举升极限的 10 组田间试验中,相对误差均小于等于 0.5%,设计满足农事作业要求。对比手动控制的传统手段,测控系统能根 据树高和树形控制平台举升和伸展,有效节约了作业时间,提高了农事作业效率。
  • 朱佳骏,刘军,傅永斌,席玉银
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    摘要:为探究影响气吸式谷子精量穴播机排种器工作性能的各项因素,分别设计了孔群孔数为 4、5、6,型孔 直径为 0.8、1.0、1.2 mm,孔群分布为横向分布、纵向分布、圆周均匀分布的 9 个谷子排种盘。利用该排种盘 在试验台上进行谷子排种性能试验,以穴距合格率、重播率、漏播率为评价标准,进行三因素三水平正交试验, 分析各试验各因素对排种性能指标影响的显著性。试验表明当排种盘孔群数为 5,孔径为 1.0 mm,孔群分布为 圆周均匀分布时排种性能较好,穴距合格率为 91.33%,重播率为 5.33%,漏播率为 6.67%,满足谷子精量播种 的要求。
  • 李久熙,杜华兴,王春山,吴华瑞,李丽华
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    摘要:为满足笼养种鸡育种信息记录的需要,设计了自动称重、自动蛋壳喷码标记系统,克服了传统养殖设备 只能集蛋不能记录的难题。通过在集蛋传送带上分割出独立隔间,利用 RFID 标签对每个独立隔间进行标记并 建立起与笼养种鸡个体之间的“一对一”映射关系。控制传送带以“stop-and-wait”模式运行,称重传感器在 传送带“等停”期间实现对蛋质量的快速称量和记录。设计了鸡蛋姿态调整装置,将传送带上的鸡蛋由无序姿 态调整为有序姿态之后,利用喷码打印技术将种鸡个体编号信息以无接触的方式喷印到对应蛋壳上。系统以在 线方式自动记录的蛋质量、蛋编号等数据可用于种鸡个体的料蛋比、产蛋性能的分析与筛选。试验结果表明, 系统运行稳定,蛋质量称量平均相对误差均小于 0.7%,蛋鸡个体产蛋识别的准确率达 100%,同时减少了记录 环节的人力需求,避免了人工作业可能对鸡群产生的应激反应。该研究提高了种鸡个体产蛋信息记录的精确性, 为种鸡繁育中科研数据收集、分析和利用提供了新方法和手段。