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浙江大学泮进明教授 LED绿光调控种蛋孵化胚胎代谢和出雏的机理研究

光是农业生产中最重要的环境因子之一,在调控动植物及微生物生长发育、实现高产、优质、高效等方面具有不可替代的重要作用。在现代农业生产系统中,人工光源已广泛应用于设施种植业、设施养殖业、设施水产与海洋捕捞、食用菌与微藻繁殖以及植保诱/驱虫等领域。但针对一些特定生物群体的机理研究从未停止,尤其对如何科学用光和科学补光仍需要长期深入研究的课题。

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11月25-27日,第十六届中国国际半导体照明论坛(SSLCHINA2019)在深圳会展中心成功召开。作为论坛的重要技术分会之一,“生物农业光照技术”分会于26日下午在中国农业科学院城市农业研究所副所长杨其长研究员和大连海洋大学海洋科技与环境学院院长刘鹰教授共同主持下成功召开。会议由国家半导体照明工程研发及产业联盟、第三代半导体产业技术创新战略联盟主办,深圳第三代半导体研究院与北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司共同承办,得到了深圳市龙华区科技创新局、山西中科潞安紫外光电科技有限公司、佛山市国星光电股份有限公司的协办支持。

泮进明

会上,来自浙江大学教授、杭州朗拓生物科技有限公司董事长泮进明介绍了《LED绿光调控种蛋孵化胚胎代谢和出雏的机理研究》报告。报告中指出,中国是禽肉和禽蛋的生产大国,禽蛋孵化是家禽生产过程中的重要环节。目前禽类种蛋采用完全黑暗的方式进行孵化,而绿光已被证明可影响禽蛋胚胎的生长发育和出雏过程。由于缺乏应用基础研究,导致光照孵化无法有效应用于家禽生产。

该研究首先探索LED绿光与种蛋孵化胚胎发育和代谢的剂量-效应关系,接着基于优选绿光剂量考察种蛋胚胎在绿光孵化期间的蛋壳特性变化和出雏阶段的营养物质变化,从出雏供能和蛋壳特征的角度探讨绿光促进胚胎出雏、减少胚胎死亡的生理学机制,为光照孵化的产业化提供应用理论指导,同时探索优化种蛋孵化出雏窗口的方法,在不影响雏鸡质量的前提下进一步提高孵化生产效率。

以900枚岭南黄肉鸡种蛋为研究对象,考察不同照度的LED绿光(30-801ux和120-2001ux)对孵化期间胚胎发育及呼吸速率的影响,从中优选出研究光照孵化下胚胎发育和代谢的最佳光照度模型(120-200lux);在该模型基础上调控光照时长(0L∶24D、6L∶18D、12L∶12D、18L∶6D)以提供不同光照剂量的绿光进行调控,从胚胎生长、器官发育、营养转化和呼吸速率角度考察LED绿光光照时长对800枚种蛋的胚胎发育和代谢的影响。结果表明,绿光显著提高了出雏时的雏鸡体重(P<0.05),促进了卵黄的吸收(P<0.05),且绿光剂量与体重和卵黄吸收率呈线性正相关关系(R2=0.9953,P<0.01; R2=0.9968,P<0.01);绿光显著促进卵黄内脂肪的吸收(P<0.01),并促进总肝糖原的积累(P<001),且绿光剂量与卵内营养物质的吸收转化程度呈正相关关系(R2=0.9726,P<0.05; R2=0.7842,P>0.05);绿光显著提高胚胎的呼吸速率(P<0.05),撤去光照后促进效果仍然显著,且光照剂量与呼吸速率线性正相关。因此,LED绿光与种蛋胚胎发育和呼吸代谢存在剂量-效应关系。

针对孵化期间蛋壳颜色变化的现象,以400枚岭南黄肉种鸡种蛋为研究对象,根据不同的种蛋颜色进行分组,系统考察种蛋在LED绿光孵化过程中蛋壳色度、色素、元素和表观结构的变化。结果表明,种蛋孵化期间LED绿光可使蛋壳色度产生显著变化,主要表现在a*值的显著升高(P<0.0001);孵化期间蛋壳色素含量逐渐降低,LED绿光作用下胆绿素含量显著高于黑暗条件孵化(19.2%,P<001);蛋壳中主要元素的含量在孵化期间显著改变,其中磷含量逐渐升高(P<0.001),钾和钠含量显著降低(P<0.001),LED绿光相比黑暗促进钙含量的下降(1%);孵化前后蛋壳孔隙面积和形态出现显著变化,且LED绿光提高了蛋壳孔隙的变化程度。以上结果表明的蛋壳特性变化规律可为光照孵化提供应用理论指导。

来源:中国半导体照明网

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