中国农业科技导报

杨宗辉1,蔡鸿毅1,覃诚2,刘合光1

2018, 20(9): 1-11. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0130

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粮食问题是关乎我国国计民生的重大问题，随着经济的发展，我国粮食生产格局发生了显著的变化，对粮食供需平衡及粮食安全问题有潜在的影响。基于1997-2016年我国31个行政区的省域面板数据，从粮食产量和播种面积两个维度解析我国粮食生产布局的变化情况，并运用全局Morans Ⅰ指数检验我国各省域粮食产量的空间相关性，进一步采用空间杜宾模型（SDM）实证分析我国各省域粮食生产格局变动的影响因素。结果表明：我国粮食生产的重心逐渐北移，且各省域粮食产量之间存在明显的正向空间自相关性。有效灌溉面积、化肥施用量、粮食播种面积占作物播种面积的比例及人均耕地面积均对我国粮食产量的增长有着显著的正向影响，其中有效灌溉面积与人均耕地面积的空间溢出效应显著，这些因素的综合作用使得粮食产量的格局在近20年发生了演变。基于此，建议从提升农业科技水平、完善粮食主产区的基础设施建设、保护耕地、加强各省份之间粮食供给与需求的协调等方面做好粮食安全保障工作。

基因编辑技术及其在作物育种中的应用与安全管理

薛满德,龙艳,裴新梧*

2018, 20(9): 12-22. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0802

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基因组编辑技术是研究基因功能和对生物体基因进行定向改造的有力工具。随着近几年CRISPR/Cas9技术的快速发展，基因组编辑技术在作物育种领域起着越来越重要的作用。介绍了ZNFs、TALENs和CRISPR/Cas9系统的原理及在作物育种领域的研究进展，重点论述了CRISPR系统相关的变体和该系统在植物基因功能研究和作物育种中的进展。同时，也论述了基因编辑作物的检测方法及不同国家和地区对基因编辑作物的监管态度，重点介绍了美国、欧盟以及我国目前的监管态度，并分析了基因编辑作物存在的问题和发展趋势。为我国基因编辑作物的研究、安全管理和商业化批准提供了参考。

我国畜禽产品追溯体系研究进展

黄胜海1,陆俊贤1,张小燕1,陈大伟1,唐修君1,唐梦君1,贾晓旭1,周倩1,高玉时1*,李宝东2

2018, 20(9): 23-31. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0535

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为加快我国畜禽产品追溯体系和追溯技术的研究、建设与应用进程，在总结我国畜禽产品追溯体系建设历程的基础上，从追溯系统研究进程、畜禽种类和追溯技术3方面对我国畜禽产品追溯体系进行了分析；指出我国追溯体系方面存在法律法规和技术规范有待完善、政府各部门间协同有待加强、企业参与度和民众信任度有待提高、商业模式有待建立等问题，追溯技术方面存在信息获取和共享难度大、追溯技术研究覆盖面窄等问题；提出在完善追溯制度和追溯技术标准体系的基础上，以强化企业主体责任和创新商业发展模式为建设重点，以标准化为基础进行追溯技术顶层设计和追溯模型构建为追溯技术研究核心的发展策略。

人工光植物工厂技术装备与产业发展的战略思考

刘文科1,2,刘义飞1

2018, 20(9): 32-39. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0624

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人工光植物工厂是设施园艺发展的高级阶段和必然趋势。经过10余年的技术研发，我国人工光植物工厂的众多共性技术和关键技术被攻克，已具备了产业化发展所需的技术、资本、人才和市场基础，生产规模和细分领域不断扩展。阐述了人工光植物工厂技术装备与产业发展的现状及存在问题，总结分析了人工光植物工厂技术装备研发与产业推进的战略重点，并对未来植物工厂的发展进行了展望。除了继续研发围护结构、多层立体栽培、水肥一体化、环境控制、品质调控、智能管理等技术装备外，应重点开展基于植物种类和品种、地理区域气候特征、生产尺度规模差异基础上的连续周年高效生产技术参数、投入产出清单、植物时空管理流水线技术装备研究工作。

中国和新西兰绵羊群体FABP4基因遗传特性比较分析

闫伟1,刘海霞1,张力1,韩大勇1,朱爱文1,赵旭庭1*,罗玉柱2*

2018, 20(9): 40-48. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0808

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脂肪型脂肪酸结合蛋白（adipocyte fatty-acid binding protein，A-FABP）在家畜脂肪沉积中发挥重要作用，但在藏绵羊群体中的遗传特性和特异的作用机制尚不明确，研究不同生产方向绵羊品种的FABP4基因变异及分布有助于揭示藏绵羊独特的种质特性。应用PCR-SSCP（polymerase chain reaction-single strand conformation polymerase）和测序技术检测了中国和新西兰共10个绵羊群体（575只个体）FABP4基因编码区（外显子2和外显子3）的变异，并分析其连锁不平衡状态。结果表明，两多态区域共鉴定8处单核苷酸突变，两多态区域SNPs间呈弱连锁不平衡状态（D′=0.548，r2=0.119），鉴定14种潜在的单体型。外显子2-内含子2区域A1为优势等位基因（38.4%），A1B1为优势基因型；外显子3-内含子3区域B2为优势等位基因（48.3%），A2B2为优势基因型。新西兰绵羊群体在两多态区域偏离Hardy-Weinberg平衡状态（P<0.01），而藏绵羊处于Hardy-Weinberg平衡状态（P>0.05）。罗姆尼与派仑代群体基因型分布无显著差异（P>0.05），美利奴与考力代群体基因型分布差异显著（P<0.05）。新西兰绵羊群体两多态区域均为高杂合度及高度多态，藏绵羊群体均为高纯合度及中度多态。聚类分析表明欧拉和甘伽羊、考力代和美利奴羊、罗姆尼和派仑代羊分别聚在一起。c.246+37A>G和c.348+298T>C位点多态性在藏绵羊和新西兰绵羊群体中分布差异较大，该两处SNPs可作为潜在的分子标记应用于藏绵羊肌内脂肪含量性状选育。

生物炭对烤烟根际土壤微生物群落碳代谢的影响

胡瑞文1,刘勇军2,周清明1,刘智炫1,黎娟1*,邵岩1,刘卉1

2018, 20(9): 49-56. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0061

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为探究不同施用量的生物炭对烤烟根际土壤微生物群落碳代谢的影响，并明确适宜的生物炭用量。以云烟87为试验材料，设置了不施用生物炭的对照组（CK）和生物炭用量分别为3 000 kg/hm2（T1）、3 750 kg/hm2（T2）与4 500 kg/hm2（T3）的处理组，于烤烟旺长期采集土壤样品，运用Biolog-ECO微孔板技术分析烤烟根际土壤微生物群落的功能多样性。结果表明：施用生物炭能提高土壤微生物AWCD值与微生物多样性各项指数，能显著提高羧酸类和聚合物类碳源的利用能力，且T2处理在这两类碳源利用能力上较CK处理分别显著提高24.82%和70.71%。主成分分析表明，碳水化合物类、羧酸类和氨基酸类碳源是造成各处理土壤微生物碳代谢特征存在较大差异的相关碳源。综合来看，T2处理土壤微生物对碳源的利用能力最强，最适宜的生物炭施用量为3 750 kg/hm2。

嗜热子囊菌JCM12803来源的阿魏酸酯酶FAE-2515酶学性质研究

罗艳1,涂涛2,姚斌2,罗会颖2*,徐波1*

2018, 20(9): 57-64. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0825

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阿魏酸酯酶广泛应用于食品、药品、饲料及造纸等行业，挖掘适用于工业化的阿魏酸酯酶至关重要。从嗜热真菌Thermoascus crustaceus JCM12803中克隆得到一个阿魏酸酯酶基因FAE-2515，经基因序列分析，FAE-2515 cDNA全长为1 581 bp，编码526个氨基酸和1个终止子，理论分子量大小为57 kDa，等电点为5.08。将FAE-2515成功地在毕赤酵母中实现高效异源表达，通过对重组蛋白进行酶活测定，比活为（53.653±3.451）U/mg，Kcat/Km值为1.423，最适pH为6.0，最适温度为55℃，60℃处理1 h之后还能保持60%的酶活，热稳定性较已报道的同类酶更为稳定。以阿魏酸甲酯为底物时酶活表现为最高，以硝基苯棕榈酸酯为底物时几乎没有酶活。金属离子K+、Ca2+、Na+对该酶有显著的促进作用，Fe3+、Zn2+对该酶有轻微抑制作用，Mn2+、Cu2+对该酶有显著的抑制作用。综上，该酶在造纸工业和动物饲料制备工业中具有一定优势。

抑制黄曲霉毒素合成的深海环状芽孢杆菌活性物质发酵条件优化

王琪,闫培生*,周莹,高秀君,王凯,贾文文

2018, 20(9): 65-71. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0058

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为了开发有效防控黄曲霉毒素污染的深海微生物农药，以淀粉酪蛋白培养基为基础，利用均匀设计，对一株能显著抑制黄曲霉毒素合成的深海环状芽孢杆菌活性物质的发酵培养基成分和发酵条件进行了优化。获得的优化方案为7.675 g/L淀粉、0.787 g/L酪蛋白、2.257 g/L酵母膏、57.91%海水用量，pH 4.15，1.02%的菌种接种量，培养温度20.51℃、培养时间3.28 d。与原始方案相比，优化方案的发酵培养基成本降低了42.76%，发酵温度由原来的28℃降低为20.51℃，培养时间由6 d减少到3.28 d。该优化方案具有明显的实用性和可操作性。

叶类蔬菜收获技术与装备研究现状及发展趋势

金月,肖宏儒*,肖苏伟,许萌,丁文芹,刘东

2018, 20(9): 72-78. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0662

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随着叶类蔬菜产业的快速发展和农村劳动力的日益紧缺，叶类蔬菜生产机械化是今后发展的必然趋势。深入分析了国内外叶类蔬菜收获技术与装备的研究现状，结合我国叶类蔬菜生产国情，剖析了我国叶类蔬菜收获机械化存在的问题，指出了该领域未来研究的重点和方向：研发有序收获和带根收获技术与装备、提高收获装备通用性、开发智能化收获系统、加强种植农艺规范性、研究农机与农艺融合。

基于GIS的贵州辣椒气候适宜性区划

陈芳1,谷晓平1*,孟平红2,胡家敏1,于飞1,李桂莲2,代云昌3

2018, 20(9): 79-85. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0578

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辣椒是日常生活中的蔬菜、调味品、医药原料和化工原料，有健胃、助消化和降血糖等功能，研究辣椒的气候适宜性对辣椒种植的优质高产和生产合理布局有着重要的指导意义。基于贵州省84个气象站点的气候资料，选取7～8月的平均气温、日照时数和降水量等气候因子作为辣椒气候适宜种植的区划指标，构建各气候指标的空间分布模型，利用ArcGIS的空间分析方法，对贵州省辣椒种植的气候适宜性进行了区划。结果表明：贵州省最适宜种植辣椒的区域主要集中在遵义地区、铜仁地区和省的中部；适宜的种植区域主要分布在贵州省的中部和南部；次适宜种植辣椒的区域主要集中在贵州省的西部、西南部和东部的少部分地区；不适宜种植辣椒的区域主要集中在贵州省黔西南、黔南部的小部分地区。全省各地可根据区划的结果，充分利用当地的气候资源，调整产业结构合理规划布局，完善辣椒气候适宜性指标，为辣椒的生产种植提供科学的指导。

农田防护林带主根生物量空间分布

赵英铭1,2,3,雷渊才4,杨文斌1*,郝玉光2,3,黄雅茹2,3,董雪2,3,马迎宾2,3,刘禹廷2,3

2018, 20(9): 86-94. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0694

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绿洲农田防护林作为三北防护林的重要组成部分发挥着重要的固碳作用，其生物量直接决定碳储量的大小，尤其根生物量，而主根生物量是根生物量的主体部分，故探明干旱区绿洲农田防护林带主根生物量空间分布结构和规律，为干旱区乃至三北防护林修复过程根生物量的计算提供重要的指导价值。在内蒙古自治区乌兰布和沙漠磴口绿洲选择20 a、2行结构新疆杨农田防护林带，按径级、固定样方尺寸和深度测量不同土层主根生物量，利用SPSS 18.0统计软件建立生长模型，模拟主根生物量变化过程。通过调查分析得出新疆杨11个不同土层主根生物量及分配比例模型；发现0~0.5 m和0.5~1.0 m土层囊括了87.11%~100%的主根生物量，且主根生物量分配比例在生长过程中基本恒定；0~1.5 m土层主根生物量随胸径增长而增长，唯1.5~2.0 m土层有先增长后下降的趋势；1.0~1.5 m和1.5~2.0 m土层在林带平均胸径长到0.228 5 m和0.363 0 m时有主根生物量分布，按胸径年增0.02 m计算，到11~18 a时新疆杨的垂直根系才能向下生长到1.0~2.0 m土层。新疆杨农田防护林主根生物量空间分布结构及规律：主根生物量主要集中分布在0~1.5 m土层内，占主根97%以上的生物量；胸径达一定值时，1.5~2.0 m有主根分布；主根生物量空间分布呈近地表集中分布趋势。主根生物量近地表集中分布形成原因是：沙漠季风气候、土壤干旱和地下水位低造成植物生境干旱，植物根系生长向水性使其向水资源富集于地表灌溉水系和灌溉农田生长，是植物对干旱气候土壤和农业灌溉环境的一种适应性进化。

乌兰布和沙漠东北缘典型灌木群落多样性与土壤养分相关性研究

黄雅茹1,2,辛智鸣1,2*,葛根巴图1,2,李新乐1,2,罗凤敏1,2,徐军1,2,刘芳1,2,郝玉光1,2,姚斌3

2018, 20(9): 95-105. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0478

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采用野外调查及采样测定的方法，选择 4个物种多样性测度指标，对乌兰布和沙漠东北部典型灌木群落多样性和土壤理化特征以及其相关关系进行了分析，结果表明：驼绒藜群落、霸王群落、四合木群落、油蒿群落的均匀度指数（E）均大于白刺群落，且均与白刺群落差异显著；四合木群落的丰富度指数R最高；Shannon-Wiener多样性指数（H）与Simpson多样性指数（D）变化规律一致，四合木群落>驼绒藜群落>霸王群落>油蒿群落>白刺群落。限制驼绒藜群落多样性的关键是土壤全钾、速效钾、碱解氮和有机质含量，限制霸王群落多样性的关键是土壤有效磷、碱解氮和有机质含量；而限制四合木群落多样性的是土壤全盐量、有效磷、速效钾、碱解氮和有机质含量；限制油蒿群落多样性的是土壤有效磷、碱解氮和有机质含量；限制白刺群落多样性的是土壤全盐量、有效磷和有机质含量。丰富度指数（R）主要受土壤有效磷、有机质含量的影响，均匀度指数（E）、多样性指数（H）、多样性指数（D）主要受土壤有机质含量的影响。

增施腐殖酸及减施化肥对盐碱地粳稻品质的影响

赫臣,郑桂萍*,赵海成,陈立强,李红宇,吕艳东

2018, 20(9): 106-112. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0228

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基于盐碱地土质差、稻米品质低的问题，开展了增施腐殖酸及减施化肥对水稻品质影响的研究。结果表明：增施腐殖酸明显提高了垦粳7号糙米率、精米率，降低水稻直链淀粉，对整精米率、蛋白质影响不明显，腐殖酸A2（15.84 g/盆）显著提高了垦粳7号的食味评分，明显改善了食味品质；减施化肥明显提高了垦粳7号食味品质，以B4（减量30%）施肥水平的食味评分最高，且对加工品质和营养品质影响不明显，但增加了垦粳7号垩白粒率与垩白度，导致稻米外观品质变劣。通过增施腐殖酸（15.84 g/盆）配施化肥（减量30%）可明显提升垦粳7号的食味品质，但降低了其外观品质。

尿素硝酸铵溶液对玉米产量、品质及养分吸收的影响

张运红1,姚健1*,宝德俊1,和爱玲1,骆晓声1,杜君1,杨占平1,杜保池2

2018, 20(9): 113-121. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0563

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采用大田试验，研究了尿素硝酸铵溶液（UAN）在夏玉米上的施用效果。结果显示：与尿素相比，同等施氮条件下，施用UAN可提高玉米产量，主要归因于穗粒数的增加；优化施氮量减量20%施用，玉米产量有所降低，但仍高于尿素优化施氮量处理。同等施氮或减氮20%条件下，施用UAN的产值和经济效益也均高于尿素处理，籽粒粗蛋白和淀粉含量也有提高。玉米籽粒氮、磷含量和累积量，秸秆中磷含量和累积量也显著增加；氮素吸收效率、氮素表观回收率、氮素农学利用效率和氮肥生产效率也高于尿素处理。同等施氮量处理，施用UAN较尿素土壤硝态氮有向地下淋洗的趋势，减量施用，硝态氮向地下淋洗的速率减慢。和尿素相比，施用UAN还可提高玉米籽粒和地上部水分利用效率，减量施用，水分利用效率有所下降。综合而言，从产量、经济效益、氮肥利用效率和水分利用效率来看，施用UAN的效果好于尿素。

秸秆添加量对自蔓延高温合成纳米氧化锡的影响

刘念,牛文娟,牛智有,刘静*

2018, 20(9): 122-130. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0250

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针对目前我国秸秆资源利用率较低、浪费严重的现状，首次将农作物秸秆粉末引入纳米氧化锡自蔓延高温合成体系（SHS）构建。以固定比例Mg、Al、Sn、CuO、Fe3O4、SnO2和CaF2组成总量一定的基础合成体系为研究对象，利用激光粒度仪和原子吸收分光光度计对所得纳米氧化锡进行表征，分析秸秆添加量在0~40%（重量比）范围内纳米氧化锡有效转化率、粒径和组成元素的变化规律，借助常规函数拟合与数学建模，演绎秸秆添加条件下纳米氧化锡的形成过程，获得秸秆添加量对纳米氧化锡的影响机制，证明利用秸秆粉末进行纳米氧化锡的自蔓延高温合成具备可行性。结果表明，秸秆添加量的有效范围在0~28.57%之间，且于28.57%处获得最佳效果，可使纳米氧化锡有效转化率提升19.87%，但超出此范围，纳米氧化锡中将出现含Cu杂质。在有效范围内，秸秆添加质量比和纳米氧化锡有效转化率及含锡量的关系，均能通过二次多项式表达，拟合决定系数分别高达0.997 95和0.999 97，标准化残差低至0.000 12和0.000 00，随秸秆添加量增大，纳米氧化锡有效转化率和含锡量均增大；但秸秆添加质量比和纳米氧化锡平均粒径之间不存在简单函数关系，尚无法仅通过调整秸秆添加量来调控纳米氧化锡的粒径大小。

漂浮育苗条件下使用多效唑对烟苗生长及生理特性的影响

徐经年1,汪文杰2,张林1,唐经祥1,兰彦娜2,任四海1*

2018, 20(9): 131-137. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0577

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在皖南烟区漂浮育苗模式下，对烟苗3叶1心期叶面喷施不同浓度多效唑,研究烤烟苗期喷施多效唑对烟苗生长及生理特性的影响，结果表明：①喷施多效唑对烟苗农艺性状、根系活力、叶绿素含量、NR活性、抗逆性物质及MDA含量有显著影响，影响幅度与喷施浓度有关；②喷施100 mg/kg、125 mg/kg多效唑，相较CK，烟苗茎高降低45.25%和52.94%，茎叶干重降低37.02%和39.45%，直径增加19.42%和27.30%，根干重增加19.53%和28.62%，根系活力提高10.59%和14.32%，叶绿素含量SPAD值提高18.12%和27.68%，NR活性提高54.51%和73.17%，可溶性糖含量提高24.66%和40.54%，可溶性蛋白含量提高24.26%和28.82%，游离脯氨酸含量提高8.47%和10.77%，MDA含量降低7.54%和8.70%，烟苗综合特性较优。

腐熟秸秆对植烟土壤理化性质和酶活性的影响

贾国涛,杨永锋,杨欣玲*,王宝林,刘超,王根发,申洪涛,张书伟,刘向真,赵森森

2018, 20(9): 138-145. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0119

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为探究施用腐熟秸秆对植烟土壤理化性质和酶活性的影响，采用田间试验研究了不同梯度腐熟秸秆对植烟土壤容重、含水率、速效养分、酶活性的影响。结果表明：①腐熟秸秆对降低土壤容重，提高含水率具有显著作用。在移栽后30 d，T3土壤容重达到最低值1.07 g/cm3，比对照降低了13.01%。②随着腐熟秸秆施用量的增加，植烟土壤碱解氮、速效磷、速效钾的供应量显著提高，其中T2、T3效果显著优于对照。③腐熟秸秆可以提高植烟土壤脲酶、纤维素酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性。在45 d，土壤脲酶活性达到最大值，T2、T3脲酶活性分别比对照提高了26.29%、21.86%；在30 d，纤维素酶活性都达到最大值，T2、T3纤维素酶活性分别比对照提高了132.67%、111.83%；在60 d，土壤蔗糖酶活性达到最大值，T3土壤蔗糖酶活性比对照提高了29.23%；在45 d，土壤过氧化氢酶活性达到最大值，T3土壤过氧化氢酶活性比对照提高了25.71%。综合来看，施用腐熟秸杆对改善植烟土壤理化性质、提高土壤肥力、增强土壤酶活性有积极作用，T3（11 250 kg/hm2）可以作为河南烟区腐熟秸秆参考量。

超声辅助乙醇提取铜藻中岩藻黄素的工艺研究

李红艳,刘天红,姜晓东,王颖*,李大鹏,李晓,孙元芹,纪蕾

2018, 20(9): 146-153. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0820

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对超声辅助有机溶剂法提取鲜铜藻Sargassum horneri中岩藻黄素的提取工艺进行研究。采用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)检测岩藻黄素含量，以单因素实验考察了提取溶剂、乙醇浓度、超声时间、料液比、提取温度和提取次数对岩藻黄素提取率的影响，并通过正交试验优化得到最佳工艺。提取的最佳工艺为：乙醇浓度90%，超声时间18 min，料液比1 g∶5 mL，提取温度45℃，提取2次。此条件下岩藻黄素提取率达到0.292 5 mg/g鲜重（1.460 3 mg/g干重）。鲜铜藻中岩藻黄素的含量十分丰富，超声辅助乙醇提取岩藻黄素提取效率高、方便快捷。

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