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低温诱导拟南芥幼苗花青素积累的分子机制

生命科学研究 2025年

作者：黄兴连叶静文胡彦如中国科学院西双版纳热带植物园热带植物资源可持续利用重点实验室中国科学院大学中国科学技术大学湖南大学

CBF (C-repeat binding factor)是低温信号的核心转录因子，在植物适应低温过程中发挥着非常重要的作用。为了探究CBF调控花青素积累的分子机制，以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究对象，通过分子生物学和遗传学方法展开研究。表型... 详细信息

CBF (C-repeat binding factor)是低温信号的核心转录因子，在植物适应低温过程中发挥着非常重要的作用。为了探究CBF调控花青素积累的分子机制，以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究对象，通过分子生物学和遗传学方法展开研究。表型和定量检测结果表明，随着温度的降低，野生型幼苗中花青素的积累量明显升高，一些花青素合成相关基因的表达水平也显著增加。低温条件下，与野生型相比，CBF双突变体和三突变体幼苗中花青素的积累量与部分花青素合成相关基因的表达水平显著降低。相反，CBF基因过表达后，花青素的积累量和部分花青素合成相关基因的表达水平显著提高。蛋白质相互作用结果显示，CBF1、CBF2、CBF3均能与MYB75、MYB90、MYB113、TT8等花青素合成调控蛋白形成复合物。遗传学分析显示，低温条件下，CBF促进花青素的积累依赖于MYB和TT8。转录激活实验分析显示，CBF能够促进MYB75和TT8的转录，进而调控下游DFR (dihydroflavonol 4-reductase)和LDOX (leucoanthocyanidin dioxygenase)的表达。综上所述，低温促进拟南芥幼苗花青素积累可能是通过CBF与 MYB、TT8的相互作用来实现的。该研究有助于进一步解析CBF蛋白的生物学功能，以及深入理解CBF在植物低温环境适应性中的调控机制。

关键词：拟南芥低温信号 CBF转录因子花青素 MBW复合体

基于OpenSim预测青少年跖屈肌无力的下肢生物力学行为

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中国组织工程研究 2025年第9期29卷 1789-1795页

作者：付恩洪杨行梁成张小刚张亚丽靳忠民西南交通大学机械工程学院四川省成都市610031

背景:跖屈肌无力是痉挛型脑瘫和腓骨肌萎缩症患者的常见肌肉缺陷,临床上会表现出异常步态,而跖屈肌无力与异常步态间的关系尚不明晰。目的:探讨跖屈肌无力单因素作用时对下肢生物力学行为的影响,以揭示跖屈肌无力诱发异常步态的机制,为... 详细信息

背景:跖屈肌无力是痉挛型脑瘫和腓骨肌萎缩症患者的常见肌肉缺陷,临床上会表现出异常步态,而跖屈肌无力与异常步态间的关系尚不明晰。目的:探讨跖屈肌无力单因素作用时对下肢生物力学行为的影响,以揭示跖屈肌无力诱发异常步态的机制,为跖屈肌无力患者康复训练提供指导。方法:基于OpenSim Moco建立矢状面内骨肌多体动力学预测框架,预测正常受试者下肢关节角和肌肉激活变化,结合实验数据逆运动学和肌电图激活时间,验证框架有效性。减小等距肌肉力进行跖屈肌无力建模并将预测得到的下肢关节角、关节力矩和肌肉能量消耗,与正常受试者对比,以分析跖屈肌无力对下肢生物力学的影响。结果与结论:①基于Moco的预测框架较真实地预测了正常受试者步行过程中的下肢生物力学变化(关节角归一化相关系数≥0.73,均方根误差≤7.10°);②跖屈肌无力时模型采用小步幅且支撑相上升的“脚跟行走”步态,当跖屈肌无力达到80%时,肌肉能量消耗为5.6914 J/(kg·m),腓肠肌和比目鱼肌激活度最大分别为0.72,0.53,可能致使跖屈肌无力患者步行时更易疲劳;③当跖屈肌无力超过40%时,肌肉能量消耗显著升高;跖屈肌无力超过60%时,下肢关节角和关节力矩出现较明显恶化,说明跖屈肌无力对步态的影响可能存在“阈值”,这或许对应于医护人员进行临床干预的时间点。

关键词：下肢跖屈肌无力生物力学步态预测肌肉能量消耗肌肉激活 OpenSimMoco

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近红外光谱预测芳樟、龙脑樟精油主成分含量

林业工程学报 2025年

作者：涂白连刘新亮郑永杰张月婷伍艳芳江西省林业科学院国家林业和草原局樟树工程技术研究中心

为更便捷快速地检测芳樟、龙脑樟中的主成分含量,利用近红外光谱分析技术对芳樟和龙脑樟精油和叶片进行了分析和定量检测。分别扫描芳樟和龙脑樟叶片及精油光谱,结合化学计量学方法建立以精油和叶片为材料的芳樟及龙脑樟精油主成分含量... 详细信息

为更便捷快速地检测芳樟、龙脑樟中的主成分含量,利用近红外光谱分析技术对芳樟和龙脑樟精油和叶片进行了分析和定量检测。分别扫描芳樟和龙脑樟叶片及精油光谱,结合化学计量学方法建立以精油和叶片为材料的芳樟及龙脑樟精油主成分含量快速预测模型。结果显示:芳樟精油模型,使用偏最小二乘法（PLS）计算模型,经一阶导数处理（db1）预处理,在1 000.00～1 350.62和1 399.78～2 000.00 nm波段内建立的模型性能最好,校正集相关系数（RC）和交互验证集相关系数（RV）分别为0.962 0和0.953 9,校正集均方根误差（RMSEC）和交互验证均方根误差（RMSEV）分别为0.011 0和0.015 5;芳樟叶片模型在1 000.00～2 000.00 nm波段、Segment5 Gap5的3点二阶泰勒求导（ds2）预处理、PLS算法条件下所建模型的效果最佳,RC和RV分别为0.938 6和0.930 3,RMSEC和RMSEV分别为0.033 1和0.032 1。龙脑樟精油模型在1 000.00～1 350.62和1 399.78～2 000.00 nm波段内,使用PLS计算模型,整体多元散射校正（mf）、db1和结合单位长度归一化（nle）3种方法相结合预处理光谱,所建预测模型具有最佳预测性能,RC和RV分别为0.985 2和0.955 8,RMSEC和RMSEV分别为0.0759和0.078 6;龙脑樟叶片模型选择主成分回归（PCR）建模方法,在1 000.00～1 350.62和1 399.78～2 000.00 nm建模波段,经标准正态变换（SNV）预处理后所建龙脑预测模型最佳,RC和RV分别为0.944 2和0.953 0,RMSEC和RMSEV分别为0.112 1和0.130 8。所建模型经外部验证,均表现出较好的性能,预测值无明显偏差,表明所建模型均具备良好的预测能力,能准确预测芳樟、龙脑樟精油主成分含量。

关键词：近红外光谱芳樟龙脑樟精油主成分含量

3D打印仿生多重管状吸能结构碳纤维复合材料及其力学性能

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复合材料学报 2025年

作者：杨方鸿付韫辰钟佳明张代军信中华关博文王成博叶璐黄威北京航发北京航空材料研究院先进复合材料国防科技重点实验室华中科技大学材料科学与工程学院

本文基于马蹄、骨骼等自然界生物组织的管状吸能结构启发，设计并制备了一种仿生多重管状结构的碳纤维复合材料。通过3D打印制造出具有多重管状结构的碳纤维复合材料，并引入紫外光固化技术使柔性聚氨酯树脂在管状结构中固化而形成异质... 详细信息

本文基于马蹄、骨骼等自然界生物组织的管状吸能结构启发，设计并制备了一种仿生多重管状结构的碳纤维复合材料。通过3D打印制造出具有多重管状结构的碳纤维复合材料，并引入紫外光固化技术使柔性聚氨酯树脂在管状结构中固化而形成异质界面，显著提升了材料的韧性和抗冲击能力。实验结果表明，该仿生结构材料在静态压缩测试中展现出延长的屈服阶段和优异的变形恢复能力，比强度和能量吸收密度可达130.6 [MPa/(g/cm3)]和44.6 J/g，高于传统的蜂窝吸能结构；在三点弯曲试验中表现出更长的塑性变形区域，其断裂韧性为碳纤维板的1.54倍；在冲击测试中，裂纹扩展受限于管的分布，并且通过异质界面破坏显著提高吸收能量，避免了材料发生灾难性破坏。该研究为复合材料的抗冲击设计提供了新的仿生策略，尤其在国防、航空航天等需要高韧性、高强度材料的应用领域，具有广泛的应用潜力和前景。

关键词：仿生管状结构 3D打印复合材料异质界面抗冲击性能

关节镜下改良双束修复前交叉韧带Sherman Ⅰ型损伤

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中国组织工程研究 2025年第6期29卷 1192-1198页

作者：王昌兵赵立连傅楚滢李彦锦广州中医药大学附属佛山中医院运动医学科广东省佛山市528000

背景:前交叉韧带重建术后产生的腘绳肌肌力减弱、髌前区疼痛、重建后较高的骨关节炎发生率及本体感觉丧失等问题导致术后功能恢复不佳;前交叉韧带关节镜下修补结合动态或静态增强修补,保留了原有韧带结构,并取得了良好的近期疗效。目的... 详细信息

背景:前交叉韧带重建术后产生的腘绳肌肌力减弱、髌前区疼痛、重建后较高的骨关节炎发生率及本体感觉丧失等问题导致术后功能恢复不佳;前交叉韧带关节镜下修补结合动态或静态增强修补,保留了原有韧带结构,并取得了良好的近期疗效。目的:观察关节镜下改良双束修复前交叉韧带Sherman Ⅰ型损伤的功能疗效及影像学表现。方法:选择2020年1月至2022年9月在佛山市中医院运动医学科就诊的前交叉韧带损伤患者60例,根据治疗方案分为2组,每组30例,修复组采用双束修补结合内支架固定,重建组采用自体腘绳肌单束解剖重建。术后所有病例随访12个月,分别于术后3,6,12个月评估两组患者国际膝关节评分委员会评分、Lysholm评分及KT-1000患侧-健侧差值。结果与结论:①术后3个月,两组患者的国际膝关节评分委员会评分、Lysholm评分及KT-1000患侧-健侧差值比较差异均有显著性意义(P0.05);③结果表明,前交叉韧带修复保留了原有韧带结构,避免了因重建钻取较大的骨髓道及自体肌腱取出,可减少对原有正常结构的损伤,并发症少,术后早期疗效优于前交叉韧带保残重建,但术后6个月之后两组疗效无明显差异。

关键词：前交叉韧带韧带修复韧带重建腘绳肌内支架

大鼠脂肪间充质干细胞及其外泌体的蛋白组学对比分析

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中国组织工程研究 2025年第13期29卷 2683-2689页

作者：张鑫瑞韩悦雷蕾刘建宇耿承奎云南中医药大学第二临床医学院云南中医药大学呈贡校区云南省昆明市650000 昆明医科大学附属延安医院骨科云南省昆明市650000

背景:从蛋白组学方面分析脂肪间充质干细胞及其来源外泌体促进组织修复的研究较多,但缺少二者之间的蛋白组学对比分析。目的:对脂肪间充质干细胞及其外泌体进行蛋白组学分析。方法:分离培养大鼠脂肪间充质干细胞,从细胞上清液中提取外... 详细信息

背景:从蛋白组学方面分析脂肪间充质干细胞及其来源外泌体促进组织修复的研究较多,但缺少二者之间的蛋白组学对比分析。目的:对脂肪间充质干细胞及其外泌体进行蛋白组学分析。方法:分离培养大鼠脂肪间充质干细胞,从细胞上清液中提取外泌体并进行鉴定;运用DIA蛋白组学分析大鼠脂肪间充质干细胞及其外泌体差异表达蛋白,对差异表达蛋白进行GO和KEGG分析。结果与结论:①脂肪间充质干细胞以长梭形为主,类似成纤维样;②经BCA法测定外泌体悬液的蛋白质量浓度为7.66 mg/mL;③外泌体呈典型的茶杯型,可见双层膜的囊泡结构,中央为低电子密度成分,外泌体粒径分布峰值为112.2 nm,浓度为7.5×10^(11)粒子/mL,平均直径在70-140 nm之间;④外泌体有表面标记蛋白CD9、TSG101高表达;⑤GO分析脂肪间充质干细胞及其外泌体的差异表达蛋白主要集中在细胞外基质和突触等位置,与离子结合和核糖体的结合能力相关,在细胞黏附和翻译过程中最为显著;⑥KEGG通路分析结果显示,差异表达蛋白主要参与细胞外基质受体交互、核糖体和细胞因子受体相互作用等,并且与胆固醇和甲状腺等多种代谢性疾病有关。

关键词：脂肪间充质干细胞外泌体蛋白组学对比分析组织修复

络合铁脱硫吸收塔中硫磺颗粒沉降特性数值模拟

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石油与天然气化工 2025年

作者：高峰张春阳贺云豪刘其松宋彬来兴宇兰启奎中国石油西南油气田公司天然气研究院国家能源高含硫气藏开采研发中心国家市场监督重点实验室(天然气质量控制和能量计量) 中国石油西南油气田公司蜀南气矿

目的研究气-液-固复杂体系下反应器底部流场变化对硫磺颗粒沉降特性的影响。方法基于计算流体力学，采用k-ω-SST湍流模型（液相）和DPM离散相模型，对络合铁法脱硫装置吸收塔硫磺颗粒生成分布以及颗粒运动轨迹进行模拟研究。结果在... 详细信息

目的研究气-液-固复杂体系下反应器底部流场变化对硫磺颗粒沉降特性的影响。方法基于计算流体力学，采用k-ω-SST湍流模型（液相）和DPM离散相模型，对络合铁法脱硫装置吸收塔硫磺颗粒生成分布以及颗粒运动轨迹进行模拟研究。结果在气体分布器对称分布的情况下，受制于静压分布的影响，硫磺生成量并非均匀分布，距离原料气进气主管线最远、离壁面最近的鸭嘴阀，其气体流量最大，硫磺产量最多；另一方面，随着吸收塔底部富液出口流速的增大，产生的硫磺颗粒在向下沉降的过程中向轴心偏移。当出口流速0.9 m/s时，吸附速率和沉积面积下降趋势减缓。结论出口流速控制为0.9～1.1 m/s为宜，吸收塔塔底富液采用内循环工艺可有效防止硫磺颗粒沉积堵塞。

关键词：络合铁法脱硫硫磺颗粒沉降特性富液内循环含硫化氢气体

基于 FPGA 的长距差异带宽信号传输研究及实验验证

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光通信研究 2025年

作者：陈芳孙雨潇朱彦源张儒依徐健喻杰奎谭曼黄丽艳国家电网有限公司信息通信分公司武汉光迅科技股份有限公司

【目的】文章提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的低速率信号传输协议，旨在解决电力光纤通信中因带宽差异引起的协议阻塞问题，提供可靠的发送与接收通信协议机制，以支持带宽差异极大的环境下稳定的信号传输。【方法】文章设计一... 详细信息

【目的】文章提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的低速率信号传输协议，旨在解决电力光纤通信中因带宽差异引起的协议阻塞问题，提供可靠的发送与接收通信协议机制，以支持带宽差异极大的环境下稳定的信号传输。【方法】文章设计一个在发送端带宽为2 kbit/s、接收端带宽为625 Mbit/s的传输协议，实验系统包含数据包接收、数据组帧、前向纠错、解码和接收校验等5个模块。【结果】实验结果显示，在2 kbit/s速率发送，625 Mbit/s速率接收的极端带宽差异以及425 km的光纤传输下，系统可达到8.58 dB信噪比，并保持5.17 E-05的纠前误码。低速率信号成功在发送端组帧并传输至接收端。接收端经过链路传输和模/数转换器 (ADC)采样后，准确拆帧并校验接收到的信号，验证了该方法在电力光纤通信网络中的可靠性和适用性。【结论】文章所提低速率信号通信协议方法，基于FPGA实现了有效的纠错、传输和接收校验，在模拟环境下稳定运行，解决了带宽不对称带来的协议堵塞问题，为低速率信号的可靠传输提供了高效方案，具备实际应用价值。

关键词：电力通信网络 FPGA 通信协议协议阻塞

结合Udwadia-Kalaba控制理论的下肢外骨骼步态轨迹跟踪控制

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 148-158页

作者：肖志毅沙连森邹学坤黄锟李永斌刘斌中国科学技术大学生物医学工程学院(苏州) 江苏苏州215000 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏苏州215000

针对现有轨迹跟踪控制方法较难兼顾控制精度与稳定性的问题,提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)控制理论的鲁棒控制方法。基于拉格朗日法建立机器人动力学模型,将动力学参数分为确定的名义部分与不确定部分;结合U-K理论与系统名义部分参... 详细信息

针对现有轨迹跟踪控制方法较难兼顾控制精度与稳定性的问题,提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)控制理论的鲁棒控制方法。基于拉格朗日法建立机器人动力学模型,将动力学参数分为确定的名义部分与不确定部分;结合U-K理论与系统名义部分参数确定外骨骼机器人系统理想运动轨迹约束下的名义部分控制力矩;为消除机器人系统不确定部分的影响,引入鲁棒控制器,通过划分不确定性边界确定其应输出的额外控制力矩。仿真结果表明:相较于传统PID算法,基于U-K控制理论的鲁棒控制的外骨骼机器人髋关节、膝关节角度的轨迹跟踪控制精度分别提高了76.4%和96.8%。基于设计的下肢外骨骼机器人样机进行轨迹跟踪对比实验,实验结果表明:基于该方法的下肢外骨骼髋关节、膝关节角度的轨迹跟踪精度为0.467 0°和0.114 1°,相比作为对照的PID算法,分别提高了82.6%和86.8%,同时系统整体控制周期缩短了56.6%,该控制方法具有更高的同步性、控制精度与稳定性。

关键词：下肢外骨骼机器人 Udwadia-Kalaba控制理论鲁棒控制轨迹跟踪控制