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利用分子生物学技术对伪角毛虫属及全列虫属纤毛虫的分类学及系统学研究

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利用分子生物学技术对伪角毛虫属及全列虫属纤毛虫的分类学及系统...

作者：伊珍珍中国海洋大学

学位级别：硕士

纤毛虫原生动物是最复杂和最高等的单细胞真核生物,由于其独具的两型核、复杂的细胞发生过程和独特的接合生殖方式,因而在分子生物学、细胞生物学和核-质关系的研究上均具有重要的研究价值。由于传统形态分类学和系统学至今存在大量混乱... 详细信息

纤毛虫原生动物是最复杂和最高等的单细胞真核生物,由于其独具的两型核、复杂的细胞发生过程和独特的接合生殖方式,因而在分子生物学、细胞生物学和核-质关系的研究上均具有重要的研究价值。由于传统形态分类学和系统学至今存在大量混乱,这就给后续工作的开展带来很大的困难。而分子标记从基因水平反应物种的遗传变异、生物多样性及其进化时序,从而可有效解决纤毛虫传统形态学上的若干存疑。基于此,本工作就纤毛虫在分类和系统归属上的混乱和疑点,利用多种分子生物学技术(RAPD, PCR-RFLP, PCR-SSCP, SSrRNA基因和ITS1-5.8S-ITS2基因序列比较)对分类地位争议较多的全列虫属、伪角毛虫属中的若干种进行了分类学和系统学两个层次上的研究,并对构建基因树的若干影响因素进行了探讨。一、分类学本工作利用RAPD, PCR-RFLP, PCR-SSCP等分子标记及基因测序技术,对伪角毛虫和全列虫属的多个形态相似种进行了种类区分和鉴定,并对四种伪角毛虫的亲缘关系进行了探讨,从基因水平为传统形态学提供了可靠的依据。1.对黄色伪角毛虫两个种群三个克隆株的SSrRNA基因进行了序列测定,均包含1770bp,比较显示两个种群间仅存在两个碱基对的差异,种群内不同克隆株之间完全不存在差异。利用四种随机引物对两个种群三个克隆株进行了随机扩增,所得条带显示种群间存在细微的谱带差异;同种群内不同克隆株之间不存在谱带差异,但存在一定程度的强弱差别。实验证实,伪角毛虫属确实是一个处于活跃分化期的阶元,其分化或变异不仅表现在种间,同时也体现在种下甚至不同的克隆间。2.利用十一种随机引物对三种伪角毛虫和五种全列虫进行了种间及种内关系的RAPD分析,所得清晰条带显示种间均具有明显的差异。利用RAPDistance软件构建的

关键词：分类学系统发生分子标记全列虫属伪角毛虫属纤毛虫

基于多策略离散粒子群算法的容量约束P中位问题研究

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基于多策略离散粒子群算法的容量约束P中位问题研究

作者：伊珍珍西安理工大学

学位级别：硕士

容量约束P-中位问题(Capacitated P-Median Problem,CPMP)是一类由图演变的组合优化问题。CPMP在实际生产中有着广泛的应用背景,且已被证明是具有NP-hard特征的难解问题,随着问题规模增加,其时间计算复杂性呈指数级增长,精确的数学方法... 详细信息

容量约束P-中位问题(Capacitated P-Median Problem,CPMP)是一类由图演变的组合优化问题。CPMP在实际生产中有着广泛的应用背景,且已被证明是具有NP-hard特征的难解问题,随着问题规模增加,其时间计算复杂性呈指数级增长,精确的数学方法只能求解较小规模CPMP,而基于群搜索的启发式算法在求解大规模CPMP具有优势。粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)算法是一种模拟自然界鸟群活动及群体智能的随机搜索算法。该算法具有操作简单、易于实现、收敛速度快等优点。本文对CPMP及其特征进行分析,在标准粒子群优化算法基础上进行离散化改进,并在算法中增加不同的启发式策略,形成两种新的离散粒子群优化算法。为验证所提算法的性能,将算法用于求解一些公开CPMP数据集,并与一些知名算法测试结果进行对比分析。本文主要工作包括:(1)提出一种改进的离散粒子群优化算法(Improved Discrete Particle Swarm Optimization Algorithm,IDPSO)求解CPMP。在所提算法中,考虑CPMP的求解可分解为中位点选取和需求点分配两阶段。在算法中去掉速度更新操作,引进遗传算法的交叉、变异算子操作,增加粒子中位点在全局范围内的重组。在算法中加入变邻域局部搜索过程提升粒子质量,并设计了模拟退火接受机制用于保持种群多样性。最后将所提算法应用到20个公开CPMP测试用例中测试,并将实验数据与几种文献启发式算法得到的结果进行对比分析。(2)提出一种基于多启发式离散粒子群优化算法(Multiheuristics Discrete Particle Swarm Optimization,MDPSO)。在所提算法中,重新定义了粒子速度和位置更新方式。考虑CPMP的求解困难在于中位点的调整和变化,在算法中对中位点搜索采用了全局中位点选择,局部中位点调整以及深层次中位点调整方式,在算法中加入聚类思想对中位点择优选择操作、对需求点分配与调整局部搜索算子操作,使算法从多个维度达到对粒子中位点和需求点的选择和分配进行优化。最后,将所提算法应用于求解公开的20个小规模测试用例和6个较大规模测试用例,并与文献知名算法测试结果进行对比。综上,通过分析CPMP在求解中所表现的特征,设计了两种基于不同启发式信息的离散粒子群算法,理论分析和实验测试验证了所提算法的正确性和有效性。

关键词：容量约束P中位问题离散粒子群优化算法聚类算法局部搜索算法迭代局部搜索算法变系数惩罚

纤毛虫原生动物的分子生物学研究:若干热点领域及新进展

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科学通报 2016年第20期61卷 2227-2238页

作者：伊珍珍苗苗高珊高凤宋微波华南师范大学广州亚热带生物多样性与环境生物监测重点实验室广州510631 中国科学院大学存济医学院北京100049 中国海洋大学海洋生物多样性与进化研究所青岛266003

作为分子生物学研究的重要模式材料,纤毛门原生动物在细胞生物学、遗传学、基因组学、生态学以及真核生物的起源和进化等领域均具有重要的研究价值.近年来,本团队在纤毛虫多样性和细胞学研究的同时,聚焦在纤毛虫的分子生物学领域并形成... 详细信息

作为分子生物学研究的重要模式材料,纤毛门原生动物在细胞生物学、遗传学、基因组学、生态学以及真核生物的起源和进化等领域均具有重要的研究价值.近年来,本团队在纤毛虫多样性和细胞学研究的同时,聚焦在纤毛虫的分子生物学领域并形成了一批新成果:完成了多个代表性类群2000余条标记性基因的测序和提交以及基因标记筛选、拓扑结构优化等相关的方法学探讨;以此为基础,开展了门内50余个纲目级阶元系统关系的梳理以及基于多基因分析对整个纤毛门的系统树重构建;揭示了四膜虫(Tetrahymena)的一个重要表观遗传学新现象,即特异性修饰组蛋白H3第27位赖氨酸的单甲基化酶TXR1的敲除将严重影响DNA复制延伸的速度和保守度,证实了表观遗传信息的微扰可直接影响遗传信息的复制;对具沟急游虫(Strombidium sulcatum)等6个代表种的转录组/全基因组/线粒体基因组的测序和分析,为纤毛虫进化过程中关键节点种类定位、寻找功能基因家族与形态特征的相关性提供了大量信息;首次发现了选择性拼接在钩刺斜管虫(Chilodonella uncinata)的基因家族中广泛存在并提出一新的理论模型:选择性拼接可能是基因乱序进化过程的中间形式,为探讨纤毛虫物种分化、形成机制提供了一新的视角;在对DNA条形码候选基因分析比较的基础上,初步揭示出不同纤毛虫类群生境间的迁移机制,发现和定位了4个优良候选区段并构建了80余种代表性类群的基因条形码数据库.

关键词：纤毛门原生动物分子系统学基因条形码表观遗传学基因组学进化

多阶段粒子群优化算法求解容量约束p-中位问题

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计算机学报 2020年第6期43卷 1139-1160页

作者：王竹荣薛伟黑新宏费蓉伊珍珍西安理工大学计算机科学与工程学院西安710048 陕西省网络计算与安全技术重点实验室西安710048

容量约束p-中位问题(Capacitated P-Median Problem,CPMP)已被证明是一类计算机难以求解的具有NP-hard特性的组合优化问题.本文提出一种多阶段粒子群优化算法(Multi-Phase Particle Swarm Optimization,MPPSO)及在算法设计中应用模式有... 详细信息

容量约束p-中位问题(Capacitated P-Median Problem,CPMP)已被证明是一类计算机难以求解的具有NP-hard特性的组合优化问题.本文提出一种多阶段粒子群优化算法(Multi-Phase Particle Swarm Optimization,MPPSO)及在算法设计中应用模式有关理论和方法.所提MPPSO在标准PSO基础上,考虑CPMP结构特征信息,采用一种以字符编码为基础的结构体编码结构,重新定义粒子速度与位置更新方式.它将CPMP优化求解分为种群粒子初始化阶段及两个优化阶段.在优化求解第一阶段,分析了惯性因子对所求问题编码结构粒子搜索的局限性,设计一种保留粒子最优特征中位点信息的变异算子.以粒子全局搜索算子操作为重点,期望从整个搜索空间搜索到好的模式结构分布特性的粒子.在优化求解第二阶段,对高适应性粒子执行一种改进的迭代局部搜索操作,达成对粒子精度的进一步提升.迭代局部搜索分为基本局部搜索和深层次局部搜索.基本局部搜索侧重对粒子需求点和中位点提炼用于发现候选粒子相邻的局部最优解.在深层次局部搜索中,采用对粒子执行扰动算子操作,使得算子操作在更大邻域范围内搜索粒子新的模式结构,从而发现蕴含高适应性模式结构的潜在更好解.文中提出模式范数及模式结构距离等概念,并将它们用于扰动算子设计.实验测试表明:MPPSO对4大类CPMP用例问题进行求解得到的实验数据,与4种文献对比算法提供的数据相比有一定优势,且能发现3个大数据集用例新的最好解.

关键词：容量约束p-中位问题粒子群优化算法自适应变异算子迭代局部搜索模式分析方法

基于学科前沿提高学生核心素养的教学设计——以“光合作用的原理和应用”为例

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生物学通报 2023年第6期58卷 31-34页

作者：李展贤周宸晨李德红伊珍珍华南师范大学生命科学学院广东广州510631

随着新一轮教育改革的深化,课程标准对结合前沿知识教学提出了更高的要求。生物学学科发展突飞猛进,而学科前沿素材是教科书的良好补充。本文以“光合作用的原理和应用”为例,探讨“人工合成淀粉”这一前沿素材在教学中的应用,进行提高... 详细信息

随着新一轮教育改革的深化,课程标准对结合前沿知识教学提出了更高的要求。生物学学科发展突飞猛进,而学科前沿素材是教科书的良好补充。本文以“光合作用的原理和应用”为例,探讨“人工合成淀粉”这一前沿素材在教学中的应用,进行提高学生核心素养的教学实践。从课前收集资料、延续教学情境、设计认知冲突、明确科学原理、构建知识体系、布置课后习题6个阶段层层递进,挖掘前沿素材与课内知识的关联内容,着重强化学生的科学思维和社会责任,以期为一线教学提供参考。

关键词：学科前沿核心素养光合作用

珠江浮游真核微型生物分子多样性及其与水环境的关系

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水生生物学报 2020年第1期44卷 187-196页

作者：朱昶宇陆凯晖伊珍珍华南师范大学生命科学学院广州市亚热带生物多样性与环境生物监测重点实验室

文章分别在丰水期和枯水期于珠江广州段和西江广东段43个样点采集水样,基于末端限制性长度多态性分析,研究了珠三角地区珠江水体的浮游真核微型生物的分子多样性及其群落结构和水体理化因子的关系。结果表明,西江广东段及珠江广州段水... 详细信息

文章分别在丰水期和枯水期于珠江广州段和西江广东段43个样点采集水样,基于末端限制性长度多态性分析,研究了珠三角地区珠江水体的浮游真核微型生物的分子多样性及其群落结构和水体理化因子的关系。结果表明,西江广东段及珠江广州段水体氮和磷严重超标,水质状况堪忧。枯水期样本浮游真核微型生物香农威尔多样性指数普遍高于丰水期样本,西江广东段样本浮游真核微型生物多样性指数普遍高于珠江广州段样本。不同水期,不同区域的浮游真核微型生物群落结构均存在显著差异。珠江样点的浮游真核微型生物群落结构均与化学需氧量、高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷高度相关;但不同水期、不同区域的浮游真核微型生物群落结构与理化因子相关系数有所差异。此外,分别筛选出了1个、8个末端限制性片段代表了潜在的敏感(Cystobasidium sp.或Protostelium nocturnum)、耐污(Acanthamoeba hatchetti、Babesia bicornis、Blastocystis sp.、Botryosphaerella sudetica、Candida caryicola、Coccomyxa simplex、Cryptomonas ovata、Filos agilis、Stenophora robusta、Sulfonecta uniserialis、Theileria sp.等)物种/类群。

关键词：珠江真核微型生物 18S rDNA T-RFLP 分子多样性

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原生生物基因重复研究进展

华南师范大学学报（自然科学版） 2013年第5期45卷 1-6页

作者：黄丽娟伊珍珍林晓凤华南师范大学生命科学学院广东省高等学校生态与环境科学重点实验室广东广州510631

详述了原生生物的大规模和小规模基因重复2种类型,以及重复基因新功能化、亚功能化和假基因化等3种分化途径的研究现状,简要介绍了重复基因保留偏好性和3种进化模型等方面的相关研究,揭示了基因重复对原生生物进化的重要意义.建议多开... 详细信息

详述了原生生物的大规模和小规模基因重复2种类型,以及重复基因新功能化、亚功能化和假基因化等3种分化途径的研究现状,简要介绍了重复基因保留偏好性和3种进化模型等方面的相关研究,揭示了基因重复对原生生物进化的重要意义.建议多开展原生生物非模式生物的研究工作.

关键词：基因重复原生生物基因保留进化模型

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旋唇纲纤毛虫系统发育分子树构建的影响因素

动物学报 2007年第6期53卷 1031-1040页

作者：伊珍珍陈子桂高珊宋微波中国海洋大学教育部海水养殖重点实验室山东青岛266003

以36种旋唇类高等类群纤毛虫的核糖体小亚基核苷酸(Small subunit ribosomal RNA,SS rRNA)基因序列为素材,比较研究了不同条件(包括外类群、内类群的选择,同一基因不同序列长度的组合,不同建树方法和不同分析软件的使用)对纤毛虫分子系... 详细信息

以36种旋唇类高等类群纤毛虫的核糖体小亚基核苷酸(Small subunit ribosomal RNA,SS rRNA)基因序列为素材,比较研究了不同条件(包括外类群、内类群的选择,同一基因不同序列长度的组合,不同建树方法和不同分析软件的使用)对纤毛虫分子系统树构建结果的影响。结果表明,上述因素均可不同程度地影响拓扑结构。结果同时提示,在利用有限数据进行相关研究,特别是在对未明类群的系统关系分析中,必须充分考虑因建树条件的不同所带来的影响。作者同时也建议,在当前可用的分子信息欠充分的前提下,对于纤毛虫任何类群的分子系统学探讨而言,慎重形成结论并尽可能地结合和参照形态学、发生学等资讯,仍是需优先考虑的工作路线。

关键词：纤毛虫分子进化系统树 SS rRNA基因外类群

四核舍太虫的细胞发生学与Helix E10-1二级结构分析

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水生生物学报 2010年第6期34卷 1136-1141页

作者：陈旭淼李俐琼伊珍珍李继秋华南师范大学广东省高等学校生态与环境科学重点实验室原生动物学研究室广州510631 中国海洋大学海洋生物多样性与进化研究所原生动物学研究室青岛266003

利用蛋白银染色技术,观察和研究海洋游仆虫-四核舍太虫Certesia quadrinucleata(纤毛门,游仆目)二分裂期间的形态发生学。其主要特征如下:(1)老口围带完全被前仔虫继承;(2)后仔虫口原基独立产生于皮膜深层;(3)老口侧膜参与前仔虫口侧膜... 详细信息

利用蛋白银染色技术,观察和研究海洋游仆虫-四核舍太虫Certesia quadrinucleata(纤毛门,游仆目)二分裂期间的形态发生学。其主要特征如下:(1)老口围带完全被前仔虫继承;(2)后仔虫口原基独立产生于皮膜深层;(3)老口侧膜参与前仔虫口侧膜原基形成,前后仔虫的口侧膜原基均发生于细胞表面,向前贡献出第一根额腹棘毛;(4)额-腹-横棘毛以初级5原基模式产生,且以"3:3:3:3:3"的方式分化出新的棘毛;(5)背触毛与左缘棘毛原基均来自老结构,无尾棘毛产生。研究首次给出了背面纤毛器的发生图示,为进一步探讨舍太虫的系统地位提供了一份补足性的发生学基础资料。游仆目纤毛虫的核糖体小亚基基因HelixE10-1区域二级结构一共存在9种模式,该区域序列长度的变异性揭示了游仆目纤毛虫在进化中可能处于比较特殊的地位。

关键词：细胞发生学 Helix E10-1二级结构海洋纤毛虫四核舍太虫