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拉曼光谱结合WGANGP-ResNet算法鉴别病原菌种类

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 542-547页

作者：孟星志刘亚秋刘丽娜东北林业大学信息与计算机工程学院黑龙江哈尔滨150040

快速准确识别病原菌在防止传染病的传播、帮助对抗抗菌素耐药性和改善病人预后方面起着关键作用。拉曼光谱结合机器学习算法能够简单快捷地对病原菌进行无标记检测。然而,病原菌种类和表型繁多,并且深度学习需要依赖大量样本训练,而收... 详细信息

快速准确识别病原菌在防止传染病的传播、帮助对抗抗菌素耐药性和改善病人预后方面起着关键作用。拉曼光谱结合机器学习算法能够简单快捷地对病原菌进行无标记检测。然而,病原菌种类和表型繁多,并且深度学习需要依赖大量样本训练,而收集大批量病原菌拉曼光谱劳神费力,且易受荧光等因素影响。针对上述问题,提出一种基于WGAN-GP数据增强方法和ResNet结合的病原菌拉曼光谱检测模型。采用五种常见眼科病原菌的拉曼光谱。将采集到的原始数据归一化作为ResNet和传统卷积神经网络(1D-CNN)的输入,将经过SG滤波、airPLS基线校正、PCA降维等预处理后的数据作为K近邻(KNN)的输入,对比分析发现ResNet模型效果最优,其分类精度可达96%;搭建Wasserstein生成式对抗网络加梯度惩罚模型(WGAN-GP),生成大量与真实数据相似的高分辨率光谱数据。同时与偏移法、深度卷积生成式对抗神经网络(DCGAN)2种数据增强方法进行比对,证明WGAN-GP的可靠性;为验证生成数据可以丰富数据多样性,进而提高分类精度,将扩充后的数据集重新放入ResNet进行训练,最终WGAN-GP结合ResNet的分类准确率提高到99.3%。结果表明:基于ResNet的分类模型无需复杂数据预处理,在开发效率和分类精度上均有提高;改进的WGAN-GP模型适用于拉曼光谱数据增强,解决了传统数据增强方法生成光谱的有效性与类别准确性不匹配的问题,相比于GAN提高了训练过程的速度和稳定性;利用表面增强拉曼光谱技术(SERS)结合WGANGP-ResNet模型对病原菌拉曼光谱分类,减少了对大量训练数据的需求,有利于快速学习和分析低信噪比的拉曼光谱,并将光谱采集时间缩减到1/10。在临床快速、免培养鉴别病原菌方面具有重要研究意义与应用价值。

关键词： WGAN-GP 拉曼光谱病原菌鉴别一维残差网络卷积神经网络

CRISPR/Cas9基因编辑技术水稻育种应用的实验教学设计

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生物工程学报 2024年第4期40卷 1237-1250页

作者：刘亚萍马伯军陈析丰浙江师范大学生命科学学院生物学国家级实验教学示范中心浙江金华321004

CRISPR/Cas9基因编辑技术在作物育种中已具有重要的应用价值,理解与掌握该项技术能够为生物学、农学等专业的学生从事相关科研工作打好基础。为了将CRISPR/Cas9技术融入高校的实验教学中,设计开发了一个创新性教学实验“利用CRISPR/Cas... 详细信息

CRISPR/Cas9基因编辑技术在作物育种中已具有重要的应用价值,理解与掌握该项技术能够为生物学、农学等专业的学生从事相关科研工作打好基础。为了将CRISPR/Cas9技术融入高校的实验教学中,设计开发了一个创新性教学实验“利用CRISPR/Cas9技术提高水稻植株的白叶枯病抗性”。该实验有助于学生更好地理解CRISPR/Cas9技术原理,掌握其操作流程和方法,学习应用该技术对水稻进行定向分子育种改良。在拓展学生知识和技能的同时,推进实验教学的改革与创新。

关键词： CRISPR/Cas9 基因编辑技术水稻育种实验教学设计

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光学系统中若干谐振之间的耦合研究

光学系统中若干谐振之间的耦合研究

作者：刘亚山东师范大学

学位级别：硕士

“历史把斯拉夫各民族引上了不同的道路”: 论佩平的斯拉夫文学史书写

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外国文学评论 2024年第2期 52-73页

作者：刘亚丁四川大学四川大学中国俗文化研究所四川大学文学与新闻学院

在十九世纪泛斯拉夫主义者提出各种斯拉夫民族联合方案的背景下,俄罗斯文学研究者、斯拉夫学家佩平在其两卷本《斯拉夫文学史》中以斯拉夫各国文学的民族共性和特性作为基本考察点,找寻各民族文学发展的规律,以表明自己对斯拉夫联盟的... 详细信息

在十九世纪泛斯拉夫主义者提出各种斯拉夫民族联合方案的背景下,俄罗斯文学研究者、斯拉夫学家佩平在其两卷本《斯拉夫文学史》中以斯拉夫各国文学的民族共性和特性作为基本考察点,找寻各民族文学发展的规律,以表明自己对斯拉夫联盟的态度。

关键词：佩平《斯拉夫文学史》《斯拉夫文学简史》泛斯拉夫主义民族性

灵光、微光、霞光:魏微小说的情感模式与叙事策略

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当代文坛 2024年第2期 75-81页

作者：刘亚娟广州华商学院文学院

魏微是“70后”作家中独具特色的一位。她的小说主题侧重于还乡、个人成长和情感故事的书写,在个人和时代之中寻找平衡点。魏微的小说创作从还乡追溯故乡往事,从成长体验窥探女性的生命进阶,在还乡和成长故事中呈现出生命的底色。从情... 详细信息

魏微是“70后”作家中独具特色的一位。她的小说主题侧重于还乡、个人成长和情感故事的书写,在个人和时代之中寻找平衡点。魏微的小说创作从还乡追溯故乡往事,从成长体验窥探女性的生命进阶,在还乡和成长故事中呈现出生命的底色。从情感看普通男女日常情事,从历史发现个人命运,在情感和历史的纠葛中,展示个人和社会、时代之间的互照关系。从乡村到小城到城市的叙事路径,日常叙事、碎片化叙事、暧昧叙事混合组成叙事风格共同构成魏微纯净、温暖、游离等独特的美学风格。

关键词：魏微还乡成长日常叙事

基于Transformer双线性网络的细粒度图像分类方法

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 84-89页

作者：向旭宇刘亚捷曾彬谭云中南林业科技大学计算机与信息工程学院湖南长沙410000 长沙学院计算机科学与工程学院湖南长沙410000

为了改进在细粒度图像分类过程中类别差异难以提取的问题,提出了一种基于Transformer双线性网络的细粒度网络分类优化方法(BT-Net).首先,将输入图像通过不同卷积处理成不同长度的二维向量;然后,构建重复次数不同的编码器;最后,双网络分... 详细信息

为了改进在细粒度图像分类过程中类别差异难以提取的问题,提出了一种基于Transformer双线性网络的细粒度网络分类优化方法(BT-Net).首先,将输入图像通过不同卷积处理成不同长度的二维向量;然后,构建重复次数不同的编码器;最后,双网络分支将图像表示为来自两个Transformer的特征集合,得到更加丰富的互补特征信息,从而提高细粒度分类的精度.实验结果表明:在CUB-200-2011,Cars196和Stanford Dogs数据集中,BT-Net分类准确率分别为89.4%,92.5%,94.8%,优于已有的双线性卷积神经网络.

关键词：细粒度特征融合图像分类双线性 Transformer

桔梗种子发育过程中外观形态及生理生化的变化

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种子 2018年第8期37卷 36-40页

作者：张新静于营雷慧霞朴向民刘亚苓郭靖中国农业科学院特产研究所吉林长春130112

以发育过程中的紫花桔梗和白花桔梗种子为试验材料,对其外观形态及生理生化指标的变化规律进行了研究,以期探明桔梗种子的适宜采收期。结果表明:在种子发育过程中,其外观形态变化与生理生化变化有密切联系。随着种子不断发育成熟,种子... 详细信息

以发育过程中的紫花桔梗和白花桔梗种子为试验材料,对其外观形态及生理生化指标的变化规律进行了研究,以期探明桔梗种子的适宜采收期。结果表明:在种子发育过程中,其外观形态变化与生理生化变化有密切联系。随着种子不断发育成熟,种子颜色由浅至深,发芽率不断升高;含水量和相对电导率呈下降的趋势;POD、CAT、MDA均呈单峰曲线变化;SOD活性呈"上升—下降—上升"的趋势。在种子发育后期,大部分生理生化反应趋于稳定。61DAF紫花桔梗种子与58DAF白花桔梗种子的颜色为黑色、黑褐色等,表面具有与种子长轴平行的细长条纹理,且此时种子的发芽率最高,分别为72.33%和91.00%。试验结果表明,紫花桔梗与白花桔梗种子的适宜采收期分别为61DAF、58DAF左右。

关键词：桔梗种子发育外观形态生理生化变化

基于频谱幅度调制的矿用刮板输送机轴承故障诊断方法

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工矿自动化 2024年第S1期 126-129+186页

作者：刘亚兵杜宇华阳新材料科技集团有限公司

时频分析方法将一维时域信号扩展到二维时频域来揭示信号中频率分量的时间演化，被广泛用于矿用刮板输送机轴承故障诊断。然而，在缺陷发生时产生的冲击会在不同的频率范围内激励，因此应对多个频带的信号进行滤波以完全提取缺陷信号。... 详细信息

时频分析方法将一维时域信号扩展到二维时频域来揭示信号中频率分量的时间演化，被广泛用于矿用刮板输送机轴承故障诊断。然而，在缺陷发生时产生的冲击会在不同的频率范围内激励，因此应对多个频带的信号进行滤波以完全提取缺陷信号。此外，由于环境中的干扰，故障信息通常会被掩盖。针对上述问题，提出了一种基于频谱幅度调制的矿用刮板输送机轴承故障诊断方法。频谱幅度调制可分离不同能量水平的频率分量，选择适当的权重来突出故障特征频率，从而增强时频表达中故障信息的可读性；利用Rényi熵来评估时频表达中的有价值信息，以便自适应地选择最佳权重。轴承外圈和内圈故障的仿真和实验结果表明，该方法能够有效增强时频表达中故障特征频率的可读性，提高故障诊断精度。

关键词：刮板输送机轴承故障诊断频谱幅度调制时频分析 Rényi熵

一氧化氮参与调控油菜素内酯增强高山离子芥悬浮细胞抗寒性

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植物研究 2024年第1期44卷 118-131页

作者：刘亚洁安黎哲兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/农业农村部草牧业创新重点实验室/草地农业教育部工程研究中心/草地农业科技学院兰州730020 兰州大学生命科学学院兰州730000 北京林业大学生态与自然保护学院北京100083

为探究油菜素内酯(BRs)诱导提高植物的抗寒性是否受一氧化氮(NO)信号分子调控,以高山离子芥(Chorispora bungeana)悬浮细胞为材料,分别用24-表油菜素内酯(EBR)、NO供体SNP、NO清除剂PTIO、一氧化氮合成酶(NOS)抑制剂L-NAME、EBR+PTIO以... 详细信息

为探究油菜素内酯(BRs)诱导提高植物的抗寒性是否受一氧化氮(NO)信号分子调控,以高山离子芥(Chorispora bungeana)悬浮细胞为材料,分别用24-表油菜素内酯(EBR)、NO供体SNP、NO清除剂PTIO、一氧化氮合成酶(NOS)抑制剂L-NAME、EBR+PTIO以及EBR+L-NAME进行处理,分析在低温胁迫下以上处理对细胞抗寒性、活性氧(ROS)水平以及抗氧化防御系统的影响。结果表明:(1)外源EBR处理可以缓解低温胁迫对悬浮细胞活力的抑制以及离子渗漏和膜脂过氧化程度的加剧,从而增强细胞对低温的抗逆能力。SNP处理对上述生理指标的影响与EBR类似。(2)在低温胁迫下,与EBR处理细胞相比,EBR+PTIO以及EBR+L-NAME处理会导致悬浮细胞活力下降,离子渗漏和膜脂过氧化程度显著升高,表明阻断NO信号会降低EBR诱导提高的抗寒性。(3)与仅受低温胁迫的细胞相比,外源EBR处理导致细胞NO含量和NOS活性进一步升高,而EBR诱导的NO积累可以被PTIO或L-NAME所抑制。(4)EBR、SNP处理均可以明显抑制低温胁迫下离子芥悬浮细胞过氧化氢(H_(2)O_(2))含量、超氧阴离子(O_(2)·^(-))产生速率和羟自由基(OH-)含量的升高,并显著增强抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性以及增加抗坏血酸(AsA)和还原性谷胱甘肽(GSH)的含量,从而缓解低温造成的氧化损伤,而PTIO、L-NAME会不同程度抑制低温胁迫下EBR的这些保护功能。综上所述,EBR通过激活离子芥悬浮细胞的NOS活性来促进细胞内源NO积累,从而提高其抗寒性。EBR处理可以抑制低温胁迫下ROS过量积累并增强细胞的抗氧化防御能力,这两个过程都受NO信号分子调控,从而缓解低温造成的氧化损伤,防止膜脂过氧化程度加剧,提高细胞对低温胁迫的抗逆性。因此,低温胁迫下,高山离子芥悬浮细胞NOS来源的NO是EBR信号转导的下游信号分子。

关键词：油菜素内酯一氧化氮高山离子芥抗寒性活性氧抗氧化防御系统