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甘蓝MLP基因家族分析与BoMLP423的功能研究

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甘蓝MLP基因家族分析与BoMLP423的功能研究

作者：刘倩莹西南大学

学位级别：硕士

自交不亲和(Self-incompatibility,简称SI)是指雌雄同株能产生同期成熟、具有正常功能的雌雄配子的植物在自花授粉或相同基因型授粉时不能受精的现象。根据调控机制的不同,自交不亲和分为配子体型自交不亲和(Gametophytic self-incompat... 详细信息

自交不亲和(Self-incompatibility,简称SI)是指雌雄同株能产生同期成熟、具有正常功能的雌雄配子的植物在自花授粉或相同基因型授粉时不能受精的现象。根据调控机制的不同,自交不亲和分为配子体型自交不亲和(Gametophytic self-incompatibility,GSI)和孢子体型自交不亲和(Sporophytic self-incompatibility,SSI)。甘蓝等芸薹属植物属于典型的孢子体型自交不亲和(Sporophyte self-incompatible plant,SSI),其调控机制的研究主要集中在SI信号传导元件协同作用抑制自花花粉萌发或花粉管生长方面。近年来对以甘蓝为代表的孢子体型自交不亲和信号传导机理的研究取得了较大进展,但分离和鉴定SRK下游蛋白的研究相对滞后。ARC1及其同源家族基因具有E3连接酶功能,可通过泛素化途径降解下游底物。研究发现拟南芥中,At ARC1是假性遗传因子,但当向拟南芥中仅转入琴叶拟南芥SCR和SRK基因时,植株也能表现出强自交不亲和性,由此表明ARC1可能并非SRK下游唯一的信号元件。本研究以选育的高度自交不亲和甘蓝“A4”和“F1”为材料,利用转录组测序和蛋白质表达谱分析自花与异花授粉后雌蕊基因的表达情况,以挖掘和自交不亲和相关的基因,并通过生物信息学分析、亚细胞定位、原核表达、q RT-PCR、酵母双杂交、启动子活性分析及T-DNA插入等技术研究其功能。主要研究结果如下:1、甘蓝BoMLP基因家族的鉴定与分析(1)利用植物基因组数据库和Pfam 32.0数据库成功筛选到29个主要乳胶家族蛋白基因BoMLP,它们随机分布在甘蓝的8条染色体上,其中6号染色体上含有的主要乳胶家族蛋白基因最多,有7个,3和5号染色体上含有的主要乳胶家族蛋白基因最少,只有1个。(2)BoMLP家族蛋白都含有一个保守的Bet-v-1结构域,大小在143-218 aa之间,相对分子质量在16.6-24.3 k Da之间,等电点在4.64-6.05之间。(3)甘蓝中含有29个BoMLP家族基因,依据进化关系和序列的相似性可分为I-III个亚家族,每个亚家族基因同源性较高,进化关系较近。分析BoMLP家族基因启动子序列发现,大多数BoMLP启动子序列区域含有响应防御应激相关的顺式元件,包括脱落酸响应元件(ABRE)、脱水与干旱诱导响应元件(MYB)、赤霉素应激响应元件(WYKY)、防御胁迫应激元件(MYC)和生长素响应元件(ARF)。转录组数据分析发现29个BoMLP基因中只有BoMLP3、BoMLP4、BoMLP6、BoMLP10、BoMLP11、BoMLP15、BoMLP16、BoMLP423和BoMLP27在自花与异花授粉后表达量发生了变化。(4)荧光定量PCR结果显示,BoMLP3、BoMLP4、BoMLP6、BoMLP10、BoMLP11、BoMLP15、BoMLP16、BoMLP423和BoMLP27在自花与异花授粉过程中表达量变化趋势与转录组数据基本一致,推测这几个基因可能参与甘蓝的自交不亲和反应。2、甘蓝BoMLP423基因的克隆与功能研究(1)对高度自交不亲和甘蓝进行自花、异花授粉处理,取自花授粉0 min和60min柱头进行差异表达蛋白质分析,得到一个受自花授粉诱导下调表达的蛋白,命名BoMLP423。转录组数据分析发现,BoMLP423 m RNA表达量在自花授粉0-15min时下调表达,15-30 min时上调表达,30-60 min时表达量显著下调,异花授粉0-60 min过程中,BoMLP423 m RNA表达量变化不明显。实时荧光定量PCR结果显示BoMLP423在自花授粉过程中表达量呈现出“下调-上调-下调”的变化趋势,异花授粉过程中表达量变化不大,与转录组和蛋白质组分析结果一致。(2)BoMLP423基因全长989 bp,编码区长468 bp,包含两个外显子和一个内含子,编码155个氨基酸残基,相对分子量为17 k Da,理论等电点为5.12,是亲水性蛋白。(3)BoMLP423定位在细胞质。q RT-PCR结果表明,BoMLP423在甘蓝雄蕊、花瓣、萼片、叶片、柱头和花蕾等组织中均有表达,但在柱头和花蕾中表达量最高。(4)原核表达结果显示,BoMLP423编码的蛋白质大小为17 k Da。(5)BoMLP423启动子序列中含有干旱诱导响应、茉莉酸响应、生长素响应、脱落酸响应、防御应激响应等多种顺式作用应答元件。(6)酵母双杂交结果显示,BoMLP423与SRK不互作。推测BoMLP423不直接参与甘蓝SRK-ARCI-Exo70A1信号传导途径。(7)At MLP423是BoMLP423在拟南芥中的一个垂直同源基因,拟南芥mlp423突变体表现出花

关键词：甘蓝自交不亲和 BoMLP基因家族 BoMLP423基因克隆与功能研究

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基于拉曼光谱技术的可燃液体快速检测研究

基于拉曼光谱技术的可燃液体快速检测研究

作者：刘倩莹烟台大学

学位级别：硕士

近年来,随着公共领域安全事故频发,不法分子利用可燃液体危害社会,因此对于可燃液体的检测问题具有重要意义。拉曼光谱作为一种分子“指纹”图谱,能够根据物质分子间的振动来对需要检测的物质进行定性分析,广泛应用在物理、化学、材料... 详细信息

近年来,随着公共领域安全事故频发,不法分子利用可燃液体危害社会,因此对于可燃液体的检测问题具有重要意义。拉曼光谱作为一种分子“指纹”图谱,能够根据物质分子间的振动来对需要检测的物质进行定性分析,广泛应用在物理、化学、材料等领域。拉曼光谱可应用于便携式监测系统,在保证操作安全性的同时,对物质进行准确分类,但其数据量偏大,如果不对其数据处理会大大增加后续的分析时间,影响自动识别的速度。本文运用拉曼光谱研究可燃液体的快速检测技术,结合决策树（Decision Tree,DT）、随机森林（Random Forest,RF）和支持向量机（Support Vector Machines,SVM）算法实现分类。主要研究内容和成果如下:本文选取九种常见可燃液体90#汽油、93#汽油、97#汽油、甲醇、乙醇、乙二醇、二甲苯、叔丁醇、丙酮为样本,采集拉曼光谱数据。实验器材选择自主搭建的便携式拉曼光谱仪,拉曼探头的激发波长选用785nm,对可燃液体样品进行初步的拉曼光谱实验。首先将实验所得的原始拉曼光谱数据进行数据预处理分析。通过对实验数据和背景荧光噪声信号产生原理的分析,求取极小值然后分段进行线性拟合对拉曼光谱图进行基线校正,并且增加周围关键值的选取。针对于滤波去噪方面,采用了db5小波变换和Savitzky-Golay滤波器的方法将拉曼光谱信号分解。db5小波变换通过对比多层可燃液体拉曼光谱信号分解的结果表明:db5小波3层信号分解去除背景噪声滤波效果最优,Savitzky-Golay滤波器数据窗口设置为9,多项式阶数设置为2,去除90#汽油样品的噪声信号效果也较好。归一化则采用Min-max标准化方法,设置光强信息分布在[0,1]范围内。可燃液体样品的拉曼光谱特征峰的提取选用非线性最小二乘算法实现高斯分峰拟合,可以准确的提取出谱峰信息。建立可燃液体拉曼数据库,为后续分类算法提供数据集。对可燃液体样品拉曼光谱信号进行过预处理后,需要通过数据分类算法实现可燃液体样本的快速识别。本文采用了决策树、随机森林以及支持向量机算法进行样本的快速识别,首先将数据进行压缩,通过64、128、256、512以及1000点的准确率对比发现,512点的准确率最佳。选取512点的可燃液体拉曼光谱数据作为数据集,将数据集训练后对比决策树分类器、随机森林分类器以及支持向量机分类器的分类效果,然后进行评价,评价指标选用准确率和混淆矩阵,发现随机森林和支持向量机的准确率均为98.15%,决策树的准确率为96.30%,支持向量机（SVM）的混淆矩阵效果要优于决策树和随机森林,因此得出支持向量机算法分类效果更佳的结论。运用拉曼光谱技术可准确检测出可燃液体样品的谱峰,对数据进行预处理和压缩有效提高分析速度,为后续仪器小型化提供了理论基础和技术参考。

关键词：拉曼光谱可燃液体数据预处理决策树随机森林支持向量机

结球甘蓝CML家族基因及其在授粉后柱头中的表达

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园艺学报 2018年第11期45卷 2129-2140页

作者：蒲敏罗绍兰廉小平曾静张贺翠刘倩莹左同鸿朱利泉西南大学农学与生物科技学院重庆400715 涪陵第十四中学校重庆408000 重庆市蔬菜重点实验室重庆400715 长江师范学院生命科学与技术学院重庆408100

利用NCBI和甘蓝基因组数据库筛选获得了76个结球甘蓝CML家族基因,其随机分布在甘蓝的9条染色体上,染色体上最多的有12个基因,最少有1个基因。分析发现该基因家族编码蛋白氨基酸残基长度在109～365个之间,分子量大多在20 kD左右,为小分... 详细信息

利用NCBI和甘蓝基因组数据库筛选获得了76个结球甘蓝CML家族基因,其随机分布在甘蓝的9条染色体上,染色体上最多的有12个基因,最少有1个基因。分析发现该基因家族编码蛋白氨基酸残基长度在109～365个之间,分子量大多在20 kD左右,为小分子蛋白,且均含有2～4个保守的EF-hand结构域。甘蓝的76个CML基因依据与拟南芥的CML家族的进化关系及序列相似性分为Ⅰ～Ⅷ个亚家族,每个亚家族基因有较高的同源性,进化关系较近。经亚细胞预测分析发现大部分蛋白在质膜和胞外表达,少量在质膜、细胞核内和叶绿体等部位表达。数字表达谱分析发现在76个基因中,有25个基因在自花和异花授粉后差异表达,其中BoCML12、BoCML42、BoCML44、BoCML45、BoCML60、BoCML70、BoCML71和BoCML74等8个基因在自花和异花授粉后表达趋势有较大差异,表明这8个基因以不同的方式参与调控甘蓝自花和异花授粉后的反应过程,有可能与甘蓝的自交不亲和性相关。

关键词：甘蓝 CML家族基因生物信息学表达分析

金属增材制造质量控制及复合制造技术研究现状

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材料导报 2024年第9期38卷 178-185页

作者：刘倩卢秉恒华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210 西安交通大学机械工程学院西安710049 国家增材制造创新中心西安710117

相比传统制造工艺,增材制造能够实现复杂结构金属部件的近净成形。然而,增材制造具有冷却速度快、热梯度大、非平衡凝固与往复热循环历史等特点,容易存在孔洞、残余拉应力、各向异性等缺陷,极大限制增材制造的进一步应用。复合增材制造... 详细信息

相比传统制造工艺,增材制造能够实现复杂结构金属部件的近净成形。然而,增材制造具有冷却速度快、热梯度大、非平衡凝固与往复热循环历史等特点,容易存在孔洞、残余拉应力、各向异性等缺陷,极大限制增材制造的进一步应用。复合增材制造技术是将传统制造方法与增材制造有机结合,充分发挥传统制造工艺在性能调控与尺寸精度等方面的优势,抑制单纯增材制造引起的各类缺陷,获得高质量、无缺陷的增材制造部件。本文首先揭示增材制造工艺缺陷的形成机理,明确工艺参数优化方法在缺陷改善方面的局限性,进而阐明复合增材制造的内涵,综述近年来增材制造与轧制、激光冲击强化、热等静压、热处理等复合制造技术的研究现状与工艺原理,探讨复合增材制造技术对不同缺陷的适用性,并对增材制造未来发展方向进行了展望。

关键词：复合增材制造塑性变形激光冲击各向异性残余应力

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甘蓝BoPID基因的克隆与分析

园艺学报 2021年第6期48卷 1123-1134页

作者：张贺翠王玉奎左同鸿刘倩莹张以忠胡燈科谢琴琴朱利泉西南大学农学与生物科技学院重庆400715

在通过酵母双杂交文库获得了与钙响应蛋白BoSPx相互作用蛋白BoPID的基础上,对BoPID的编码基因进行了克隆、时空特异性表达分析及筛选与其互作的蛋白,以期为BoSPx通过BoPID参与自交不亲和性分子过程提供依据。结果表明,BoPID包含2个外显... 详细信息

在通过酵母双杂交文库获得了与钙响应蛋白BoSPx相互作用蛋白BoPID的基础上,对BoPID的编码基因进行了克隆、时空特异性表达分析及筛选与其互作的蛋白,以期为BoSPx通过BoPID参与自交不亲和性分子过程提供依据。结果表明,BoPID包含2个外显子和1个内含子,编码439个氨基酸。激酶磷酸化预测分析显示具有激酶活性;系统进化和共线性分析显示BoPID具有较强的植物种属特异性,与芜菁、拟南芥和甘蓝型油菜等十字花科植物聚类在一起,BoPID与AtPID在染色体水平上高度同源。组织特异性表达分析显示BoPID在柱头中的表达量高于花器官中的其他部位。荧光定量PCR分析表明BoPID在甘蓝柱头自花授粉15 min显著上调表达,而后下调表达。启动子元件分析发现BoPID含有ABA、IAA、脱落酸、茉莉酸、水杨酸和胁迫响应等多个应答元件。BoPID蛋白定位于细胞膜和细胞质中,可能是一种泊位于膜上并突触于胞质中的双栖蛋白。酵母双杂交和GST-Pulldown结果表明BoPID与BoCML12、BoCaM2、BoPIN1能够发生相互作用。BoPID可能是BoSPx与Bo CML12、BoCaM2之间相互作用的桥梁蛋白,共同通过生长素调节钙响应的方式参与了自交不亲和分子过程。

关键词：甘蓝酵母文库自花授粉 BoSPx BoPID

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乙酰甲喹对小鼠的遗传毒性和致癌性研究

乙酰甲喹对小鼠的遗传毒性和致癌性研究

中国毒理学会第七次全国会员代表大会暨中国毒理学会第六次中青年学者科技论坛

作者：刘倩莹雷志鑫吴芹王旭袁宗辉国家兽药残留基准实验室(HZAU)/农业部兽药残留检测重点实验室/农业部畜禽产品质量安全风险评估实验室(武汉)华中农业大学动物医学院

目的喹噁啉类药物是一类具有喹噁啉-1,4-二氧化物基本结构的化合物,主要品种有卡巴氧、喹乙醇、乙酰甲喹、喹烯酮和喹赛多。卡巴氧和喹乙醇由于具有潜在的遗传毒性和致癌性,已被欧盟禁用于饲料添加剂。前期对乙酰甲喹的毒理进行了研究,...

目的喹噁啉类药物是一类具有喹噁啉-1,4-二氧化物基本结构的化合物,主要品种有卡巴氧、喹乙醇、乙酰甲喹、喹烯酮和喹赛多。卡巴氧和喹乙醇由于具有潜在的遗传毒性和致癌性,已被欧盟禁用于饲料添加剂。前期对乙酰甲喹的毒理进行了研究,包括急性毒性、遗传毒性、亚慢性毒性、喂养致畸、繁殖毒性和长期毒性等试验,结果表明乙酰甲喹具有较强的毒性和潜在的致癌性,在临床使用中存在一定的安全隐患。乙酰甲喹的原型及其代谢物的遗传毒性均高于卡巴氧的原型及其代谢产物。因此,本课题进行了乙酰甲喹的遗传毒性和致癌性的研究。方法本研究采用昆明小鼠400只,随机分为4组,每组雌雄各50只,混饲给药,乙酰甲喹在日粮中添加浓度分别为0、25、55和110mg/kg,持续喂养78周。观察小鼠日常表现,检测体重、摄食量、血常规指标、血清生化指标等并进行大体剖检和组织病理学观察,计算脏器重量、脏器系数,骨髓细胞微核和肿瘤发生率。结果病理解剖和HE染色结果表明,给药组的肝脏,肾脏,肾上腺,睾丸和子宫均出现明显的病理学损伤变化。乙酰甲喹能够引起骨髓细胞微核的增加,致癌的潜伏期为49周,且第一例出现在低剂量雌性小鼠,确诊为恶性乳腺癌。低剂量组出现肿瘤块的小鼠数目明显高于中剂量和高剂量组。肿瘤的类型包括乳腺癌,血管癌,甲状腺癌,肾上腺皮质瘤和皮下纤维腺瘤等。结论乙酰甲喹为遗传毒性致癌物,长期暴露于乙酰甲喹可引起肝毒性,肾毒性和生殖毒性。

关键词：

来源： cnki会议评论

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甘蓝BoSPx的克隆与表达分析

中国农业科学 2018年第22期51卷 4328-4338页

作者：王玉奎白晓璟廉小平张贺翠罗绍兰蒲敏左同鸿刘倩莹朱利泉西南大学农学与生物科技学院西南大学园艺园林学院

【目的】自交不亲和性(self-incompatibility,SI)是显花植物在长期进化过程中形成的限制自交衰退、促进杂交优势的一种复杂而完善的重要遗传机制。通过对SI与钙共响应新基因BoSPx的克隆、时空特异性表达分析和筛选与其互作的蛋白,并对Bo... 详细信息

【目的】自交不亲和性(self-incompatibility,SI)是显花植物在长期进化过程中形成的限制自交衰退、促进杂交优势的一种复杂而完善的重要遗传机制。通过对SI与钙共响应新基因BoSPx的克隆、时空特异性表达分析和筛选与其互作的蛋白,并对BoSPx在自花授粉后刺激柱头的响应机制进行研究,以期为甘蓝SI的深入研究提供依据。【方法】采用转录组测序、自花和异花授粉后差异筛选以及PCR克隆获得BoSPx。利用DNAMAN软件和Smart软件进行氨基酸序列比对和保守结构域分析,通过Expasy在线软件预测BoSPx蛋白分子量、等电点、二级结构和跨膜结构域;采用MEGA6.0软件中的邻接法构建BoSPx蛋白的系统发育树,并推测BoSPx蛋白在甘蓝自花授粉后的功能。利用RT-PCR技术进行组织特异性表达分析,通过qRT-PCR检测自花和异花授粉后BoSPx的相对表达量。构建GFP表达载体,共聚焦显微镜观察BoSPx的亚细胞定位;酵母双杂交技术寻找其相互作用的蛋白。【结果】克隆获得一个新基因——BoSPx,其含有1个外显子,无内含子,是单外显子结构。BoSPx的开放阅读框为396 bp,编码具有131个氨基酸残基的蛋白质。理论等电点pI为4.54,是一种亲水性蛋白,没有信号肽和跨膜域,含有3个保守的EF-hand模体(第48—60、64—80和81—96位)。BoSPx起始密码子上游启动子序列500 bp左右含有生长素响应应答元件。BoSPx在开花前1—2 d的柱头、萼片、叶片、花药、花瓣中均有表达,在柱头中表达量最高,并且在自花和异花授粉的柱头中表达量都是先升高后降低,在自花授粉15 min时表达量达到最高,而后急剧下降,下降的低值与开花前1—2 d的柱头峰值相当。亚细胞定位分析表明BoSPx蛋白定位于细胞核和细胞质中。酵母双杂交结果表明BoSPx与SRK、ARC1之间无相互作用,但与生长素家族蛋白BoSAUR71和BoPID均能互作。【结论】BoSPx受自花授粉显著诱导表达,可能是受生长素调节的钙结合蛋白,对SI和钙产生共响应;该蛋白具有多组织表达和核质同在的特性,表明BoSPx可能参与SRK-ARC1-ExO70A1途径以外的未知信号通路。

关键词：甘蓝 BoSPx 酵母双杂交生长素自花授粉自交不亲和

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兽药喹噁啉类遗传毒性机制研究

兽药喹噁啉类遗传毒性机制研究

甘蓝PMEI家族基因结构、基因组分布和表达分析

中国畜牧兽医学会2017年学术年会

作者：刘倩莹雷志鑫罗讯王旭袁宗辉国家兽药残留基准实验室农业部兽药残留检测重点实验室农业部畜禽产品质量安全风险评估实验室(武汉)华中农业大学动物医学院

引言喹噁啉类药物是一类具有广谱抗菌促生长作用的化合物,主要品种有卡巴氧、喹乙醇、乙酰甲喹、喹烯酮和喹赛多(Liu,et al.,2017)。尽管其遗传毒性的研究已开展多年,但研究的关注点主要在原型药物上,无法证实遗传毒性与原型和代谢物之...

引言喹噁啉类药物是一类具有广谱抗菌促生长作用的化合物,主要品种有卡巴氧、喹乙醇、乙酰甲喹、喹烯酮和喹赛多(Liu,et al.,2017)。尽管其遗传毒性的研究已开展多年,但研究的关注点主要在原型药物上,无法证实遗传毒性与原型和代谢物之间的关系(Liu et al.,2016;Wang et al.,2015)。材料与方法我们采用四项遗传毒性组合实验,即小鼠淋巴瘤细胞基因突变实验,鼠伤寒沙门氏菌基因突变试验,体外染色体畸变实验,体内小鼠骨髓微核试验,对喹噁啉类的主要6个N-O基团还原的代谢物进行了遗传毒性研究。另外,采用小鼠淋巴瘤细胞基因突变实验对喹噁啉类的5个原型进行了遗传毒性评价。结果与讨论

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来源： cnki会议评论

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园艺学报 2019年第10期46卷 1973-1988页

作者：白晓璟王玉奎左同鸿刘倩莹廉小平张贺翠张以忠蒲敏罗绍兰朱利泉西南大学农学与生物科技学院重庆400700 西南大学园艺园林学院重庆400700

为了弄清甘蓝PMEI家族基因成员数、基因结构和分布及其与自交不亲和性的关系,利用转录组测序和相关生物信息学方法对其进行了基因结构分析和全基因组鉴定,对家族基因进行了表达谱分析,并通过实时荧光定量PCR技术验证了基因的表达情况。... 详细信息

为了弄清甘蓝PMEI家族基因成员数、基因结构和分布及其与自交不亲和性的关系,利用转录组测序和相关生物信息学方法对其进行了基因结构分析和全基因组鉴定,对家族基因进行了表达谱分析,并通过实时荧光定量PCR技术验证了基因的表达情况。结果表明,甘蓝中PMEI家族包含101个基因,分为11组,其成员不均匀分布在9条染色体上,主要通过全基因组三倍体复制(whole genome triplication,WGT)和串联复制事件进行倍增,与拟南芥在1556万年前发生分化。数字表达谱分析发现在101个基因中,BoPMEI56、BoPMEI54、BoPMEI32、BoPMEI29、BoPMEI78、BoPMEI30、BoPMEI57、BoPMEI58和BoPMEI84这9个基因在自花和异花授粉后表达趋势有明显差异。荧光定量PCR结果显示,其在自花授粉和异花授粉的表达变化趋势与转录组分析结果基本一致。这些结果表明:BoPMEI家族的101个成员中,可能至少有9个基因以不同方式参与调控甘蓝自花和异花授粉后的反应过程,可能与甘蓝自交不亲和性有关。

关键词：甘蓝 BoPMEI基因家族生物信息学表达分析