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联合遗传算法和强化学习的虚拟网络功能映射与调度方法

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西安交通大学学报 2024年第8期58卷 175-184页

作者：刘光远曹晶仪杜婕石家庄铁道大学信息科学与技术学院河北省电磁环境效应与信息处理重点实验室

网络功能虚拟化环境下，为满足用户不同需求并提高资源利用效率，将虚拟网络功能映射与调度联合考虑。首先，通过构建网络低时延、虚拟机资源高利用及能量低损耗的多目标优化模型，设计了一种强化学习(RL)联合第三代非支配排序遗传算法(... 详细信息

网络功能虚拟化环境下，为满足用户不同需求并提高资源利用效率，将虚拟网络功能映射与调度联合考虑。首先，通过构建网络低时延、虚拟机资源高利用及能量低损耗的多目标优化模型，设计了一种强化学习(RL)联合第三代非支配排序遗传算法(NSGAⅢ)的优化方法RL-NSGAⅢ;然后，采用两段式初始化技术求得高质量初始解，利用强化学习的优势自适应调节交叉变异参数，以保持种群多样性；最后，基于参考点的第三代非支配排序遗传算法，将虚拟网络功能映射至虚拟机并进行调度服务，得到多目标优化策略。仿真结果表明：相较于已有的NSGAⅢ、NSGAⅡ和MOPSO算法，采用RL-NSGAⅢ算法计算得到的时延降低了17%～28%,节点负荷提高了9%～19%,能量损耗降低了12%～26%,表明所提算法在提高网络速率和降低网络运营支出上的有效性。

关键词：网络功能虚拟化虚拟网络功能映射与调度强化学习第三代非支配排序遗传算法

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基于COⅠ、ITS2和16S rDNA基因序列对盾糙璃眼蜱的分子分类与厘定

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中国兽医科学 2024年

作者：王彦龙罗金车丽妍昝晓庆朱婷婷赵爱云任巧云张振杰刘光远齐萌河北师范大学生命科学学院塔里木大学动物科学与技术学院中国农业科学院兰州兽医研究所动物疫病防控全国重点实验室甘肃省动物寄生虫病重点实验室农业部草食动物疫病重点开放实验室宁夏大学农学院

盾糙璃眼蜱的分类尚不明确，为厘清盾糙璃眼蜱的分类，解析其系统发育关系。本研究自新疆维吾尔自治区莎车县采集动物体表寄生的蜱，对其进行形态学观察，初步鉴定蜱种类；提取蜱的DNA样本后，基于蜱的COⅠ、ITS2和16S rDNA基因，对DNA... 详细信息

盾糙璃眼蜱的分类尚不明确，为厘清盾糙璃眼蜱的分类，解析其系统发育关系。本研究自新疆维吾尔自治区莎车县采集动物体表寄生的蜱，对其进行形态学观察，初步鉴定蜱种类；提取蜱的DNA样本后，基于蜱的COⅠ、ITS2和16S rDNA基因，对DNA样本进行PCR扩增、序列分析和种类鉴定，利用MEGA 7.0软件构建系统发育树。结果显示，经形态学观察，初步鉴定本研究所获蜱的种类为盾糙璃眼蜱；将测序获得的COⅠ、ITS2和16S rDNA基因序列进行比对和同源性分析，发现与国内外已鉴定的盾糙璃眼蜱序列同源性分别为99.84%、99.52%和98.42%，鉴定本研究所获蜱的种类为盾糙璃眼蜱。种系发育树显示，本研究所获蜱的COⅠ、ITS2和16S rDNA序列均与已知盾糙璃眼蜱的序列聚成一支，与璃眼蜱属蜱的序列聚类形成一个大支，而与其他蜱种类形成不同分支。本研究结果为新疆部分地区蜱种分布和鉴定提供了基础参考数据。

关键词：盾糙璃眼蜱分类形态学分子鉴定系统发育

奶牛结合珠蛋白生物信息学分析及其多克隆抗体的制备

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中国兽医学报 2024年第3期44卷 558-564,594页

作者：刘佩雯董伟韬陈艳赵晓萱贺海健卢挺张全伟张勇刘光远甘肃农业大学动物医学院甘肃兰州730070 甘肃省动物生殖生理与繁殖调控重点实验室甘肃兰州730070 中国农业科学院、兰州兽医研究所、家畜疫病病原生物学国家重点实验室/甘肃省动物寄生虫病重点实验室甘肃兰州730046 甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃兰州730070

结合珠蛋白(haptoglobin,Hp)是奶牛罹患乳房炎期间一种重要的标志性蛋白,其在血液和乳汁中含量变化与患牛乳房炎病情密切相关。为制备奶牛Hp多克隆抗体及了解其理化性质、结构和功能,本研究通过PCR成功扩增获得奶牛Hp完整CDS区序列,对... 详细信息

结合珠蛋白(haptoglobin,Hp)是奶牛罹患乳房炎期间一种重要的标志性蛋白,其在血液和乳汁中含量变化与患牛乳房炎病情密切相关。为制备奶牛Hp多克隆抗体及了解其理化性质、结构和功能,本研究通过PCR成功扩增获得奶牛Hp完整CDS区序列,对其进行生物信息学分析和pQE-80L-Hp原核表达载体的构建。将测序成功的重组质粒转化至M15感受态细胞,用1 mmol/L IPTG诱导重组蛋白的表达。重组蛋白表达后用亲和层析法进行纯化。利用纯化后的蛋白免疫动物制备多克隆抗体,利用ELISA方法和Western blot对多克隆抗体进行效价检测和反应性分析。结果显示,Hp是一种不稳定亲水性蛋白,分子式为C_(1936)H_(3049)N_(545O567)S_(19),编码388个氨基酸残基,由α-螺旋、延伸链、β-转角和无规则卷曲4种结构组成,有15个抗原决定族,36个磷酸化位点。在1~42氨基酸位置存在信号肽,无跨膜结构域与CD163、MMP9、CP等蛋白具有较好的互作关系。pQE-80L-Hp在大肠杆菌中经诱导表达的重组蛋白的相对分子质量为42 kDa,主要以包涵体的形式存在,用其免疫兔子制备得到的多克隆抗体效价可达到1∶25600。本研究结果不仅有助于了解Hp的结构,而且为后续进行其功能的研究以及利用其作为标志物进行奶牛乳房炎早期高效快速诊断技术的研发奠定了基础。

关键词：结合珠蛋白生物信息学原核表达多克隆抗体奶牛

天冬氨酸蛋白酶在卵形巴贝斯虫侵染长角血蜱过程中的作用研究

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中国兽医科学 2024年

作者：罗金张高峰崔晶晶柳志成赵帅阳任巧云胡东生曹立华常国勤殷宏罗建勋刘光远中国农业科学院兰州兽医研究所动物疫病防控全国重点实验室甘肃省动物寄生虫病重点实验室甘肃农业大学动物科学技术学院庄浪县畜牧兽医中心高台县动物疫病预防控制中心高台县新坝镇畜牧兽医工作站高台县南华镇畜牧兽医工作站江苏高校动物重要疫病与人兽共患病防控协同创新中心扬州大学

本试验以天冬氨酸蛋白酶(AP)为目标基因，探究其表达抑制后对卵形巴贝斯虫侵染长角血蜱的能力。利用5′/3′-RACE和PCR扩增天冬氨酸蛋白酶基因的全长和CDS，然后根据获得的序列设计siRNA干扰引物。通过颈静脉接种卵形巴贝斯虫的方式构... 详细信息

本试验以天冬氨酸蛋白酶(AP)为目标基因，探究其表达抑制后对卵形巴贝斯虫侵染长角血蜱的能力。利用5′/3′-RACE和PCR扩增天冬氨酸蛋白酶基因的全长和CDS，然后根据获得的序列设计siRNA干扰引物。通过颈静脉接种卵形巴贝斯虫的方式构建动物感染模型，将通过RNAi干扰AP基因表达后的长角血蜱置于感染卵形巴贝斯虫牛体表，使蜱叮咬后检测蜱及蜱卵中卵形巴贝斯虫的感染率。结果显示，长角血蜱AP基因全长为1 497 bp，编码区序列为1 176 bp。该基因的RNAi可使AP的表达丰度降低81.91%(P=0.003<0.01)具有显著性差异。感染动物过程中，相较于空白对照组和阴性对照组，qRT-PCR结果表明RNAi组的巴贝斯虫感染率下降。实验结果，表明干扰长角血蜱AP能有效抑制卵形巴贝斯虫的垂直传播，虽然该基因在蜱种间有较高保守性，但是其核酸序列仍然存在一定的差异。该基因第626～644位或第257～275位定点结合可作为潜在的阻断卵形巴贝斯虫传播的疫苗设计靶点，该位点可以发挥抑制/干扰AP的表达的作用。该作用下可有效阻止卵形巴贝斯虫的垂直传播，而且可导致巴贝斯虫的感染水平的显著降低。因此，本研究不仅有助于揭示巴贝斯虫的生物学特性，也为疾病防控提供了潜在的新策略，为公共卫生提供更加有效的干预措施。

关键词：长角血蜱卵形巴贝斯虫天冬氨酸蛋白酶 RNA干扰 RACE

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铜转炉吹炼炉口图像智能监测及辅助分析系统

铜业工程 2024年第2期 1-7页

作者：张红哲徐子昂刘光远郭廷谦张冰洁中国恩菲工程技术有限公司北京100038 西北工业大学航天学院陕西西安710072

传统转炉炼铜工艺非常依赖个人经验,一般通过人工观察炉口火焰判断炉体内温度、造渣和造铜终点,该过程存在重大的安全与环保隐患,同时粗铜的品位得不到保障且易损坏炉体。随着环保与本质化安全指标要求的提高,各家企业开始转向闭窗吹炼... 详细信息

传统转炉炼铜工艺非常依赖个人经验,一般通过人工观察炉口火焰判断炉体内温度、造渣和造铜终点,该过程存在重大的安全与环保隐患,同时粗铜的品位得不到保障且易损坏炉体。随着环保与本质化安全指标要求的提高,各家企业开始转向闭窗吹炼。为应对绿色化与安全性要求,本文基于转炉炉口火焰分析结果并综合吹炼工艺中涉及的多种因素,设计了一种转炉炉口图像智能监测系统,实现了转炉炉口火焰的智能化监测。在此基础上,通过对不同阶段炉口火焰图像的分析,设计了基于自适应曝光阈值的颜色特征计算方法,能够对图像进行预处理并提取到可预测终点时间的关键特征,解决了目前传感器曝光度参数影响图像特征的关键问题。最后设计了基于深度神经网络的终点时间预测模型,实验结果表明造渣一期、造渣二期和造铜期终点的预测误差分别为0.74,0.83和1.4 min,显示了设计系统的有效性。

关键词：转炉吹炼炉口火焰图像辅助炼铜深度学习终点预测

长角血蜱Ykt6蛋白抗东方泰勒虫感染的生物学效应

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中国兽医科学 2024年第3期54卷 386-392页

作者：罗金赵帅阳车丽妍严若锋宋小凯任巧云关贵全殷宏刘光远李祥瑞南京农业大学动物医学院、教育部动物健康与食品安全国际合作联合实验室江苏南京210095 中国农业科学院、兰州兽医研究所、动物疫病防控全国重点实验室、甘肃省动物寄生虫病重点实验室、农业部草食动物疫病重点开放实验室甘肃兰州730046

为了解Ykt6基因在蜱体中影响东方泰勒虫感染的生物学效果,通过长角血蜱实验室培养株和野外株,评估Ykt6蛋白对东方泰勒虫侵染长角血蜱过程中蜱的存活率、繁殖率以及对东方泰勒虫感染率等指标的生物学效果。结果显示,Ykt6基因参与了东方... 详细信息

为了解Ykt6基因在蜱体中影响东方泰勒虫感染的生物学效果,通过长角血蜱实验室培养株和野外株,评估Ykt6蛋白对东方泰勒虫侵染长角血蜱过程中蜱的存活率、繁殖率以及对东方泰勒虫感染率等指标的生物学效果。结果显示,Ykt6基因参与了东方泰勒虫与长角血蜱之间的宿主-寄生虫相互作用。Ykt6基因的表达水平与东方泰勒虫在长角血蜱体内的存活和繁殖能力密切相关,当该基因表达水平降低时,东方泰勒虫的存活率和繁殖能力显著下降。进一步的研究发现,Ykt6基因的变异可能影响东方泰勒虫与长角血蜱之间的相互作用。一些野外长角血蜱个体具有Ykt6基因的突变,导致东方泰勒虫在长角血蜱体内的存活和繁殖能力显著下降。这一发现提示,Ykt6基因的变异可能是东方泰勒虫入侵长角血蜱的一个关键因素。总之,Ykt6基因对东方泰勒虫入侵长角血蜱具有重要影响。通过研究Ykt6基因的功能和变异,可以深入了解东方泰勒虫与长角血蜱之间的相互作用,为控制东方泰勒虫入侵提供新的思路和方法。这将有助于保护人畜健康和生态环境的平衡。

关键词：长角血蜱东方泰勒虫 Ykt6蛋白感染生物学效果

基于COⅠ和ITS2及16S rDNA基因序列对盾糙璃眼蜱的分子分类与厘定

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中国兽医科学 2024年第7期54卷 930-936页

作者：王彦龙罗金车丽妍昝晓庆朱婷婷赵爱云任巧云张振杰刘光远齐萌塔里木大学动物科学与技术学院新疆阿拉尔843300 中国农业科学院兰州兽医研究所动物疫病防控全国重点实验室甘肃省动物寄生虫病重点实验室农业部草食动物疫病重点开放实验室甘肃兰州730046 宁夏大学农学院宁夏银川750021 河北师范大学生命科学学院河北石家庄050024

盾糙璃眼蜱的分类尚不明确,为厘清盾糙璃眼蜱的分类,解析其系统发育关系,本研究自新疆维吾尔自治区莎车县采集动物体表寄生的蜱,对其进行形态学观察,初步鉴定蜱种类;提取蜱的DNA样本后,基于蜱的COⅠ、ITS2和16SrDNA基因,对DNA样本进行PC... 详细信息

盾糙璃眼蜱的分类尚不明确,为厘清盾糙璃眼蜱的分类,解析其系统发育关系,本研究自新疆维吾尔自治区莎车县采集动物体表寄生的蜱,对其进行形态学观察,初步鉴定蜱种类;提取蜱的DNA样本后,基于蜱的COⅠ、ITS2和16SrDNA基因,对DNA样本进行PCR扩增、序列分析和种类鉴定,利用MEGA7.0软件构建系统发育树。结果显示,经形态学观察,初步鉴定本研究所获蜱的种类为盾糙璃眼蜱;将测序获得的COⅠ、ITS2和16S rDNA基因序列进行比对和同源性分析,发现与国内外已鉴定的盾糙璃眼蜱序列同源性分别为99.84%、99.52%和98.42%,鉴定本研究所获蜱的种类为盾糙璃眼蜱。种系发育树显示,本研究所获蜱的COⅠ、ITS2和16SrDNA序列均与已知盾糙璃眼蜱的序列聚成一支,与璃眼蜱属蜱的序列聚类形成一个大支,而与其他蜱种类形成不同分支。本研究结果为新疆部分地区蜱种分布和鉴定提供了基础参考数据。

关键词：盾糙璃眼蜱分类形态学分子鉴定系统发育

长角血蜱Septin-3的原核表达及其免疫分析

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中国兽医科学 2024年第6期54卷 801-807页

作者：车丽妍王彦龙张振杰刘光远关贵全殷宏任巧云赵爱云王国辉张文霞罗金齐萌塔里木大学动物科学与技术学院新疆阿拉尔843300 中国农业科学院、兰州兽医研究所动物疫病防控全国重点实验室甘肃兰州730046

为探究长角血蜱Septin-3蛋白的结构、生物学功能和免疫特性,通过基因克隆和原核蛋白表达解析Septin-3蛋白的分子结构,利用制备多克隆抗体、ELISA检测抗体效价和Western-blot检测分析Septin-3蛋白的免疫特性,结合动物感染试验验证Septin-... 详细信息

为探究长角血蜱Septin-3蛋白的结构、生物学功能和免疫特性,通过基因克隆和原核蛋白表达解析Septin-3蛋白的分子结构,利用制备多克隆抗体、ELISA检测抗体效价和Western-blot检测分析Septin-3蛋白的免疫特性,结合动物感染试验验证Septin-3蛋白的功能。结果显示,Septin-3基因的目的片段大小为1017 bp,可编码约338个氨基酸残基,表达38 ku大小的蛋白,抗体效价较高,为1∶256000。新西兰大白兔攻蜱试验结果显示,与对照组相比,经重组Septin-3蛋白免疫后长角血蜱的饱血时间增加了1.34 d,饱血后重量下降了20.03~24.75 mg,饱血率下降了11.04%。研究结果提示,重组Septin-3蛋白具有良好的免疫原性和反应原性,对长角血蜱的生长发育有一定的抑制作用。

关键词：长角血蜱 Septin-3基因原核表达抗体免疫分析

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一种低时延虚拟网络功能映射及调度优化算法

西安交通大学学报 2023年第2期57卷 121-130页

作者：刘光远曹晶仪庞紫园黄书翠石家庄铁道大学信息科学与技术学院石家庄050043 河北省电磁环境效应与信息处理重点实验室石家庄050043

针对传统虚拟网络功能映射及调度服务时间长、不稳定的问题,提出了一种新的虚拟网络功能映射及调度优化算法。以虚拟网络功能链路传输时延与实例化时延整体最小化为目标,建立虚拟网络功能映射及调度模型,通过设计一种低时延映射及调度算... 详细信息

针对传统虚拟网络功能映射及调度服务时间长、不稳定的问题,提出了一种新的虚拟网络功能映射及调度优化算法。以虚拟网络功能链路传输时延与实例化时延整体最小化为目标,建立虚拟网络功能映射及调度模型,通过设计一种低时延映射及调度算法(GABL),根据虚拟网络功能与虚拟机之间的映射集合,优化虚拟网络功能映射节点的选择问题及调度顺序问题,求解出最短时间的网络功能虚拟化映射及调度方案。GABL算法采用两段式初始化技术,将虚拟网络功能和虚拟机分别进行初始化,提高初始解的质量;利用具有锦标赛策略的人工蜂群算法对问题进行求解,保留优秀基因与种群多样性,避免陷入局部最优;采用局部搜索算法在可行解附近进行寻优,加快求最优解的速度。仿真实验结果表明:GABL算法具有稳定性强、收敛性快等特点,能够有效降低虚拟网络功能映射及调度服务时间;与GATS算法相比,GABL算法的服务完成时间减少了15%。

关键词：虚拟网络功能低时延网络功能虚拟化人工蜂群算法局部搜索