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南京地区美洲黑杨雌、雄花芽分化的解剖学研究

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南京林业大学学报（自然科学版） 2022年第1期46卷 197-202页

作者：陆静陈文文吴怀通陈赢男南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京林业大学林学院南方现代林业协同创新中心江苏南京210037

【目的】研究多年生木本植物花芽分化进程和特点,揭示树木成花分子调控机制。【方法】分别以南京地区成年美洲黑杨(Populus deltoides)雌株和雄株为材料,详细记录其花芽发育的完整过程,并采用石蜡切片技术对雌、雄花芽发育各阶段进行解... 详细信息

【目的】研究多年生木本植物花芽分化进程和特点,揭示树木成花分子调控机制。【方法】分别以南京地区成年美洲黑杨(Populus deltoides)雌株和雄株为材料,详细记录其花芽发育的完整过程,并采用石蜡切片技术对雌、雄花芽发育各阶段进行解剖观察。【结果】在南京地区,每年5月底至6月初成年美洲黑杨的当年花枝上形成肉眼可见的花芽。随后的花芽分化过程可以分为5个阶段:苞片分化期(6月中旬之前)、小花原基起始期(6月中旬至7月中旬)、雌蕊/雄蕊分化期(7月中旬至11月)、休眠期(12月至翌年1月)和雌/雄配子体形成期(翌年2—3月),最终在早春形成单性花。【结论】美洲黑杨雌、雄花均为Ⅱ型单性花,即某一性别花中不存在相反性别花器官的残留。在整个花芽发育过程中,雄花芽较雌花芽大而饱满,雌、雄花芽鳞片外观嫩绿、质地坚硬,花芽长度生长趋势呈"S"形曲线。研究结果可为进一步深入研究杨树花器官发育及性别分化的分子机制提供必要的前提和基础。

关键词：美洲黑杨雌雄异株花芽发育解剖观察

基于物种特异性InDel标记鉴别美洲黑杨与小叶杨的杂交子代

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林业科学 2021年第11期57卷 79-84页

作者：戴晓港陈晨薛良交吴怀通尹佟明江苏省杨树种质创新与品种改良重点实验室南京林业大学南京210037

【目的】针对杨树种间杂交子代苗期形态不易区分的问题,利用美洲黑杨和小叶杨物种特异性InDel位点开发标记对种间杂交子代进行快速鉴别,为黑杨派和青杨派种间杂交子代鉴定、分子标记辅助育种等研究提供重要的参考技术。【方法】以美洲... 详细信息

【目的】针对杨树种间杂交子代苗期形态不易区分的问题,利用美洲黑杨和小叶杨物种特异性InDel位点开发标记对种间杂交子代进行快速鉴别,为黑杨派和青杨派种间杂交子代鉴定、分子标记辅助育种等研究提供重要的参考技术。【方法】以美洲黑杨、小叶杨及其杂交子代为试验材料,根据美洲黑杨和小叶杨重测序结果分析物种特异性InDel位点并设计引物,采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳对引物进行通用性和物种特异性检测,用筛选出的物种特异的引物,对种间杂交子代的真实性进行鉴别。【结果】分别将10个个体的美洲黑杨和小叶杨重测序序列比对到美洲黑杨基因组,共获得长度差异大于5 bp的InDel位点359733个,其中种内特异、种间存在差异的InDel位点18418个。采用Primer3在美洲黑杨基因组中的17956个位点成功设计引物。在不同染色体共选取10对引物,采用SeqHunter2将引物序列比对到小叶杨基因组,共有6对引物在小叶杨中是通用的。采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,发现引物Psi2-1和Psi13-14在美洲黑杨和小叶杨中存在差异。利用美洲黑杨和小叶杨自然群体各50个个体对上述2个引物进行检测,发现引物Psi2-1在美洲黑杨中扩增出128 bp的特异性产物,在小叶杨中扩增出139 bp的特异性产物,在真实的种间杂交子代中扩增出128 bp和139 bp 2条产物;引物Psi13-14在美洲黑杨中扩增出132 bp的特异性产物,在小叶杨中扩增出144 bp的特异性产物,在真实的种间杂交子代中扩增出132 bp和144 bp 2条产物。2对引物对美洲黑杨与小叶杨种间杂交子代鉴别准确率达100%。【结论】获得了美洲黑杨和小叶杨物种特异性InDel标记2对,上述标记可以有效地用于美洲黑杨与小叶杨种间杂交子代的真实性鉴别。

关键词：美洲黑杨小叶杨种间杂交物种特异性引物分子鉴别

CRISPR/Cas9系统介导的基因编辑文库筛选在植物中的应用

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分子植物育种 2021年第18期19卷 6051-6058页

作者：王洁吴怀通南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京210037 南京林业大学林学院南方现代林业协同创新中心南京210037

CRISPR/Cas9系统通过对基因的定向编辑,对基因组编辑产生了革命性的影响,成功促进了突变体筛选在基因组水平上的新发展。虽然该系统构建突变体文库速度快,针对性强,且具有巨大的应用前景,目前在一些重要作物的研究中已取得了重要进展,... 详细信息

CRISPR/Cas9系统通过对基因的定向编辑,对基因组编辑产生了革命性的影响,成功促进了突变体筛选在基因组水平上的新发展。虽然该系统构建突变体文库速度快,针对性强,且具有巨大的应用前景,目前在一些重要作物的研究中已取得了重要进展,但其在木本植物中的应用仍处于初级阶段。本研究总结了CRISPR/Cas9系统在植物基因编辑文库构建方面的应用,探究该系统如何应用于构建突变敲除体库。将构建基因编辑突变体文库作为深入研究基因功能的手段,本研究综述的信息将对推进木本植物相关研究提供有益的借鉴。

关键词：基因组编辑 CRISPR/Cas9 突变体文库基因功能

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SPL家族基因复制及功能分化分析

南京林业大学学报（自然科学版） 2020年第5期44卷 55-66页

作者：陈文文吴怀通陈赢男南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京林业大学林学院南方现代林业协同创新中心江苏南京210037

【目的】基因复制及随后的功能分化是基因组和物种演化的重要驱动力。植物特有的转录因子家族SPL(SQUAMOSA-promoter binding protein like)广泛参与调控植物生长发育及响应逆境胁迫,为研究重复基因的起源方式和进化命运提供了良好的研... 详细信息

【目的】基因复制及随后的功能分化是基因组和物种演化的重要驱动力。植物特有的转录因子家族SPL(SQUAMOSA-promoter binding protein like)广泛参与调控植物生长发育及响应逆境胁迫,为研究重复基因的起源方式和进化命运提供了良好的研究系统。本研究对葡萄(Vitis vinifera)、番木瓜(Carica papaya)、毛果杨(Populus trichocarpa)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)4种模式植物的SPL基因家族开展基因复制及功能分化分析,为进一步研究SPL基因功能、预测种属特异性的功能基因提供系统进化角度的参考。【方法】利用SBP特征结构域,鉴定葡萄、番木瓜、毛果杨和拟南芥4种模式植物中SPL基因家族成员,并利用最大似然法构建系统进化树。基于物种内、物种间基因组共线性,分析SPL基因家族发生基因复制的方式及差异保留情况,并计算保留的SPL直系和旁系同源基因的同义、非同义替换率,分析功能分化情况。【结果】在4种模式植物中共鉴定出SPL基因73个,其中42个是miR156的靶基因。系统进化分析显示:73个SPL基因聚类为9个主要分支,miR156靶向SPL基因成簇聚集在6个主要分支;Clade I中SPL基因编码的2个锌指结构基序为C4和C2HC,而其余8个分支中SPL基因的锌指结构基序由C3H和C2HC组成。大规模基因组复制事件(片段复制或全基因组复制)是SPL基因家族发生基因重复的主要方式。根据基因组复制事件推算,15个古基因位点理论上应复制出的360个位点中,83.6%的重复位点发生丢失或演化成非SPL基因。本研究鉴定出旁系同源基因17对,直系同源基因27对,且所有旁系和直系同源基因的Ka/Ks(非同义替换率和同义替换率之比)值均小于1。【结论】在不同物种中保留下来的SPL直系同源基因受到较强的纯化选择,在功能上具有保守性;同一物种中保留下来的SPL旁系同源基因在进化过程中维持部分功能冗余,但在组织表达偏好性和蛋白功能上已呈现出不同形式的分化。

关键词： SPL基因家族 miR156 全基因组复制串联复制功能分化

MIXTA/MIXTA-like基因特征及其对植物表皮细胞分化的调控

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南京林业大学学报（自然科学版） 2021年第4期45卷 229-237页

作者：周芳伟吴怀通尹佟明教育部林木遗传与生物技术重点实验室江苏省林木遗传与高效培育重点实验室南京林业大学林学院南方现代林业协同创新中心江苏南京210037

植物表皮细胞是植物最外层直接与环境相互作用的细胞,依据其不同功能,分化形成多种具有防卫功能的特化细胞结构,在植物防御、减少蒸腾、授粉媒介吸引、种子散布、次生代谢产物合成与贮存等方面起着重要作用。研究发现MIXTA/MIXTA-like... 详细信息

植物表皮细胞是植物最外层直接与环境相互作用的细胞,依据其不同功能,分化形成多种具有防卫功能的特化细胞结构,在植物防御、减少蒸腾、授粉媒介吸引、种子散布、次生代谢产物合成与贮存等方面起着重要作用。研究发现MIXTA/MIXTA-like是多种植物表皮细胞分化的关键调控因子。在不同植物中,MIXTA/MIXTA-like作用部位(主要集中在花瓣、叶片、胚珠和子房)和调节方式不同,但最终都是通过调控表皮细胞分化发挥作用。MIXTA/MIXTA-like在表皮毛的形成、角质层生物合成、锥形表皮细胞的分化过程中起着重要的调节作用,其中植物表皮毛发育是一个研究热点。植物表皮毛有多种不同的功能:如叶片被毛是植物抵御取食昆虫的重要表型特征;法国梧桐、杨树、柳树飞絮都是种子成熟过程中表皮毛发育的结果;而黄花蒿中,青蒿素主要在腺毛中合成和储存。因此,开展植物表皮毛发育和调控机制研究具有重要意义。笔者梳理了MIXTA/MIXTA-like基因的特征及其在不同植物表皮细胞分化过程中的生物学功能,阐述了木本植物表皮毛发育调控的分子机制,为加速林木表皮毛发育相关性状的新品种培育提供借鉴。

关键词：植物表皮细胞角质层锥形表皮细胞表皮毛 MIXTA/MIXTA-like基因

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四倍体棉花经历过多次杂交的分子证据

四倍体棉花经历过多次杂交的分子证据

2016年全国植物生物学大会

作者：张天真常丽静方磊朱亚娟吴怀通南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室

棉属叶形呈现多样化,根据棉花叶裂的深浅可以分为阔叶和鸡脚叶,鸡脚叶又可以分为海岛型鸡脚叶、亚鸡脚叶、鸡脚叶和超鸡脚叶。阔叶和鸡脚叶由位于D1染色体L基因座上的等位基因控制。鸡脚叶(L)为不完全显性遗传性状,表现为裂片较长,缺刻... 详细信息

棉属叶形呈现多样化,根据棉花叶裂的深浅可以分为阔叶和鸡脚叶,鸡脚叶又可以分为海岛型鸡脚叶、亚鸡脚叶、鸡脚叶和超鸡脚叶。阔叶和鸡脚叶由位于D1染色体L基因座上的等位基因控制。鸡脚叶(L)为不完全显性遗传性状,表现为裂片较长,缺刻变深。利用图位克隆方法,我们克隆出LATE MERISTEM IDENTITY 1(LMI1)-like转录因子(Gh OKRA)调控鸡脚叶发育。利用VIGS技术,抑制GhOKRA基因的表达后,叶片表型由鸡脚叶变为阔叶。过表达GhOKRA的拟南芥植株,叶片出现分裂。序列分析发现,阔叶棉花GhOKRA基因发生突变,翻译提前中止,从而丧失了基因功能。通过对二倍体D组棉、野生及半野生棉以及驯化四倍体棉OKRA基因序列分析,发现OKRA基因存在两种提前终止形式,一种发生在异源四倍体形成之前,在二倍体D组供体种中,OKRA已发生突变;另一种发生在异源四倍体形成之后。推测在棉花四倍体形成过程中,存在两次杂交事件,一次杂交事件形成阔叶四倍体,另一次杂交事件形成鸡脚叶四倍体棉花,为四倍体棉花经历过至少两次杂交提供了分子证据。

关键词：棉花鸡脚叶图位克隆异源四倍体形成

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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四足机器人自主运动技能学习模型及算法研究

四足机器人自主运动技能学习模型及算法研究

作者：吴宜通北方工业大学

学位级别：硕士

四足机器人以自然界中的四足动物为原型进行设计,具有较高的环境适应性,在火星探测、灾区救援、丛林探索等各种复杂场景中均得以使用,具有广阔的应用前景。四足机器人运动控制方法主要有三大类:基于模型的方法,基于生物控制的方法和智... 详细信息

四足机器人以自然界中的四足动物为原型进行设计,具有较高的环境适应性,在火星探测、灾区救援、丛林探索等各种复杂场景中均得以使用,具有广阔的应用前景。四足机器人运动控制方法主要有三大类:基于模型的方法,基于生物控制的方法和智能自主学习方法。传统基于模型的控制方法建模过程复杂、计算量大、面向任务单一、适应性不强;基于生物控制的方法参数较多,调制困难;基于深度强化学习的智能自主学习方法近年来显示出较大的优势,但是其需要与环境进行大量交互,学习数据量较大,学习时间较长。为了使四足机器人更加智能化,实现自主运动技能学习,本文将生物节律控制与深度强化学习相结合,对四足机器人自主运动技能学习展开研究,取得研究成果如下:(1)提出一种基于节律控制器和深度强化学习的四足机器人自主运动技能学习算法。首先使用余弦振荡器构成能够产生节律信号的节律控制器,直接控制机器人八个关节的运动角度。同时,为了使机器人能够自主适应不同环境,使用深度强化学习对节律控制器的参数进行学习,其中,在奖励函数的设计中,除引入机器人运动过程中的前进距离等信息外,还将基于机器人本体信息获取的斜坡角度信息融入奖励函数之中,从而帮助机器人更好的适应斜坡环境。(2)提出一种基于闭环调节的四足机器人速度自主跟踪算法。首先,基于强化学习实现四足机器人不同步态学习,并获取不同步态适应速度范围知识。之后,在基于节律控制器和深度强化学习的四足机器人自主运动技能学习算法基础上,考虑机器人运动过程中的速度因素,在节律控制器中引入速度反馈,将实时速度与目标速度进行比较,基于所得误差指导机器人在不同步态下动态调整节律控制器的周期,最终实现四足机器人按期望速度行走。(3)仿真与实验验证。首先,同时在仿真环境及真实场景下对基于节律控制器和深度强化学习的四足机器人自主运动技能学习算法开展相关实验验证,其中,仿真平台使用Coppelia Sim,将四足机器人模型导入其中,并通过远程API实现其与Python的连接。同时,在仿真环境及真实场景中基于实验任务搭建所需的平地及斜坡场景,实验结果表明,所提出的方法能使得机器人学习更快、环境适应能力更好。其次,在仿真场景中对基于闭环调节的四足机器人速度自主跟踪算法进行验证,结果表明,机器人能根据期望速度自主选择合适步态及周期,最终完成速度跟踪。

关键词：四足机器人节律控制器深度强化学习运动技能学习自主运动控制

同方学位论文库评论

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综合能源系统低碳规划与运行研究述评

高电压技术 2024年第3期50卷 1053-1066页

作者：宋晓通师芊芊巨云涛葛怀畅张佳惠卢艺玮于坤禹北方工业大学电气与控制工程学院北京100144 山西省能源互联网研究院太原030000

为提高综合能源系统(integrated energy system, IES)低碳规划及优化运行的技术水平,推进能源结构低碳转型及新型电力系统建设,梳理和总结研究学者在IES的模型构建、系统规划、运行调度等方面的研究成果,该文开展了相关领域的综述研究... 详细信息

为提高综合能源系统(integrated energy system, IES)低碳规划及优化运行的技术水平,推进能源结构低碳转型及新型电力系统建设,梳理和总结研究学者在IES的模型构建、系统规划、运行调度等方面的研究成果,该文开展了相关领域的综述研究。首先,阐述了综合能源系统的典型架构、典型设备及其能流特性。其次,针对IES低碳规划和运行策略及其相关支撑技术,分别论述了多态不确定性模型及功率预测、柔性负荷调控策略、IES参与电力辅助服务及其低碳运营机制、优化模型及其求解算法等方面的技术路线及研究成果;研究表明,规划与运行策略是支撑IES低碳、高效、经济运行水平的关键技术,计及不确定性的高维、非线性、多目标、非凸问题的精确建模和快速求解等难点问题亟待深入研究。最后,展望了人工智能、大数据、电力物联网等新技术在IES低碳规划和运行方面的应用前景,归纳了该领域亟待应对的技术挑战和关键问题。

关键词：综合能源系统低碳规划低碳运行柔性负荷低碳运营机制电力辅助服务

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煤矿掘进技术及安全生产技术管理探讨

中国科技期刊数据库工业A 2024年第1期 160-162页

作者：吴士通冀中能源峰峰集团新屯矿河北邯郸056000

在经济发展中,需要用到大量的能源作为支撑,煤矿作为我国重要的资源,不可避免地是开采的重点。随着煤矿工程数量的增多,加大了开采难度。为了保证整个开采施工的顺利进行,有关部门一定要加强对安全生产管理工作的重视,不断优化和完善煤... 详细信息

在经济发展中,需要用到大量的能源作为支撑,煤矿作为我国重要的资源,不可避免地是开采的重点。随着煤矿工程数量的增多,加大了开采难度。为了保证整个开采施工的顺利进行,有关部门一定要加强对安全生产管理工作的重视,不断优化和完善煤矿掘进技术,实现科学开采,进一步保障人员安全。我国的煤炭资源十分丰富,为工业生产提供了很大支持,尤其是随着社会的发展,对能源的需求日益增大,使得煤炭资源的开采量越来越多,这样一来,开采深度不断加大,很大程度上加大了开采难度。

关键词：煤矿掘进安全生产管理