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褐角苔FfCYP98基因克隆及其功能分析

生物技术通报 2024年

作者：黄丹姜山彭涛贵州师范大学生命科学学院贵州师范大学国际教育学院

【目的】细胞色素P450单氧化酶98(Cytochrome P450 monooxygenase 98, CYP98)是苯丙烷途径中的关键限速酶，拟探究其在角苔植物中是否参与苯丙烷途径中生物合成及抗病功能，为今后研究早期陆生植物的进化和适应逆境胁迫的生理机制提供... 详细信息

【目的】细胞色素P450单氧化酶98(Cytochrome P450 monooxygenase 98, CYP98)是苯丙烷途径中的关键限速酶，拟探究其在角苔植物中是否参与苯丙烷途径中生物合成及抗病功能，为今后研究早期陆生植物的进化和适应逆境胁迫的生理机制提供参考。【方法】利用RACE技术从褐角苔中克隆FfCYP98 cDNA全长序列，对其进行生物信息学和亚细胞定位分析，并通过构建过表达载体转化拟南芥突变体FfCYP98-OE1进行功能验证。【结果】FfCYP98 cDNA序列开放阅读框1 305 bp，与苔藓植物芽孢角苔和小立碗藓CYP98在进化关系上最近，亚细胞定位结果显示Ff CYP98定位于细胞核和细胞质。过表达FfCYP98基因后发现FfCYP98-OE1植株总酚、总黄酮和苯丙烷合成途径中C4H、4CL和C3H的表达量均显著高于拟南芥WT植株。另外，用灰霉菌侵染褐角苔和拟南芥FfCYP98-OE1植株后发现FfCYP98表达量显著上调，FfCYP98-OE1植株枯死的速度明显比WT植株慢，且拟南芥FfCYP98-OE1植株中总酚、总黄酮和苯丙烷合成途径中C4H、HCT、C3H和CAD四个基因的表达量均显著高于WT植株。【结论】褐角苔FfCYP98可能通过调控苯丙烷途径合成相关基因的表达，参与了苯丙烷途径中酚类和黄酮类化合物的生物合成，并与植物的抗病性有关。

关键词：褐角苔基因克隆 FfCYP98 灰霉菌抗性

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基于语义分割的图像篡改定位研究

基于语义分割的图像篡改定位研究

作者：姜山北方工业大学

学位级别：硕士

随着计算机技术的发展,图像在现代社会中扮演着越来越重要的角色,在各个行业作为一种重要的信息媒介被广泛传播。但是人们在能够更加便捷地获取图像的同时,也能够更方便地对图像进行编辑和修改。尤其是在AIGC技术兴起后,对图像的蓄意篡... 详细信息

随着计算机技术的发展,图像在现代社会中扮演着越来越重要的角色,在各个行业作为一种重要的信息媒介被广泛传播。但是人们在能够更加便捷地获取图像的同时,也能够更方便地对图像进行编辑和修改。尤其是在AIGC技术兴起后,对图像的蓄意篡改更为便捷,这对网络环境和社会安全带来了极大的挑战,因此对篡改图像进行鉴别和对篡改区域定位具有十分重要的意义。当前该领域的工作主要集中于构建神经网络用于图像篡改区域的定位,但在网络结构中,往往使用简单的卷积操作提取单一图像特征,这使得模型学习到的特征具有一定的局限性。同时,在对特征进行交互融合的时候,往往采用特征拼接或简单叠加操作,这样获得的融合特征难以消除不同特征间的语义鸿沟,因此代表性较弱。此外,基于神经网络的深度学习方法十分依赖于高质量的训练数据,然而该领域通用数据集的规模均十分有限,如何在数据规模不足的场景下完成该任务也是一个需要关注的问题。基于以上问题,为了实现更精准、高效且适应数据规模不足等场景的图像篡改定位方法,本文从深度学习领域的语义分割角度出发,展开了以下三个方向的研究:(1)提出了一种基于注意力机制增强的图像篡改定位算法。基于经典的编码器-解码器结构,在编码器中设计环状残差块,并利用多种不同的注意力机制,使其提取的图像特征能够更好的拟合数据分布,同时更加关注全局特征。在解码器中,对于跳跃连接,该模型使用注意力机制选择性地增强浅层和深层的不同特征表示,以更好地考虑不同特征之间的差异和相似性。(2)提出了一种新颖的基于自适应融合的图像篡改定位模型,在方法(1)的基础上,通过重构U-Net模型来更好地适应图像篡改定位任务。该模型构建了一个双分支编码器结构,在特征提取的过程中合并了跨域的信息。此外,该模型设计了一个多尺度解码器来捕获不同特征层次中不同尺度的特征。在整个模型的计算过程中,本文设计了一个自适应融合模块,以更好地融合双分支编码器和多尺度解码器获得的不同特征。(3)提出了一种用于图像篡改定位的自训练半监督学习方法,基于少量有标签数据和大量无标签数据训练模型。在该方法中,首先针对未标记图像使用强数据增广,以缓解过拟合的噪声标签,并差异化教师模型和学生模型之间的相似预测。随后,基于图像级的可靠性度量,通过对可靠的未标记图像进行优先筛选来进行选择性再训练,构建一个渐进式的半监督学习框架。本文使用了多个公共数据集对以上提出的方法进行了实验验证,并与该领域多个主流方法进行了对比。通过对比实验和消融实验结果,证明了上述方法的有效性。

关键词：语义分割图像篡改定位注意力机制半监督学习

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多箱电池包直冷热管理系统的实验研究

制冷学报 2024年

作者：李鑫盛贾腾赵耀姜山代彦军上海交通大学中英国际低碳学院太阳能发电及制冷教育部工程研究中心上海交通大学制冷与低温工程研究所

随着锂离子电池功率密度不断提高以及高功率快充技术的发展，电池热管理系统的设计已成为研究的重点和难点。基于吹胀式冷板构建了一种多箱电池包直冷热管理系统，并对系统在不同运行工况下的性能表现进行了实验研究。实验结果表明：在0... 详细信息

随着锂离子电池功率密度不断提高以及高功率快充技术的发展，电池热管理系统的设计已成为研究的重点和难点。基于吹胀式冷板构建了一种多箱电池包直冷热管理系统，并对系统在不同运行工况下的性能表现进行了实验研究。实验结果表明：在0.5 C倍率充电工况下，压缩机转速为2 400 r/min时，系统的平均性能系数(COP)可达到5.83，冷板的最大无量纲压力损失系数为6.27%，冷板间最大温差为1.90℃。冷板间的温差随着压缩机转速升高和冷板热载荷的增加而增大，冷板间最大温差为3.99℃。系统COP随着压缩机转速的升高而降低，系统COP最高可达7.41。

关键词：热管理系统直冷多箱电池包性能系数

小立碗藓泛素连接酶U-box家族的鉴定及表达分析

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广西植物 2024年

作者：吴小嫒姜山陈波闫慧清贵州师范大学生命科学学院贵州省土壤肥料研究所

U-box家族编码E3泛素连接酶，能够特异性识别底物，从而调控蛋白的修饰和降解过程，鉴定小立碗藓U-box家族成员，分析其生物学特征及基因表达规律，为后续研究小立碗藓U-box基因的功能提供理论基础。方法：基于小立碗藓的全基因组测序... 详细信息

U-box家族编码E3泛素连接酶，能够特异性识别底物，从而调控蛋白的修饰和降解过程，鉴定小立碗藓U-box家族成员，分析其生物学特征及基因表达规律，为后续研究小立碗藓U-box基因的功能提供理论基础。方法：基于小立碗藓的全基因组测序数据，通过生物信息学技术对泛素连接酶U-box基因家族成员的理化性质、进化关系、顺式作用元件、组织表达关系、胁迫响应等进行分析。结果表明：（1）在小立碗藓全基因组中共鉴定得到31个U-box基因家族成员，且不均匀的分布于14条染色体上；其分子量大小在37.75-117.49 kDa之间，等电点介于5.32-8.55之间。（2）进化树显示小立碗藓的U-box家族成员分布在I-IX亚家族中，其中亚家族VII含有小立碗藓成员最多，共11个约占36.67%，说明小立碗藓在历史进化过程中具有高度保守性且功能多样化。（3）启动子分析得到小立碗藓U-box基因具有结合GA和ABA等多个激素的元件。（4）组织表达分析得到小立碗藓U-box主要在绿丝体、轴丝体和孢子体S3时期大量表达。（5）通过ABA、甘露醇和饱和Li Cl处理后，发现配子体的拟茎均发生黄化且PpPUB21的表达量均被显著诱导。推测小立碗藓U-box在生长发育和响应逆境胁迫中发挥重要作用，这为后续进一步开展小立碗藓的U-box基因的研究提供了参考。

关键词：小立碗藓 U-box基因家族基因表达功能分析全基因组鉴定

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智能电网的网络安全风险及应对策略

科技导报 2024年第9期42卷 6-16页

作者：岳芳王雪珍姜山中国科学院武汉文献情报中心武汉430071 科技大数据湖北省重点实验室武汉430071 中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201 甬江实验室宁波315202

智能电网将网络和信息技术与电网融合以增强电力系统的可靠性、安全性和效率,但在高度信息化和互联环境下,智能电网面临着日益复杂多变的网络安全风险。概述了智能电网的概念和架构,指出其双向可交互性是与传统电网最大的区别。总结了... 详细信息

智能电网将网络和信息技术与电网融合以增强电力系统的可靠性、安全性和效率,但在高度信息化和互联环境下,智能电网面临着日益复杂多变的网络安全风险。概述了智能电网的概念和架构,指出其双向可交互性是与传统电网最大的区别。总结了智能电网的安全漏洞和面临的网络攻击,主要分为机密性攻击、完整性攻击和可用性攻击3类。总结回顾了机器学习、区块链、量子计算等增强智能电网网络安全的新策略,机器学习算法可增强电网故障检测和攻击识别的准确性和灵敏度,区块链技术通过其去中心化和防篡改特性为智能电网提供身份验证、数据安全、隐私保护等解决方案,量子计算在电网故障诊断和数据传输安全方面有巨大应用潜力。提出了未来的主要挑战和研究方向。

关键词：智能电网网络攻击机器学习区块链量子计算

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器官芯片技术在药物分析中的发展及应用

分析试验室 2024年

作者：姜山阚莹朱本峰李红梅张炜飞中国计量大学材料与化学学院营养与健康化学计量及应用国家市场监管重点实验室中国计量科学研究院化学计量与分析科学研究所

器官芯片是一项革命性的生物医学工程技术，作为一种高精度、高准确度的微生理系统，具有通量大、分析效率高、试剂消耗低、检测速度快、自动化程度高等优点，被认为是一种前景广阔的药物分析工具。本综述介绍了近几年器官芯片的发展进... 详细信息

器官芯片是一项革命性的生物医学工程技术，作为一种高精度、高准确度的微生理系统，具有通量大、分析效率高、试剂消耗低、检测速度快、自动化程度高等优点，被认为是一种前景广阔的药物分析工具。本综述介绍了近几年器官芯片的发展进程，同时介绍了多个类型器官芯片在药物分析中的应用，包括肝芯片、肾芯片、脑芯片、肠芯片以及多器官芯片。本综述同时总结了该领域所面临的一些关键挑战，并讨论了器官芯片在药物分析方面的未来发展前景。希望这篇综述能为利用器官芯片进行药物分析的研究提供有效的帮助和指导。

关键词：器官芯片微生理系统药物分析

响应面法优化泥炭藓(Sphagnum palustre)培养基

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分子植物育种 2024年

作者：黄作芳辛健康姜山贵州师范大学生命科学学院贵州师范大学国际教育学院

为优化泥炭藓培养基配方，提高泥炭藓(Sphagnum palustre)组织培养生物量，为泥炭藓基础研究更多更快地提供材料。采用单因素实验筛选培养基及培养基成分浓度的范围，结合单因素试验和响应面优化法，建立泥炭藓鲜重回归方程，探究泥炭... 详细信息

为优化泥炭藓培养基配方，提高泥炭藓(Sphagnum palustre)组织培养生物量，为泥炭藓基础研究更多更快地提供材料。采用单因素实验筛选培养基及培养基成分浓度的范围，结合单因素试验和响应面优化法，建立泥炭藓鲜重回归方程，探究泥炭藓组织培养最佳条件。结果表明，根据单因素试验筛选出Bemeck+微量元素培养基为基础培养基，确定泥炭藓培养基营养成分浓度范围为NH4NO30.5～5.0 mmol/L，CaCl20.65～5.20 mmol/L，FeCl320～80 μmol/L，微量元素0%～100%；通过响应面优化，4种成分对泥炭藓生长的影响强弱依次为NH4NO3(A)>FeCl3(C)>CaCl2(B)>微量元素(D)，优化后的最优物质浓度为NH4NO3：1.31 mmol/L，CaCl2：1.90 mmol/L，FeCl3：78.80 μmol/L，微量元素：40%；使用优化后的培养基培养20 d后，泥炭藓鲜重较原Beneck+微量元素培养基显著提高一倍。该方法优化后的培养基可以获得较理想的泥炭藓配方，显著提高泥炭藓生物量，为泥炭藓组织培养提供数据参考。

关键词：泥炭藓响应面组织培养营养元素培养基优化

灰霉菌胁迫下小立碗藓PpFLS2负调控活性氧的产生

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分子植物育种 2024年

作者：何心洁吴美勤闫慧清姜山贵州师范大学生命科学学院贵州师范大学国际教育学院

维管束植物FLS2 (Flagllin sensitive 2)是富含亮氨酸重复序列的类受体蛋白激酶(Leucine-richrepeats RLK， LRR-RLK)家族中最早发现具有抗病功能的蛋白，通过其胞外的LRR结构域识别细菌的鞭毛蛋白介导植物对细菌的免疫反应。本研究发... 详细信息

维管束植物FLS2 (Flagllin sensitive 2)是富含亮氨酸重复序列的类受体蛋白激酶(Leucine-richrepeats RLK， LRR-RLK)家族中最早发现具有抗病功能的蛋白，通过其胞外的LRR结构域识别细菌的鞭毛蛋白介导植物对细菌的免疫反应。本研究发现真菌感染小立碗藓敲除株(FLS2-KO)后感病性强于野生型(WT)，表明小立碗藓PpFLS2参与了对真菌反应。通过酵母双杂、双分子荧光互补证明了小立碗藓PpFLS2与PpMapkkk1a、1b蛋白互作。另外，使用灰霉菌侵染小立碗藓WT和FLS2-KO后，发现FLS2-KO的PpMPK4a、4b表达以及ROS的量均高于WT，且活性氧清除相关酶活性也受到影响。以上结果表明，PpFLS2与维管束植物FLS2的功能不一样，能参与植物对真菌的反应，其通过MAPK级联反应部分抑制ROS的产生，说明在真菌胁迫下苔藓植物FLS2与ROS的产生呈负相关。本研究为全面理解陆生植物FLS2基因功能提供了有一定价值的研究数据。

关键词：小立碗藓灰霉菌酵母双杂验证双分子荧光互补 PpFLS2 ROS

秦岭生物学野外综合实践的基础学科创新人才培养

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实验室研究与探索 2024年

作者：党凯高源王军姜山峰牛卫宁西北工业大学生命学院

为提高生命科学基础学科创新人才培养质量，开展了生物学野外综合实践。在该过程中利用秦岭丰富的动植物资源，建立研究型野外实践基地；实施“基础认知-综合创新-思政育人”三层次综合实践模式；创新实践教学方法，开展基于虚拟仿真技... 详细信息

为提高生命科学基础学科创新人才培养质量，开展了生物学野外综合实践。在该过程中利用秦岭丰富的动植物资源，建立研究型野外实践基地；实施“基础认知-综合创新-思政育人”三层次综合实践模式；创新实践教学方法，开展基于虚拟仿真技术的沉浸式实践教学和启发式实践教学；构建将实践过程与实践结果并重、量化指标与定性指标相结合的多元化考核评价体系。实践表明，该实践体系能够有效提升学生的创新实践能力和科研素养，增强学生的生态文明意识和社会责任感，可实现“知识传授、能力培养、价值塑造”三位一体的人才培养目标。

关键词：野外综合实践创新人才培养生命学科实践模式教学方法