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Single cell sequencing: technique, application,and future development

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Science Bulletin 2015年第1期60卷 33-42页

作者：薛瑞栋李若岩白凡 Biodynamic Optical Imaging Centre (BIOPIC) College of Life Sciences Peking University

The progression of next generation sequencing is continuously changing the landscape of genomic, tran- scriptomic, and epigenomic studies. Particularly, advances in single cell manipulation and amplification techniques bring sequencing technology to the single-cell level. Single cell genome sequencing allows us to study tumor evolu- tion, gamete genesis, somatic mosaicism at genome-wide level; single cell transcriptome sequencing unveils the dynamic gene expression during early embryonic devel- opment, differentiation and reprogramming; single cell methylome sequencing is just taking off and shows great potential in cancer and stem cell studies. Lots of attempts are still being made in other dimensions of sequencing. The increasing need for single cell sequencing requires the future techniques with the following features：（1） high accuracy and fidelity; （2） able to perform multiple omics analyses in one cell; （3） high degree of automation and standardized pipeline. These progresses and improvements will lower the barrier for single cell sequencing to enter ordinary laboratories. The wide application of single cell sequencing techniques will substantially change biomedi- cal research in future.

关键词： Single cell isolation Geneticheterogeneity Single cell genome sequencing Single cell transcriptome sequencing Single cellmethylome sequencing

人工辅助接种对白菜尾菜裹包青贮发酵饲料品质的影响

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核农学报 2025年第1期39卷 119-127页

作者：叶晨光贠建民郭伟红王彪徐斯雅屈玉玲张紊玮甘肃农业大学食品科学与工程学院甘肃兰州730070

为探究人工辅助接种对尾菜青贮发酵品质的影响,本研究以兰州高原夏季蔬菜初加工废白菜为试验材料,以自然发酵为对照(CK组),探究人工辅助接种植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)(Lp组)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)(Bs组)及其组... 详细信息

为探究人工辅助接种对尾菜青贮发酵品质的影响,本研究以兰州高原夏季蔬菜初加工废白菜为试验材料,以自然发酵为对照(CK组),探究人工辅助接种植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)(Lp组)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)(Bs组)及其组合接种(Lp+Bs组)对30 d青贮发酵过程中样品的感官品质、营养成分、发酵特性和优势菌数的影响。结果表明,同一青贮天数下,接种菌剂各组发酵饲料的感官品质均优于CK组;各组pH值随发酵时间的延长呈下降趋势(Lp+Bs青贮30 d较15 d的pH值略有上升除外);青贮30 d时接种组的乳酸和乙酸含量均较CK组升高,丙酸和丁酸含量均显著低于CK组,氨态氮/总氮含量低于CK组;各组干物质含量均随青贮天数的延长而下降,粗蛋白和粗脂肪含量随青贮天数的延长而上升,青贮至30 d时,Lp组和Lp+Bs组粗蛋白和粗脂肪含量显著高于CK组和Bs组。同一青贮天数下,各组间中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量无显著差异;接种组的乳酸菌数量均高于CK组,而霉菌和酵母菌数量低于CK组。根据隶属函数法综合评价,各组综合价值表现为Lp组>Lp+Bs组>Bs组>CK组。综上所述,接种***、***以及二菌组合可改善尾菜裹包青贮发酵饲料的品质,其中单独接种***效果最好。本研究可为人工辅助接种裹包尾菜青贮发酵技术的产业化应用提供参考。

关键词：白菜尾菜裹包青贮植物乳杆菌枯草芽孢杆菌发酵品质

基于能耗优化的四旋翼无人机航迹规划:分段式高斯伪谱法

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电光与控制 2025年第1期32卷 1-7页

作者：欧阳权徐罗旻杨继阳薛雅丽丛玉华吕建威南京航空航天大学自动化学院南京210000 北京控制与电子技术研究所北京100000

在四旋翼无人机航迹规划中引入能耗优化策略以延长其飞行时间,能够显著提升其实用性和经济性。为此,提出了一种基于分段式高斯伪谱法的能耗最优航迹规划算法。首先,构建了四旋翼无人机运动学-能耗综合模型,能定量描述无人机运动学及能... 详细信息

在四旋翼无人机航迹规划中引入能耗优化策略以延长其飞行时间,能够显著提升其实用性和经济性。为此,提出了一种基于分段式高斯伪谱法的能耗最优航迹规划算法。首先,构建了四旋翼无人机运动学-能耗综合模型,能定量描述无人机运动学及能耗间耦合关系;其次,基于此模型,将考虑能耗优化的航迹规划问题转化为带约束的连续时间优化问题;最后,设计了分段式高斯伪谱法求解出优化航迹,其中通过滑动选取优化子区间的方法,在航点数量较多的复杂飞行任务中有效缩短了计算时间,同时提升了轨迹的平滑性和航点跟踪准确性。仿真和实验结果表明,与传统定航点飞行相比,所提算法能大幅降低飞行能耗,与常用优化算法相比,所提算法在保证能耗优化效果的同时,所需计算时间更短,航点跟踪精度更高。

关键词：四旋翼无人机能耗优化航迹规划分段式高斯伪谱法

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垂直风送片烟多光谱异物剔除系统的设计

烟草科技 2015年第8期48卷 76-81页

作者：马亚杨白凡杭建军贵州中烟工业有限责任公司贵定卷烟厂贵州省贵定县庆云路1号551300 恒森烟草机械有限公司江苏省徐州市杨山路99号221000 南京图治自动化科技有限公司南京市秦淮区仓巷137号210004

为解决传统带式烟草异物剔除装置无法有效剔除重质杂物等问题,基于风选和光谱分选原理,设计了一种垂直风送片烟异物剔除系统。该系统主要由进料振槽、重物风分室、垂直风送管道、光谱检测剔除单元、料气分离装置等部分组成,采用可见光... 详细信息

为解决传统带式烟草异物剔除装置无法有效剔除重质杂物等问题,基于风选和光谱分选原理,设计了一种垂直风送片烟异物剔除系统。该系统主要由进料振槽、重物风分室、垂直风送管道、光谱检测剔除单元、料气分离装置等部分组成,采用可见光及近红外多光谱图像处理对非烟类杂物和青杂烟进行识别;设计的气流平衡开放式检测通道,提高了片烟成像清晰度;对片烟光谱特征进行分类建模,基于令牌桶的剔除保护算法,实现重质和轻质杂物分类剔除。以"黄果树(软02)"配方片烟为测试对象,均匀掺入轻质和重质杂物标靶共计150个,用于验证系统的分选性能和杂物剔除率。结果表明:1系统风力输送对片烟含水率、大中片率、碎片率和碎末率基本无影响。2系统对重质杂物的剔除率大于96%,轻质杂物的剔除率大于85%,总剔除率达到89%。3开放式检测通道设计降低了系统清洁维护使用要求。系统实现了风选和光谱除杂二合一的工艺功能,提高了非烟类杂物的剔除率。

关键词：片烟异物剔除垂直风送多光谱图像处理令牌桶气流平衡

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基于RVE单元的藏式古建石砌体均质化研究

工程力学 2020年第7期37卷 110-124页

作者：蒋宇洪杨娜白凡北京交通大学土木工程系北京100044

在普通砖石砌体结构方面的均质化研究已经较为完善,而在构造、材料存在随机性的古建筑砌体结构方面的均质化研究相对欠缺。该文以有限尺度测试窗法为基础,提出了一种选择砌体结构代表性体积单元(RVE单元)的方法,并与试验和传统有限元模... 详细信息

在普通砖石砌体结构方面的均质化研究已经较为完善,而在构造、材料存在随机性的古建筑砌体结构方面的均质化研究相对欠缺。该文以有限尺度测试窗法为基础,提出了一种选择砌体结构代表性体积单元(RVE单元)的方法,并与试验和传统有限元模拟结果对比,验证了所提方法的可行性。在此基础上,该文进行了藏式古建石砌体结构RVE单元的选择,探讨了RVE单元的尺寸大小和所包含的组元分布对等效模量的影响,并基于所选RVE单元建立了藏式石砌体结构的均质化模型和整体式模型。结果表明:该选择方法适用于周期性和准周期性砌体结构,能选出与完整结构力学性能接近的RVE单元。随着RVE单元尺寸变大,其Voigt、Reuss等效模量会逐渐向完整结构的模量收敛,呈现先快后慢的变化趋势;组元分布的不同会改变等效模量的收敛程度,但在较大尺寸的RVE单元上,组元分布的影响将被体积造成的影响抵消。该文所建均质化模型能代替传统有限元模型进行局部结构的分析,并给出藏式古建石砌体结构的应力分布规律;所建整体模型能代替传统有限元模型,较为精确模拟结构整体的宏观变形。

关键词：藏式古建筑石砌体均质化代表性体积单元等效模量

Cu掺杂SnS_(2)纳米花高效电化学还原CO_(2)合成甲酸盐的研究

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现代化工 2025年第1期45卷 220-224页

作者：丁笑含赵林飞袁章福田越徐秉声北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083 中国标准化研究院资源环境研究分院北京100191

为了提高Sn基材料表面CO_(2)电化学还原为甲酸盐的法拉第效率,利用一步溶剂热法合成了具有丰富硫空位的Cu掺杂SnS_(2)纳米花(Cu-SnS_(2-x))催化剂,在较宽的电位窗口实现了CO_(2)电化学还原制备甲酸盐。结果表明,通过调控催化剂制备过程... 详细信息

为了提高Sn基材料表面CO_(2)电化学还原为甲酸盐的法拉第效率,利用一步溶剂热法合成了具有丰富硫空位的Cu掺杂SnS_(2)纳米花(Cu-SnS_(2-x))催化剂,在较宽的电位窗口实现了CO_(2)电化学还原制备甲酸盐。结果表明,通过调控催化剂制备过程中Cu和Sn的摩尔比,在-1.1 V ***电位条件下得到了72.64%的FE_(formate),电流密度J_(formate)达到-14.38 mA/cm^(2)。二维纳米片阵列增加了催化活性位点,Cu掺杂所产生的硫空位能够协同提高催化活性、促进电子转移,从而提高甲酸盐的选择性。

关键词： CO_(2)还原电化学掺杂溶剂热甲酸

经颅磁声电刺激强度对小鼠前额叶皮质网络可塑性的影响

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中国组织工程研究 2025年第6期29卷 1108-1117页

作者：张帅李子春徐亦豪谢晓峰郭忠圣赵清扬省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室生命科学与健康工程学院河北工业大学天津市300401 天津市生物电工与智能健康重点实验室生命科学与健康工程学院河北工业大学天津市300401

背景:经颅磁声电刺激是一种新型无创的神经调控技术,利用超声波与静磁场耦合作用产生的感应电场调节神经系统的放电活动,但其影响大脑突触可塑性的作用机制研究尚浅。目的:探讨经颅磁声电刺激强度对小鼠前额叶皮质神经网络突触可塑性的... 详细信息

背景:经颅磁声电刺激是一种新型无创的神经调控技术,利用超声波与静磁场耦合作用产生的感应电场调节神经系统的放电活动,但其影响大脑突触可塑性的作用机制研究尚浅。目的:探讨经颅磁声电刺激强度对小鼠前额叶皮质神经网络突触可塑性的影响。方法:①动物实验:将24只C57小鼠平均且随机分为4组,对照组(接受伪刺激)、刺激6.35 W/cm^(2)组(接受0.3 T、6.35 W/cm^(2)的耦合刺激)、刺激17.36 W/cm^(2)组(接受0.3 T、17.36 W/cm^(2)组的耦合刺激)和刺激56.25 W/cm^(2)组(接受0.3 T、56.25 W/cm2的耦合刺激),记录小鼠执行T迷宫过程中局部场电位信号和行为学正确率。②建模仿真实验:构建经颅磁声电刺激小鼠前额叶皮质神经网络模型,分别比较不同刺激强度下神经网络结构连接特性。结果与结论:①经颅磁声电刺激能够有效缩短小鼠行为学习时间,工作记忆能力得到改善(P0.1)。分析小鼠前额叶局部场电位信号发现经颅磁声电刺激促进了β节律与γ节律能量增强;而随刺激强度升高,β节律与γ节律出现了非同步性下降;通过β-γ相位幅值耦合发现,刺激增强了神经网络适应新的信息和任务要求的能力变化。②建模仿真发现,刺激使得神经网络放电水平增强,长时程突触权重水平提高而短时程突触权重仅在刺激强度较高时降低。③研究结果表明,不同的刺激强度与神经网络功能结构的影响存在复杂的非线性关系;这种神经调控技术为治疗突触功能障碍和神经网络异常等相关神经疾病方面提供新的可能。

关键词：经颅磁声电刺激工作记忆突触可塑性皮质网络 LIF神经元模型

高校体育课程与思政教育的有机融合策略及实践研究

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冰雪体育创新研究 2025年第1期 64-66页

作者：王国杰钱水漫徐子婧南京航空航天大学金城学院

新时代全面贯彻党的教育方针，切实把立德树人的根本任务落实到高校，把思想政治教育工作贯穿于教学全过程，真正做到全员、全过程、全覆盖。本文运用文献资料、数据统计、访谈、分析法，深入剖析体育课程和思政教育是办好社会主义大学... 详细信息

新时代全面贯彻党的教育方针，切实把立德树人的根本任务落实到高校，把思想政治教育工作贯穿于教学全过程，真正做到全员、全过程、全覆盖。本文运用文献资料、数据统计、访谈、分析法，深入剖析体育课程和思政教育是办好社会主义大学的重要途径之一。体育课程思政教育指的是在体育教学的过程之中，体育教学部体育老师及其他体育相关的人或事把思想政治教育融于体育教学的全过程之中，培养学生的思想道德素质的同时提高大学生身体素质，使其成为德智体全面发展的社会主义建设者和接班人。

关键词：课程思政高校体育课程思政教育大学生

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核桃溶血磷脂酸酰基转移酶基因家族分析

河南农业大学学报 2025年

作者：杨琳徐宗乐崔玮桐巴丁样格日李明婉陈圆圆丁申杨超臣张党权赖勇河南农业大学林学院班玛县莲花林场

【目的】在核桃（Juglans regia）全基因组范围内鉴定溶血磷脂酸酰基转移酶（lysophosphatidic acid acyltransferase，LPAAT）基因家族，为研究核桃油脂合成、脂肪酸积累的分子机制提供依据。【方法】通过生物信息学分析、预测核桃LPAA... 详细信息

【目的】在核桃（Juglans regia）全基因组范围内鉴定溶血磷脂酸酰基转移酶（lysophosphatidic acid acyltransferase，LPAAT）基因家族，为研究核桃油脂合成、脂肪酸积累的分子机制提供依据。【方法】通过生物信息学分析、预测核桃LPAAT基因家族的特性与功能。并基于核桃幼苗叶片的高温胁迫的RNA-seq（RNA sequencing）分析数据，分析了LPAAT基因家族的表达模式。【结果】共鉴定到13个JrLPAAT成员，编码氨基酸大小为248～384 aa，且大多数属于疏水蛋白。亚细胞定位分析表明，JrLPAAT基因家族主要位于内质网上；进化树分析将核桃LPAAT基因家族共分为5个亚族，同一亚族内的保守结构域高度相似；跨膜结构域分析表明，JrLPAAT基因家族全部具有跨膜结构；顺式作用元件结果分析表明，JrLPAAT基因家族的顺式作用元件种类丰富，包含多种激素调控类元件、胁迫响应类元件和光响应元件等；种内共线性分析共有5个重复事件；高温胁迫表达显示，除JrLPAAT7、JrLPAAT8，其余均有不同程度的下调表达。【结论】核桃基因组中含有13个JrLPAAT成员，同一亚族内的结构较保守，且受高温胁迫显著影响。

关键词：核桃 LPAAT基因家族油脂合成生物信息学分析基因表达