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玉米胚乳发育动态的转录组分析

玉米胚乳发育动态的转录组分析

作者：渠建洲西北农林科技大学

学位级别：硕士

玉米是世界上最重要的农作物之一,被广泛用于食品加工、动物饲料和工业原料。成熟玉米籽粒由胚、胚乳和种皮三部分组成,其中胚乳作为籽粒的营养贮藏部分,占到了成熟籽粒重量的80%5%,同时胚乳细胞的发育、增殖和淀粉的积累情况决定了籽... 详细信息

玉米是世界上最重要的农作物之一,被广泛用于食品加工、动物饲料和工业原料。成熟玉米籽粒由胚、胚乳和种皮三部分组成,其中胚乳作为籽粒的营养贮藏部分,占到了成熟籽粒重量的80%5%,同时胚乳细胞的发育、增殖和淀粉的积累情况决定了籽粒的产量和品质。因此,深入探究影响玉米胚乳细胞发育变化的关键调控机制对提高玉米的产量和品质,以及保证世界的粮食安全有着重要的意义。转录组作为连接基因组和蛋白组的关键纽带,对解析玉米胚乳发育的动态过程和探究胚乳发育的关键调控机制具有重要的作用。迄今为止,在全基因组范围内对玉米胚乳发育动态的转录组研究仍是不全面的,尤其是对基因可变剪接和表达变化研究仍鲜有报道。本文利用RNA-seq技术对陕单609授粉后第5、10、15和20天的胚乳样品进行了测序,全面分析了四个胚乳发育时期的基因可变剪接、表达和功能变化,以及淀粉合成代谢相关酶的进化、表达和功能之间的关系。研究结果进一步完善了玉米籽粒发育相关基因在转录水平上的表达信息,为阐明玉米胚乳发育的关键的调控机制和代谢网络提供了重要线索,为加速高产优质玉米新品种的选育提供了有效的参考依据。研究结果如下:1.通过对胚乳发育四个时期的转录组数据分析,鉴定了11,010个蛋白编码基因的44,973处可变剪接事件。根据剪接方式划分为6种类型,其中内含子保留是胚乳基因经历的主要可变剪接类型,外显子跳跃为第二类主要可变剪切类型。根据可变剪接发生的时期特点,可进一步将可变剪接事件分为单一类型可变剪接和多元类型可变剪接,并且这两种类型的可变剪接对应的基因集在生物学功能上存在显著差异。2.分析转录本的表达丰度发现,有2,504个假定基因在陕单609胚乳发育四个时期发生表达,并在多个数据库中获得最佳功能注释。同时,在授粉后5、10、15和20天的胚乳中,分别检测到20,777、21,923、21,488和21,648个基因发生表达,其中405、773、766和643个基因分别为时期特异性表达基因,18,072个基因为四个时期的共表达基因,1,945个基因为注释的转录因子。3.不同发育时期间的差异表达分析,鉴定了7,633个差异表达基因,其中包含了来自50个转录因子家族的473个差异表达转录因子。同时,利用数学模型将7,633个差异表达基因进一步划分为15个不同的表达趋势,并鉴定了淀粉生物合成、脂类生物合成、刺激反应等多个胚乳发育的关键代谢过程和调控机制。4.根据玉米中淀粉代谢相关酶的功能和先前的研究,构建了玉米胚乳中简化的淀粉合成代谢途径,并通过进化分析进一步揭示了玉米中淀粉合成代谢相关酶亚型的进化特点。同时,四类淀粉代谢相关酶亚型编码基因的表达模式是剧烈波动的,并且部分酶亚型的编码基因表现出时期特异性高表达和共表达,这一结果不仅在一定程度上验证了淀粉代谢中多种酶亚型组成的功能复合体的存在,而且为不同淀粉合成相关酶亚型之间的功能互作研究提供了重要的参考。

关键词：玉米胚乳转录组可变剪接基因表达淀粉合成

陕A群和陕B群选育玉米自交系的子粒脱水特性研究

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玉米科学 2022年第4期30卷 22-30页

作者：苟晓楠王孝月张浩渠建洲杨明羡朱亚利郝引川徐淑兔张兴华薛吉全西北农林科技大学农学院/农业农村部西北旱区玉米生物学与遗传改良重点实验室陕西杨凌712100

以陕A群、陕B群选育11份不同熟期玉米自交系为材料,通过播期调整使所有材料同天授粉,同时利用烘箱法和电子水分测量仪法测定不同时期玉米子粒含水率,分析子粒水分动态变化规律和子粒脱水特性。通过比较分析两种方法,发现授粉35DAP后两... 详细信息

以陕A群、陕B群选育11份不同熟期玉米自交系为材料,通过播期调整使所有材料同天授粉,同时利用烘箱法和电子水分测量仪法测定不同时期玉米子粒含水率,分析子粒水分动态变化规律和子粒脱水特性。通过比较分析两种方法,发现授粉35DAP后两种方法测定的子粒水分含量显著相关(P<0.05),此阶段电子水分测量仪法可替代烘箱法。聚类分析显示,可将11个试验材料划分为5种脱水类型,KB182和KA225为早熟脱水快型;KB207属于早熟脱水慢型;中熟材料KB089、KA147和XCA-1属于渐进脱水型;KA105属于晚熟脱水快型,KA327、2082和KB020属于晚熟脱水慢型。中熟材料KB089和晚熟材料KA105在同一熟期材料中达到最大灌浆速率所需时间较短,具有较快的灌浆速率且生理成熟期后脱水速率快的特点,可作为高产宜机收品种选育的优异种质应用于育种实践。

关键词：玉米电子水分测量仪法熟期子粒脱水烘箱法

基于高速摄影技术的行星减速箱故障激光序列脉冲诊断方法

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吉林大学学报（工学版） 2024年第7期54卷 1869-1875页

作者：王长建刘久明张锦洲李斌长江大学机械工程学院湖北荆州434023

设计了一种基于高速摄影技术的行星减速箱激光序列脉冲诊断方法。将序列脉冲激光器与高速相机配合使用,采集减速箱振动激光序列脉冲信号,利用多传感器收集振动信号,计算信号排列熵。判断激光序列脉冲信号是否存在异常特征,若存在异常,... 详细信息

设计了一种基于高速摄影技术的行星减速箱激光序列脉冲诊断方法。将序列脉冲激光器与高速相机配合使用,采集减速箱振动激光序列脉冲信号,利用多传感器收集振动信号,计算信号排列熵。判断激光序列脉冲信号是否存在异常特征,若存在异常,则将序列脉冲信号转换成可非分割线性关系,采用径向基核函数计算出脉冲训练值,凭借训练值高低判断行星减速器齿轮及轴承的故障程度。测试实验证明,研究方法可行有效,检测不同故障信号的序列脉冲信号,概率密度函数特征点分布在[0.23,0.34],能精准分辨出4种不同的故障类型。

关键词：高速摄影技术行星减速箱故障诊断激光序列脉冲故障特征提取

双孔大直径新型钢波纹管涵结构设计检算方法探析

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路基工程 2024年

作者：周启林渠建伟中铁城市发展投资集团有限公司

以某项目的钢波纹管涵洞设计为依托，在总结分析国内外钢波纹管涵各种结构设计计算方法的基础上，采用CHBDC和AISI法从不同角度对钢波纹管涵结构进行设计检算，并采用有限元软件进行模拟校核。工程实例表明：该法取得了较好的设计效果... 详细信息

以某项目的钢波纹管涵洞设计为依托，在总结分析国内外钢波纹管涵各种结构设计计算方法的基础上，采用CHBDC和AISI法从不同角度对钢波纹管涵结构进行设计检算，并采用有限元软件进行模拟校核。工程实例表明：该法取得了较好的设计效果，对今后类似钢波纹管涵的结构设计检算具有一定的借鉴意义。

关键词：钢波纹管涵技术指标有限元结构检算设计比选管壁压应力

两种密度下不同玉米品种的高产稳产及适应性分析

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玉米科学 2016年第2期24卷 136-141页

作者：王磊高杰渠建洲冯娇娇张兴华郝引川张仁和郭东伟薛吉全西北农林科技大学农学院/农业部西北旱区玉米生物学与遗传育种重点实验室陕西杨凌712100

运用变异系数法、回归系数法、高稳系数法、非参数度量法、AMMI模型等分析方法,以产量为指标,在两种密度下,对7个玉米品种在7个地点的产量特征及适应性进行分析。结果表明,郑单958、CX712和陕单609在低密度和高密度条件下均表现出较高... 详细信息

运用变异系数法、回归系数法、高稳系数法、非参数度量法、AMMI模型等分析方法,以产量为指标,在两种密度下,对7个玉米品种在7个地点的产量特征及适应性进行分析。结果表明,郑单958、CX712和陕单609在低密度和高密度条件下均表现出较高的生产潜力和较强的稳定性,具有良好的适应性,适合在西北地区推广种植。以丰产指数Pi和P′i等多个参数为指标,进行类平均法(UPGMA)系统聚类分析,7个品种可被划分为四类,Ⅰ类为CX712、陕单609和郑单958;Ⅱ类为农华101;Ⅲ类为先玉335;Ⅳ类为陇单9号和真金8号。

关键词：玉米适应性回归系数法高稳系数非参数度量法 AMMI模型

一种基于模特征的增量式张量Tucker分解方法

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控制与决策 2024年第7期39卷 2431-2437页

作者：渠超洋韩建军华中科技大学计算机科学与技术学院武汉430000

随着数据量的爆炸式增长,边缘计算在大数据处理中的作用愈加重要.现实应用中产生的数据通常建模表示成高阶增量式张量的形式,增量式张量Tucker分解是一种高效挖掘高阶海量数据中隐藏信息的方法.针对传统增量式张量分解忽视张量模特征对... 详细信息

随着数据量的爆炸式增长,边缘计算在大数据处理中的作用愈加重要.现实应用中产生的数据通常建模表示成高阶增量式张量的形式,增量式张量Tucker分解是一种高效挖掘高阶海量数据中隐藏信息的方法.针对传统增量式张量分解忽视张量模特征对分解过程的影响、分解结果不能较好保留原始数据特征的问题,提出一种基于模特征的增量式张量Tucker分解方法 ITTDMC (incremental tensor tucker decomposition based on mode characteristics).首先,用模长增量决定增量因子矩阵更新顺序,以此降低更新顺序带来的重构误差;其次,根据模熵变化比决定增量因子矩阵更新权重,使分解结果更准确保留各模特征;然后,将过往时刻的模特征和更新参数记录在指导张量中,遇到模特征相似的增量数据时直接使用来指导张量中参数的更新,避免重复计算,降低时间开销;最后,在合成和真实数据集上进行大量的实验,实验结果表明ITTDMC在模特征明显的数据集上能显著降低(最高可达29%)增量式张量的重构误差.

关键词：大数据增量式张量 Tucker分解模特征模长增量模熵

股静脉及胫前静脉入路导管接触溶栓治疗急性下肢深静脉血栓形成患者近期效果和安全性观察

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介入放射学杂志 2024年第7期33卷 774-779页

作者：渠艳艳卫志庆石红建周良甘振南京医科大学第二附属医院介入血管外科江苏南京210011

目的评价股静脉入路及胫前静脉入路导管接触溶栓(CDT)治疗急性下肢深静脉血栓形成(LEDVT)患者近期效果和安全性。方法回顾性对照分析2019年1月至2021年12月在南京医科大学第二附属医院接受健侧股静脉人路及患侧胫前静脉入路CDT治疗的LE... 详细信息

目的评价股静脉入路及胫前静脉入路导管接触溶栓(CDT)治疗急性下肢深静脉血栓形成(LEDVT)患者近期效果和安全性。方法回顾性对照分析2019年1月至2021年12月在南京医科大学第二附属医院接受健侧股静脉人路及患侧胫前静脉入路CDT治疗的LEDVT患者临床资料。其中股静脉人路组40例,胫前静脉入路组46例。主要观察终点为手术技术成功率和血栓清除率,次要观察终点为手术时间和并发症。结果股静脉人路组、胫前静脉人路组手术技术成功率分别为92.5%、100%(P=0.097),血栓清除率分别为(68.9±25.9)%、(78.3±21.0)%(P=0.067),差异均无统计学意义;手术时间分别为(64.1±14.8)min、(72.0±19.9)min(P=0.037),差异有统计学意义;并发症发生率分别为22.5%、10.9%(P=0.145),差异无统计学意义。结论股静脉人路和胫前静脉人路CDT均可有效治疗LEDVT,近期疗效和安全性相当。

关键词：下肢深静脉血栓形成导管接触溶栓静脉入路

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氢键调控提升聚硫脲介电储能特性

中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3360-3370,I0001页

作者：冯阳渠广昊李盛涛电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

为理解氢键对聚硫脲(polythiourea,PTU)介电储能特性的影响,该文采用实验和分子模拟方法,研究脂环族PTU(AcPTU)和芳香族PTU(ArPTU)中氢键作用模式和强度对介电常数、击穿场强和储能特性的影响。利用红外光谱和核磁共振氢谱表征化学组成... 详细信息

为理解氢键对聚硫脲(polythiourea,PTU)介电储能特性的影响,该文采用实验和分子模拟方法,研究脂环族PTU(AcPTU)和芳香族PTU(ArPTU)中氢键作用模式和强度对介电常数、击穿场强和储能特性的影响。利用红外光谱和核磁共振氢谱表征化学组成和分子构型,利用宽频介电谱、击穿和电滞回线测试获得介电储能特性,基于H-N公式提取偶极极化特征参数,利用热刺激去极化电流法提取了陷阱深度,采用Multiwfn软件识别氢键作用模式和强度。结果显示,氢键作用模式和强度可以通过改变偶极极化和陷阱特性影响介电性能。脂环结构可以增多由反式/反式构型硫脲组装成的双氢键阵列,增强其介电松弛强度,进而提高介电常数;苯环结构可以增强π氢键数目和作用强度,加深由苯环碳原子和硫原子等氢键受体贡献的深陷阱能级,进而提高击穿场强。AcPTU具有高介电常数,归因于脂环结构增强了双氢键阵列的介电松弛强度;ArPTU的击穿场强高达855 MV/m,是因为苯环结构强化了氢键的电荷捕获效应。此外,当电场强度为300 MV/m时,AcPTU的储能密度和效率分别达到2.62 J/cm3和93.31%。该研究为提升本征型聚合物介电储能特性提供了理论依据。

关键词：氢键作用聚硫脲介电性能储能密度分子模拟

淬火温度对聚硫脲介电储能特性影响的分子动力学模拟

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高电压技术 2024年第6期50卷 2363-2373页

作者：冯阳渠广昊李盛涛西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西安710049

为了提高聚硫脲(polythiourea,PTU)的储能密度,对PTU进行了淬火处理,并采用分子动力学模拟研究了PTU中氢键动力学性质对介电储能特性的影响机理。首先,借助热波动指数(thermalfluctuationindex,TFI)和约化梯度密度(reduction gradient d... 详细信息

为了提高聚硫脲(polythiourea,PTU)的储能密度,对PTU进行了淬火处理,并采用分子动力学模拟研究了PTU中氢键动力学性质对介电储能特性的影响机理。首先,借助热波动指数(thermalfluctuationindex,TFI)和约化梯度密度(reduction gradient density,RDG)描述了氢键作用模式和强度随淬火温度升高的演变规律。其次,计算了氢键供体分别与受体和氢原子的径向分布函数、自相关函数等,提取了氢键密度和平均寿命。最后,建立了氢键特征参数与介电常数的关联,揭示了淬火提高PTU储能密度的机理。研究发现,淬火温度升高,氢键作用模式发生了由双氢键至单氢键,并最终超过氢键阈值而断裂的演变规律,这造成氢键密度减少,表现为强极性双氢键硫脲阵列数目的减少,导致介电常数减小;同时,氢键强度持续减弱,氢键寿命缩短,动态变化加快,导致硫脲阵列转向势垒降低,这有利于增大介电常数。受氢键作用模式和强度的共同影响,PTU的介电常数随淬火温度升高呈现先增大后减小的变化趋势。当淬火温度为393 K时,PTU的介电常数增大至10,储能密度高达16.3 J/cm~3。

关键词：聚硫脲分子动力学模拟氢键动力学性质介电常数储能密度

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