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NtDUF868-E5基因调控烟草抗旱性的功能研究

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NtDUF868-E5基因调控烟草抗旱性的功能研究

作者：曹德俊河南农业大学

学位级别：硕士

本研究发现一个在干旱胁迫下高表达的基因NtDUF868-E5,它属于未知功能结构域（Domian of unknown function,DUF）868蛋白家族成员。烟草中的DUF868基因家族尚未被分析。因此,首先从中国烟草基因组数据库中搜索并下载普通烟草栽培品种‘... 详细信息

本研究发现一个在干旱胁迫下高表达的基因NtDUF868-E5,它属于未知功能结构域（Domian of unknown function,DUF）868蛋白家族成员。烟草中的DUF868基因家族尚未被分析。因此,首先从中国烟草基因组数据库中搜索并下载普通烟草栽培品种‘红花大金元’、林烟草和绒毛状烟草DUF868家族成员序列,对DUF868家族的系统发育关系、基因结构、保守结构域、染色体定位、基因重复性、启动子顺式作用元件、mi RNA靶基因、蛋白质三维结构、时空表达模式及生物与非生物胁迫下的表达模式进行了详细分析。发现NtDUF868-E5在干旱及其他生物和非生物胁迫中均被强烈诱导。在此基础上,构建了NtDUF868-E5基因的过表达和基因编辑载体,通过叶盘法转化烟草,成功获得了转基因阳性植株,并对阳性植株的表型、色素含量、角质层和叶片厚度以及抗旱性进行了深入分析,结合多组学,包括转录组、代谢组和蜡质组联合分析,明确了NtDUF868-E5基因在调控耐旱性方面的功能及其调控网络。主要研究结果如下:1.烟草DUF868家族基因的鉴定与分析:分别从普通烟草栽培品种‘红花大金元’、林烟草和绒毛状烟草基因组中鉴定出25、12和11个DUF868家族成员。基于系统发育关系,将DUF868家族成员分为五个组（A-E）,并根据分组名称对该家族成员命名。基因结构分析发现,除3个DUF868基因外,其余45个（93.75%）烟草DUF868基因均不含内含子。motif分析表明,相同分组的DUF868蛋白具有类似的motif基序,motif 1和motif 7在所有分组中都存在,而有些motif仅在特定分组中存在,这表明功能的重要性。染色体定位结果表明,‘红花大金元’的1号、3号和8号染色体上含2个NtDUF868基因,2、7、9、10、11、12、14、21和24号染色体上仅定位到1个NtDUF868基因,其余10个在scaffolds上;基因重复分析结果显示,烟草NtDUF868家族基因有2个串联重复基因对,24个片段重复基因对,在进化过程中片段重复是烟草DUF868家族扩张的主要原因;NtDUF868家族基因的启动子中含有多种与光反应、激素和非生物胁迫响应以及植物生长发育相关的顺式作用元件;进一步采用芯片数据、RNA-seq以及实时荧光定量PCR分析表明,NtDUF868家族基因在不同生育时期和部位具有组织和时空表达特异性,并对激素（ABA、IAA、Me JA和GA）、非生物胁迫（干旱、盐、高温和冷）和生物胁迫（黑胫病和青枯病）处理以及不同光照强度(50、100和200μmol m-2 s-1)有不同的响应。***868-E5基因的过表达与敲除的创制及生理生化指标分析:采用in-fusion和CRISPR/Cas9基因编辑方法分别构建了NtDUF868-E5基因的过表达和基因编辑载体,通过农杆菌介导法转化烟草,经抗性筛选、PCR阳性鉴定以及对敲除株系进行测序鉴定,成功获得了过表达（OE）和敲除（CAS）NtDUF868-E5基因的转基因阳性植株。与野生型和敲除株系相比,过表达NtDUF868-E5基因的烟草长势较好,叶片角质层相对较厚,色素含量等显著升高。***868-E5基因的抗旱功能验证:为了验证NtDUF868-E5基因的抗旱功能,首先将NtDUF868-E5在酵母中异源表达,发现该基因提高了酵母在干旱条件下的存活力。随后,对生长至6片真叶的野生型烟草品种、过表达和敲除NtDUF868-E5基因的烟草植株进行了自然干旱处理2周。结果显示,干旱处理后,过表达NtDUF868-E5基因的株系萎蔫程度较低、叶片相对含水量降低较少,根系发育相对较好;叶片光合能力较强,叶绿素含量、净光合速率、抗氧化酶活性和游离脯氨酸显著高于野生型和敲除株系;而相对电导率、丙二醛（MDA）、H2O2和O2·-的含量显著低于野生型和敲除株系。过表达NtDUF868-E5基因的烟草植株通过降低叶面温度、气孔导度、蒸腾速率、气孔开放率和气孔孔径,降低了叶片的失水能力;这些结果表明,过表达NtDUF868-E5基因可以提高烟草植株对干旱胁迫的抵抗能力,而敲除该基因烟草抗旱性降低。4.干旱处理后的烟草叶片多组学分析:转录组分析结果表明,在OE vs CAS、CAS vs WT和OE vs WT比较组分别有4583个、2632个和3128个差异表达基因（DEGs）,与Ca2+和ABA信号途径相关DEGs,例如钙依赖性蛋白激酶（CDPK）、钙调蛋白B样蛋白（CBL）、钙结合蛋白（CBP）、CBL相互作用蛋白激酶（CIPK）、类钙调蛋白（CML）、谷氨酸受体（GLR）和呼吸爆发氧化酶同源蛋白（Rboh）等在不同株系中呈现差异表达。与光合作用相关的

关键词：烟草 NtDUF868-E5 生物信息学基因表达模式抗旱性蜡质

花粉管顶端生长中CBL2与CIPK9的相互作用分析

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分子植物育种 2024年

作者：周利明尹德俊房玮华北理工大学生命科学学院

类钙调神经磷酸酶B亚基(CBL)与蛋白激酶(CIPK)互作调控下游靶蛋白的磷酸化状态。为了解析钙信号分子CBL2和CIPK9在花粉管极性生长中的作用与机制，本研究利用花粉管瞬时表达技术、荧光共振能量转移技术和酵母双杂交技术，对花粉管中CBL2... 详细信息

类钙调神经磷酸酶B亚基(CBL)与蛋白激酶(CIPK)互作调控下游靶蛋白的磷酸化状态。为了解析钙信号分子CBL2和CIPK9在花粉管极性生长中的作用与机制，本研究利用花粉管瞬时表达技术、荧光共振能量转移技术和酵母双杂交技术，对花粉管中CBL2-CIPK9的定位与互作情况进行了分析。结果表明，拟南芥中两组高度同源的CBLs (CBL1/9和CBL2/3)在成熟花粉中高表达，CBL2和CIPK9共表达试验显示CBL2能够影响CIPK9的亚细胞定位，两者共同定位在花粉管顶端的质膜和内膜系统上。此外，CBL2和CIPK9在花粉管内形成复合体，并主要在花粉管顶端的质膜和内膜系统上相互作用，从而参与调控花粉管的极性生长。本研究为揭示细胞极性发育中的钙信号网络提供了一定的参考。

关键词：花粉管顶端生长钙离子感受器蛋白激酶钙信号途径

Becker型肌营养不良一例报道及病理分析

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中外医疗 2010年第18期29卷 58-60页

作者：丁肖媛盛德俊沈朝斌龚建宏戴强吴岚莹上海市中西医结合医院儿科上海200082

本病例报道通过免疫组化和肌肉超微结构改变等病理指标方法确诊1例幼儿为Becker型肌营养不良。本文回顾和综述了该病种在诊断方面的进展,探讨了该疾病早期诊断的可能性和免疫组化病理的重要性。

关键词：进行性肌营养不良 Becker型免疫组织化学抗肌萎缩蛋白

晶粒尺寸对Inconel 718薄板塑性微变形行为的影响:实验与建模

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Journal of Central South University 2024年第5期31卷 1412-1425页

作者：纪开盛刘艳雄张怡俊宋燕利尹飞魏文婷 Hubei Key Laboratory of Advanced Technology for Automotive Components Wuhan University of TechnologyWuhan 430070China Hubei Engineering Research Center for Green Precision Material Forming Wuhan University of TechnologyWuhan 430070China Hubei Key Collaborative Innovation Center for Automotive Components Technology Wuhan University of TechnologyWuhan 430070China

随着航空航天工业的迅速发展,对微型化Inconel 718薄板构件的需求越来越大。然而,晶粒尺寸显著影响金属薄板的塑性变形行为,在很大程度上限制了Inconel 718薄板构件的生产和应用。本文对不同晶粒尺寸的Inconel 718薄板进行了一系列单轴... 详细信息

随着航空航天工业的迅速发展,对微型化Inconel 718薄板构件的需求越来越大。然而,晶粒尺寸显著影响金属薄板的塑性变形行为,在很大程度上限制了Inconel 718薄板构件的生产和应用。本文对不同晶粒尺寸的Inconel 718薄板进行了一系列单轴拉伸试验和扫描电镜实验,研究了晶粒尺寸对其塑性变形行为的影响。通过EBSD技术表征了晶粒尺寸、晶粒取向和晶粒平均取向偏差,阐明了晶粒尺寸效应的变形机制。研究结果表明,随着晶粒尺寸的增大,在拉伸应力作用下,晶粒旋转和协调变形机制减弱,取向转变为的晶粒数量逐渐减少,从而导致屈服强度和最大抗拉强度显著降低;此外,随着晶粒尺寸的增大,晶粒内部的塑性变形明显减弱,晶界滑动逐渐成为拉伸过程中主要的变形机制,导致断裂应变减小,韧性断裂特征减弱。本文综合考虑晶粒尺寸和应变量影响,建立了能够应用于Inconel 718薄板的微成形研究的混合材料本构模型。

关键词： Inconel 718薄板晶粒尺寸力学性能断裂机理混合材料本构模型

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采煤机截割部齿轮传动系统可靠性研究

机械设计与制造 2024年第6期400卷 75-80页

作者：盛连超陈家俊姜耸李威江苏师范大学机电工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116

针对采煤机截割负载易引起齿轮传动系统失效的问题,首先,充分考虑煤层中矸石参数的不确定性,建立末端负载不确定性模型,模拟截割负载;其次,基于集中质量法,构建负载影响下永磁电机驱动的采煤机截割部齿轮传动系统动力学模型,探究其在服... 详细信息

针对采煤机截割负载易引起齿轮传动系统失效的问题,首先,充分考虑煤层中矸石参数的不确定性,建立末端负载不确定性模型,模拟截割负载;其次,基于集中质量法,构建负载影响下永磁电机驱动的采煤机截割部齿轮传动系统动力学模型,探究其在服役过程中的动态行为;最后,基于应力-强度干涉理论,建立系统模型,确定齿轮服役周期。研究结果表明:齿轮传动系统中主动齿轮可靠服役时间更短,相同条件下,按失效相关原则分析的可靠性则更加合理,该研究可以为采煤机截割部的进一步优化设计提供参考。

关键词：可靠性动态特性齿轮动力学采煤机截割负载

基于程序约束的细粒度JVM测试程序约简方法

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软件学报 2024年第7期35卷 3204-3226页

作者：杜义恒王赞赵英全陈俊洁陈翔侯德俊郑开天津大学智能与计算学部天津300350 南通大学信息科学技术学院江苏南通226019 信息安全国家重点实验室(中国科学院信息工程研究所) 北京100093 天津大学信息与网络中心天津300072

为了对Java虚拟机(JVM)进行测试,开发人员通常需要手工设计或利用测试生成工具生成复杂的测试程序,从而检测JVM中潜在的缺陷.然而,复杂的测试程序给开发人员定位及修复缺陷带来了极高的成本.测试程序约简技术旨在保障测试程序缺陷检测... 详细信息

为了对Java虚拟机(JVM)进行测试,开发人员通常需要手工设计或利用测试生成工具生成复杂的测试程序,从而检测JVM中潜在的缺陷.然而,复杂的测试程序给开发人员定位及修复缺陷带来了极高的成本.测试程序约简技术旨在保障测试程序缺陷检测能力的同时,尽可能地删减测试程序中与缺陷检测无关的代码.现有研究工作基于Delta调试在C程序和XML输入上可以取得较好的约简效果,但是在JVM测试场景中,具有复杂语法和语义依赖关系的Java测试程序约简仍存在粒度较粗、约简效果较差的问题,导致约简后的程序理解成本依然很高.因此,针对具有复杂程序依赖关系的Java测试程序,提出一种基于程序约束的细粒度测试程序约简方法JavaPruner.首先,在语句块级别设计细粒度的代码度量方法;随后,在Delta调试技术上引入语句块之间的依赖约束关系来对测试程序进行约简.以Java字节码测试程序为实验对象,从现有的针对JVM测试的测试程序生成工具中筛选出具有复杂依赖关系的50个测试程序作为基准数据集,并在这些数据集上验证JavaPruner的有效性.实验结果表明,JavaPruner可以有效删减Java字节码测试程序中的冗余代码.与现有方法相比,在所有基准数据集上,约简能力平均可提升37.7%.同时,JavaPruner可以在保障程序有效性及缺陷检测能力的同时,将Java字节码测试程序最大约简至其原有大小的1.09%,有效降低了测试程序的分析和理解成本.

关键词： Java虚拟机 JVM测试测试程序约简 Delta调试

气流对飞秒激光加工炸药装药过程的热安全性影响分析

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强激光与粒子束 2024年第1期36卷 103-111页

作者：伍俊英郑富德姚雨乐刘嘉锡陈朗北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

由于炸药具有热传导系数小、对温度极其敏感的特点,在使用多脉冲飞秒激光对其进行持续加工时,极有可能在炸药内形成热累积,从而导致点火、燃烧等危险事件的发生。为了降低激光加工材料过程中的热效应,人们普遍采取在材料加工表面施加气... 详细信息

由于炸药具有热传导系数小、对温度极其敏感的特点,在使用多脉冲飞秒激光对其进行持续加工时,极有可能在炸药内形成热累积,从而导致点火、燃烧等危险事件的发生。为了降低激光加工材料过程中的热效应,人们普遍采取在材料加工表面施加气流的方法。为了研究加载气流条件下,炸药装药在飞秒激光作用下产生的烧蚀产物的运动规律以及炸药装药内部的温度变化,建立了加载气流条件下飞秒激光加工炸药装药过程的二维流固耦合计算模型,对在单侧、双侧不同入射角度的亚音速气流作用下,飞秒激光加工奥克托今(HMX)炸药装药的过程进行了数值模拟计算。计算结果表明:单侧气流会在炸药加工表面形成漩涡流,导致烧蚀气体产物在炸药表面做旋转运动,加重了烧蚀产物对炸药的热影响;双侧气流会在远离炸药加工表面的地方形成较大的漩涡流,从而使烧蚀气体产物迅速离开炸药加工表面,有效降低了炸药的温度,提高了飞秒激光加工炸药装药过程的安全性。

关键词：飞秒激光炸药数值模拟气流热安全性

风光氢耦合系统的经济随机模型预测控制方法研究

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太阳能学报 2024年第8期45卷 144-153页

作者：黄宇周新鹏郭浩德王嘉俊张启亮华北电力大学自动化系保定071003

针对风光氢耦合系统源荷两侧不确定性对系统运行造成的影响,提出一种基于经济随机模型预测控制的优化方法。根据风光氢耦合系统中设备的特性,建立计及设备启停的状态空间模型;利用场景生成技术对风光出力及电负荷预测数据进行处理,以生... 详细信息

针对风光氢耦合系统源荷两侧不确定性对系统运行造成的影响,提出一种基于经济随机模型预测控制的优化方法。根据风光氢耦合系统中设备的特性,建立计及设备启停的状态空间模型;利用场景生成技术对风光出力及电负荷预测数据进行处理,以生成描述系统不确定性的场景集;基于生成的场景集,在设计的经济随机模型预测控制框架下,构造系统的混合整数线性规划问题,进而对系统进行经济优化控制。由于经济随机模型预测控制方法需提供准确描述系统不确定性的场景集,为此提出一种基于非参数预测的场景生成机制。通过案例仿真分析,相较于常规随机模型预测控制方法,所提控制方法降低5.89%的运行成本;相较于常规模型预测控制方法,降低13.25%的运行成本,验证了所提方法能有效解决风光氢耦合系统的不确定性。

关键词：风电光伏氢能非参数预测不确定性随机模型预测控制场景生成

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浅谈采伐后剩余物在开放休闲林地的利用

上海农业科技 2024年第3期 113-114,117页

作者：沐德俊上海市松江区林业站上海201613

开放休闲林地建设对提高森林品质和城乡生态建设具有重要意义,综合开发利用在建设过程中产生的采伐后剩余物是提升林地综合效益的重要措施。现对不同形式的采伐后剩余物在开放休闲林地内的相关利用技术进行论述,以期在一定程度上提升开... 详细信息

开放休闲林地建设对提高森林品质和城乡生态建设具有重要意义,综合开发利用在建设过程中产生的采伐后剩余物是提升林地综合效益的重要措施。现对不同形式的采伐后剩余物在开放休闲林地内的相关利用技术进行论述,以期在一定程度上提升开放休闲林地的服务功能、休憩功能和野趣功能,从而为开放休闲林地建设中采伐后剩余物的处置提供参考。

关键词：开放休闲林地建设采伐后剩余物综合利用