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转录组和蛋白质组关联分析解析巴西蕉幼苗响应低温的分子机制

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中国农业科学 2024年第8期57卷 1575-1591页

作者：林蔚吴水金李跃森福建省农业科学院亚热带农业研究所

【目的】低温是导致香蕉减产的主要自然灾害之一。基于转录组与蛋白质组关联分析参与香蕉抗寒的相关基因、蛋白及信号、代谢通路调控网络，探讨香蕉抗寒的分子机制。【方法】以巴西蕉为试材，在7℃低温下处理1 d(Cold1)和3 d(Cold3)，... 详细信息

【目的】低温是导致香蕉减产的主要自然灾害之一。基于转录组与蛋白质组关联分析参与香蕉抗寒的相关基因、蛋白及信号、代谢通路调控网络，探讨香蕉抗寒的分子机制。【方法】以巴西蕉为试材，在7℃低温下处理1 d(Cold1)和3 d(Cold3)，以28℃培养的巴西蕉为对照（CK），基于笔者课题组前期获得的蛋白质组数据，利用转录组测序技术检测巴西蕉在低温胁迫下基因调控网络的变化，同时与蛋白质组学数据进行关联分析，共同解析巴西蕉响应低温胁迫的分子机制。【结果】转录组分析结果显示，Cold1 vs CK、Cold3 vs CK和Cold1 vs Cold3三个对比组分别鉴定出11 370、15 460和9 619个差异表达基因，对这些基因的KEGG富集分析发现，差异表达基因在光合作用信号、谷胱甘肽代谢、α-亚麻酸代谢途径和苯丙素生物合成等多个低温胁迫关键信号代谢通路中富集。对部分差异表达基因进行实时荧光定量（qRT-PCR）分析，其中DREB、MAPK和MYB等低温调控关键基因的表达量在低温处理后显著上升，所选20个基因的表达变化趋势与RNA-seq基本相符，证实了RNA-seq的准确性。转录组与蛋白质组关联分析结果显示，共鉴定到6 211个与转录本相对应的蛋白，转录组与蛋白质呈现正相关关系，共有105个转录本及其对应的蛋白表达量共同上调，有218个转录本及其对应的蛋白表达量共同下调。GO富集分析显示，差异表达基因和蛋白在光响应、叶绿体、氧化还原酶活性等功能大量富集。此外，对差异表达基因和蛋白KEGG通路的关联分析发现，低温处理抑制了苯丙素生物合成和光合作用信号途径相关基因及蛋白的表达，促进了α-亚麻酸代谢和谷胱甘肽途径的表达。【结论】运用转录组结合蛋白质组学技术绘制了基因和蛋白质水平上的香蕉抗寒调控网络，并发现香蕉响应低温的信号通路主要涉及光合作用信号、谷胱甘肽代谢、α-亚麻酸代谢途径和苯丙素生物合成等途径。

关键词：香蕉低温胁迫转录组蛋白质组关联分析

带可更换耗能系梁的双柱式排架墩抗震性能与设计研究

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带可更换耗能系梁的双柱式排架墩抗震性能与设计研究

作者：陈天森重庆三峡学院

学位级别：硕士

双柱墩桥梁以其特有的优势被广泛应用,当桥墩较高时,通常会在墩柱之间设置一道或者多道钢筋混凝土系梁等构造措施,用来提高桥墩的整体稳定性。既有震害表明,因传统钢筋混凝土系梁设置不当,导致桥墩与系梁连接节点位置发生拉裂,甚至使得... 详细信息

双柱墩桥梁以其特有的优势被广泛应用,当桥墩较高时,通常会在墩柱之间设置一道或者多道钢筋混凝土系梁等构造措施,用来提高桥墩的整体稳定性。既有震害表明,因传统钢筋混凝土系梁设置不当,导致桥墩与系梁连接节点位置发生拉裂,甚至使得桥墩出现塑性铰造成桥墩失效,给桥墩震后修复工作带来巨大困难。近年来,带有可更换构件的结构体系已成为结构工程抗震领域一个新的研究方向,受到了全球地震工程学者与工程人员的广泛关注。安装有可更换构件的结构并不主要依赖于塑性铰来耗散地震能量,结构的能量耗散主要集中于可更换构件。基于此,本文提出了一种新型可更换耗能系梁并将其应用到双柱墩桥梁中,并对其抗震性能进行了系统的研究,主要研究内容如下:（1）设计10个变参数新型系梁并对其开展拟静力仿真试验,探明影响可更换耗能系梁抗震性能的敏感参数,研究各参数对其抗震性能的影响规律。结果表明,设计合理的新型系梁滞回曲线饱满、稳定,且耗能段损伤明显;耗能段腹板高厚比为主要敏感参数,耗能段翼缘宽厚比次之,耗能段长度比影响最小;可更换耗能系梁腹板厚度、高度及材料强度与其耗能能力、屈服承载力、极限位移、延性系数呈正相关变化,腹板材料强度的降低导致承载力退化和刚度退化速度加快;加劲肋的设置对其滞回性能影响显著。（2）建立带可更换耗能系梁桥梁双柱墩仿真计算模型并剖析其与普通双柱墩破坏模式与抗震性能的差异。结果表明:带可更换耗能系梁桥梁双柱墩工作机理与耗能机制明确,可通过参数优化实现耗能段-系梁-双柱墩三级渐进式破坏模式;可更换耗能系梁滞回曲线饱满,能够代替传统钢筋混凝土系梁发挥耗能作用,可以改善桥墩受力情况;可更换耗能系梁具有普遍的适用性,不仅仅适用于单系梁桥墩,对于双系梁桥墩和无盖梁桥墩同样具有适用性和提高抗震性能。（3）基于大型通用有限元软件ABAQUS,建立典型双柱墩桥梁整体计算模型,研究可更换耗能系梁设置对地震作用下桥梁结构动力响应的影响规律,提出带可更换耗能系梁双柱墩的设计方法。结果表明,可更换耗能系梁的设置具有保护桥墩和降低桥墩剪力及弯矩作用,且可实现震后快速修复;新型系梁耗能段与混凝土系梁抗剪承载力满足V=0.8V,连接段与耗能段的刚度比控制在0.1～0.25之间,双柱墩可取得较好的抗震效果,所提出的带可更换耗能系梁双柱墩抗震设计方法用于实际设计是完全可行的。

关键词：双柱墩钢筋混凝土系梁抗震性能可更换耗能系梁

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压带式带式输送机关键技术研究

压带式带式输送机关键技术研究

作者：韩惠森太原科技大学

学位级别：硕士

输送带是压带式输送机上保证其稳定升的最重要的部件之一,建立合理的输送带模型进行计算分析,对于压带式输送机上输送带受力状况的研究意义重大。由于压带式输送机在升运行过程中受力情况复杂,故对压带式输送机的主升段进行有限元分析,... 详细信息

输送带是压带式输送机上保证其稳定升的最重要的部件之一,建立合理的输送带模型进行计算分析,对于压带式输送机上输送带受力状况的研究意义重大。由于压带式输送机在升运行过程中受力情况复杂,故对压带式输送机的主升段进行有限元分析,求解出输送带上应力应变的分布规律,对合理选用输送带的型号,降低维护成本以及节能减排都具有十分重要的意义。压带式输送机作为大倾角带式输送机的一种,输送路径可以灵活布置,可实现任意角度多种物料的大倾角升输送,已广泛应用于各个领域,输送各种物料。为了使压带式输送机更好地运用于工程实践,探寻影响输送机稳定运行的因素以及该因素对输送机运行的影响规律,为后续对压带式输送机的优化设计供一定的理论支撑,可以极大高输送机的输送效率,为实际的工程运用供一定的理论指导。本文,首先通过研究现有压带式输送机原理及设计方法,对其关键部件尺寸进行计算,包括压带贴紧边长度、物料截面高度、物料最大截面积等,建立主升段受力模型。随后进一步分析和完善相关的计算公式,并进行合理的推导,充分考虑物料和上覆盖带的重力影响,计算出施加在覆盖带上保证物料不发生下滑的最小压紧力临界值,同时在直角坐标系中建立主升段相邻托辊组间承载带的抛物线模型,推导承载带的曲线方程和最大悬垂度计算式,进而计算出施加在覆盖带和承载带两端的拉紧力。其次,在确定了压紧力和拉紧力之后利用有限元分析软件ANSYS Workbench对压带式输送机主升段进行相应的有限元分析,分析不同托辊直径以及不同托辊组槽角对输送带压陷阻力的影响规律;另外在计算出满足物料不发生下滑的最小压紧力数值时,逐步加大主压紧力以及侧边压紧力数值,分析出随着压紧力不断增大对两条输送带的影响规律,并且拟合曲线确定压紧力的取值范围。最后,由于覆盖带承载带和物料在运行时非常容易发生共振,故对局部模型做预应力模态分析,得出六阶模态振型和频率;并且为验证压紧力能否满足不漏料条件以及压陷滚动阻力要求,对局部模型做瞬态动力学分析。本文的研究结果对压带式带式输送机的设计以及结构优化都具有一定的参考价值,同时也能够为其在实际的工况运用中供有效的指导意义。

关键词：压带式输送机载荷计算有限元分析瞬态动力学分析

基于高光谱成像技术的稻谷品质与缺陷快速无损检测研究

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基于高光谱成像技术的稻谷品质与缺陷快速无损检测研究

作者：曹烁森浙江农林大学

学位级别：硕士

水稻在生长发育或者存储过程中,由于环境等的影响,有部分稻谷出现变质或者病斑、瘪谷、蛀虫、霉变和空秕等的缺陷,不仅会造成稻谷的损失,还会导致稻谷的品质下降。因此为了对稻谷的品质进行研究分析,高光谱成像技术作为一种新兴的光学... 详细信息

水稻在生长发育或者存储过程中,由于环境等的影响,有部分稻谷出现变质或者病斑、瘪谷、蛀虫、霉变和空秕等的缺陷,不仅会造成稻谷的损失,还会导致稻谷的品质下降。因此为了对稻谷的品质进行研究分析,高光谱成像技术作为一种新兴的光学检测技术,以其快速、无损、简便等优点被广泛应用于农业的各个领域。本研究利用高光谱成像技术结合化学计量学方法开展稻谷中水分和脂肪酸含量快速无损检测,及内部缺陷的快速判别研究。主要研究内容与结论如下:1.利用高光谱成像技术对稻谷的水分和脂肪酸含量进行快速检测研究。采用7种预处理方法进行光谱预处理,利用VCPA（variable combination population analysis）、CARS（competitive adaptive reweighted sampling）和SPA（sequential projection algorithm）三种方法筛选特征波长变量,并应用PLS方法建立稻谷水分和脂肪酸含量预测模型。此外,通过对比稻谷和糙米的水分和脂肪酸模型性能差异,探究了稻壳对预测模型性能的影响。研究发现,原始稻谷比糙米模型的预测精度差,稻壳会在一定程度上干扰稻谷水分和脂肪酸模型的预测精度,但是经过特征波长选择后,可以消除这种影响。在稻谷-水分模型中,最优模型为SG2-VCPA-PLS,R=0.932 5,RMSEP=0.006 8;在稻谷-脂肪酸模型中,最优模型为SG2-VCPA-PLS,R=0.853 6,RMSEP=2.491 7;在糙米-水分模型中,最优模型为SG2-VCPA-PLS,R=0.957 2,RMSEP=0.006 2;在糙米-脂肪酸模型中,最优模型为SNV-VCPA-PLS,R=0.754 1,RMSEP=2.722 3。2.本研究采用4种预处理和2种特征波长选择方法,并应用PLS-DA方法建立上述缺陷的二元分类判别模型。提取稻谷的能量、熵、惯性矩和相关度四种纹理特征,进一步构建基于光谱特征和纹理特征融合的稻谷内部缺陷判别模型。结果表明,正常-病斑的融合判别模型的预测集分类准确率为90.45%;正常-瘪谷融合后的预测集分类准确率为92.83%;正常-蛀虫融合后的预测集分类准确率为96.10%;正常-霉变融合后的预测集分类准确率为86.91%;正常-空秕融合后的预测集分类准确率为96.15%。上述研究结果表明,高光谱成像技术能够实现稻谷水分和脂肪酸含量的快速检测以及缺陷颗粒的快速鉴别,有利于评估稻谷品质,减少人力和检测耗时。今后,可进一步发掘高光谱成像技术的潜力,为稻谷种植、收获、加工及存储提供技术支持和保障。

关键词：高光谱稻谷品质检测缺陷判别二元分类

红鳍东方鲀快、慢生长家系肠组织全转录组的比较分析

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红鳍东方鲀快、慢生长家系肠组织全转录组的比较分析

作者：王昱森大连海洋大学

学位级别：硕士

红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)作为我国重要的养殖经济鱼类,其不仅营养丰富,肉质鲜美,河鲀毒素也拥有极高的医学价值。肠道作为营养摄取、病原体识别和调节肠道微生物等多功能核心组织,一直受到广泛研究。肠道可以吸收营养物质并抵御... 详细信息

红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)作为我国重要的养殖经济鱼类,其不仅营养丰富,肉质鲜美,河鲀毒素也拥有极高的医学价值。肠道作为营养摄取、病原体识别和调节肠道微生物等多功能核心组织,一直受到广泛研究。肠道可以吸收营养物质并抵御病原体、微生物和细菌毒素进入内部环境,作为鱼类与外部环境接触面积最大的器官,肠道受到多种因素的影响,进而影响了鱼类的健康生长。通过研究红鳍东方鲀肠组织,可以深入了解其与生长相关的代谢途径,鱼类肠道也是很多鱼类病原体的入侵门户,研究其转录组可以揭示其免疫应答机制,有助于预防和控制鱼类疾病的发生,为红鳍东方鲀的养殖提供科学指导。为培育优良生长性状的红鳍东方鲀,本研究以12月龄红鳍东方鲀快速生长和慢速生长的全同胞家系为研究对象,利用全转录组测序技术对快、慢生长家系的红鳍东方鲀肠组织进行分析,挖掘肠道中调控生长的关键相关基因和非编码RNA,为培育优质苗种提供参考。通过全转录组测序,从生长慢、快家系的红鳍东方鲀中共鉴定到了24,723个m RNAs和8,087个非编码RNA,非编码RNA中包括5,110个lnc RNA,319个circ RNA和2,658个mi RNA。本研究共筛选获得1,115个差异表达基因和252个差异表达非编码RNA。通过KEGG分析发现,共发现了33个生长发育相关的差异基因,这些生长差异的基因主要参与了VEGF和MAPK信号通路。发现了23个细胞凋亡与免疫相关的差异基因,并于程序性坏死途径中发现了一个表达模块IFN-RIPK1/3,它可能是红鳍东方鲀抑制某些细菌病毒的关键免疫模块。在自噬-动物和m TOR信号通路中发现了一个共同的表达模块TSC1/2-m TORC1,它可能是红鳍东方鲀骨骼发育的关键调节模式,这些骨骼细胞发育相关基因的差异表达可能在红鳍东方鲀快速生长家系中发挥重要作用。在DElnc RNA靶基因KEGG富集到的通路中,发现三条与红鳍东方鲀生长发育相关的通路,分别是ECM受体相互作用通路、Wnt信号通路、MAPK信号通路。于ECM受体相互作用通路中富集到105个DElnc RNA靶基因。于Wnt信号通路通路中富集到179个DElnc RNA靶基因。于MAPK信号通路中富集到299个DElnc RNA靶基因。在DEcirc RNA靶基因KEGG富集到的通路中,发现三条表达显著的通路,分别是细胞粘附分子通路、SNARE在囊泡运输中的相互作用通路、胞吞作用通路。细胞粘附分子通路与免疫相关,富集到1个DEcirc RNA靶基因。SNARE在囊泡运输中的相互作用通路与癌细胞相关,富集到1个DEcirc RNA靶基因。胞吞作用通路也癌细胞相关,富集到1个DEcirc RNA靶基因。通过KEGG分析发现DEmi RNA的靶基因主要富集到了蛋白质的消化和吸收、m TOR信号通路、Wnt信号通路、过氧化物酶体等通路中。蛋白质的消化和吸收信号通路是富集DEmi RNA靶基差异最显著的信号通路,该信号通路富集到了3个DEmi RNA的靶基因。在m TOR通路中富集到2个DEmi RNA靶基因。在过氧化物酶体通路中富集到3个DElnc RNA靶基因。在Wnt信号通路中富集到3个DEmi RNA靶基因。本研究深入挖掘红鳍东方鲀肠道组织中生长相关基因以及非编码RNA,发掘了生长发育相关的表达模块以及免疫相关的模块,为后续培育优质品种提供参考。

关键词：红鳍东方鲀全转录组分析 mRNA 非编码RNA

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歌剧《沂蒙山》孙九龙的角色塑造与演唱分析

歌剧《沂蒙山》孙九龙的角色塑造与演唱分析

作者：陈瑞森广州大学

学位级别：硕士

广州高校校园篮球赛事的开展现状及优化策略研究 ——基于6所高校的实证调查

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广州高校校园篮球赛事的开展现状及优化策略研究 ——基于6所高校...

作者：胡灿森广州大学

学位级别：硕士

振兴“三大球”是体育强国建设的标志性任务,要遵循“三大球”发展规律,以服务人的全面发展和社会的全面进步为宗旨,要珍惜当前篮球发展的良好环境和基础,充分借助有利于篮球改革发展的机遇,扎实抓好篮球工作的重点、关键点和闪关点。... 详细信息

振兴“三大球”是体育强国建设的标志性任务,要遵循“三大球”发展规律,以服务人的全面发展和社会的全面进步为宗旨,要珍惜当前篮球发展的良好环境和基础,充分借助有利于篮球改革发展的机遇,扎实抓好篮球工作的重点、关键点和闪关点。篮球运动作为增进学生体质健康的途径之一,深受学生的青睐,不仅锻炼了学生的身体素质,还丰富了学生的文化生活,对学生各方面产生影响。随着我国学校体育政策的颁布和不断地推广发展,广州市高校校园篮球赛事已经普遍开展起来,但是高校校园篮球赛事的发展水平还不够高,因此本文旨在对广州市6所高校校园篮球赛事开展现状进行研究,总结开展过程中的经验和存在问题,并提出优化策略,为高校校园篮球赛事的良性发展提供一定的参考。本研究以广州市高校校园篮球赛事为研究对象,运用文献资料法、问卷调查法、个案分析法、比较分析法、访谈法、实地调查法等研究方法,对广州市高校校园篮球赛事的开展现状及存在的主要问题进行分析,进而总结出广州市高校校园篮球赛事发展的优化策略,通过篮球赛事利益相关者角度的实现方式进行分析,研究结论如下:通过对广州市6所高校校园篮球赛事开展现状进行实证调查发现:广州市高校校园篮球赛事的类型包括校际、校内和其他赛事,赛事的开展效果整体来说比较好,学生和教师的参与度较高,但性别比例不均衡,学生参与的赛事以校内的班级和院级居多,教师带队训练和比赛以校际赛事的球队居多,而且学生与教师对赛事开展的条件保障、宣传推广等各方面的满意度一般,对校园体育文化的影响主要体现在行为和精神方面;通过差异性分析发现不同高校学生在条件保障满意度和校园体育文化的认同度方面呈现显著性差异,不同性别对裁判水平的满意度,女生比男生高。6所高校的校园篮球赛事存在的主要问题包括:校园篮球赛事类型不够多样化;赛事经费投入较为单一;篮球赛事引发的学训矛盾问题;师资力量的发挥尚不够充分;地方政府对校园篮球赛事的关注度较低;校园篮球赛事的综合保障力度不足。基于上述研究结论结合利益相关者理论,对广州市高校校园篮球赛事提出优化策略。首先在核心利益相关者的分类角度上:加强学校对赛事的重视程度;完善学校的赛事运行;丰富校园篮球赛事的类型;学生学训的平衡发展;其次在中间利益相关者的分类角度上:提高政府对赛事的关注度;加大对校园篮球赛事的经费投入;充分发挥师资力量作用;最后在边缘利益相关者的分类角度上:多引进社会资源促进发展;加大校园篮球赛事的宣传力度。

关键词：高校篮球校园篮球赛事利益相关者优化策略

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基于深度学习的气象预报订正及系统设计

基于深度学习的气象预报订正及系统设计

作者：叶培森南京信息工程大学

学位级别：硕士

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基于内弹道加速度的出膛参数探测技术

基于内弹道加速度的出膛参数探测技术

作者：董浩森中北大学

学位级别：硕士