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Comparative transcriptome analysis between rhesus macaques(Macaca mulatta) and crab-eating macaques(M. fascicularis)

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Zoological Research 2024年第2期45卷 299-310页

作者： Yu-Xiang Mao Yamei Li zikun Yang Ning Xu Shilong zhang Xuankai Wang Xiangyu Yang Qiang Sun Yafei Mao Institute of Neuroscience State Key Laboratory of NeuroscienceCenter for Excellence in Brain Science&Intelligence TechnologyChinese Academy of SciencesShanghai 200031China Shanghai Center for Brain Science and Brain-Inspired Intelligence Technology Shanghai 201210China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Key Laboratory of Genetic Evolution&Animal Models Chinese Academy of SciencesKunmingYunnan 650201China Bio-X Institutes Key Laboratory for the Genetics of Developmental and Neuropsychiatric DisordersMinistry of EducationShanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200030China Zhiyuan College Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China Center for Genomic Research International Institutes of MedicineFourth Affiliated HospitalZhejiang UniversityYiwuZhejiang 322000China

Understanding gene expression variations between species is pivotal for deciphering the evolutionary diversity in phenotypes. Rhesus macaques(Macaca mulatta, MMU)and crab-eating macaques(M. fascicularis, MFA) serve as crucial nonhuman primate biomedical models with different phenotypes. To date, however, large-scale comparative transcriptome research between these two species has not yet been fully explored. Here, we conducted systematic comparisons utilizing newly sequenced RNA-seq data from84 samples(41 MFA samples and 43 MMU samples)encompassing 14 common tissues. Our findings revealed a small fraction of genes(3.7%) with differential expression between the two species, as well as 36.5% of genes with tissue-specific expression in both macaques. Comparison of gene expression between macaques and humans indicated that 22.6% of orthologous genes displayed differential expression in at least two tissues. Moreover,19.41% of genes that overlapped with macaque-specific structural variants showed differential expression between humans and macaques. Of these, the FAM220A gene exhibited elevated expression in humans compared to macaques due to lineage-specific duplication. In summary,this study presents a large-scale transcriptomic comparison between MMU and MFA and between macaques and humans. The discovery of gene expression variations not only enhances the biomedical utility of macaque models but also contributes to the wider field of primate genomics.

关键词： Crab-eating macaques Rhesus macaques Comparative transcriptomics Biomedical models Nonhuman primates RNA-seq Duplicated genes

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Unveiling the interaction mechanisms of key functional microorganisms in the partial denitrification-anammox process induced by COD

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环境科学与工程前沿(英文) 2023年第8期17卷 153-165页

作者： Guangjiao Chen Lan Lin Ying Wang zikun zhang Wenzhi Cao Yanlong zhang Key Laboratory of Marine Environmental Science College of the Environment and EcologyXiamen UniversityXiamen 361102China Fujian Key Laboratory of Coastal Pollution Prevention and Control College of Environment and EcologyXiamen UniversityXiamen 361102China Department of Civil and Environmental Engineering Graduate School of EngineeringTohoku UniversitySendaiMiyagi 980-8579Japan

Partial denitrification-anammox(PD-anammox)is an innovative process to remove nitrate(NO_(3)^(–)–N)and ammonia(NH4+–N)simultaneously from wastewater.Stable operation of the PD-anammox process relies on the synergy and competition between anammox bacteria and denitrifiers.However,the mechanism of metabolic between the functional bacteria in the PD-anammox system remains unclear,especially in the treatment of high-strength wastewater.The kinetics of nitrite(NO_(2)^–N)accumulation during denitrification was investigated using the Michaelis-Menten equation,and it was found that low concentrations of NO_(3)^–N had a more significant effect on the accumulation of NO_(2)^–N during denitrification.Organic matter was a key factor to regulate the synergy of anammox and denitrification,and altered the nitrogen removal pathways.The competition for NO_(2)^–N caused by high COD concentration was a crucial factor that affecting the system stability.Illumina sequencing techniques demonstrated that excess organic matter promoted the relative abundance of the Denitratesoma genus and the nitrite reductase gene nirS,causing the denitrifying bacteria Denitratisoma to compete with Cadidatus Kuenenia for NO_(2)^–N,thereby affecting the stability of the system.Synergistic carbon and nitrogen removal between partial denitrifiers and anammox bacteria can be effectively achieved by controlling the COD and COD/NO_(3)^(–)N.

关键词： PD-anammox process Nitrite accumulation COD Microbial interaction

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A Golden2-like transcription factor, BnGLK1a, improves chloroplast development, photosynthesis, and seed weight in rapeseed

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Journal of Integrative Agriculture 2024年第5期23卷 1481-1493页

作者： Qianwei zhang Yuanyi Mao zikun Zhao Xin Hu Ran Hu Nengwen Yin Xue Sun Fujun Sun Si Chen Yuxiang jiang Liezhao Liu Kun Lu Jiana Li Yu Pan Integrative Science Center of Germplasm Creation in Western China(Chongqing)Science City Southwest UniversityChongqing 400715China Academy of Agricultural Sciences Southwest UniversityChongqing 400715China Engineering Research Center of South Upland Agriculture Ministry of EducationChongqing 400715China Key Laboratory of Horticulture Science for Southern Mountainous Regions Ministry of Education/College of Horticulture and Landscape ArchitectureSouthwest UniversityChongqing 400715China

Enhancing photosynthetic efficiency is a major goal for improving crop yields under agricultural field conditions and is associated with chloroplast biosynthesis and development.In this study,we demonstrate that Golden2-like 1a(BnGLK1a)plays an important role in regulating chloroplast development and photosynthetic efficiency.Overexpressing BnGLK1a resulted in significant increases in chlorophyll content,the number of thylakoid membrane layers and photosynthetic efficiency in Brassica napus,while knocking down BnGLK1a transcript levels through RNA interference(RNAi)had the opposite effects.A yeast two-hybrid screen revealed that BnGLK1a interacts with the abscisic acid receptor PYRABACTIN RESISTANCE 1-LIKE 1-2(BnPYL1-2)and CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENIC 9 SIGNALOSOME 5A subunit(BnCSN5A),which play essential roles in regulating chloroplast development and photosynthesis.Consistent with this,BnGLK1a-RNAi lines of B.napus display hypersensitivity to the abscisic acid(ABA)response.Importantly,overexpression of BnGLK1a resulted in a 10%increase in thousand-seed weight,whereas seeds from BnGLK1a-RNAi lines were 16%lighter than wild type.We propose that BnGLK1a could be a potential target in breeding for improving rapeseed productivity.Our results not only provide insights into the mechanisms of BnGLK1a function,but also offer a potential approach for improving the productivity of Brassica species.

关键词： Brassica napus BnGLK1a chloroplast development photosynthetic efficiency yield

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Smart Breeding Platform:A web-based tool for high-throughput population genetics,phenomics,and genomic selection

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Molecular Plant 2024年第5期17卷 677-681页

作者： Huihui Li Xin Li Peng zhang Yingwei Feng Junri Mi Shang Gao Lele Sheng Mohsin Ali zikun Yang Liang Li Wei Fang Wensheng Wang Qian Qian Fei Gu Wenbin Zhou State Key Laboratory of Crop Gene Resources and Breeding Institute of Crop SciencesChinese Academy of Agricultural Sciences(CAAS)Beijing 100081China Nanfan Research Institute CAASSanyaHainan 572024China DAMO Academy Alibaba GroupHangzhou 310023China Hupan Lab Hangzhou 310023China Yazhouwan National Laboratory No.8 Huanjin RoadYazhou DistrictSanya CityHainan Province 572024China State Key Laboratory of Rice Biology China National Rice Research InstituteHangzhouZhejiang 310006China

Dear Editor,In the era of big data and artificial intelligence,"smart breeding"has become a broad conceptual framework encompassing the paradigm shift of crop breeding to relying on analysis of high-throughput population genetics and phenomics data to conduct genomic selection,allowing identification and optimal use of the genetic potential in crop species(Xiao et al.,2022;Xu et al.,2022;Wang et al.,2023).Most existing tools for analyzing high-throughput breeding data require extensive computational power,complex installation processes,and command-line expertise and are therefore challenging and inconvenient for the majority of researchers and breeders(Brandies and Hogg,2021).

关键词： breeding artificial breed

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考虑奖惩分配机制的畜禽粪污第三方治理演化博弈分析——基于“无过错责任原则”

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中国农业资源与区划 2024年第1期45卷 223-237页

作者：张浩胡子坤庄道元淮北师范大学经济与管理学院安徽淮北235000

[目的]为了有效推动我国畜禽养殖粪污治理,促进农业的可持续发展。[方法]文章基于组织行为视角,采用演化博弈的方法,构建畜禽粪污治理中养殖企业、第三方治理公司和地方政府的三方演化博弈模型,依据“无过错责任原则”,对养殖企业与第... 详细信息

[目的]为了有效推动我国畜禽养殖粪污治理,促进农业的可持续发展。[方法]文章基于组织行为视角,采用演化博弈的方法,构建畜禽粪污治理中养殖企业、第三方治理公司和地方政府的三方演化博弈模型,依据“无过错责任原则”,对养殖企业与第三方治理公司的责任进行界定,并引入奖惩分配机制,通过求解三方复制动态方程均衡点,对各主体的渐进式稳定条件进行了分析,运用MATLAB软件仿真了相关参数对系统稳定性的影响。[结果]奖惩力度、奖惩分配系数以及声誉收益的提高均对养殖企业和第三方治理公司的行为产生正向影响,且养殖企业较第三方治理公司表现出更强的收益敏感性,上级政府的政策支持和行政问责力度的增大以及地方政府监管成本的降低均可以有效避免地方政府监管缺位现象的发生。[结论]建议落实养殖企业和第三方治理公司的主体责任,设置合理的奖惩力度和分配系数。

关键词：奖惩分配机制畜禽粪污第三方治理演化博弈无过错责任原则

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融合多尺度特征卷积神经网络的多光谱图像压缩方法

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光学精密工程 2024年第4期32卷 622-634页

作者：张丽丽陈子坤潘天鹏屈乐乐沈阳航空航天大学电子信息工程学院辽宁沈阳110136

不同于普通图像压缩,多光谱图像压缩除了需要去除空间冗余同时还需要去除光谱间冗余,近年来研究表明端到端的卷积神经网络模型在图像压缩方面具有很好的性能,但对于多光谱图像压缩其编解码器并不能有效解决同时高效提取到多光谱图像空... 详细信息

不同于普通图像压缩,多光谱图像压缩除了需要去除空间冗余同时还需要去除光谱间冗余,近年来研究表明端到端的卷积神经网络模型在图像压缩方面具有很好的性能,但对于多光谱图像压缩其编解码器并不能有效解决同时高效提取到多光谱图像空间和光谱间特征的问题,同时也会忽略图像局部特征信息。针对以上问题,本文提出了一种融合多尺度特征卷积神经网络的多光谱图像压缩方法。所提出网络在压缩模型的编解码器中嵌入了可以提取出不同尺度下空间和光谱间特征信息的多尺度特征提取模块,以及可以用来捕捉局部空间信息和光谱信息的空间光谱间非对称卷积模块。实验表明,与传统算法如JPEG2000和3D-SPIHT以及深度学习方法相比,在Landsat-8的7波段和Sentinel-2的8波段数据集上所提出模型的峰值信噪比(PSNR)指标高于传统算法1-2dB。在平均光谱角度(MSA)指标的衡量下,所提出的模型在Landsat-8数据集上优于传统算法约8×10^(-3)rad,在Sentinel-2数据集上优于传统算法约2×10^(-3)rad。满足了多光谱图像压缩对空间和光谱间特征提取以及局部特征提取的要求。

关键词：空间光谱间特征非对称卷积卷积神经网络多光谱图像压缩

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缓凝型水泥浆液配合比优化及锚孔浆岩界面特性影响研究

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铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1954-1965页

作者：武朝光陈治亚李梓焜张学民刘进陈靖中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075

针对预应力锚杆后张法施工中自由段浆液流动性和缓凝效果差的工程难题,提出使用标准型聚羧酸减水剂作为掺加剂以实现水泥浆液缓凝并提高其工作性能,探究其对锚孔浆岩界面特性的影响。采用室内试验、SEM电镜扫描等手段,结合Matlab多目标... 详细信息

针对预应力锚杆后张法施工中自由段浆液流动性和缓凝效果差的工程难题,提出使用标准型聚羧酸减水剂作为掺加剂以实现水泥浆液缓凝并提高其工作性能,探究其对锚孔浆岩界面特性的影响。采用室内试验、SEM电镜扫描等手段,结合Matlab多目标优化等方法,对掺加减水剂的缓凝型水泥浆液的锚固性能及配合比优化展开研究,得出适用于预应力锚杆自由段的注浆材料及其最优配合比,并与现行规范推荐配合比进行锚孔横断面结石特性对比试验。研究结果表明:1)随着水灰比增大,水泥浆液的流动度和凝结时间增大,体积结石率和抗压强度减小;随着减水剂掺量的增大,水泥浆液的流动度和凝结时间增大,体积结石率减小,减水剂对浆液抗压强度影响较小;2)未掺加减水剂时,浆液结石体致密性随着水灰比的增大而降低,掺加减水剂使得浆液结石体表面局部存在相对较大尺度的孔或孔隙,对宏观结石体强度有一定影响;3)通过Matlab多目标优化方法推荐了缓凝型水泥浆液最优配合比为水灰比0.3,减水剂掺量1.85%,相关性能参数符合规范要求,且流动度与抗压强度较规范推荐配合比分别提升了72.3%和107%;4)浸水围岩会弱化浆岩界面的抗剪强度,因此在锚杆灌浆过程中保证横断面结石率有利于提高浆岩界面的抗剪强度,本文提出的最优配合比浆液抗剪强度优于规范推荐配合比浆液。

关键词：预应力锚杆自由段注浆材料聚羧酸减水剂工作性能配合比多目标优化

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新媒体环境下政府与企业在碳减排中的演化博弈分析

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黑河学院学报 2024年第6期15卷 50-54页

作者：胡子坤张浩淮北师范大学经济与管理学院安徽淮北235000

针对我国经济发展面临的碳减排问题,基于系统稳定性视角,以新媒体作为第三方监督力量,采用演化博弈的方法,构建了企业与政府的两方演化博弈模型,分析媒体报道的影响程度和真实性对博弈过程中政府和企业行为策略选择结果的影响,运用MATLA... 详细信息

针对我国经济发展面临的碳减排问题,基于系统稳定性视角,以新媒体作为第三方监督力量,采用演化博弈的方法,构建了企业与政府的两方演化博弈模型,分析媒体报道的影响程度和真实性对博弈过程中政府和企业行为策略选择结果的影响,运用MATLAB工具对演化过程进行仿真。结果表明:在碳排放监管中,媒体的介入会改变政府和企业的行为选择,媒体的准确高效报道会有效约束企业的碳排放行为,同时,能促进政府积极监管;若媒体对事件报道的真实性低,不仅会干扰政府的监管,还会加剧企业的违规行为。建议政府要加大对媒体的引导和规范,建立和完善科学、公正、合理的媒体监督机制及营造良好的舆论环境。

关键词：碳减排新媒体企业管理市场演化博弈

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高功率激光水平辐照花岗岩致裂成孔特性及成孔能效评价

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1433-1446页

作者：李梓焜张学民武朝光陈治亚乔世范王树英中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学交通运输学院湖南长沙410075

针对当前硬岩隧道钻爆法施工钻孔速度慢、钻头损耗大的工程难题,使用高功率激光水平辐照硬岩快速成孔替代传统PDC钻头钻孔,开展高功率激光水平辐照花岗岩成孔的可行性试验,分析高功率激光水平辐照花岗岩的致裂成孔特性;通过单轴压缩试... 详细信息

针对当前硬岩隧道钻爆法施工钻孔速度慢、钻头损耗大的工程难题,使用高功率激光水平辐照硬岩快速成孔替代传统PDC钻头钻孔,开展高功率激光水平辐照花岗岩成孔的可行性试验,分析高功率激光水平辐照花岗岩的致裂成孔特性;通过单轴压缩试验、扫描电子显微镜(SEM-EDS)和X射线衍射仪(XRD)衍射试验分析激光作用前后岩石的力学性能和微观物相演变;综合对比激光射孔与PDC钻头钻孔的破岩速度和比能。研究结果表明:岩石表面在激光持续辐照后形成“类爆炸坑”,产生的熔融物在重力作用下堆积在孔底,吸收了孔底处大部分的激光能量,抑制了孔底岩石的热裂反应;岩石的纵向破坏受重力影响导致上下孔壁熔融物分布不均匀,随着激光持续辐照,岩孔中心将不断向下偏离光斑入射点;经功率为4.5 kW的激光水平辐照10 s后,岩样的单轴抗压强度从63.31 MPa降低至42.36 MPa,其原因是钠长石分解引起岩样中黑云母的质量分数增加;功率为4.5 kW激光射孔的破岩速度较PDC钻头钻孔的破岩速度提高95.03%,比能增加15.3%,证明了高功率激光水平辐照硬岩成孔的有效性。

关键词：隧道工程激光破岩成孔特性热裂特性成孔能效

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凝胶电解质离子电导率测试装置的设计与应用

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电源技术 2024年第6期48卷 1069-1073页

作者：杨亦湾赵晓张梦李子坤深圳市贝特瑞新能源技术研究院有限公司广东深圳518122

通过开发一种可准确测量凝胶聚合物电解质离子电导率的新型盛器式装置,一方面可以固定电解质尺寸,提高离子电导率测试的一致性和重现性;另一方面可以原位监测凝胶聚合物电解质的固化过程,确定电解质的最短固化时间。实验结果表明,该装... 详细信息

通过开发一种可准确测量凝胶聚合物电解质离子电导率的新型盛器式装置,一方面可以固定电解质尺寸,提高离子电导率测试的一致性和重现性;另一方面可以原位监测凝胶聚合物电解质的固化过程,确定电解质的最短固化时间。实验结果表明,该装置测量同批次凝胶聚合物电解质的离子电导率的相对标准偏差在7%以内,不同时间段测得的相对标准偏差在2%以内,同时获得凝胶聚合物电解质在50℃下的最短固化时间为15 h。此外,利用该装置筛选出的高离子电导率的凝胶聚合物电解质所组装的电池具有优异的电化学性能。实验结果证明,该装置可以准确获得凝胶聚合物电解质的离子电导率及最短固化时间,筛选出电性能优异的电解质。

关键词：凝胶聚合物电解质盛器式装置离子电导率固化

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