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数智化知识生态系统的稳态演化与知识生成能力分析——基于耗散结构理论

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情报资料工作 2024年

作者：李佳轩储节旺安徽大学管理学院南京大学信息管理学院

[目的/意义]数智赋能为区域知识创新提供了新的知识生成逻辑，不仅加速了系统内部的知识流动，也提高了区域间的知识耦合程度。探索数智赋能下知识生态系统新的演化逻辑与知识生成能力，能够提高我国的区域知识创新水平与知识生成能力。... 详细信息

[目的/意义]数智赋能为区域知识创新提供了新的知识生成逻辑，不仅加速了系统内部的知识流动，也提高了区域间的知识耦合程度。探索数智赋能下知识生态系统新的演化逻辑与知识生成能力，能够提高我国的区域知识创新水平与知识生成能力。[方法/过程]根据耗散结构理论，将布鲁塞尔模型转译后应用于数智化知识生态系统，分析数智化知识生态系统的演化过程。之后提出数智赋能下区域的数智赋能水平-知识管理能力指标，并利用数据进行实证分析以此得出相应结论。[结果/结论]知识生态系统在数智赋能下具备新的耗散稳态特征，同时在数智技术的推动下，知识生态系统的构成、演化与知识生成能力都发生了明显改变。

关键词：数智化知识生态系统系统演化知识生成耗散结构理论

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中国兽类分类与系统演化研究进展

兽类学报 2021年第5期41卷 502-524页

作者：余文华何锴范朋飞陈炳耀李晟刘少英周江杨奇森李明蒋学龙杨光吴诗宝卢学理胡义波李保国李玉春江廷磊魏辅文吴毅广州大学生命科学学院广州510006 南方医科大学基础医学院广州510515 中山大学生命科学学院广州510275 南京师范大学生命科学学院南京210046 北京大学生命科学学院北京100871 四川省林业科学研究院成都610081 贵州师范大学喀斯特研究院贵阳550001 中国科学院动物研究所北京100101 中国科学院昆明动物研究所昆明650223 华南师范大学生命科学学院广州510631 西北大学生命科学学院西安710069 山东大学(威海)海洋学院威海250100 东北师范大学环境学院长春130117

中国兽类(即哺乳动物)种类繁多,对维持生态平衡发挥着重要的作用。自John R.Reeves于1829—1834年在我国广东开展兽类调查以来,近200年我国兽类分类及系统学研究取得了令世人瞩目的进步和发展。目前中国已知的兽类物种数已达686种,约占... 详细信息

中国兽类(即哺乳动物)种类繁多,对维持生态平衡发挥着重要的作用。自John R.Reeves于1829—1834年在我国广东开展兽类调查以来,近200年我国兽类分类及系统学研究取得了令世人瞩目的进步和发展。目前中国已知的兽类物种数已达686种,约占全世界兽类种数的10%,是世界上兽类物种多样性最丰富的国家之一。随着我国对生态环境保护的重视,生态环境日益改善,但全球气候变化、生境破碎化、人类活动增加及人兽共患重大疫情涌现等问题仍十分突出,兽类多样性调查及分类学研究的必要性越发明显。同时,兽类分类学这门古老而传统的学科也在不断引入各种新方法与技术,如整合分类学、标本数字化、模式标本测序、便携式测序技术及基于深度学习技术的物种识别鉴定等,分类学研究的成果及应用在近年得到了飞速发展。动物分类学作为传统的基础学科,是遗传学、生理学、生态学、医学、药学等现代生物学的基石。然而,由于学科特征和差异等原因,该学科近年来没有得到足够的重视,导致出现了学科萎缩和分类学人才后继无人的危机。因此,从国家层面对分类学、形态学等基础学科的人才培养、课题设置和资金投入等,予以特殊的政策支持,十分必要,也亟待解决。

关键词：兽类(哺乳动物) 分类学系统演化

大戟科地构叶属比较基因组学研究 ————兼论蓖麻族系统演化

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大戟科地构叶属比较基因组学研究 ——...

作者：袁国芳西南林业大学

学位级别：硕士

测序技术的快速发展促使物种参考基因组指数式增长,众多非模式植物基因组的测序填补了植物基因组数据的短板,结合比较基因组学手段极大地促进了我们对植物系统演化以及生物多样性形成的理解。地构叶属(Speranskia)是大戟科(Euphorbiace... 详细信息

测序技术的快速发展促使物种参考基因组指数式增长,众多非模式植物基因组的测序填补了植物基因组数据的短板,结合比较基因组学手段极大地促进了我们对植物系统演化以及生物多样性形成的理解。地构叶属(Speranskia)是大戟科(Euphorbiaceae)蓖麻族(tribe Ricineae)的中国特有类群,按分布从北到南依次为地构叶(S.tuberculate),广东地构叶(S.cantonensis)以及云南地构叶(S.yunnanensis)该属是研究中国南北替代分布格局形成和基因组适应性进化的理想植物类群,然而该类群基础研究落后,甚至其在大戟科中的系统位置还存在争论。本研究,我们利用全基因组测序数据从头组装了高质量染色体水平的地构叶、广东地构叶以及同为蓖麻族的假奓包叶(Discocleidion rufescens)基因组,此外,对3个基因组进行重复序列注释、基因结构预测,同时联合已发表的大戟科特别是铁苋菜亚科的近缘类群基因组进行比较基因组学分析,旨在提供地构叶属植物的参考基因组,并对其基因组结构特征和该类群的起源演化进行初步探讨,主要结果总结如下:(1)基于Illumina、三代测序数据组装了地构叶,广东地构叶以及假奓包叶参考基因,组装后基因组大小分别约377.33 Mb(contig N50=2.67 Mb),416.15 Mb(contig N50=15.41 Mb),1.90 Gb(contig N50=5.27 Mb)。结合HiC测序数据对contig水平基因组序列进行辅助组装,地构叶和广东地构叶contig均被锚定到7条假染色体上,scaffold N50长度分别到达了54.11 Mb和56.38 Mb,假奓包叶contig序列被定位到10条染色体上,挂载后scaffold N50约185.75 Mb,实现了三个物种参考基因组从contig水平到染色体水平的提高。通过BUSCO评估组装完整性与连续性,评估结果均大于95%,此外将组装后的基因组与二代数据进行比对,比对高达99.54%且测序平均深度大于44.28×,体现了所组装的基因组高精确性和完整性。(2)对地构叶、广东地构叶及假奓包叶基因组中的重复序列、nc RNA以及编码基因预测其结果表明,地构叶和广东地构叶的基因组所中含重复序列约61%,假奓包叶基因组85%是重复序列,且三个物种都注释到多种非编码RNA。此外基于地构叶、广东地构叶以及假奓包叶基因组预测得到的蛋白编码基因数量分别为22227,23449以及41650个,蛋白编码基因的功能注释结果表明98%以上的蛋白编码基因具有相应的功能。(3)基于单拷贝直系同源基因,通过系统发育分析并结合最新大戟科化石证据推算出,蓖麻族与大戟科其他类群在6000万年前发生分化。在蓖麻族内,蓖麻属和假奓包叶属构成姊妹类群;云南地构叶为地构叶属基部类群,地构叶和广东地构叶存在更近的亲缘关系,同时对蓖麻族五个物种染色体共线性分析支持了该结果。结合古地理和古气候及现今分布推断,地构叶属可能于始新世中期起源于现今我国南部的热带地区,其祖先类群随着晚渐新世东亚季风持续加强导致的中国南北气候区形成,从而产生了分化,这种分化很有可能是不同祖先群体分别适应中国纬度梯度下降水和温度的差异所导致。该研究填补了蓖麻族内部物种系统发育关系的空白,此外我们所组装的染色水平体基因组数据不仅为研究蓖麻族基因组的演化提供了遗传基础,也为未来从分子遗传水平进行大戟科系统分类的研究提供了宝贵数据。

关键词：基因组学染色体水平基因组系统演化蓖麻族地构叶属

鲤性别决定位点定位及wnt基因家族的系统演化分析

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鲤性别决定位点定位及wnt基因家族的系统演化分析

作者：薛亚果河南师范大学

学位级别：硕士

鲤(Cyprinus carpio)广泛分布于欧亚各个水域中,具有悠久的养殖驯化历史。我国具有丰富的鲤种质资源,包括黄河鲤、荷包红鲤、松浦镜鲤等多种品种和品系。鲤所具有的遗传多样性和异源四倍体基因组特征使得对该物种的研究越来越广泛,分别... 详细信息

鲤(Cyprinus carpio)广泛分布于欧亚各个水域中,具有悠久的养殖驯化历史。我国具有丰富的鲤种质资源,包括黄河鲤、荷包红鲤、松浦镜鲤等多种品种和品系。鲤所具有的遗传多样性和异源四倍体基因组特征使得对该物种的研究越来越广泛,分别涉及到免疫、进化及遗传等各个领域里。近年来,随着测序技术的发展,与鲤相关的基因组、转录组等多个组学尺度的数据资源相继公布,这为相关研究提供了更多的技术和数据支持。在人工养殖环境下,鲤雌性个体与雄性个体相比具备显著的生长优势。在生产上往往期望通过单性养殖来实现养殖效益最大化,因此开展养殖群体的性别控制技术研究具有重大的产业价值。鲤为异源四倍体鱼类,至今尚无明确的性别决定基因及精确的性别决定位点,因此本研究以多倍体为背景展开了基于混池重测序的异源四倍体鲤性别决定位点的定位及候选基因的挖掘、表达等分析。因wnt基因家族成员在脊椎动物性别调控中的重要作用,本文还对wnt基因家族的倍性演化、系统发育、转录表达等进行了系统的分析,探究该家族成员在性别调控及其他调控中的潜在作用。结果如下:1.异源四倍体鲤性别决定位点定位本研究基于雌、雄混池重测序的手段对异源四倍体鲤的性别决定位点进行了探究。分别对雌、雄群体中多态性位点进行Fisher检验和F扫描分析,最后得到86个显著性SNP位点,其中最显著的SNP位点位于鲤B03号染色体上。此外,在显著性位点中发现存在部分连锁的SNP位点,推测这些位点可能与鲤性别决定存在一定的关联性,但这在今后需要确切的实验证据来对这些位点进行验证。对显著性位点上下游的基因进行注释并通过功能筛选,挑选到zp3、wnt2、sox9b、fzd4、fzd6基因作为候选基因。通过将候选基因在鲤雌雄性腺转录组中的表达情况分析发现,sox9b和fzd4基因在鲤雄性性腺中具有相对较高的表达水平,推测其可能在鲤雄性性腺的发育等过程中具有一定的调控作用。2.Wnt基因家族的系统演化分析本研究考虑到候选基因wnt在性别调控方面可能发挥一定的作用,因此选取wnt基因家族作为研究对象,并在异源四倍鲤的近缘二倍体祖先物种四须鲃及白甲鱼中进行了系统演化解析。通过全基因组范围内的检索,分别在鲤、四须鲃及白甲鱼中鉴定到了49个、24个和23个wnt基因,其四倍体物种基因数目接近于二倍体物种的两倍,拥有更多的拷贝基因,这与鲤发生的4R WGD事件相吻合。系统发育分析将其wnt基因家族共分为12个亚家族,每个亚家族在进化上都具有一定的保守性。不同的亚家族在基因结构上存在差异,外显子数目及motif分布也具有一定的差异性。同时基于物种内及物种间的共线性结果分析揭示了四倍体与二倍体之间具有较好的共线性关系,同时也存在基因丢失的现象。3.Wnt家族基因的转录表达分析转录表达分析表明,wnt家族基因中存在同源拷贝基因之间的表达水平差异现象,暗示了可能在经历全基因组复制事件后,同源基因对之间发生了功能分化现象,如亚功能化或者新功能化。Wnt家族基因在胚胎发育的特定阶段具有一定的转录调控作用,同时存在部分wnt基因在成鱼组织中具有特异性表达的现象。嗜水气单胞菌及鲤疱疹病毒在对鲤感染的不同阶段,存在部分wnt基因表达上调来调节机体的免疫应答。鲤wnt基因家族的系统研究为理解硬骨鱼类基因组进化提供了一定的线索。对该家族基因的更加深入的研究有望对鱼类经济性状的遗传解析及免疫反应带来更多的线索。

关键词：鲤性别决定定位 wnt基因家族系统演化转录表达

基于叶绿体DNA变异的山荆子种质遗传多样性和系统演化

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中国农业科学 2020年第3期53卷 600-611页

作者：高源王大江王昆丛佩华张彩霞李连文朴继成中国农业科学院果树研究所/农业部园艺作物种质资源利用重点实验室

【目的】山荆子是中国原产苹果属植物中分布最广泛的种,母系遗传的叶绿体基因组的非编码区适用于较低的分类阶元(如科、属)的系统研究。对野外考察新收集的山荆子种质的叶绿体DNA(cpDNA)非编码区进行测序,解析其序列遗传变异,从母系遗... 详细信息

【目的】山荆子是中国原产苹果属植物中分布最广泛的种,母系遗传的叶绿体基因组的非编码区适用于较低的分类阶元(如科、属)的系统研究。对野外考察新收集的山荆子种质的叶绿体DNA(cpDNA)非编码区进行测序,解析其序列遗传变异,从母系遗传基因的角度探究山荆子不同居群的遗传多样性和系统演化关系,为我国山荆子种质资源的起源演化以及收集和保护提供理论依据。【方法】利用4对叶绿体DNA引物扩增新收集的215份山荆子种质资源的4个非编码区trnH-psb A、trnS-trnG spacer+intron、trnT-5’trnL和5’trnL-trnF,对每个基因间区正反向测序获得的序列进行人工校对后,使用MEGA 7.0进行序列拼接和比对,并构建山荆子不同居群间基于遗传距离的Neighbour-Joining系统发育树;使用DnaSP ver5.10.01计算叶绿体DNA的遗传多样性参数,计算不同居群间的基因流和基因分化;利用Arlequin v3.5分析标准分子变异(AMOVA);运用NetWork ver4.***.1.2构建种内居群间的叶绿体DNA单倍型邻接网络关联图。【结果】4个叶绿体DNA非编码区经测序、拼接、比对和合并之后的片段长度为3 777 bp,共有171个多态性变异位点,其中包含150个插入-缺失位点、20个简约信息位点和1个单一突变位点。在215份山荆子种质中,trnH-psb A、trnS-trnG spacer+intron、trnT-5’trnL和5’trnL-trnF区域的变异位点数量分别为26、32、103和10个,单倍型数量分别为8、8、6和4个,合并之后的叶绿体DNA片段的单倍型为24个。核苷酸多样性最高的区域为trnT-5’trnL(Pi=0.01174),单倍型(基因)多样性最高的为trnS-trnG spacer+intron(Hd=0.599),最低的为5’trnL-trnF(Hd=0.228)。215份山荆子种质叶绿体DNA多样性较高(Hd=0.727,Pi=0.00577)。Tajima’s D检验中,4个cpDNA区域在各检验水平上均不显著,检测的4个cpDNA区域在进化上遵循中性模型。AMOVA分析表明遗传变异主要存在于群体内部。【结论】供试4个叶绿体DNA非编码区适合苹果属山荆子种质遗传多样性和系统演化分析。在叶绿体DNA水平导致山荆子群体进化的原因不是自然选择,而是突变压力和遗传漂变。群体间遗传分化与其地理距离不完全相关。山荆子可能为多点起源,推测黑龙江和吉林,内蒙古,甘肃和山西为3个可能的起源地区。

关键词：山荆子叶绿体DNA 非编码区遗传多样性系统演化

我国运动员退役安置系统特征、演化及调控机制——基于复杂适应系统理论

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北京体育大学学报 2021年第4期44卷 69-81页

作者：杨尚剑山东大学体育学院山东济南250061

借助于复杂适应系统理论,从基本点、结构构成和适应机制等方面分析了我国运动员退役安置的系统特征,在此基础上梳理了我国运动员退役安置系统的演化过程,并进一步提出了系统的调控机制。研究发现:1)我国运动员退役安置系统与复杂适应系... 详细信息

借助于复杂适应系统理论,从基本点、结构构成和适应机制等方面分析了我国运动员退役安置的系统特征,在此基础上梳理了我国运动员退役安置系统的演化过程,并进一步提出了系统的调控机制。研究发现:1)我国运动员退役安置系统与复杂适应系统特征契合度高,它由政策制度系统、市场经济系统、社会环境系统以及多元主体系统四个子系统构成,主体的适应过程是"自下而上"对外部环境变化的"刺激—响应"过程。2)根据我国运动员退役安置系统演化过程中的主体涌现情况、系统交互情况、结构复杂情况以及自组织与他组织的有序情况,将我国运动员退役安置系统演化分为起始阶段(1949—1977年)、徘徊阶段(1978—2001年)、发展阶段(2002—2013年)以及创新阶段(2014—)。3)对我国运动员退役安置系统演化进行调控应立足于系统演化的特征与机制,充分考虑不同适应主体的自组织能力以及环境的外部影响,从改变"构建块"的组合方式、增强多元主体的"自适应"能力以及建立新的"标识"等方面建立系统的调控机制。

关键词： CAS理论退役运动员安置系统特征系统演化调控机制

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社会稳定风险事件的系统演化视角分析

学海 2019年第4期 135-141页

作者：李姚姚彭宗超清华大学公共管理学院/中国社会风险评估研究中心/应急管理研究基地清华大学公共管理学院党委清华大学中国社会风险评估研究中心/应急管理研究基地北京100084

社会稳定风险定义为因各种原因和动机,一定数量人群采取多种行动危害社会秩序的可能性,社会稳定风险事件是该风险的实际爆发。社会稳定风险通常不是单一因素导致的,需要从系统或整体演化论的视角把握。根据马克思主义和系统演化理论,文... 详细信息

社会稳定风险定义为因各种原因和动机,一定数量人群采取多种行动危害社会秩序的可能性,社会稳定风险事件是该风险的实际爆发。社会稳定风险通常不是单一因素导致的,需要从系统或整体演化论的视角把握。根据马克思主义和系统演化理论,文章认为社会系统可以从意识形态系统、国家治理系统、经济运行系统三个耦合系统来把握,三个系统在强维生力和弱维生力状态下都会产生社会稳定风险。我国不同时期社会稳定风险事件是由三个子系统出现强或弱维生力时造成系统不匹配而引发的。基于系统演化的社会稳定风险治理需要厘清意识形态、提高有效治理水平、加强市场监管以改善维生力水平,达到适度维生力状态,实现整体稳定。

关键词：社会稳定风险系统演化耦合系统风险治理

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农业与旅游产业融合系统演化机制研究

湘潭大学学报（哲学社会科学版） 2019年第2期43卷 63-68页

作者：方世敏王海艳湘潭大学商学院湖南湘潭411105

农业与旅游产业融合作为一种产业发展趋势,对产业增长及转型具有重要意义。基于自组织系统理论,分析了农业与旅游产业融合系统的耗散特征,采用基于主成分的序参量识别模型,建立了农业与旅游产业融合系统演化方程,基于2003—2011年数据,... 详细信息

农业与旅游产业融合作为一种产业发展趋势,对产业增长及转型具有重要意义。基于自组织系统理论,分析了农业与旅游产业融合系统的耗散特征,采用基于主成分的序参量识别模型,建立了农业与旅游产业融合系统演化方程,基于2003—2011年数据,对我国农业与旅游产业融合系统演化进行了实证分析。研究发现,农业与旅游产业融合系统从无序向有序发展关键在于农业产业发展自身需求、旅游产业强关联性、市场需求、范围经济追求等自组织因素和产业政策、技术创新、经济发展水平、资源环境生态导向等他组织因素之间的非线性相互作用;发展导向变量是农业与旅游产业融合系统序参量,支配着系统的演化,且随着时间的推移,其支配力量越来越强;在农业与旅游产业融合过程中,应充分发挥导向变量的支配作用,关注农业的可持续发展,以市场需求为导向,以生态环境为准绳,加大政府扶持力度。

关键词：农业与旅游产业融合自组织系统演化

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系统演化的作战体系对抗结构模型

火力与指挥控制 2013年第9期38卷 91-94页

作者：贾子英闫飞龙唐岩辉海军陆战学院广州510430 海军航空兵学院辽宁葫芦岛125000

作战体系对抗形成的交战系统是一个复杂系统,作战体系对抗表现为交战系统的演化过程。在分析交战系统及其组成的基础上,分别研究作战体系和交战网的演化,建立作战体系对抗结构模型及其算法流程,并进行实例分析。研究成果可为体系对抗的... 详细信息

作战体系对抗形成的交战系统是一个复杂系统,作战体系对抗表现为交战系统的演化过程。在分析交战系统及其组成的基础上,分别研究作战体系和交战网的演化,建立作战体系对抗结构模型及其算法流程,并进行实例分析。研究成果可为体系对抗的相关研究提供参考。

关键词：体系对抗结构模型系统演化作战体系