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色素等次生代谢产物对盐胁迫的应答机制的研究进展

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分子植物育种 2024年

作者：赵利强汤睿齐润楠王蕊贾晋内蒙古科技大学生命科学与技术学院

土壤盐渍化问题日趋加剧，影响着农作物生长发育，威胁着人类粮食安全。次生代谢产物在植物应对盐胁迫中发挥着关键作用，其中类胡萝卜素和花青素不仅是植物体内主要的呈色物质，也是重要的氧自由基清除物质，转录因子通过调控类胡萝卜... 详细信息

土壤盐渍化问题日趋加剧，影响着农作物生长发育，威胁着人类粮食安全。次生代谢产物在植物应对盐胁迫中发挥着关键作用，其中类胡萝卜素和花青素不仅是植物体内主要的呈色物质，也是重要的氧自由基清除物质，转录因子通过调控类胡萝卜素和花青素代谢相关基因的表达以影响其含量，进而影响植物的耐盐性；叶绿素作为重要的光合色素之一，其含量及荧光参数的稳定也是植物耐盐性的一种表现；挥发性香气物质是瓜香和果香的重要来源，也是果蔬植物重要的品质指标，其合成及含量受盐胁迫影响，且香气合成关键酶乙醇脱氢酶（alcohol dehydrogenase， ADH）基因的过表达提高了拟南芥的耐盐性；植物激素作为一种痕量的活性物质，在盐胁迫信号转导、渗透调节诱导等过程中发挥着关键作用；白藜芦醇是一种强的氧自由基清除物质，可有效的清除盐胁迫产生的活性氧，减少过氧化物的积累；芥子油苷是一种重要的信号分子，主要调控水通道蛋白，降低盐胁迫中Cl-的毒害作用。上述物质在植物应对盐胁迫中均发挥着重要作用，本文综述了类胡萝卜素、花青素、叶绿素、挥发性香气物质、植物激素、白藜芦醇和芥子油苷等次生代谢产物对盐胁迫的应答机制，对未来深入开展盐胁迫对植物次生代谢产物合成的研究提出了独到的见解，旨在为今后开展植物响应盐胁迫的生理生化及分子机制研究提供理论依据。

关键词：盐胁迫次生代谢产物应答机制耐盐性

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用于细胞活性研究的高重频脉冲磁场装置

电工技术学报 2024年第13期39卷 3907-3916页

作者：樊俊显张绍哲李可欣相文佩韩小涛华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心武汉430074 强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 武汉430074 华中科技大学同济医学院生殖健康研究所武汉430074

一定时间的脉冲磁场序列可刺激某些类型的细胞和组织产生有益的生物效应。由于磁体本质上是一个大感性负载,难以同时实现磁体电流的高di/dt和高精度调节。为此,该文提出一种两级联合调控拓扑,前级电路为同步降压电路,用于实现di/dt随磁... 详细信息

一定时间的脉冲磁场序列可刺激某些类型的细胞和组织产生有益的生物效应。由于磁体本质上是一个大感性负载,难以同时实现磁体电流的高di/dt和高精度调节。为此,该文提出一种两级联合调控拓扑,前级电路为同步降压电路,用于实现di/dt随磁场期望值同步调节,后级电路是桥式电路,用于实现脉冲磁场波形周期、振幅、稳定度、刺激间隔等参数的控制,为了实现电流从快速上升到稳定值的平滑过渡,引入一种由滞环控制器和PI控制器组成的混合型控制器。在此基础上,研制了频率范围为1 Hz~5 kHz、脉冲边沿小于50μs、可调精度为0.1 mT、峰值强度高达10 mT的便携式高频脉冲磁场发生装置样机,并应用于脉冲磁场对高龄小鼠的体外成熟卵母细胞受精和胚胎发育能力影响的研究。在脉冲磁场作用下囊胚形成率从15.15%提高至52.94%,表明脉冲磁场显著促进了高龄小鼠体外成熟卵母细胞的发育能力。

关键词：重频脉冲磁场细胞活性磁场发生装置混合型控制器

盐爪爪ZEP基因克隆及不同浓度NaCl处理下表达分析

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分子植物育种 2024年

作者：李朋敏赵利强赵亚茹王凤硕万明扬贾晋内蒙古科技大学生命科学与技术学院

本研究克隆了盐生植物盐爪爪ABA合成关键酶玉米黄质环化酶ZEP基因，并探究了其在不同浓度NaCl胁迫下的表达模式。结果发现，盐爪爪ZEP基因的cDNA全长为1 998 bp，编码665个氨基酸。生物信息学分析发现，该基因编码的蛋白不存在信号肽及... 详细信息

本研究克隆了盐生植物盐爪爪ABA合成关键酶玉米黄质环化酶ZEP基因，并探究了其在不同浓度NaCl胁迫下的表达模式。结果发现，盐爪爪ZEP基因的cDNA全长为1 998 bp，编码665个氨基酸。生物信息学分析发现，该基因编码的蛋白不存在信号肽及跨膜结构、具有ZEP家族蛋白的典型的黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)结构域及叉头相关(FHA)结构域及三级结构，且结构稳定，推测其编码ZEP家族蛋白，因此将其命名为KfZEP；系统进化树分析表明，KfZEP基因编码蛋白序列与藜科植物藜麦、菠菜、甜菜、苋菜的ZEP蛋白序列相似度最高。不同浓度NaCl处理下，盐爪爪ZEP基因的相对表达量呈现“先升后降”的变化趋势，在250 mmol/L NaCl处理下基因表达水平达到了最高值，表明了盐爪爪ZEP基因表达受到了NaCl胁迫的诱导。本研究有助于挖掘耐盐基因用于农作物耐盐新品种的选育，进而提高盐渍土的利用率。

关键词： NaCl胁迫盐爪爪玉米黄质环化酶基因基因克隆基因表达分析

高重复频率、高功率高次谐波极紫外光源进展及应用

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中国激光 2024年第7期51卷 3-21页

作者：魏子娟高熙泽孟翔宇李政言张庆斌兰鹏飞陆培祥华中科技大学光学与电子信息学院湖北武汉430074 华中科技大学物理学院湖北武汉430074 华中科技大学武汉光电国家研究中心湖北武汉430074 湖北光谷实验室湖北武汉430074

超短超强激光脉冲驱动的高次谐波是一种极紫外到软X射线波段的光源,具有指向性好、时空相干性高、亮度高等优点。高次谐波不但是在阿秒时间尺度上研究电子动力学的基础,而且其各类技术优点也使之成为一种有效的桌面型极紫外相干光源,在... 详细信息

超短超强激光脉冲驱动的高次谐波是一种极紫外到软X射线波段的光源,具有指向性好、时空相干性高、亮度高等优点。高次谐波不但是在阿秒时间尺度上研究电子动力学的基础,而且其各类技术优点也使之成为一种有效的桌面型极紫外相干光源,在集成电路制造在线检测、材料科学、生物医药等领域中具有广泛应用。然而,受限于传统钛蓝宝石固体飞秒激光的平均功率和高次谐波传播过程中的转换效率,目前高次谐波极紫外光源的平均功率亟待提高。介绍了高重复频率、高平均功率高次谐波极紫外光源的产生方式及其应用。首先介绍了光纤、固体、啁啾光学参量放大器等新型高重复频率、高平均功率飞秒激光驱动源在高次谐波产生方面的研究进展,之后讨论了激光高次谐波在弱电离气体介质中的宏观传播效应和相位匹配条件。在此基础上,介绍了高平均功率高次谐波极紫外光源在成像检测方面的应用。

关键词：非线性光学高次谐波极紫外光源飞秒激光器极紫外成像检测

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固态发酵改善棉籽粕品质的研究

水生生物学报 2024年第3期48卷 405-412页

作者：邹峰余贾冰玉郑华赵述淼罗智刘志博柯江谭肖英华中农业大学水产学院武汉430070 华中农业大学生命科学技术学院武汉430070

通过固态发酵对棉籽粕进行品质改善,并探究其发酵后感官评价、抗营养因子含量及粗蛋白、总酸、酸溶蛋白的变化,为棉籽粕在水产养殖行业中的应用提供理论基础。研究首先探究了枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)单菌发酵棉籽粕降解其抗营... 详细信息

通过固态发酵对棉籽粕进行品质改善,并探究其发酵后感官评价、抗营养因子含量及粗蛋白、总酸、酸溶蛋白的变化,为棉籽粕在水产养殖行业中的应用提供理论基础。研究首先探究了枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)单菌发酵棉籽粕降解其抗营养因子含量的最佳接种量、水料比和时间。研究结果表明,当接种量达到11%为最佳,水料比在(0.6—0.8﹕1)最佳,当发酵时间达到60h后,各抗营养因子的降解率达到最高。随后采用酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)配合枯草芽孢杆菌,同时在底物中添加植酸酶及纤维素酶溶液进行混菌固态发酵,并对最佳混菌比例以及酶液添加比例进行探究,结果表明,当枯草芽孢杆菌、酿酒酵母和植物乳杆菌的混菌比例为1﹕1﹕2时综合效果最佳,纤维素酶添加比例为1.25%,植酸酶添加比例为0.10%,降解抗营养因子的效果最佳。随后,以此条件进行混菌发酵,结果表明,混菌发酵棉籽粕在感官评定上要优于单菌发酵,棉籽粕中游离棉酚降解率达到40.13%,植酸降解率达到34.92%,单宁降解率达到40.24%,粗蛋白提升了10.26%,酸溶蛋白提升了59.2%,总酸提升了79.49%。因此,研究为提高棉籽粕的饲用价值提供参考,有利于提高棉籽粕在水产饲料中的添加水平。

关键词：棉籽粕固态发酵纤维素酶植酸酶抗营养因子酸溶蛋白

基于连续化制备的核壳结构压感纤维阵列式精准轮廓识别垫

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中国科学：技术科学 2024年第4期54卷 665-677页

作者：欧阳静宇欧阳举胡佳雨刘晓娟李攀杨麦萍王佳希侯冲张其冲陶光明华中科技大学武汉光电国家研究中心武汉430074 华中科技大学材料科学与工程学院材料加工与模具技术国家重点实验室武汉430074 华中科技大学计算机科学与技术学院武汉430074 华中科技大学光学与电子信息学院武汉430074 中国科学院多功能材料与轻巧系统重点实验室中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所苏州215123

记录和理解外界压力刺激对于人与周围环境交互的研究和智能机器人的开发具有重要意义.现有的压力传感设备多为刚性结构难以自然贴附于物体表面,且低密度传感单元使得物体压力特征信息的获取受到限制,一种可适形、全覆盖、高密度的压力... 详细信息

记录和理解外界压力刺激对于人与周围环境交互的研究和智能机器人的开发具有重要意义.现有的压力传感设备多为刚性结构难以自然贴附于物体表面,且低密度传感单元使得物体压力特征信息的获取受到限制,一种可适形、全覆盖、高密度的压力传感与分析系统亟待研究.本文采用湿法纺丝工艺连续化制备了芯层为混纺导电芯材,包层为碳纳米管掺杂的聚氨酯的核壳结构压感纤维,通过缝纫、刺绣方式在织物表面构筑经纬结构的交叉点压力传感阵列.结合阵列数据采集实时捕获压力图谱帧,基于深度学习卷积神经网络驱动的算法模型,实现了物体轮廓识别垫对环境物体的轮廓精准分类识别.该识别系统准确率高达99.4%,证明了其在提取物体的压力信息和揭示物体的形态特征的应用潜能.

关键词：压感纤维传感织物阵列数据采集深度学习卷积神经网络

多场调控金属激光增材制造研究现状与展望(特邀)

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中国激光 2024年第10期51卷 91-113页

作者：高海瑞李继康张振武郑可盈向泓澔魏青松华中科技大学材料科学与工程学院湖北武汉430074

激光增材制造可实现高性能金属复杂构件整体化成形,在航空航天、汽车、医疗等领域具有广阔应用前景。但是,高斯激光作用产生不均匀温度场、极高的温度梯度以及不稳定的流场,导致飞溅、球化、气孔、残余应力和裂纹等缺陷及各向异性的微... 详细信息

激光增材制造可实现高性能金属复杂构件整体化成形,在航空航天、汽车、医疗等领域具有广阔应用前景。但是,高斯激光作用产生不均匀温度场、极高的温度梯度以及不稳定的流场,导致飞溅、球化、气孔、残余应力和裂纹等缺陷及各向异性的微观性能,影响了该技术更广泛的应用。光束矫形和场辅助原位调控激光增材制造过程是控制缺陷产生的有效方法。综述了国内外在光束矫形以及热、磁和超声多场调控金属激光增材制造领域的研究进展,重点揭示外场-激光-材料-组织-性能间的作用机理,并对多场调控金属激光增材制造未来发展进行了展望,可为金属激光增材制造的高性能调控提供有益参考。

关键词：激光技术激光增材制造光束矫形磁场热场超声场

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面向LinUCB算法的数据投毒攻击方法

中国科学：信息科学 2024年第7期54卷 1569-1587页

作者：姜伟龙何琨华中科技大学计算机科学与技术学院武汉430074

LinUCB算法是求解上下文多臂老虎机问题的一种典型算法,被广泛应用于新闻投放、产品推荐、医疗资源分配等场景中.目前对该算法的安全性研究略显薄弱,这就要求研究者进一步加深对该算法的攻击方式的研究,以作出具有针对性乃至泛用性的防... 详细信息

LinUCB算法是求解上下文多臂老虎机问题的一种典型算法,被广泛应用于新闻投放、产品推荐、医疗资源分配等场景中.目前对该算法的安全性研究略显薄弱,这就要求研究者进一步加深对该算法的攻击方式的研究,以作出具有针对性乃至泛用性的防御措施.本文提出了两种通过添加虚假数据的方式对LinUCB算法进行离线数据投毒攻击的攻击方案,即TCA方案(target context attack)与OCA方案(optimized context attack).前者是基于训练数据与目标上下文的相似性来生成投毒数据的;后者是建模一个优化问题,通过求解该问题来构造投毒数据,是前者的优化版本.实验测试表明,仅需添加少量投毒数据作为攻击成本即可实现对攻击目标的100%攻击成功率.

关键词：上下文多臂老虎机 LinUCB算法数据投毒攻击白盒攻击优化问题

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基于协同与耗散的能质传输理论

中国科学：技术科学 2024年第3期54卷 411-421页

作者：刘伟华中科技大学能源与动力工程学院武汉430074

本文聚焦热力学流和力的本构关系,揭示能质守恒方程中热流、质流、功流和动量流的扩散机制,协同方程中热力学力的协同机制,以及平衡方程中热力学流的耗散机制.通过考察多物理场的相互作用,建立流体传热、传质、耗功以及动量传输之间的... 详细信息

本文聚焦热力学流和力的本构关系,揭示能质守恒方程中热流、质流、功流和动量流的扩散机制,协同方程中热力学力的协同机制,以及平衡方程中热力学流的耗散机制.通过考察多物理场的相互作用,建立流体传热、传质、耗功以及动量传输之间的协同关系.通过分析传输过程的能质耗散,表征热、质、功和动能的传输损失和传递效率.最终提出宏观能质输运统一方程组,架构基于协同和耗散的能质传输理论体系.

关键词：协同耗散能质传输统一方程组