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碱性亮氨酸拉链转录因子的翻译后修饰在植物响应非生物胁迫中的作用

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生物工程学报 2024年第1期40卷 53-62页

作者：李影赵伟迪杨敬华李佳奇韩松洋任月坤郭长虹哈尔滨师范大学生命科学与技术学院黑龙江哈尔滨150000

非生物胁迫是植物生长发育过程中必须要应对的不利环境因素。在进化过程中,植物获得了多种响应或抵抗逆境的能力,其中转录因子在调控非生物胁迫耐受性方面起到了重要作用。碱性亮氨酸拉链转录因子(basic leucine zipper transcription f... 详细信息

非生物胁迫是植物生长发育过程中必须要应对的不利环境因素。在进化过程中,植物获得了多种响应或抵抗逆境的能力,其中转录因子在调控非生物胁迫耐受性方面起到了重要作用。碱性亮氨酸拉链转录因子(basic leucine zipper transcription factors,bZIP)是转录因子中较大的基因家族之一。不同的翻译后修饰(post-translational modifications,PTMs)可以控制bZIP转录因子的稳定性和活性,响应各种细胞内或细胞外胁迫。本文介绍了bZIP转录因子的结构特征与分类,重点综述了bZIP转录因子磷酸化、泛素化和小泛素相关修饰物(small ubiquitin-like modifier,SUMO)化等翻译后修饰在植物响应非生物胁迫中的作用,并对未来的研究方向进行了展望,为通过调控bZIP转录因子的翻译后修饰培育优良抗逆作物品种提供研究参考。

关键词：非生物胁迫碱性亮氨酸拉链转录因子(bZIP) 磷酸化泛素化小泛素相关修饰物(SUMO)

一种基于改进K核分解的合作网络关键节点集识别方法

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数据分析与知识发现 2024年第5期8卷 80-90页

作者：张大勇门浩苏展哈尔滨工业大学互动媒体设计与装备服务创新重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院哈尔滨150001

【目的】针对关键节点集识别算法中广泛存在的退化性问题,提出一种以半局域中心性为基础的改进型K-shell分解算法。【方法】算法根据节点一阶邻居信息构建半局域中心性指标,在考虑剩余节点的半局域信息和已移除节点的半局域信息基础上,... 详细信息

【目的】针对关键节点集识别算法中广泛存在的退化性问题,提出一种以半局域中心性为基础的改进型K-shell分解算法。【方法】算法根据节点一阶邻居信息构建半局域中心性指标,在考虑剩余节点的半局域信息和已移除节点的半局域信息基础上,通过递归移除方式确定最终的关键节点集。【结果】6组实际合作网络数据实验表明,改进的K-shell分解算法能够有效消除原有算法中的退化性问题,具有较高的计算准确性和较低的计算复杂度,适用于大规模合作网络中关键节点集的识别。【局限】受网络结构属性的影响,在部分样本网络中计算准确性低于介数中心性方法。【结论】通过对改进的K-shell分解算法计算所得的核心节点集的有效保护,能够提升合作网络的稳定性,有利于合作网络目标的实现。

关键词：合作网络分解算法关键节点集计算复杂度

基于rocG与aprN基因表达定量分析优化纳豆发酵条件

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食品与发酵工业 2024年

作者：范力文李浩男张委勇何晨光赵佳欢王晓萍哈尔滨师范大学生命科学与技术学院

纳豆是由纳豆芽孢杆菌发酵而成的保健食品，该研究通过正交试验法优化了纳豆的发酵条件，并采用qRT-PCR方法对发酵过程中纳豆激酶基因aprN与产氨气基因rocG的表达进行了定量分析。结果表明，在纳豆发酵过程中，纳豆激酶活性随时间、温... 详细信息

纳豆是由纳豆芽孢杆菌发酵而成的保健食品，该研究通过正交试验法优化了纳豆的发酵条件，并采用qRT-PCR方法对发酵过程中纳豆激酶基因aprN与产氨气基因rocG的表达进行了定量分析。结果表明，在纳豆发酵过程中，纳豆激酶活性随时间、温度、接种量变化均呈先升高后降低的趋势，受温度影响较大；33 ℃、发酵24 h及接种量5%的条件下纳豆激酶活性最高，达到2 766.403 IU/mL，且该条件下aprN基因表达显著，rocG基因表达不明显。确定33 ℃、发酵24 h及接种量5%的发酵条件为纳豆生产的优化条件，可以获得高纳豆激酶活性（2 766.403 IU/mL）、低氨的纳豆。该研究可为纳豆的品质控制与商业应用提供参考依据。

关键词：纳豆纳豆芽孢杆菌正交试验 aprN rocG qRT-PCR

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鲁米诺电化学发光关键中间体的质谱在线表征

质谱学报 2024年第1期45卷 141-148,I0005页

作者：于凯乔志媛张铭旺朱乾龙刘吉林王雪凝余千云姜延晓张洪姜杰哈尔滨工业大学(威海)海洋科学与技术学院山东威海264209 哈尔滨工业大学化学化工学院黑龙江哈尔滨150001

鲁米诺优异的电化学发光性能使其在分析检测领域获得了广泛应用,然而,与反应机理相关的直接数据鲜有报道。本研究基于电化学-微米管-质谱(electrochemistry-micro tube-mass spectrometry,EC-MT-MS)技术,选用具有微米尖端的高硼硅玻璃... 详细信息

鲁米诺优异的电化学发光性能使其在分析检测领域获得了广泛应用,然而,与反应机理相关的直接数据鲜有报道。本研究基于电化学-微米管-质谱(electrochemistry-micro tube-mass spectrometry,EC-MT-MS)技术,选用具有微米尖端的高硼硅玻璃管作为电解池和质谱电喷雾离子源,通过内置2根铂金丝电极连接自制的电化学工作站,实现鲁米诺电化学发光反应的实时在线质谱分析,结合串联质谱技术确认了相关产物的分子结构。本工作发现了鲁米诺电化学反应的2种关键中间体以及发光产物3-氨基邻苯二甲酸,确认了过氧化氢对于鲁米诺发光反应的增益机制。此外,将1,4-苯醌加入鲁米诺-过氧化氢体系,验证了超氧根阴离子自由基(O^(·-)_(2),源于过氧化氢)在鲁米诺电发光反应过程中的核心作用,本实验结果为研究鲁米诺发光机理提供了直接的数据参考。

关键词：电化学-微米管-质谱(EC-MT-MS) 鲁米诺过氧化氢电化学发光 3-氨基邻苯二甲酸

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钒电池用聚胺薄层复合膜研究

化学学报 2024年第1期82卷 16-25页

作者：滕祥国张良伟韩晓玉李郭威戴纪翠哈尔滨工业大学(威海)海洋科学与技术学院应用化学系威海264209

钒电池(VRB)具有容量和功率相互独立、易于模块化、寿命长和安全性高等优点,因此特别适合作为大规模储能系统使用.隔膜是VRB的核心部件之一,对电池的综合性能和成本影响巨大.全氟磺酸膜如Nafion(杜邦)具有化学稳定性高、电导率高和机械... 详细信息

钒电池(VRB)具有容量和功率相互独立、易于模块化、寿命长和安全性高等优点,因此特别适合作为大规模储能系统使用.隔膜是VRB的核心部件之一,对电池的综合性能和成本影响巨大.全氟磺酸膜如Nafion(杜邦)具有化学稳定性高、电导率高和机械性能好等优点,因此是当前VRB中所广泛使用的商业化隔膜.然而,Nafion用于VRB时存在着钒离子渗透率高和成本高两大主要缺点,严重制约了VRB的商业化进程.薄层复合(TFC)膜具有皮层和支撑层易调控、制备简单和离子选择性高等特点,特别适合于在VRB中使用.但是传统的聚酰胺型TFC膜在VRB强酸电解液中存在潜在的水解和分解问题.为了制备VRB用高稳定性TFC膜,本工作以聚乙烯亚胺(PEI)和三聚氰氯(CC)作为两相单体,通过界面聚合法制备了不含酰胺基的聚胺型TFC膜并应用于VRB.在此基础上,对所制备复合膜进行了钒离子渗透率、单电池充放电性能、化学稳定性和长期循环稳定性等物化性能及电化学性能研究.结果表明:聚胺TFC膜(M_(T))的钒离子渗透系数为3.17×10^(-7) cm^(2)·min^(-1),远小于基膜M_(0) (30.89×10^(-7) cm^(2)·min^(-1))和商业N 115膜(Nafion 115,10.91×10^(-7) cm^(2)·min^(-1)).M_(T)膜在40 m A·cm^(-2)的电流密度下的能量效率(EE)高达86.2%,远高于M_(0) (74.9%)和N 115 (80.0%)膜.化学稳定性测试表明M_(T)膜的钒离子渗透系数损失率为4.42%,低于M_(0) (8.93%)和N 115 (4.86%).在80 m A·cm^(-2)的电流密度下100次充放电循环内,所制备TFC膜具有稳定的库仑效率、电压效率和能量效率.该TFC膜是理想的商业Nafion膜替代产品,在VRB中有良好的应用前景.

关键词：钒电池聚胺薄层复合膜界面聚合多孔膜

枯草芽孢杆菌漆酶的理性设计及在霉菌毒素降解的应用

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食品与发酵工业 2024年

作者：乐琛王晓谢珂郑艳丽杨江科雷磊武汉轻工大学生命科学与技术学院

为解决目前制约食品等领域发展的霉菌毒素污染问题，选取了枯草芽孢杆菌来源的BsCotA漆酶并且通过理性设计提高酶活、稳定性，从而实现对霉菌毒素的降解效率的提高。利用理性设计改造BsCotA漆酶，获得了4个突变体漆酶，包括3个点突变体... 详细信息

为解决目前制约食品等领域发展的霉菌毒素污染问题，选取了枯草芽孢杆菌来源的BsCotA漆酶并且通过理性设计提高酶活、稳定性，从而实现对霉菌毒素的降解效率的提高。利用理性设计改造BsCotA漆酶，获得了4个突变体漆酶，包括3个点突变体：CotAA344K、CotAA317T、CotAT36Y和突变整合体CotAgold，使用毕赤酵母进行异源表达，测定其酶学性质，并检测其对霉菌毒素的降解效率。基于蛋白质结构进行设计的3个单点突变，均从不同程度上提高漆酶的稳定性。而将3个突变位点同时整合到1个漆酶突变体上时，3个突变位点间未发生显著拮抗作用，使得突变整合体CotAgold展示出最好的稳定性以及催化能力；CotAgold比酶活为99.4 U/mg，相比BsCotA的比酶活提高了10倍，对于ABTS的kcat/KM达到了7.12×105M-1/s，相比BsCotA提高了1.9倍；突变体CotAgold的最适反应pH值为4，最适反应温度均为70 ℃，与野生型BsCotA催化条件保持一致；CotAgold在pH 2～12，孵育30 min，剩余酶活均在70%以上，相比野生型BsCotA在酸性条件下的稳定性有明显提高；CotAgold在40～90 ℃，孵育30 min，残留酶活均在90%以上，相比野生型BsCotA在高温条件下的稳定性有明显提高；并在ABTS＋自由基作为介体的条件下，漆酶CotAgold能完全降解黄曲霉毒素B1和玉米赤霉烯酮；相比之下，野生型漆酶BsCotA的降解率仅为5%。通过蛋白质的理性设计得到了漆酶突变体CotAgold，表现出显著提高的pH稳定性以及热稳定性，蛋白表达量也有一定的提高，在霉菌毒素降解等领域具有良好的应用前景。

关键词：漆酶理性设计酶学性质毒素降解黄曲霉毒素B1 玉米赤霉烯酮

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黑龙江小兴安岭发现越冬的黄喉鹀和红尾斑鸫

动物学杂志 2024年

作者：高智晟刘志涛于东陈辉彭一良刘鹏赵文阁哈尔滨师范大学生命科学与技术学院

在黑龙江小兴安岭地区通河县开展野生动物资源调查期间，记录到越冬的黄喉鹀（Emberiza elegans）（图1a,b）和红尾斑鸫（Turdus naumanni）（图1c,d），是这两种鸟类在小兴安岭地区越冬的首次报道（马建章等1992，常家传等1995，约翰...

在黑龙江小兴安岭地区通河县开展野生动物资源调查期间，记录到越冬的黄喉鹀（Emberiza elegans）（图1a,b）和红尾斑鸫（Turdus naumanni）（图1c,d），是这两种鸟类在小兴安岭地区越冬的首次报道（马建章等1992，常家传等1995，约翰·马敬能2022，郑光美2023）。

关键词：

超分辨荧光显微镜中的解卷积技术及应用(特邀)

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中国激光 2024年第1期51卷 314-329页

作者：赵唯淞黄园园韩镇谦曲丽颖李浩宇陈良怡哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院黑龙江哈尔滨150080 北京大学未来技术学院北京100871

超分辨荧光显微镜突破了光学衍射极限造成的空间分辨率限制,使得生物学家能够在生命体和细胞具有活性的状态下,对其功能与结构进行高精度动态记录,有望揭示更多重要的生命现象细节。然而,由于超分辨荧光显微技术的成像视场、深度、分辨... 详细信息

超分辨荧光显微镜突破了光学衍射极限造成的空间分辨率限制,使得生物学家能够在生命体和细胞具有活性的状态下,对其功能与结构进行高精度动态记录,有望揭示更多重要的生命现象细节。然而,由于超分辨荧光显微技术的成像视场、深度、分辨率、速度等不易兼得,所以解卷积作为一种最有效且直接的求解逆问题的框架,被广泛应用于增强超分辨显微镜的时空分辨率。研究人员聚焦于通过相应算法设计实现高质量显微图像的重建,在一定程度上克服了超分辨荧光显微镜的硬件限制,可以更好地恢复生物信息。本文首先介绍了解卷积方法的基本原理及其发展历程,接着列举了不同解卷积技术在不同模态下的重建原理和效果以及这些技术在生物学上的应用,最后总结了基于深度学习的解卷积方法在超分辨荧光显微镜技术上的最新进展和未来的发展潜力,并对包括傅里叶环相关的定量评估图像重建质量的方法的最新进展进行了阐述。

关键词：显微解卷积超分辨显微镜活细胞成像计算成像荧光显微镜

面向多样化数据清洗任务的证据集智能选择方法

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计算机科学 2024年

作者：钱泽凯丁小欧孙哲王宏志张岩哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

由于针对单一特定数据质量问题而设计的数据清洗算法并不总能有效地适用于多种清洗需求共存的数据质量提升技术中，因此可采用多种清洗方法互相配合的方式解决各种数据清洗需求。本文将数据清洗问题转换为证据集的生成和选择问题，基于... 详细信息

由于针对单一特定数据质量问题而设计的数据清洗算法并不总能有效地适用于多种清洗需求共存的数据质量提升技术中，因此可采用多种清洗方法互相配合的方式解决各种数据清洗需求。本文将数据清洗问题转换为证据集的生成和选择问题，基于聚合查询的增量式质量评估方案和基于中间算子证据集的算子结果选择方案，在多种清洗任务下实现了多种清洗方法配合的高效数据清洗。在本文提出的清洗模型中，算子库提供数据清洗结果并转换为中间算子；中游的采样器处理分流中间算子作为搜索器提供优质的证据集；下游的搜索器在质量评估器的指导下进行证据集的选择，搜索完毕后向上游算子库中更新数据和必要的参数，使算子库重新迭代生成中间算子。最后，在三个不同规模的真实数据集进行了大量实验，通过不同数据清洗任务下的性能验证在任意种类的数据清洗需求下算子编排的可行性，并和现有的智能数据清洗系统进行性能对比。结果表明在多种清洗任务中，本文方法在多种数据质量约束、动态和大规模的数据清洗方面具有稳定的准确率和召回率，且同一清洗时间下异常值、规则违反和混合错误的清洗任务性能优于其他智能数据清洗系统15%以上。

关键词：数据清洗数据质量评估流水线系统设计算子选择证据集