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基于GMR生物传感器的病原体检测研究进展

微纳电子技术 2024年第2期61卷 13-24页

作者：杨真柳梦雨孙逊孙学成王振宝李丹青徐军广西师范大学电子与信息工程学院广西桂林541004 广西师范大学集成电路学院广西桂林541004 广西师范大学广西高校集成电路与微系统重点实验室广西桂林541004 广西师范大学类脑计算与智能芯片重点实验室广西桂林541004 贵州航天计量测试技术研究所贵阳550009 上海大学机电工程与自动化学院微电子研究与开发中心上海200444 贵州医科大学附属医院贵阳550004

对当前病原体检测方法和磁性生物传感器的优势进行了简单阐述,分别介绍了巨磁阻(GMR)传感器在生物医学检测领域的应用优势、GMR效应的来源及常见的GMR传感器的结构类型,重点关注了GMR生物传感的基本原理,包括传感器在免疫分析领域的应... 详细信息

对当前病原体检测方法和磁性生物传感器的优势进行了简单阐述,分别介绍了巨磁阻(GMR)传感器在生物医学检测领域的应用优势、GMR效应的来源及常见的GMR传感器的结构类型,重点关注了GMR生物传感的基本原理,包括传感器在免疫分析领域的应用策略和传感器表面功能化的方法。总结了GMR生物传感器在病原体检测中的发展现状,重点阐述了GMR生物传感器在靶向标签、致病菌和病毒检测方面的实际应用。最后对当前GMR生物传感器在病原体检测领域面临的问题进行简要分析,对GMR生物传感器未来的应用前景进行了展望,为新一代可用于临床检测的GMR生物检测系统的开发奠定坚实的基础。

关键词：巨磁阻(GMR)生物传感器磁性生物传感器生物医学检测病原体检测靶向标签免疫分析

西江流域大型底栖无脊椎动物物种多样性及维持机制

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生物多样性 2024年第7期32卷 40-53页

作者：白雪李正飞刘洋张君倩张多鹏罗鑫杨佳莉杜丽娜蒋玄空武瑞文谢志才中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室武汉430072 天津市水产研究所天津300221 广西师范大学生命科学学院广西桂林541001 贵州科学院贵州省生物研究所贵阳550009 山西师范大学生命科学学院太原030031 中国科学院大学北京100049

作为我国第三大河流珠江的主支,西江孕育了丰富且独特的生物多样性。受多重人为压力影响,流域内生物多样性日渐降低。然而,人们对西江底栖动物物种多样性格局及维持机制的认识明显不足。本研究基于历史文献调研和2021–2023年现场调查,... 详细信息

作为我国第三大河流珠江的主支,西江孕育了丰富且独特的生物多样性。受多重人为压力影响,流域内生物多样性日渐降低。然而,人们对西江底栖动物物种多样性格局及维持机制的认识明显不足。本研究基于历史文献调研和2021–2023年现场调查,系统评估了西江主要水体底栖动物物种多样性,厘定和编撰物种名录,甄别驱动群落结构变化的关键因子及受胁因素,并提出保护对策。结合历史文献和实地调查,共记录大型底栖无脊椎动物5门10纲33目150科437属704种(历史记录506种,2021–2023年调查记录352种),中国特有种占比高达26%。现场调查结果显示,全流域底栖动物的平均密度和平均生物量分别为437.53 ind./m^(2)和38.65 g/m^(2)。全流域的优势种为长足摇蚊属一种(Tanypus sp.)、雕翅摇蚊属一种(Glyptotendipes sp.)、纹沼螺(Parafossarulus striatulus)和河蚬(Corbicula fluminea)。支流、干流和湖泊的底栖动物群落结构差异显著,支流的物种丰富度、Simpson优势度指数和Shannon-Wiener多样性指数均高于干流和湖泊。典范对应分析显示,海拔、电导率、高锰酸盐指数等环境因子和空间因子是影响群落结构的重要因素。方差分解表明,支流和湖泊的群落主要受环境过滤驱动,而干流的群落主要受空间过程(质量效应)的影响。流域内的多重人类活动(航运业、大型水利设施、挖沙业、水体污染、土地无序开发利用和外来种入侵等)严重威胁底栖动物多样性。建议采取相应对策,包括打击过度捕捞、管控挖沙业、恢复湖滨带以维持水文自然节律、控制污染物排放以及科学防控外来入侵种等。

关键词：西江底栖动物物种多样性维持机制保护措施

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增补无性系对湿地松种子园遗传多样性的影响

广西植物 2024年

作者：覃先玉冯源恒谢俊康蒙兰杨杨章旗广西师范大学生命科学学院广西壮族自治区林业科学研究院用材林所南宁市林业科学研究所

对于建园无性系较少或缺株较多的种子园增补无性系是种子园科学管理的重要措施。该研究以南宁市林科所湿地松无性系种子园为研究对象，分析增补无性系对该园遗传多样性的影响作用，以期为种子园科学管理提供参考建议。采用16对SSR标记... 详细信息

对于建园无性系较少或缺株较多的种子园增补无性系是种子园科学管理的重要措施。该研究以南宁市林科所湿地松无性系种子园为研究对象，分析增补无性系对该园遗传多样性的影响作用，以期为种子园科学管理提供参考建议。采用16对SSR标记对该园增补无性系前后的遗传多样性变化进行分析，并通过构建指纹图谱和遗传聚类分析解析建园材料的遗传特异性与近缘性。结果表明：（1）通过将该无性系由18个增补至50个，遗传位点多态信息含量提高了2.24%、平均等位基因数提高了14.29%、平均有效等位基因数提高了1.19%、Shannon指数提高了3.84%。（2）采用11对SSR标记即可鉴定全部50个建园无性系，并以此构建50份湿地松无性系的指纹图谱。（3）50个无性系间遗传距离为0.018～0.670,UPGMA聚类图以0.251为阈值，可将50个无性系分为7组。基于上述研究结果可得出以下结论：补充无性系可以提高湿地松种子园遗传多样性，但提升幅度有限；通过构建指纹图谱可为湿地松优良无性系鉴定及种子园子代亲本分析提供可靠工具；建园无性系遗传聚类结果可为湿地松杂交试验的亲本选配提供参考依据，能够有效避免近交发生。

关键词：湿地松 EST-SSR 遗传多样性无性系扩充遗传育种

林分密度对马尾松人工林群落冠层结构及林下草本的影响

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西南林业大学学报（自然科学） 2024年第2期44卷 60-68页

作者：李登醒杨章旗颜培栋零天旺覃富健李鹏广西师范大学生命科学学院广西桂林541006 广西林业科学研究院广西优良用材林资源培育重点实验室广西南宁530002 广西横州市镇龙林场广西横州530327

为量化林分密度对马尾松人工林群落冠层结构及林下植被的影响,以广西壮族自治区横州市镇龙林场25年生马尾松不同造林密度试验林林分为研究对象,采用单因素方差分析、Pearson相关分析和冗余分析等方法探讨林分密度对马尾松生长情况、冠... 详细信息

为量化林分密度对马尾松人工林群落冠层结构及林下植被的影响,以广西壮族自治区横州市镇龙林场25年生马尾松不同造林密度试验林林分为研究对象,采用单因素方差分析、Pearson相关分析和冗余分析等方法探讨林分密度对马尾松生长情况、冠层结构以及林下草本多样性的影响。结果表明:林分造林密度在2500~6000株/hm^(2),随着密度增大,马尾松人工林群落冠层结构LAI先增大后不变,且在DS2(3300株/hm2)时逐渐稳定,林下散射辐射以及直射辐射在林分密度DS2光照适宜。马尾松人工林林下草本多样性Simpson指数、Shannon–Wiener指数、Pielou均匀度指数、Patrick指数对林分密度变化不明显,群落冠层结构林冠开度与林下草本多样性指数Shannon–Wiener指数呈极显著负相关。因此,林分造林密度3300株/hm^(2)下的马尾松人工林群落冠层结构较好,林下散射辐射以及直射辐射有利于林下草本多样性的维持,是马尾松人工林适宜的营林密度。

关键词：马尾松林分密度冠层结构多样性光环境

大叶栎SSR引物开发及育种群体指纹图谱构建

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基因组学与应用生物学 2024年第Z1期 1521-1532页

作者：周元杰冯源恒吴东山聂海泉刘海梅杨章旗广西师范大学生命科学学院广西壮族自治区林业科学研究院广西马尾松工程技术研究中心苍梧国有天洪岭林场

本研究基于大叶栎(Castanopsis fissa)转录组信息，开发大叶栎SSR分子标记，筛选及验证所开发SSR分子标记的有效性及多态性，对广西梧州大叶栎育种群体进行遗传多样性分析并构建指纹图谱。通过对大叶栎叶片的转录组测序结果进行分析，... 详细信息

本研究基于大叶栎(Castanopsis fissa)转录组信息，开发大叶栎SSR分子标记，筛选及验证所开发SSR分子标记的有效性及多态性，对广西梧州大叶栎育种群体进行遗传多样性分析并构建指纹图谱。通过对大叶栎叶片的转录组测序结果进行分析，共挖掘到128 275个SSR位点，其中单核苷酸重复类型SSR位点占总位点的比例最高，为57.03%。通过引物设计和实验筛选，共计开发出225对SSR引物，有效扩增率为63.56%,最终筛选出扩增稳定、条带清晰的引物20对。用该组引物对广西大叶栎育种群体的79个样本进行遗传多样性分析。结果表明，该群体观测等位基因数(observed number of alleles,Na)、有效等位基因数(effective number of alleles,Ne)、 Shannon多样性指数(Shannon′s diversity index,I)、观测杂合度(observed heterozygosity,Ho)变化范围分别为2.000～5.000、 1.163～2.838、 0.266～1.092和0.150～0.763,平均值分别为2.850、 1.810、 0.690和0.425。优选其中8对SSR引物构建育种群体的指纹图谱，可以实现对广西梧州大叶栎育种群体每个无性系的准确鉴定。综上认为，所开发的20对SSR引物可以满足开展大叶栎群体遗传学研究的需要，所构建的大叶栎育种群体指纹图谱为优良无性系分子鉴定和子代亲本分析提供了可靠的技术手段。

关键词：大叶栎 SSR分子标记遗传多样性指纹图谱

北热带喀斯特季节性雨林土壤细菌多样性分布格局及其影响因子

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微生物学报 2024年

作者：杨美雪罗婷钟艺倩吴淼锐陶旺兰陆芳王斌向悟生唐年武李先琨广西师范大学生命科学学院广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室弄岗喀斯特生态系统广西野外科学观测研究站

【目的】广西北热带喀斯特季节性雨林是我国特有的森林生态系统，然而其土壤微生物多样性及其维持机制尚不清楚。探究北热带喀斯特季节性雨林土壤细菌多样性分布特征及影响因子，为该地区土壤微生物多样性及其维持机制的解析提供参考依... 详细信息

【目的】广西北热带喀斯特季节性雨林是我国特有的森林生态系统，然而其土壤微生物多样性及其维持机制尚不清楚。探究北热带喀斯特季节性雨林土壤细菌多样性分布特征及影响因子，为该地区土壤微生物多样性及其维持机制的解析提供参考依据。【方法】以弄岗北热带喀斯特季节性雨林15公顷长期动态监测样地(以下简称弄岗样地)为例，基于16S rRNA基因高通量测序技术对其土壤细菌群落组成、多样性分布格局及其潜在影响因子进行分析。【结果】弄岗样地3种生境(洼地、中坡、山顶)土壤共包含细菌操作分类单元(operational taxonomic unit， OTU) 5 841个，隶属于35门104纲242目373科677属1 501种，主要优势细菌门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)、酸杆菌门(Acidobacteriota)等；洼地与中坡生境的优势细菌门都为变形菌门，山顶生境则为放线菌门；生境水平上，土壤细菌总OTU数与特异OTU数呈现出洼地大于中坡、中坡大于山顶规律，但群丛水平上尽管山顶群丛(HH)的OTU总数显著少于其他群丛，但其特异OTU数量却是最多。土壤细菌α多样性 (Chao1、Sobs、Shannon、Simpson)指数在洼地与中坡生境间差异不明显，但山顶显著低于洼地与中坡生境，群丛HH也显著低于其他群丛。β多样性主坐标分析(principal co-ordinates analysis， PCoA)表明，土壤细菌群落结构在不同生境及群丛中存在明显差异；线性判别分析(linear discriminant analysis effect size， LEfSe)表明，洼地与山顶生境标志类群较多，中坡的差异指示种最少；相关性(Spearman correlation与Mantel test)及冗余分析(redundancy analysis， RDA)表明，平均海拔(average elevation， AvELE)是影响不同生境土壤细菌分布的主要因子，土壤有机碳(soil organic carbon， SOC)、碱解氮(alkali-hydrolyzable nitrogen， AN)及速效磷(available phosphorus， AP)影响次之。Tax4Fun功能预测显示：土壤细菌群落功能在不同生境及群丛间存在显著性差异，其中山顶最为特殊。【结论】本研究揭示了弄岗样地的土壤细菌群落组成及其多样性分布格局，明确了海拔是影响其分布的首要因子。研究结果为广西北热带喀斯特季节性雨林土壤细菌多样性维持机制的解析提供了基础和依据。

关键词：喀斯特季节性雨林土壤细菌群落多样性生境海拔理化因子

广西漓江流域喀斯特地区植被不同恢复阶段植物优势种叶片和土壤的生态化学计量特征

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植物资源与环境学报 2024年第2期33卷 80-90页

作者：罗婷黄甫昭李健星陆芳文淑均阮枰臻李先琨广西师范大学生命科学学院广西桂林541006 广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室广西桂林541006 弄岗喀斯特生态系统广西野外科学观测研究站广西崇左532499

为了解广西漓江流域喀斯特地区植被不同恢复阶段植物的养分利用及养分限制状况,选取5种植被群落代表5个植被恢复阶段(分别为灌草丛阶段、灌丛阶段、灌木林阶段、次生乔木林阶段、原生乔木林阶段),对各恢复阶段植物优势种叶片和土壤的生... 详细信息

为了解广西漓江流域喀斯特地区植被不同恢复阶段植物的养分利用及养分限制状况,选取5种植被群落代表5个植被恢复阶段(分别为灌草丛阶段、灌丛阶段、灌木林阶段、次生乔木林阶段、原生乔木林阶段),对各恢复阶段植物优势种叶片和土壤的生态化学计量指标进行比较和相关性分析。结果表明:该区域植物优势种叶片和土壤的有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)、全钙(Ca)和全镁(Mg)含量及其比值随恢复进程波动变化。灌草丛阶段叶片C和P含量最高(469.84和1.21 g·kg^(-1)),且C∶K和N∶K最大(134.64和5.67);原生乔木林阶段叶片N、K和Mg含量最高(20.52、6.76和5.69 g·kg﹣1),且K∶P最大(5.83);次生乔木林阶段叶片Ca含量最高(34.05 g·kg^(-1)),且C∶P和N∶P最大(510.98和18.25);灌木林阶段叶片C∶N最大(34.61)。灌草丛阶段土壤C和N含量最高(114.25和4.26 g·kg^(-1)),且C∶N、C∶P、C∶K、N∶P和N∶K最大(27.00、170.98、13.75、6.37和0.52);原生乔木林阶段土壤P和Ca含量最高(1.03和6.42 g·kg^(-1));灌木林阶段土壤K含量最高(8.98 g·kg^(-1)),且K∶P最大(12.96);次生乔木林阶段土壤Mg含量最高(11.53 g·kg^(-1))。相关性分析结果显示:叶片C含量与土壤C、N、P、Ca含量呈显著(P广西漓江流域喀斯特地区植被各恢复阶段植物生长均受磷限制,灌丛阶段植物生长还受氮限制,灌草丛阶段植物生长还受钾限制,因此,建议在该区域植被恢复和管理中适当增施有机肥。

关键词：漓江流域喀斯特地区生态化学计量养分限制

基于改进U-Net和X线片的脊柱侧弯Cobb角自动测量算法研究

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基因组学与应用生物学 2024年第4期43卷 708-718页

作者：禤浚波梁英豪梁淑慧张绿云胡巍柯宝毅马文宇李成广西师范大学广西多源信息挖掘与安全重点实验室桂林541004 南宁职业技术学院人工智能学院南宁530008 广西师范大学计算机科学与工程学院桂林541004 河池学院大数据与计算机学院宜州546300 桂林市人民医院脊柱骨病科桂林541002 柳州市人民医院脊柱外科柳州545006

脊柱侧弯是影响人类健康的疾病之一,Cobb角的准确计算是临床上确定脊柱侧弯分型和制定诊疗方案的关键。针对人工测量Cobb角存在耗时长、不够准确、效率低下等问题,本文设计了一种基于改进U-Net的脊柱侧弯Cobb角自动测量方法。由经验丰... 详细信息

脊柱侧弯是影响人类健康的疾病之一,Cobb角的准确计算是临床上确定脊柱侧弯分型和制定诊疗方案的关键。针对人工测量Cobb角存在耗时长、不够准确、效率低下等问题,本文设计了一种基于改进U-Net的脊柱侧弯Cobb角自动测量方法。由经验丰富的脊柱外科医生使用LabelMe工具对200例脊柱侧弯患者的X线片数据集进行标注。采用ResNet50作为主干网络改进基本的语义分割模型U-Net,并与另外2个语义分割模型DeeplabV3和PSPNet在脊柱侧弯X线片数据集上分别进行训练。实验结果表明,改进的U-Net模型的平均交并比(mean intersection over union,MIOU)值达到了94.72%,分别比PSPNet和DeeplabV3模型的MIOU值提升了5.36%和2.30%。最后,基于改进的U-Net模型设计了脊柱侧弯Cobb角的自动测量算法,并开发了可视化的自动测量软件。经过实际测试,发现在常规的电脑上输入一张患者的X线片,只需6.3 s即可自动计算Cobb角大小,其速度远快于医生手动测量,显著提高了医生的工作效率,表明本文设计的脊柱侧弯Cobb角自动测量方法是有效的。

关键词：脊柱侧弯 X线图像 Cobb角 U-Net 交并比

美国非学位证书制度的内容范畴、运行机制与发展走向

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外国教育研究 2024年

作者：徐延宇潘怀杰南宁师范大学广西教育现代化与质量监测研究中心广西金融职业技术学院教务科研处

美国非学位证书是个体通过继续教育活动追求技能的成果形成与社会（雇主）通过管理活动对其评价认可形式的统一体。非学位证书制度的不同发展阶段受不同驱动因素的影响，存在多种发展模式并存的现象。政府通过非学位证书促进社会公平，... 详细信息

美国非学位证书是个体通过继续教育活动追求技能的成果形成与社会（雇主）通过管理活动对其评价认可形式的统一体。非学位证书制度的不同发展阶段受不同驱动因素的影响，存在多种发展模式并存的现象。政府通过非学位证书促进社会公平，缩小个体之间的差距；证书获得者可以满足自身发展需求，并获得额外的社会溢价；雇主利用非学位证书的技能信号，弥合行业技能鸿沟；高等教育机构则通过设计和评估非学位课程以满足社会需求，即满足雇主对技能人才的需求。非学位证书还存在质量不一、责任问责机制不明确等问题，须依托终身教育理念绘制新的证书生态，融合数字化转型提升证书质量。

关键词：美国非学位证书制度内容范畴运行机制发展走向