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基于无人机多时相多特征的冬小麦产量预测模型研究

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麦类作物学报 2025年

作者：赵泽阳李美玲徐伟刘冰雪黄鹏宇康迪张改生宋瑜龙西北农林科技大学农学院/国家杨凌农业生物技术育种中心/国家小麦改良中心杨凌分中心/小麦育种教育部工程研究中心/陕西省作物杂种优势研究与利用重点实验室

为实现冬小麦产量的准确估算,利用无人机采集266个小麦品种（系）的多时相冠层多光谱数据,提取多个植被指数,分别基于多元线性回归（PLSR）、支持向量机（SVR）、随机森林（RF）、反向传播神经网络（BP）等机器学习算法建立单一生育时... 详细信息

为实现冬小麦产量的准确估算,利用无人机采集266个小麦品种（系）的多时相冠层多光谱数据,提取多个植被指数,分别基于多元线性回归（PLSR）、支持向量机（SVR）、随机森林（RF）、反向传播神经网络（BP）等机器学习算法建立单一生育时期和多生育时期结合的小麦籽粒产量预测模型,并采用决定系数（R2）、均方根误差（RMSE）对所获模型精度进行评价。结果表明,基于植被指数进行单一生育时期的产量预测时,最佳预测时期是灌浆中期,最优模型是RF模型,其预测R2和RMSE分别为0.655和0.550 kg·m-2;多生育时期结合进行产量预测时,最优模型是基于5个生育时期（扬花期、灌浆中期、灌浆后期、蜡熟期和完熟期）多光谱数据的RF模型,其预测R2和RMSE分别为0.834和0.381 kg·m-2。在建模特征中加入纹理特征后,冬小麦产量预测模型的精度进一步提高,其中以蜡熟期和完熟期结合的SVR模型最优,其预测R2和RMSE分别为0.924和0.253 kg·m-2。因此,可基于植被指数加纹理特征对冬小麦产量进行无人机冠层光谱预测,其中以基于多生育时期（蜡熟期、完熟期）的SVR模型预测精度最佳。

关键词：植被指数纹理特征多生育时期冬小麦产量预测模型

小分子化合物在神经元重编程中的应用研究进展

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生理学报 2025年第01期77卷 181-193页

作者：戴子为刘红袁一旻张静宜秦尚尧苏志达海军军医大学基础医学院神经生物学教研室分子神经生物学教育部重点实验室海军军医大学麻醉系疼痛治疗学研究室

神经元重编程是将非神经元成体细胞转分化为神经元的一项创新性技术，能够补充、替代丢失或受损的神经元，为中枢神经系统再生修复提供了一种潜在的有效策略。在细胞内高表达转录因子是诱导神经元重编程一种常用的重要手段，但其重编程... 详细信息

神经元重编程是将非神经元成体细胞转分化为神经元的一项创新性技术，能够补充、替代丢失或受损的神经元，为中枢神经系统再生修复提供了一种潜在的有效策略。在细胞内高表达转录因子是诱导神经元重编程一种常用的重要手段，但其重编程效率比较低，且导入外源基因可能引起宿主基因组不稳定或诱发基因突变，从而限制了它们未来的临床转化应用。相对于转录因子，小分子化合物在神经元重编程领域具有得天独厚的优势，能够克服传统转录因子诱导神经元重编程的诸多局限性，具有更好的应用前景。本文就近年来小分子化合物介导的神经元重编程的相关研究进展及其在中枢神经系统再生修复中的应用进行简要综述。

关键词：小分子化合物神经元重编程中枢神经系统神经再生修复

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核糖核酸酶A表面原位聚合构建抗肿瘤纳米胶囊研究

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高等学校化学学报 2025年第1期46卷 139-147页

作者：赵启轩马骏刘爱江梁骁李全顺吉林大学生命科学学院分子酶学工程教育部重点实验室长春130012 吉林大学生命科学学院超分子化学生物学研究中心长春130012

通过原位聚合策略,在核糖核酸酶A(RNaseA)表面构建聚合物外壳,制备了纳米胶囊n(RNaseA).表征结果表明,n(RNase A)呈现均一的球形结构,流体力学直径和zeta电位分别为(118.9±14.1)nm和(7.3±1.5)mV.通过荧光显微镜和流式细胞术对纳米胶囊... 详细信息

通过原位聚合策略,在核糖核酸酶A(RNaseA)表面构建聚合物外壳,制备了纳米胶囊n(RNaseA).表征结果表明,n(RNase A)呈现均一的球形结构,流体力学直径和zeta电位分别为(118.9±14.1)nm和(7.3±1.5)mV.通过荧光显微镜和流式细胞术对纳米胶囊n(RNaseA)的肿瘤摄取能力进行表征,发现该体系能够被非小细胞肺癌细胞系A549高效摄取.以此为基础,纳米胶囊n(RNaseA)能够切割细胞质中的RNA分子,诱导肿瘤细胞凋亡,显著抑制肿瘤细胞增殖.本研究利用表面原位聚合技术构建了能够实现RNaseA胞内递送的纳米制剂,为其它医用酶分子纳米胶囊的构建与评价提供了借鉴思路.

关键词：核糖核酸酶A 原位聚合纳米胶囊抗肿瘤制剂

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基于微流控技术的工程细胞高通量表型测试技术与装备研究进展

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中国科学院院刊 2025年第1期40卷 91-106页

作者：李爽郭肖杰陈海博陈思思笪鑫李峥辉刘芹秀王怡邢新会张翀清华大学、化学工程系、生物化工研究所北京100084 工业生物催化教育部重点实验室北京100084 洛阳华清天木生物科技有限公司洛阳471023 北京联合大学、生物化学工程学院、生物质废弃物资源化利用北京市重点实验室北京100023 清华大学合成与系统生物学中心北京100084 清华大学、深圳国际研究生院、生物医药与健康工程研究院深圳518055

工程细胞是绿色生物制造的重要基础,如何高效测试并获得目标表型的工程细胞是影响生物制造应用的关键因素之一。近年来,基于微流控技术开发了非培养类型单细胞表型高通量测试装备,以及通过微液滴和微腔室等微型生物反应器实现单细胞生... 详细信息

工程细胞是绿色生物制造的重要基础,如何高效测试并获得目标表型的工程细胞是影响生物制造应用的关键因素之一。近年来,基于微流控技术开发了非培养类型单细胞表型高通量测试装备,以及通过微液滴和微腔室等微型生物反应器实现单细胞生长代谢的培养类型高通量表型测试装备,实现了工程细胞表型的高通量、自动化、微型化和集成化测试,为工程细胞选育提供了强有力的工具。文章系统综述基于荧光信号、拉曼信号、图像信号、磁信号的非培养类型单细胞表型测试技术与装备,基于皮纳升、微升多尺度微型生物反应器的液滴、微腔室单细胞培养类型测试技术与装备研究进展,并探讨工程细胞高通量测试仪器创制发展趋势,为绿色生物制造工程细胞测试技术研究提供借鉴。

关键词：微流控单细胞高通量测试合成生物学生物制造

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水稻雄性不育的研究和应用进展

核农学报 2025年第3期39卷 531-545页

作者：杨紫涵安增旭吴殿星张宁浙江大学农业与生物技术学院原子核农业科学研究所/农业农村部核农学重点实验室浙江杭州310058

水稻育性会显著影响产量,是重要的农艺性状,同时水稻的不育系尤其是雄性不育系被广泛应用于杂交水稻育种。花药是水稻的雄性生殖器官,花粉的发育主要在花药中完成。本文对水稻花药及花粉发育的基本过程进行了分阶段阐述,并重点介绍了近... 详细信息

水稻育性会显著影响产量,是重要的农艺性状,同时水稻的不育系尤其是雄性不育系被广泛应用于杂交水稻育种。花药是水稻的雄性生殖器官,花粉的发育主要在花药中完成。本文对水稻花药及花粉发育的基本过程进行了分阶段阐述,并重点介绍了近年来国内外调控水稻雄性不育分子机制的研究进展和雄性不育在杂交水稻育种中的应用,以期为水稻创新育种提供一定的理论参考。

关键词：水稻花药花粉雄性不育杂交水稻

华东、华中和华北城市不同生境土壤可培养真菌组成和多样性

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菌物学报 2025年第1期44卷 37-51页

作者：白艳敏任玉连董醇波张延威韩燕峰贵州大学生命科学学院生态系真菌资源研究所山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵州贵阳 550025 贵州师范学院贵州省高等学校生物资源开发利用重点实验室贵州贵阳 550018

随着城市化进程的加快,人类活动对城市不同生境土壤中的微生物产生了很多影响,但城市不同生境中的真菌组成和多样性仍不清楚.本研究主要收集了我国20个高度城市化的省市城市近郊农用地、医院绿地、污水处理厂绿地和动物园绿地的240份土... 详细信息

随着城市化进程的加快,人类活动对城市不同生境土壤中的微生物产生了很多影响,但城市不同生境中的真菌组成和多样性仍不清楚.本研究主要收集了我国20个高度城市化的省市城市近郊农用地、医院绿地、污水处理厂绿地和动物园绿地的240份土壤样品,采用传统可培养技术,探究城市不同生境土壤可培养真菌的群落组成及多样性特征,基于FUNGuild解析不同生境的真菌生态功能群并对其进行解钾、解磷、固氮和降解角蛋白的功能注释分析.从240份土壤样品中共分离获得真菌9 779株,隶属于3门14纲44目101科250属582种.在门分类水平上,它们主要隶属于子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota和毛霉菌门Mucoromycota.不同土壤生境可培养真菌群落α多样性存在明显差异.污水处理厂绿地土壤真菌α多样性最高,其次为动物园绿地和医院绿地,农业用地土壤样本中的真菌群落α多样性最小.动物园和医院绿地的降解角蛋白真菌类群最丰富、多样性最高.本研究揭示了我国高度城市化地区不同生境绿地土壤可培养真菌的群落组成、多样性和功能群.这为未来城市土壤微生物资源的管理提供了关键信息.

关键词：城市化城市绿地土壤真菌多样性功能多样性

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系统观下的矿山生态修复关键技术体系构建

环境科学 2025年第1期46卷 489-497页

作者：姜杉钰谭丽萍冯聪王佳佳樊笑英李小雨自然资源部咨询研究中心北京100035 中国地质大学(北京)土地科学技术学院北京100083

在国内矿山生态修复工作的长期发展过程中,各类技术不断更新迭代和交叉融合.结合研究和实践,基于系统观构建了矿山生态修复关键技术体系,把握了具体技术进展与趋势.矿山生态修复以矿山环境为核心,围绕自然要素和空间环境两大主体,实行... 详细信息

在国内矿山生态修复工作的长期发展过程中,各类技术不断更新迭代和交叉融合.结合研究和实践,基于系统观构建了矿山生态修复关键技术体系,把握了具体技术进展与趋势.矿山生态修复以矿山环境为核心,围绕自然要素和空间环境两大主体,实行全过程的调查和监测,技术体系的构建至少包括自然要素修复、空间环境修复和环境调查与修复监测三大类关键技术.结果表明:①矿山自然要素修复关键技术以土壤修复和水体修复为核心,在土壤修复方面,传统覆土技术和物理、化学、生物修复技术在优化改良的同时,人工土壤重构技术和联合修复技术逐渐成为业界的主攻方向;水体修复则兼顾水系统修复和水污染治理,不仅发挥含水层再造和污染原位/异位修复等技术优势,而且探索人工湿地技术的新发展.②矿山空间环境修复关键技术以地质灾害防治和植被生态复绿为核心.前者的热点和难点集中在露天矿边坡治理和井工矿塌陷区治理,后者则划分为植被选配、营造和养护三大技术环节,二者涉及诸多技术种类且前沿技术有待进一步突破.③矿山环境调查与修复监测关键技术体系以3S技术为核心,目前发展迅速且仍有较大集成创新空间.

关键词：矿山生态修复技术体系土壤修复水体修复地质灾害防治植被复绿 3S技术

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细胞工厂设计数字化赋能绿色生物制造

中国科学院院刊 2025年第1期40卷 67-78页

作者：孟繁泽曹锐胡冰秦磊李春清华大学化学工程系北京100084 清华大学工业生物催化教育部重点实验室北京100084 清华大学合成与系统生物学中心北京100084 新疆大学智能科学与技术学院(未来技术学院) 乌鲁木齐830049 北京理工大学化学与化工学院生物化工研究所/医药分子科学与制剂工程工信部重点实验室北京100081

绿色制造是一种综合考虑环境影响与资源效益的现代化制造模式,而绿色生物制造是绿色制造的重要方式之一,是新质生产力的重要组成部分。绿色生物制造以细胞工厂为核心,利用可再生资源,实现化学品的低碳、绿色、可持续的高效生产。其中,... 详细信息

绿色制造是一种综合考虑环境影响与资源效益的现代化制造模式,而绿色生物制造是绿色制造的重要方式之一,是新质生产力的重要组成部分。绿色生物制造以细胞工厂为核心,利用可再生资源,实现化学品的低碳、绿色、可持续的高效生产。其中,高性能细胞工厂的设计是实现高效绿色生物制造的重中之重。传统细胞工厂设计过程复杂,耗时耗力。随着人工智能领域的发展,数字化辅助细胞工厂设计节约了时间和成本。通过数据库构建与更新、代谢流调控数字化设计、目标分子逆合成途径数字化设计、基因线路数字化设计、发酵工艺数字孪生等技术的组合可实现全生命周期数字化细胞工厂的设计,指导高性能细胞工厂的快速构建与优化,赋能绿色生物制造。

关键词：新质生产力绿色生物制造细胞工厂数字化合成生物学

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可降解塑料潜在健康风险和未来研究展望：以可降解微塑料为例

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化学进展 2025年第1期 59-75页

作者：邓永锋赵爱林时长志郭奥沈如琴方明亮东南大学公共卫生学院环境医学工程教育部重点实验室复旦大学环境科学与工程系

由传统难降解塑料废弃物引起的白色污染和微塑料污染已受全球关注，推广使用可降解塑代替难降解塑料是缓解上述塑料污染的战略性举措之一。然而由于实际环境条件制约，可降解塑料难以被快速降解且在降解过程中会释放大量可降解微塑料，... 详细信息

由传统难降解塑料废弃物引起的白色污染和微塑料污染已受全球关注，推广使用可降解塑代替难降解塑料是缓解上述塑料污染的战略性举措之一。然而由于实际环境条件制约，可降解塑料难以被快速降解且在降解过程中会释放大量可降解微塑料，导致潜在环境健康风险。本文以传统难降解塑料废弃物导致的环境风险和可降解塑料应用背景为切入口，系统综述了当前可降解塑料于环境和生物样品中前处理技术、分析方法及赋存规律；可降解塑料对不同营养级水平的生物乃至人类健康潜在影响的研究进展;最后，针对可降解塑料应用过程中可能面对的困境，特别是对可降解微塑料识别、分析、健康效应评估技术研发及未来管控标准、措施研制中面临的挑战提出展望，以期为绿色安全推荐可降解塑料提供理论支撑和技术保障。

关键词：可降解塑料可降解微塑料塑料污染环境行为分析技术环境健康风险

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