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理性与可验证的联邦学习框架

软件学报 2024年第3期35卷 1418-1439页

作者：吴柿红田有亮公共大数据国家重点实验室(贵州大学) 贵州贵阳550025 贵州大学计算机科学与技术学院贵州贵阳550025 贵州大学密码学与数据安全研究所贵州贵阳550025

联邦学习作为解决数据孤岛问题的有效方法,在服务器计算全部梯度的过程中,由于服务器的惰性和自利性会存在全局梯度不正确计算问题,因此需要验证全局梯度的完整性.现有的基于密码算法的方案验证开销过大.针对这些问题,提出一种理性与可... 详细信息

联邦学习作为解决数据孤岛问题的有效方法,在服务器计算全部梯度的过程中,由于服务器的惰性和自利性会存在全局梯度不正确计算问题,因此需要验证全局梯度的完整性.现有的基于密码算法的方案验证开销过大.针对这些问题,提出一种理性与可验证的联邦学习框架.首先,结合博弈论,设计囚徒合约与背叛合约迫使服务器诚实.其次,所提方案使用基于复制的验证方案实现全局梯度的完整性验证,且支持客户端离线.最后,经分析证明所提方案的正确性,并经实验表明,该方案与已有的验证算法相比,客户端的计算开销降为0,一次迭代的通信轮数由原来的3轮优化到2轮,且训练开销与客户端的离线率成反比.

关键词：联邦学习博弈论囚徒合约背叛合约数据完整性

含二硫键的1,3,4-噁二唑和1,2,4-三唑衍生物的合成、抗菌活性及机制研究

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有机化学 2024年第6期44卷 2014-2026页

作者：邱雪梅胡伟男王文航覃丽清祝丹雪杨孟芝邵利辉谭画元王钦李洙锐陈丹萍王贞超贵州大学药学院贵阳550025 贵州大学绿色农药全国重点实验室贵阳550025 贵州大学贵州省合成药物工程实验室贵阳550025

为了探索新的抗菌剂,设计并合成了一系列含二硫键的1,3,4-噁二唑衍生物(X系列)和1,2,4-三唑衍生物(M系列),并被用于抗菌活性的评估.研究发现X系列和M系列都对水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae ***,Xoo)表现出不错的抗菌活性.其中,3-(... 详细信息

为了探索新的抗菌剂,设计并合成了一系列含二硫键的1,3,4-噁二唑衍生物(X系列)和1,2,4-三唑衍生物(M系列),并被用于抗菌活性的评估.研究发现X系列和M系列都对水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae ***,Xoo)表现出不错的抗菌活性.其中,3-(5-(异丁基二硫基)-4H-1,2,4-三唑-3-基)-1H-吲哚(M1)对水稻白叶枯病菌表现出强效的抗菌活性,EC50值为(1.51±0.24)μg/mL,优于噻菌酮[(87.97±4.79)μg/mL]和叶枯唑[(66.88±4.06)μg/mL]的活性.在水稻活体方面,M1也表现了优于阳性对照药叶枯唑的抗菌活性.M1对水稻的治疗和保护作用分别为42.37%和38.64%,优于叶枯唑的治疗和保护作用(37.49%和36.55%).此外,通过对化合物M1机制的相关研究发现,化合物M1展示了抑制水稻白叶枯病菌生物膜的形成,提高水稻白叶枯病菌中活性氧的水平和诱导细菌形态变化的能力.蛋白质组分析揭示了化合物M1下调了三磷酸腺苷结合盒(ABC)转运蛋白,影响了水稻白叶枯病菌中的腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)分解和磷的输运.最后实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)证明,化合物M1通过下调ABC转运蛋白中的磷酸盐特殊转运系统(pst)系统相关基因来发挥其抗菌作用.

关键词：二硫键水稻白叶枯病菌蛋白组学三磷酸腺苷结合盒(ABC)转运体

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基于级联编码的区块链分片存储方案

通信学报 2024年第7期45卷 159-170页

作者：田有亮黄钰清王帅贵州大学公共大数据国家重点实验室贵州贵阳550025 贵州大学计算机科学与技术学院贵州贵阳550025 贵州大学密码学与数据安全研究所贵州贵阳550025 贵州省密码学与区块链技术特色重点实验室贵州贵阳550025

传统区块链存在存储可扩展性难题,现有研究基于纠删码理论降低了区块链存储开销,但在区块的译码恢复时会带来高额的计算与通信开销。为解决以上难题,提出了一种基于级联编码的区块链分片存储方案。通过添加预编码层改进现有无码率纠删码... 详细信息

传统区块链存在存储可扩展性难题,现有研究基于纠删码理论降低了区块链存储开销,但在区块的译码恢复时会带来高额的计算与通信开销。为解决以上难题,提出了一种基于级联编码的区块链分片存储方案。通过添加预编码层改进现有无码率纠删码,实现了Ο(n)的编译码复杂度。考虑译码过程中节点间的通信时延差异,提出了基于Metis的时延感知分片算法,通过时延权重决定节点的分片归属,降低译码过程中的通信开销。仿真结果表明,所提方案不仅保证了区块链数据可靠性而且所需的计算开销与通信开销也优于传统方案。

关键词：区块链存储可扩展性纠删码分片技术

黔中寒武纪梅树村期磷块岩中小壳动物化石结构和成分:对生物成磷的制约

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地质学报 2024年第6期98卷 1667-1682页

作者：彭柔杨瑞东高磊高军波陈吉艳高川黔贵州大学资源与环境工程学院贵州贵阳550025 贵州大学喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室贵州贵阳550025

小壳动物化石微结构及壳体成分的认知对于揭露寒武纪早期小壳动物群的演化具有重要意义,黔中地区早寒武世梅树村期磷块岩中保存了大量的小壳化石,为了获取该时期小壳化石微结构及成分的关键信息,本文利用电子显微镜、扫描电镜对岩石薄... 详细信息

小壳动物化石微结构及壳体成分的认知对于揭露寒武纪早期小壳动物群的演化具有重要意义,黔中地区早寒武世梅树村期磷块岩中保存了大量的小壳化石,为了获取该时期小壳化石微结构及成分的关键信息,本文利用电子显微镜、扫描电镜对岩石薄片小壳化石个体进行观察、分析,获得了贵州织金熊家场和清镇落夯地区的寒武纪梅树村期磷块岩中小壳动物化石微结构、壳体成分特征。结果显示,织金、清镇地区的磷块岩中小壳化石多样性与其壳体成分表现一致,主要为软舌螺类,其成分为P、Ca、F、O等氟磷灰石组成元素;小壳化石壳体保存有明显的纳米级磷灰石矿化颗粒骨架、多圈层结构、溶蚀多孔隙和管体嵌套的现象。另外,通过电子探针对小壳化石进行原位微区元素面扫描,发现主要元素P、Ca分布在小壳化石及小壳化石碎片中,胶结物几乎不含P元素。综合判断,两个研究区域的寒武纪梅树村期磷块岩小壳动物化石多为异地埋藏保存,且保存过程中,成岩作用等后期磷酸盐化、搬运沉积对小壳化石微结构及其壳体成分产生一定改造影响;基于薄片全玻面扫描推断全岩小壳动物化石(含化石碎片)含量,与磷块岩中磷含量呈正相关关系,认为寒武纪梅树村期小壳动物的繁盛对同期磷块岩的形成具有重要贡献。

关键词：微结构小壳化石磷块岩梅树村期黔中

基于自监督与蒸馏约束的正则化类增量学习方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第5期36卷 775-785页

作者：徐岸吴永明郑洋贵州大学公共大数据国家重点实验室贵阳550025 贵州大学现代制造教育部重点实验室贵阳550025

针对神经网络模型在增量学习中存在灾难性遗忘问题,提出一种基于自监督与隐层蒸馏约束的正则化类增量学习方法,包括自监督伪标签预测、隐层蒸馏约束和参数正则化.首先基于贝叶斯和信息论提出一种对模型参数重要性评价的正则化策略;然后... 详细信息

针对神经网络模型在增量学习中存在灾难性遗忘问题,提出一种基于自监督与隐层蒸馏约束的正则化类增量学习方法,包括自监督伪标签预测、隐层蒸馏约束和参数正则化.首先基于贝叶斯和信息论提出一种对模型参数重要性评价的正则化策略;然后利用自监督伪标签预测增强模型的表征能力,并保留隐层特征,通过加入高斯噪声提高隐层特征的泛化能力;最后使用蒸馏约束方法与交叉熵分类损失对历史任务的隐层特征与输出层特征进行训练.在CIFAR-10和CIFAR-100数据集上的实验结果表明,所提方法取得较好的效果,其中,在CIFAR-100数据集上的平均准确率和遗忘率分别达到64.16%和15.95%;该方法能够有效地减少灾难性遗忘的影响.

关键词：增量学习正则化知识蒸馏自监督伪标签预测

提高硬碳材料钠离子电池首次库仑效率的研究进展

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储能科学与技术 2024年第3期13卷 825-840页

作者：江成凡黄俊谢海波贵州大学贵州贵阳550025

钠离子电池(SIBs),得益于钠资源的高丰度、分布均匀、较低的成本、优异的低温性能和快充特性等优势,被认为是潜力巨大的大规模储能技术。SIBs的电化学性能很大程度上由电极材料决定,在负极材料中,硬碳(HC)材料由于具有较低的氧化/还原... 详细信息

钠离子电池(SIBs),得益于钠资源的高丰度、分布均匀、较低的成本、优异的低温性能和快充特性等优势,被认为是潜力巨大的大规模储能技术。SIBs的电化学性能很大程度上由电极材料决定,在负极材料中,硬碳(HC)材料由于具有较低的氧化/还原电势、合适的比容量、对环境友好、制造方法简单以及来源广泛等优势,被认为是目前最为理想的SIBs负极材料。然而,HC作为负极材料的SIBs首次库仑效率(ICE)的不足导致在全电池中阴极的钠被过度消耗,因而严重限制了HC在SIBs的实际应用。因此,结合导致硬碳材料ICE较低的关键科学问题,本文总结、分析了提高SIBs硬碳负极材料ICE的研究进展,包括调节热解温度、减少缺陷、孔隙调控以及金属原子催化调控碳层这4种方式。并简要介绍了硬碳材料的碳层间距、缺陷以及孔隙这3个基本结构,以及不同的结构影响钠离子储存行为的最新研究进展,论述了不同类型HC负极材料的设计思路及其商业化进展,最后分析探讨了SIBs硬碳负极材料的发展方向。

关键词：钠离子电池首次库仑效率硬碳结构

基于CDs的荧光探针在酒类等发酵食品检测中的研究进展及趋势

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1209-1217页

作者：陈红琴严梦茹严恒李苑麟黄永光程玉鑫贵州大学酿酒与食品工程学院贵州贵阳550025

发酵食品是人类食物链中不可或缺的一部分,由于复杂的原料、工艺以及菌株发酵等因素,使得其风味成分快速直观分析以及有害物质测定、假冒伪劣甄别存在一定的局限性。碳点(CDs)是一类荧光纳米材料,拥有良好的荧光特性、优异的生物相容性... 详细信息

发酵食品是人类食物链中不可或缺的一部分,由于复杂的原料、工艺以及菌株发酵等因素,使得其风味成分快速直观分析以及有害物质测定、假冒伪劣甄别存在一定的局限性。碳点(CDs)是一类荧光纳米材料,拥有良好的荧光特性、优异的生物相容性、生产简便以及可修饰等特点。CDs荧光探针在食品风味检测、食品中安全指标测定以及食品真伪鉴别等方面展示出巨大的应用潜力。与大型检测仪器相比,CDs荧光探针对发酵食品的检测具有简便、灵敏度高、响应迅速等优点,其可调荧光特性以及稳定的荧光信号输出,可以对发酵食品中关键物质信息进行快速提取和转换,结合化学计量法就能实现对发酵食品的快速原位检测以及真伪鉴别。在此,对CDs的制备、光学性质、形成机制做了简要概述,并重点对CDs荧光探针在酒类发酵食品的风味成分分析、有害物质检测,以及非酒类发酵食品有害物质检测等领域进行了综述。总结了CDs荧光探针在发酵食品检测中面临的挑战并进行了展望,进一步拓展CDs荧光探针在发酵食品中的检测应用,以期为CDs荧光探针在发酵食品检测领域的开发和应用提供参考。

关键词：碳点荧光探针检测技术发酵食品

贵州早寒武世磷块岩型稀土矿地球化学特征及其对沉积环境和成矿物质来源的指示

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中国稀土学报 2024年第3期42卷 574-590页

作者：王昌建谢宏汪宇航贵州大学资源与环境工程学院贵州贵阳550025 贵州大学国土资源部喀斯特环境与地质灾害重点实验室贵州贵阳550025

黔中台地相区织金下寒武统戈仲伍组(∈_(1)gz)磷块岩和黔东台地边缘斜坡相区铜仁坝黄下寒武统牛蹄塘组(∈_(1)n)底部磷块岩中均高度富集稀土元素。本文在早寒武世梅树村期等时地层格架的基础上,利用剖面实测、岩矿鉴定、ICP-MS等分析手... 详细信息

黔中台地相区织金下寒武统戈仲伍组(∈_(1)gz)磷块岩和黔东台地边缘斜坡相区铜仁坝黄下寒武统牛蹄塘组(∈_(1)n)底部磷块岩中均高度富集稀土元素。本文在早寒武世梅树村期等时地层格架的基础上,利用剖面实测、岩矿鉴定、ICP-MS等分析手段,对比分析了织金戈仲伍与铜仁坝黄典型含磷(稀土)岩系的沉积特征、稀土元素及部分微量元素地球化学特征。研究发现,两研究区磷块岩中稀土总量(∑REE+Y)均高度浓集,平均值分别可达1258.66×10^(-6),808.09×10^(-6),且与P_(2)O_(5)具有明显相关性,推测稀土可能主要以类质同象形式存在于碳氟磷灰石当中,坝黄富稀土磷块岩中还有少量稀土可能被粘土矿物所吸附。含磷(稀土)岩系明显的Ce负异常及低V/Cr值表明,沉积期水体介质动荡变化,相对氧化的沉积环境更有利于磷块岩型稀土沉积。“帽型”或略微左倾的稀土配分曲线、大部分样品具有的强烈Eu正异常、∑REE-La/Yb关系图投点于花岗岩区域或花岗岩-玄武岩交汇区、高U/Th值及低Co/Ni值均揭示,两含磷(稀土)岩系成矿物质为同一来源,主要为热水来源,其次来自于深水富P-REE水团。

关键词：磷块岩型稀土矿成矿物质来源沉积环境地球化学特征贵州

不同养分条件下喀斯特适生物种植物间相互作用诱导的形态可塑性

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生态学杂志 2024年第3期43卷 773-782页

作者：陈林丽王姝陈家兴尹任娅侯夏丽杨庆祝贵州大学林学院贵州大学森林生态研究中心贵阳550025

研究非生物环境条件如何影响植物间相互作用及其诱导的形态可塑性,有利于揭示喀斯特适生植物物种同时应对多种环境因素变异的策略。本研究以鬼针草(Bidens pilosa)和大叶醉鱼草(Buddleja davidii)为对象,分别在养分施加和不施加两种处理... 详细信息

研究非生物环境条件如何影响植物间相互作用及其诱导的形态可塑性,有利于揭示喀斯特适生植物物种同时应对多种环境因素变异的策略。本研究以鬼针草(Bidens pilosa)和大叶醉鱼草(Buddleja davidii)为对象,分别在养分施加和不施加两种处理下,对植物进行单独生长(对照)、种内和种间相互作用3种处理,探讨养分可用性对种内、种间相互作用诱导的生物量和形态特征可塑性的影响。结果表明:不加养分处理中,鬼针草和大叶醉鱼草种内相互作用下的总生物量分别减少9.2%和14.4%,主要导致竞争效应,种间竞争不显著;加养分处理中种内促进作用占主导,二者分别增加35.1%和41.3%,大叶醉鱼草表现为种间促进作用,增加34.6%,鬼针草不显著。与对照相比,种内相互作用不加养分处理降低大叶醉鱼草根生物量和鬼针草的叶生物量,养分增加时提高大叶醉鱼草茎生物量,降低鬼针草比叶面积;种间相互作用不加养分处理提高大叶醉鱼草根冠比等特征,降低茎、叶生物量,增加鬼针草的茎生物量并减少其根生物量,加养时提高大叶醉鱼草根冠比和根生物量以及鬼针草的地径。这些结果说明,非生物环境条件可以通过影响种内与种间相互作用的强度而作用于植物的可塑响应。种内与种间相互作用诱导的可塑性之间的鲜明反差反映了两个物种生长和适应策略的显著差异:大叶醉鱼草和鬼针草分别是地下生长和地上生长占优势,种内相互作用分别导致更剧烈的地下竞争和地上竞争,而种间相互作用下二者可以避开各自的生长优势,实现资源利用的互补,因此竞争减弱,促进作用增强。这种策略有利于喀斯特生境适生植物物种在应对非生物环境挑战中更好地共存。

关键词：地上竞争地下竞争促进作用表型可塑性植物间相互作用适应策略