植物三维可视化研究进展

植物三维建模及其可视化系统基于植物的生理生态特性和形态特征进行研究,对于植物生长过程研究和自然景观再现均有重要意义。从基于模型的三维建模、基于图像的三维建模和基于扫描数据集的三维建模三个方面阐述了植物的三维建模研究进展,介绍了几何模型以及多个植物可视化系统软件的研究成果,总结了植物三维建模方式及其可视化系统存在的优势与不足,尤其是植物生理生态模型与形态模型可视化的耦合研究还有待完善,并对植物三维建模方式及其可视化系统的趋势进行了展望。     

基于COSMOSXpress的机械零件静态应力分析

利用SolidWorks中嵌入的COSMOSXpress插件,对自行设计的自动导航试验车导向轮支撑架进行应力分析,给出了建模基本方法及分析过程,并指出分析结果对结构改进的提示。研究表明:利用COSMOSXpress插件对机械零件进行应力分析,具有方法简单、容易实现等特点,可以使用在零件的设计过程中。     

基于网络药理学探讨余甘子治疗糖尿病及其并发症的机制

基于网络药理学方法探讨余甘子治疗糖尿病（DM）、糖尿病肾病（DN）、糖尿病足（DF）的作用靶点、信号通路及潜在的分子生物学作用机制。通过中药系统药理学技术平台（TCSMP）、PubChem数据库筛选出余甘子的有效活性成分及作用靶点;利用DisGenet及GeneCards获取与DM、DN、DF相关的靶点基因;将余甘子活性成分的作用靶点与疾病的靶点基因取交集,得到共同的靶点基因。运用Cytoscape 3.9.1软件构建“成分-靶点-疾病”网络图;借助STRING在线数据库构建蛋白互作PPI网络图,使用Cytoscape 3.9.1软件插件ClueGo对共同靶点进行基因本体（GO）分析和信号通路（KEGG）分析,筛选出潜在的信号通路,并分析其作用机制。通过筛选得到余甘子的有效活性成分有7个,余甘子作用于DM、DN、DF的靶点分别为116、76、34个,余甘子可同时治疗3种疾病的共同靶点有32个。GO富集分析结果显示,余甘子-糖尿病及其并发症的交集基因的生物功能主要涉及到凋亡过程的负调控、细胞增殖、细胞迁移、蛋白质磷酸化、磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）信号通路的正向调控等生物学过程。KEGG...     

基于网络药理学方法研究两面针抗肿瘤的作用机制

【目的】基于网络药理学构建两面针抗肿瘤的“活性成分-抗肿瘤靶点-抗肿瘤通路”等网络关系,预测其抗肿瘤的作用靶点并对其作用机制进行研究分析。【方法】以口服利用度（OB）及类药性（DL）为限制条件在中药系统药理学分析平台（TCMSP）数据库筛选出两面针主要活性化学成分,在Pharmmapper服务器上筛选和建立两面针靶点数据库。通过OMIM及其他数据库进行抗肿瘤相关基因及蛋白靶点筛选。使用R4.2.1软件做出两面针活性成分、靶点基因和肿瘤。靶点基因相交情况筛选两面针作用靶点。通过Cytoscape 3.6.1软件Merge及Union功能,建立了两面针“有效成分-肿瘤靶点”的可视化交互网络。利用STRING数据库构建抗肿瘤靶点之间的交互网络、PPI网络,利用DAVID数据库对靶蛋白进行KEGG通路注释分析,富集出生物通路,构建出“活性成分-抗肿瘤靶点-抗肿瘤通路”网络。选择其中一个关联度较高的活性化合物作为配体、KEGG富集结果中较为显著的信号通路所涉及靶点作为受体,对活性成分与核心靶蛋白进行分子对接验证。【结果】经筛选和分析获得两面针活性成分21个,抗肿瘤靶点14个,包括EGFR、ESR...     

小立碗藓原生质体再生过程中蛋白质相互作用网络分析

[目的]探明蛋白质间的相互作用对于阐明细胞生命活动的分子机制具有重要意义.[方法]应用Cytoscape平台中MiMI插件,进行磷酸化修饰蛋白质之间的相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络分析.采用基于DAVID分析系统对PPI网络中的蛋白质进行Gene Ontology (GO)富集分析.[结果]有5个磷酸化蛋白质(ATX1、AGL21、KNAT2、EOL2和VIP4)与其他33个蛋白质存在相互作用关系.这些PPI网络中的蛋白质主要参与分生组织的分生状态的维持,干细胞的发育以及基因的表达调控等生物过程.[结论]小立碗藓原生质体的再生机制可能与种子植物的胚后发育相似.     

玉米精准作业区农田监测数据分析与三维可视化

针对农田监测数据分析与三维可视化及可视化效果优化的需求,文中以国家"863"项目"玉米作物精准作业系统研制与应用"示范基地——吉林省农安县合隆镇陈家店村为试验区域,进行玉米精准作业区农田监测数据分析与三维可视化研究.首先,2015-2017年连续3年对玉米精准作业区试验田中土壤水分含量数据进行动态监测与采集,利用统计分析技术对该区域内的土壤4层水分含量数据做出线性分析;然后运用ArcGIS软件对试验田地块的土壤水分含量数据进行三维可视化研究;最后将辅助插件集成到AreGIS软件中,优化试验田地块土壤水分含量数据三维可视化效果.结果 表明:对玉米精准作业区农田环境进行动态监测的信息可用于分析农田的墒情变化规律;其数据经过分析处理后进行三维可视化是可行的,相比于常规的二维专题图表达,经过辅助插件优化后的农田监测数据三维可视化效果图展示的数据更直观、更自然、更清晰,对促进玉米精准作业的实施具有重大意义.     

基于网络药理学和分子对接技术探究珍珠烧伤膏辅助缓解疼痛的作用机制

本研究利用网络药理学结合分子对接技术,研究珍珠烧伤膏辅助缓解疼痛作用机制。利用中药系统网络药理学数据库和分析平台(TCMSP)挖掘烧伤膏中金银花、紫草、甘草、当归、黄芩和白芷的成分及作用靶点。通过UniProt等数据库查询靶点对应的基因,进一步通过Cytoscape3.8.2构建化合物-靶点(基因)网络。利用DrugBank数据库和GeneCards数据库检索疼痛的潜在靶点;采用蛋白质相互作用网络数据库(String)进行蛋白相互作用分析,通过Cytoscape 3.8.2软件构建蛋白相互作用网络;运用Metascape数据库对关键靶点进行基因本体GO富集分析和KEGG通路富集分析,探究珍珠烧伤膏辅助缓解疼痛的作用机制;采用AutoDock分子对接软件对活性成分与关键辅助缓解疼痛靶点进行验证。通过筛选得到珍珠烧伤膏复方中药的156种活性成分和245个潜在作用靶点;GO功能富集分析得到生物过程(BP)条目238个、细胞组成(CC)条目36个和分子功能(MF)条目57个;KEGG通路富集分析筛选得到200条信号通路,主要涉及癌症相关通路、PI3K-Akt信号通路、Hepatitis C信号...     

新疆绵羊SNP数据库系统的设计与实现

在当前生物信息学的研究过程中,通过对生物SNP数据的研究,可以了解生物的进化和发展过程,并找到影响其生长的基因。本文基于新疆绵羊SNP数据进行研究与设计,依据绵羊SNP数据的特性和系统要求,实现了新疆绵羊SNP数据库系统,为研究绵羊的科学工作提供了平台。     

基于GEO数据库分析番茄干旱胁迫关键基因与信号通路

为研究干旱胁迫对番茄生长的影响,本研究利用生物信息学分析方法筛选番茄干旱胁迫的关键基因,通过检索GEO数据库中关于番茄干旱胁迫的基因芯片数据,获取GSE39894和GSE106317两个数据集矩阵数据,利用GEO2R分析工具进行差异表达基因筛选,应用DAVID在线数据库对差异表达基因进行GO功能分析和KEEG通路富集分析,运用STRING数据库和Cystoscopes软件构建差异表达基因的蛋白互作网络,并使用MCODE及Cytohubba插件筛选出参与干旱胁迫的最显著模块及关键基因。本实验筛选出1583个差异表达基因,其中748个上调基因,835个下调基因,GO功能分析和KEEG通路富集分析表明,这些差异基因在代谢通路、次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导、苯丙烷生物合成等方面显著富集,蛋白互作网络分析筛选出K4C9D8＿SOLLC、K4B0Q1＿SOLLC、CB13＿SOLLC、PSBP＿SOLLC、K4BCF4＿SOLLC等10个关键基因,这些差异表达基因很可能是番茄干旱胁迫潜在的生物标志物。     

基于GIS和 .NET的插件式森林空间结构分析系统

针对森林空间结构分析复杂,计算量大,缺乏有效分析工具的现状,试图研建基于插件技术的森林空间结构分析系统以满足复杂多变的应用需求。采用.Net平台下的插件技术,基于C#开发语言,结合ArcGIS Engine 9.3组件开发包,建立了森林空间结构分析系统ASFSS,实现了“平台 + 插件”框架模式下的森林空间结构分析。用户能利用存放在Excel中的林分调查数据进行混交度、竞争指数、集聚指数分析,以及竞争关系分析和空间格局分析等。实现了基于GIS的森林空间结构的重建和可视化分析,为相关研究人员和森林经营管理者提供了方便快捷的分析工具。在该框架下,用户只需要增加或替换插件即可完成系统功能的扩展和升级,极大地提高了系统的移植性和扩展性,灵活的插件式设计为未来森林空间结构分析的升级提供了方便途径。图7参13